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正如作者在前言中所述，本书与同类教材相比具有鲜明的特色，是一本既有理论深度又与实践紧密结合，广泛适用于研究人员、教师、本科生、研究生以及公交实践人员的优秀教材或教学参考书。希望本书能对我国公共交通规划与运营领域教学活动中的课程体系建设和教学内容改革发挥积极作用，同时也能对公共交通规划与运营的实践活动给予一定的帮助和指导。
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| 內容簡介： |
1 公交规划概述和数据采集的必要性（第1，2章）；
2 公交时刻表的设计与优化、车辆行车计划和司售人员排班（第3～9章）；
3 乘客需求和客流分析（第10，11章）；
4 围绕运营计划和乘客行为的公交服务、路网和线路设计（第12～17章）；
5 公交服务可靠性、运营策略和公交运营规划的未来发展趋势（第18～20章）。
本书中更新内容较多的章节包括第5，8，12和15章，新增章节包括第13，14和19章。
以上含有定量分析的章节，都在各章结尾提供了习题，以便帮助读者理解和掌握各章内容（除第1，2和20章之外），书后附有习题答案。各章的*后一节是文献综述与延伸阅读（除第1，7章外），这样编排的目的是将核心内容放在每章的前面，只是在结尾为部分感兴趣的读者提供参考文献，以便其进一步延伸阅读。
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| 目錄：
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第1章公交服务规划介绍11.1撰书动机21.2实际规划步骤分解41.3服务、评价标准及相关问题91.4公交服务的可行性分析131.5其他章节概述14参考文献16
第2章数据需求和采集192.1引言202.2数据采集技术212.3数据需求232.4基本统计工具262.5文献综述与延伸阅读31参考文献35
第3章发车频率与发车间隔的确定393.1引言413.2最大客流站点调查方法423.3断面客流跟车调查方法443.4选择站点调查或跟车调查的准则483.5结论两个示例513.6文献综述与延伸阅读60习题62参考文献63
第4章时刻表的编制654.1引言674.2目标、可选时刻表和比较指标684.3平滑过渡的均匀发车间隔724.4平均载客量均衡的发车间隔754.5自动化、测试和结论794.6文献综述与延伸阅读87习题89参考文献90
第5章先进的时刻表优化与协同935.1引言955.2单个车辆的均衡最大载客量955.3兼顾均匀发车间隔和均衡平均载客量的时刻表1025.4基于多目标规划方法的时刻表1095.5最优化、运筹学和计算复杂性1135.6固定车队规模的最小乘客拥挤度时刻表1155.7最大协同算法和运筹学模型1215.8文献综述与延伸阅读131习题136参考文献137
第6章车辆行车计划编制Ⅰ： 固定行车计划1416.1引言1426.2确定单线路的车队规模1446.3多线路车辆调度问题精确求解实例1466.4求解固定行车计划的车辆调度的最大流法1486.5插入空驶车次的逆差函数模型1516.6有场站约束的车辆行车计划编制1616.7文献综述与延伸阅读165习题168附录6.A最大流问题170参考文献175
第7章车辆行车计划编制Ⅱ： 可变行车计划1777.1引言1787.2固定行车计划条件下车队规模下限的确定1797.3可变车次发车时间1837.4可变行车计划条件下车队规模下限的确定1897.5缩减车队规模的过程1927.6车辆行车计划编制实践1987.7均衡载客量时刻表的检验和思考199习题203附录7.A行车计划编制软件实例205参考文献207
