郑州公交郭圆圆：智能链式排班技术，为公交集团节约3500万元成本

 链式排班已经在郑州开始应用。

8月中旬，由赛文交通网主办的第九届(2020)中国智能交通市场年会在杭州顺利召开，在同期举行的“中国智慧公交论坛”上，郭圆圆现场发表了《智能链式排班介绍及应用》主题演讲。

本文是由郭圆圆的演讲实录，赛文交通网进行了不改变原意的整理（有删减）。

随着我国经济、社会和科技的不断发展,人们对于出行的方便性、快捷性、安全性、舒适性、经济性等方面产生了多样化、多层级的细分需求。

近年来受地铁开通、共享单车发展等一系列外部环境影响，常规地面公交吸引力面临挑战，国内大部分公交企业客运量呈现逐年下降趋势，以郑州公交为例，自2013-2017年，郑州公交客运量以平均7.8%的速度逐年下  降，2018年通过创新运营管理改革后，取得一定的成果，2018年-2019年两年均实现运量和收入逆势增长。

受新冠疫情长期影响，2020年上半年，全国公交客运量恢复不足去年同期的50%，目前郑州公交运营公里投入达到去年同期80%的情况下，客运量仅恢复原来的60%。公交运营面临更加艰难的处境，目前国内大部分公交企业企业运转困难。

当前形势下，在实现资源优化匹配、供需平衡的同时，应深挖企业潜力，着力加大供给侧结构性改革，公交企业作为供给侧资源把控方，掌握劳动力、车辆、线路等多种资源，如何尽最大可能扩大有效供给，提高供给质量，是目前面临的主要问题。

通过智能链式排班技术，能够实现省人、省车、省时间，有效提高资源利用率，降低公交企业运营成本，同时省下来的人和车辆也可以作为开辟新的公交线路的资源，为公交企业的可持续发展提供有力保障。

公交排班现状

目前国内大部分公交企业线路排班多采用传统轮序式手工排班方法，这种轮序式手工排班方法存在一些问题。

第一，排班靠手工编排，需要调度员每天用手工的方式填表，计算趟次，劳动量繁琐，且容易出现错误。

第二，车辆周转时间预测不科学，受人工编排计划的限制，早晚高峰、平峰各时间段计划单程周转时间相同，与实际不符，由于受外界环境影响每趟车的车辆周转速率不一样，即每趟单程周转时间不一样，造成编制的行车作业计划无法按计划实施。

第三，车辆是按照部位顺序发车，即使车辆提前回来也要按照部位顺序等待下一轮的发车，所以场站中停时间即调度室调度时间普遍较长，目前平峰时间等待约30-60分钟，车长劳动效率普遍较低，造成公交企业司机资源严重浪费。

第四，目前的手工排班中，车辆调度时间和人员的休息时间是绑定的，这样降低车辆的利用效率，人员和车辆的调度休息时间是相同的，车辆与人员绑定，即人歇车也歇，车辆调度时间过长，车辆利用率不高。

第五，由于受到传统手工排班编制限制，存在人为压点卡点现象，造成运营速度低、车辆周转速率低，进而公交吸引力下降、客运量流失。周转时间的预测不仅需要考虑到天气、风力、风向、温度等自然因素也会考虑到节假日、季度、工作日、休息日以及特殊月份的影响。

（如上图）可以发现季度、温度、节假日、工作日等因素对周转时间的预测影响较大。

   链式排班原理

链式排班原理是在第一轮进行顺序排班的基础上，根据每一趟周转时间的不同，在后续发车中自动进行链式咬合排班，达到每一轮部位与班序都是紧密咬合，即优先返回主场区的车辆被优先安排最近发车点发车。

实现在保证运营服务的前提下成本投入最小，生产效率最优。

准确的线路周转时间是编制线路发车方案的前提，目前链式排班通过人工智能、机器学习和深度学习结合海量公交运营历史数据能够预测计算出无限接近现实的车辆周转时间。

公交周转时间是指公交车辆按照规定的线路运行所用的行程时间，一般由三个部分组成，包括上行行程时间、下行行程时间和上下行之间的副站停驻时间。公交周转时间是公交车辆有效运营管理的关键，因此公交周转时间的精确预测是实现智能链式排班管理的前提和基础，可有效减少乘客候车时间，提高乘车满意度，对于提高公交服务水平、增强公交吸引力意义显著。

在本次周转时间预测过程中主要采用xgboost算法，最终得到的周转时间RMSE为2.86。

目前链式排班主要包含单线路链式排班和区域多线路链式排班，其中区域多线路链式排班包含区域大线路支援小线路链式排班和区域多线路共享资源链式排班。其原理和特点如下：

一方面，单线路链式排班，对单条线路进行链式排班，避免了车辆长时间的调度等待时间，有效提高了车辆及人员的利用效率。

第二，区域大线路与小线路链式排班，主要实现同一场区内多条公交大线路支援小线路链式排班，首先大线路公交车辆主要安排跑大线路发车点，从大线路节省下公交车辆用来支援跑小线路、安排小线路发车点，其次大线路车辆在部位大间隔时间也用来支援小线路、安排小线路发车点。

第三，区域多线路共享资源链式排班，主要实现同场区内多条公交线路共享车辆和司机一起进行链式排班，对多条线路的多个时刻表一起共享车辆、司机对作业计划安排车辆和司机；相比单条线路链式排班更能节省车辆，进一步实现公交企业车辆资源利用的最大化。

   链式排班优势

链式排班优势主要包括三个方面。

第一，生产资料与作业计划高效智能匹配，提高公交企业生产效率。

通过链式排班能够一键实现线路车辆司机与线路作业计划，相比公交企业传统手工针对线路作业计划安排车辆司机更高效智能、更节省时间。

第二，优化生产资料配置，降低人力成本和购车成本，提高企业经济效益。

相比传统轮序式排班能够降低车辆司机在场等待时间、提高车辆在岗时间，进而能够提高车辆司机利用率并从当前线路配车中节省少许车辆司机，并且从当前线路节省下来的公交车辆和公司机可以去跑定制公交、网约公交、公交电话约车或投入到新开的公交线路上使用，从而降低企业人力成本和购车成本和提高公交企业生产效率。

第三，深挖公交企业海量数据辅助公交运营模式改革、提高公交企业运营水平。

通过当前先进的大数据存储技术、云计算技术、机器学习和深度学习技术能够结合海量历史车辆运营数据预测出无限接近现实的车辆周转时间，预测出的车辆周转时间真实性是线路车辆和作业计划智能匹配并应用于实际运营中的关键前提；最终使公交企业线路车辆和作业计划匹配更高效、更智能，更准确，进一步提升公交企业信息化、数字化和智能化水平。

   郑州公交链式排班应用情况

先谈谈单线路链式排班，这是（如上图）312路链式排班前运营情况。

这是（如上图）对比312路智能链式排班技术应用情况：减少了车辆的使用，提高了车辆高峰在线率，提高了劳动效率，每年车辆投入成本减少了约300万元。

还有双线路链式排班，这是（如上图）我们B17、191路链式排班前运营情况。

使用智能链式排班效果分析发现，节省车辆和人员，提高了人均班产。每年车辆投入成本减少约1800万元，人员成本减少约153.6万元。

这是多线路链式排班，这是（如上图）S105、S107、S159路链式排班前运营情况

使用智能链式排班效果分析后，提高车辆在线率，提高劳动效率，提高人均班产，每年车辆投入成本减少约1200万元，人员成本减少约67.2万元。

这个是（如上图）郑州公交三个实验方案共节约年成本情况。