第8章行车计划中的车辆类型和大小2098.1引言2108.2概述及优化架构2118.3基于逆差函数的车辆类型计划问题2138.4基于逆差函数的车辆类型计划问题示例2168.5多类型行车计划问题的最小费用流方法2238.6车辆类型选择2278.7最优公交车辆大小： 文献综述229习题234参考文献236
第9章司售人员排班2399.1引言2409.2基于人员成本最小方法建立车次链2419.3数学求解方法2489.4案例分析： 新泽西通勤铁路2529.5人员轮班2569.6文献综述与延伸阅读261习题265附录9.A最短路径问题267参考文献270
第10章乘客需求27310.1引言27510.2公交需求、影响因素和需求弹性27510.3需求预测方法及过程示例28110.4多项式logit模型MNL28610.5文献综述与延伸阅读OD估计288习题291参考文献292
第11章路径选择与客流分配29511.1引言29711.2基于等待时间策略的路径选择29711.3线路乘客分配比例30011.4有规律到达车辆的乘客比例30211.5基于路径选择的客流分配30411.6文献综述与延伸阅读306习题312参考文献312
第12章公交服务设计： 要素、停车泊位及站点位置31512.1引言31612.2公交服务设计要素31712.3基于车辆行车计划编制的停车泊位冲突解决方案32212.4最佳站点设置基于路网的理论探讨32712.5不平坦地形下公交站点的选择33412.6文献综述与延伸阅读339习题342参考文献344
第13章协调性与衔接性： 指标和分析34713.1引言34813.2衔接性指标35013.3线路间及多出行方式间路径薄弱点的检测35813.4检测衔接网络中的瓶颈35913.5公共交通供给均等化36613.6文献综述与延伸阅读369习题369参考文献370
第14章协同性与衔接性： 行为方面37314.1引言37414.2心理因素对乘客换乘意向的影响37614.3车外时间变化对乘客换乘决策的影响38214.4基于路径选择的出行时间与费用节省最小可觉差38914.5有计划与无计划的换乘： 决策者指南39314.6文献综述与延伸阅读398习题400参考文献401
第15章线网线路设计40515.1引言40615.2目标函数40815.3方法和案例41515.4需求变动下的公交线网设计42115.5实际规模公交线网的设计方法43515.6公交线网中优先车道互连的思考43715.7文献综述与延伸阅读439习题445参考文献447
第16章区间车设计45116.1引言45316.2主要方法45316.3候选区间点的确定45416.4删减发车车次的方法45616.5最大化延伸区间车车次46216.6文献综述与延伸阅读467习题469参考文献471
第17章机动班车和支线服务47317.1引言47517.2单条圈点班车线路所需的最小车队规模47617.3路径选择策略47817.4仿真模拟48017.5案例分析48417.6乘客调查问卷48817.7最优路径设计： 基本网络49017.8最优路径设计： 算法49417.9实施策略49717.10文献综述与延伸阅读499习题504参考文献505
第18章服务可靠性与控制50718.1引言50918.2可靠性指标和不可靠服务的来源51118.3可靠性变量建模51618.4站点乘客等待时间52018.5先进的数据采集技术和控制52418.6解决可靠性问题的技术52718.7文献综述与延伸阅读534习题542参考文献543
第19章运营战略与战术54719.1引言54919.2多智能体公交系统MATS54919.3路段上的车辆交会55219.4协同换乘仿真模型55919.5协同换乘目标下的控制发车与跨站策略56419.6基于车间通信的公交换乘协同57319.7文献综述与延伸阅读585习题587参考文献588
第20章公共交通系统运营前景展望59320.1引言与换乘新概念59420.2自动化公共交通系统的发展59720.3双向单梁高架公交案例59920.4文献综述与延伸阅读60220.5结束语608参考文献608
习题解答611
专业术语中英文对照表623
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序言
谨以此书献给我的父亲Samuel，他在一家大型公交企业作为驾驶员和财务人员工作了30多年；献给我的母亲Anna,祝愿她健康长寿。首先，非常感谢北京交通大学关伟教授承担了本书中文版的翻译工作，关伟教授及其团队也是2010年本书第1版的译者。需要指出的是，本书第2版中有23的内容来自于第1版，另外13的内容来自于近年研究的新成果。我很高兴看到从2010年至今，有很多中国学生和研究人员使用本书中文第1版。我每年到中国访学时，都会注意到有许多中国学生带着本书2010年的中文版来参加我的讲座和研讨会，甚至在美国、欧洲、澳大利亚和新西兰，也能看到中国学生带着2010年中文版来上课的类似情景。毫无疑问这是本书内容引起越来越多关注的一个指标，我相信中文第2版的出版将继续提高其关注度。为此，这里引用阿尔伯特爱因斯坦说的一句话： 努力不是为其成功，而是为了其价值。能否成功引入新的概念和方法，在某种程度上是评价一本专业书籍价值的依据。通过学习书本的内容，要能够激发读者的想象力，该理念也是本书第2版撰写的指导方针。最后，我以阿尔伯特爱因斯坦的另一句话作为结束语： 教育并不是单纯学习知识，而是训练头脑如何去思考。
于新西兰奥克兰2016年3月Avishai Ceder教授从1981年起作为访问教授就曾在美国麻省理工学院等讲授公共交通运营规划等课程，是公共交通领域国际著名的学者，现任新西兰奥克兰大学交通研究中心主任。自2007年起，Avishai Ceder教授多次到北京交通大学交通运输学院访问讲学，并介绍了凝聚他30多年研究成果的专著《公共交通规划与运营理论、建模及应用》（第1版），该书由Elservier公司于2007年出版，并被国外多所大学选作教材或教学参考书。2010年，《公共交通规划与运营理论、建模及应用》的中文版由清华大学出版社出版，国内一些大学将其选作公交方面课程的教材或教学参考书。2016年，Avishai Ceder教授在第1版的基础上，完成了《公共交通规划与运营建模、应用及行为（第2版）》的工作，该书由Taylor & Francis集团旗下的CRC出版社出版。与第1版相比，第2版更新和增加了其中大约13的内容，诚如书名微调所体现，这一版重点增加了公交出行乘客心理和行为、公交运营策略等方面的内容。在第1版中文翻译工作的基础上，经过团队的共同努力，《公共交通规划与运营建模、应用及行为（第2版）》的中文翻译工作终于完成。正如作者在前言中所述，本书与同类教材相比具有鲜明的特色，是一本既有理论深度又与实践紧密结合，广泛适用于研究人员、教师、本科生、研究生以及公交实践人员的优秀教材或教学参考书。希望本书能对我国公共交通规划与运营领域教学活动中的课程体系建设和教学内容改革发挥积极作用，同时也能对公共交通规划与运营的实践活动给予一定的帮助和指导。全书由关伟负责统译和统校工作。北京交通大学高自友教授为本书的翻译工作提出了许多宝贵的建议。除参加第1版翻译工作的人员外，重点参加第2版翻译工作的教师有黄爱玲、李宝文、马继辉、张文义、熊杰等，研究生有江世雄、郭戎格、郑思瑶、韩光胤、周传钰、段畅、王俊兵等。这里特别感谢北京交通大学交通运输学院城市公共交通课程组的各位老师，他们有5年使用本书作为教材的实践教学经验，为本书中文版的修改提出了很多宝贵意见。本书的出版得到了国家重点基础研究发展计划（973计划）项目（编号： 2012CB725403）和国家自然科学基金重点项目（编号： 71621001）的支持，在此表示衷心感谢。由于译者水平所限，书中翻译内容不准确甚至错误之处难以避免，恳请专家学者和读者指正。
关伟于北京交通大学2010年4月本章提纲
撰书动机本书特色本书结构评语
撰书动机下面这个故事，可能会帮助读者理解本书的撰书动机： 一艘大船在汹涌澎湃的海面上航行，船长的女儿正在甲板上开心地玩耍。突然，一阵狂风袭来，小女孩被卷入了大海。船长急忙命令水手们下海救人，但是却没有人敢冒这个险。情急之下，船长只能向旅客们求助，并承诺给下海救人的英雄一笔巨额赏金。这时，一个大胡子男人奋不顾身地跳了下去，水手们急忙抛下救生艇，最后这个男人成功地把小女孩救了回来。船长非常兴奋地上前拥抱那个英雄以示感谢，但是大胡子男人却一把推开了船长，愤怒地吼道： 刚才是哪个混蛋把我推下去的！以下是推动我撰写本书的动力。在1967年至1971年之间，我是以色列国家公交公司EGGED的一名驾驶员，这家公司作为世界上最大的公交公司之一，拥有4000多辆公交车。在取得公交驾驶员驾照之前，我曾经学过公交方面的理论知识。但是拿到了公交驾驶员驾照之后，我却不知道该如何应用这些理论知识。第二个撰书动机源于我在EGGED从事咨询工作的经历（19751985年），那段时间我每天都要处理大量公交运营和规划问题。第三个撰书动机源于1981年我应邀在美国麻省理工学院与Nigel Wilson教授共同讲授一门公交运营规划的暑期课程，该门课程在2003年之前一直是麻省理工学院的必修课。从2006年至今，我与墨尔本莫纳什大学的Graham Currie 教授共同讲授两门公交方面的短期课程。事物总是无心插柳柳成荫。迄今为止，我已经在阿德莱德、奥克兰、波士顿、布里斯班、加利福尼亚、中国香港、以色列、墨尔本、罗马、珀斯、悉尼、惠灵顿等地讲授过公交运营规划课程。在公交领域，我积累了长达40余年的教学、科研和现场经验，因此，希望本书能够为从事此领域工作、学习的教师、研究人员、学生和公交实践人员提供一些帮助。本书特色本书中有23的内容来源于2007 年出版的第1版，其余13的内容为更新和新增内容。书中使用简洁的公交一词来表示公共交通。本书旨在为全世界的公交实践人员和研究人员建立有效的沟通桥梁，促成两者之间更多的合作和互动，以便共同改善公交服务水平。亨利福特曾经说过： 失败乃成功之母。因此，本书将包括两类内容： ①已实施的公交服务，以及以往的经验教训； ②新的概念和理念。本书的主要特色是各章之间相对独立，并对公交领域内的大量文献进行了综述，此外，各章还提供了参考文献以供读者进一步阅读。部分含有数学模型的章节，对于公交实践人员来讲可能不易理解，但仍希望他们能抓住问题的实质，并认真阅读其中的实践案例。同时，研究人员可能会发现某些内容过于冗赘，然而，这些冗赘对于公交实践人员和本科学生却很有必要。鉴于此，本书的撰写原则可概括为： ①问路两次胜过迷路一次； ②确定性优先于简洁性。本书结构每章的开头是学习指导，旨在为公交实践人员提供一些实用信息。学习指导建议公交实践人员可以忽略各章中理论性较强的部分，因此可以帮助他们更好地掌握各章重点。本书结构在第1章中有所描述。总的来说，讨论了以下5个主题：1 公交规划概述和数据采集的必要性（第1，2章）；2 公交时刻表的设计与优化、车辆行车计划和司售人员排班（第3～9章）；3 乘客需求和客流分析（第10，11章）；4 围绕运营计划和乘客行为的公交服务、路网和线路设计（第12～17章）；5 公交服务可靠性、运营策略和公交运营规划的未来发展趋势（第18～20章）。本书中更新内容较多的章节包括第5，8，12和15章，新增章节包括第13，14和19章。以上含有定量分析的章节，都在各章结尾提供了习题，以便帮助读者理解和掌握各章内容（除第1，2和20章之外），书后附有习题答案。各章的最后一节是文献综述与延伸阅读（除第1，7章外），这样编排的目的是将核心内容放在每章的前面，只是在结尾为部分感兴趣的读者提供参考文献，以便其进一步延伸阅读。评语一本专著的成功之处在于引入新的理念和方法。除了帮助读者掌握书中的内容以外，还要激发他们进一步思考的动力，这一指导思想也将贯穿本书始终。本书力图使用诙谐幽默的写作手法，正如英国著名剧作家萧伯纳所言： 当一件事看起来滑稽可笑时，就需要用心发现它背后隐藏的真相。很多人都建议我撰写专著的时候要尽可能采用幽默诙谐的写作手法，因此在各章的学习指导中，我采纳了大家的建议。
Avishai Avi CederAuckland, New Zealand, Haifa, Israel首先，再次感谢为本书第1版做出贡献的所有人。第2版中有23的内容来源于2007 年出版的第1版，其余13的内容为更新和新增内容。其次，特别感谢我奥克兰大学以前和现在的博士生。在过去的7年里，我与他们在新的科研方向上共同探索前行，共享提出新理念与新方法的欢欣喜悦。感谢Subeh Chowdhury博士（目前是奥克兰大学的员工）在换乘点公交用户行为方面的研究；感谢Stephan Hassold博士（新西兰航空的OR分析师）在不同车型条件下时刻表和行车计划编制方面的出色工作；感谢Supun Perera对文献综述更新所做的贡献，我们之间有很多愉快的交谈。同时也对我目前在读的3位博士生表示感谢： Tao Liu非常努力，在公交实时控制方面做了很好的工作；Mahmood Mahmoodi Nesheli非常勤奋，在公交运营策略建模方面做了前沿性的研究；Mahdi Amiripour以极大的热情投入公交网络设计方面的研究工作。最后，衷心地感谢我的妻子Selina （史兰）对我的鼓励、爱和理解。感谢我的三个儿子和儿媳Roy和Roni，Ohad和Liat，Dror和Valerie，我的七个孙辈Eran,Elad,Yael,Yahli,Naama,Gefen和Jonathan，感谢我的妈妈Anna，我的兄弟Tuli，Hagai及所有帮助我完成本书第2版的亲人们。欢迎读者对本书提出反馈意见。
1.1撰书动机撰写本书的一个基本出发点是： 提高公交吸引力，使乘客使用公交服务就像让人们吃薯条一样一旦开始就很难停下来。然而，当前所面临的主要问题是： 当公交服务与私家车存在竞争时，如何设计和实现一个合理的公交系统，使其可以提供最好的服务。在第1版的基础上，本书从乘客服务的角度阐述了公交系统设计的方法，目的是提供吸引人且切实可行的公交服务，并从公交企业的角度提出了降低成本、提高效率的方法及措施。撰写本书第1版（Ceder,2007）的动机之一是1947年8月出版的由Rainville所著的《公共交通运营计划编制指导手册》（Bus Scheduling Manual： Traffic Checking and Schedule Preparation）1982年再版仍在公交企业中被普遍使用尤其在美国。这本指导手册开篇如下： 本手册当今1982被视为编制公交行车计划的经典参考书。它代表了人们近30年来在此领域总结实践经验得出的成果，其中许多实践经验在今天看来仍然奏效。图1.1左边是手册封面，右边是书中一张测量车距设备的图片。仍在使用此手册的公交企业可能会质疑： 手册中针对客流量、车辆运营时间、发车频率和司售人员排班的处理方法是真的经典呢，还是已经过时了？下面的结论将引发人们的思考： 手册中对上述要素的处理方法在今天已不适用，我们应该利用现有计算机技术所提供的强大计算能力和先进的建模方法，提出更适用于当今公交系统的规划方法。但值得肯定的是，1947年手册中有关公交活动规划过程的一些基本概念当前仍然适用。图1.1著名的 经典参考书： 1947年版《公共交通运营计划编制指导手册》1998年，基于公交领域对先进知识的培训需求，美国公交合作研究计划Transit Cooperative Research Program, TCRP资助Pine等人编写了公交调度培训指导书《报告30》1998。然而，《报告30》既没包含甚至也没提到任何关于公交调度方面的研究尽管当时存在很多相关研究。此外，书中竟没有提及任何参考文献。实际上，此报告仅仅是为初学者提供非常基础的培训资料；从概念角度来看，它几乎就是1947年手册的复制品，但它强调了调度是一项具有技术含量的工作。或许下面所讲的故事可以简要总结本书的撰写动机： 两名欧洲制鞋工厂的市场销售人员被派往非洲调查当地鞋子的市场潜力。几天过后，两人各发了一份传真到经理办公室。第一份上写着： 没机会，每个人都光着脚。第二份上写着： 大把机会，每个人都光着脚。本书将采纳大把机会的观点。撰写本书第1版的另一个动机是： 实际工作中使用的公交服务计划、运营和控制等一系列标准和准则见1.3节对服务质量起决定作用。如果结果显示当前的公交服务质量达到令人满意的水平，那么显然这些标准和准则是有效的。然而，现行的公交服务在很多方面有待改善，一些标准和准则需要修改甚至替换。就像1947年版的手册一样，尽管当时被视为完美，如今看来却有很多不足甚至错误之处。我们可以推测现有书籍中罗列的绝大多数标准和准则，是依据人们主观判断或管理经验所得，而非经过研究所得，因此，这就促使人们开发新的研究工具和方法来进行一些改进讨论见1.3节。本书描述了公交运营规划问题，总结了不同的解决方法，并且论述了一些新方法。这些新方法吸收、集成了以往的研究成果，并且对航空、铁路、公交和水运4种主要运输方式基本适用。首先，公交、铁路和水运的规划过程很相似，但鉴于航空有其自身特点，本书对此不作讨论；其次，因为公交活动和问题的多样性，在一定程度上，铁路和水运可以看作公交的特例；最后，本书提出的方法力图让研究和实践人员感觉比现行方法更容易实施，并具有更大的灵活性。1.2实际规划步骤分解公交运营规划过程一般包括4个基本过程，通常按下面的顺序进行： ①线网设计; ②时刻表编制; ③行车计划编制; ④司售人员排班Ceder和Wilson,1986；Ceder,2001,2002，2007。图1.2表示这4个具体过程的系统决策顺序，且前一过程的输出将成为后续过程的重要输入。表面上图中每个过程都具有独立性和序贯性，实际上，后续过程的决策也会影响前面的决策。为了最大程度地发挥公交系统的能力，以使其运力和效率最大化，因而可能会并行处理上述4个过程。有时由于反馈过程的需要，这4个过程也会循环执行，但是用这种并行或循环规划的方法处理大中型车队时过程会非常繁杂，这时最好还是利用各环节的顺序关系，独立处理各个过程。图1.2通用公交规划过程功能图解系统结构公交规划过程的定量分析方法主要零散地分布在一些相关专业书籍和各种规划软件中。在过去的30年中，人们对图1.2所示的4个规划过程（线网设计时刻表编制行车计划编制司售人员排班）作了大量的计算机化研究，旨在使调度工作更有效、更可控和更灵敏。第2～11届国际公共交通计算机辅助计划研讨会CASPT2006年更名为公共交通高级系统会议对这些成果作了最好的总结，会议出版的专辑包括： Wren1981，Rousseau1985，Daduna 和Wren1988，Desrochers和Rousseau1992，Daduna等1995，Wilson1999，Voss和Daduna2001，Hickman等2008。第十届（Leeds,UK,2007）、第十一届（Hong Kong,2009）和第十二届（Santiago,Chile,2012）会议的相关研究，成果可见会议论文集，其中的优秀论文已（或即将）发表于斯普林格出版社的新期刊Public Transport Planning and Operations。读者可通过网站http：www.caspt.org 了解更多关于CASPT的信息。此外，网站上还有大量公交调度方面的商业软件，表1.1列出了其中一些比较常见的软件。由于大多的规划软件都基于静态数据，因而也仅提供静态的计划编制功能。功能强大的软件应具有灵活性，以适应公交服务和工作计划不断调整的需求。例如，尽管司售人员排班所涉及的因素基本相似，但如果每个企业都有各自个性化的需求，则软件需要灵活适应企业的特定商业模式和经营理念，并考虑劳动合同法律法规、工作时间协议及员工个人偏好等因素。在先进的智能算法基础上，软件要能够自动生成或辅助管理人员编制优化的计划。同时，软件还需要具备信息整合、决策分析与趋势预测等高级功能，为企业管理提供更有力、高效的支持。此外，随着其智能化程度的提高，软件也应能更有效地对人、车等多种资源进行一体化规划。
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