客运-货运共享出行下的资源整合潜力探索：城乡公交路线多车型公交调度与动态车辆容量分配的协同优化
最优化与控制
2025-09-25 v1
摘要
在全球城乡出行模式发展的背景下，传统的城乡公共交通系统普遍面临客流流失和运营亏损的严重挑战，导致公交频率和服务可靠性下降。为了打破需求下降-供给收缩的恶性循环，客运-货运共享出行（PFSM）作为一种创新的运营模式，可以通过整合公共交通网络资源和车辆富余运力，实现城乡物流与公共交通服务的协同效应。然而，PFSM改变了城乡公交系统的运行特征，带来了一些新的挑战。为了拓展相关理论并找到解决这些挑战的方案，本研究提出了一种以经济-效率-低碳为导向的资源重构策略，通过制定多车型公交调度与动态车辆容量分配的协同双层优化来解决城乡公交路线问题。改进了水母搜索算法，以解决传统算法在求解高维混合离散-连续优化时过早收敛的问题。对中国山西省两条城乡公交线的案例研究表明，所提出的方案在平均乘客出行时间增加19.46%的情况下，可将运营收入提高328.45%，并将货运碳排放减少19.12吨/年。敏感性分析从经济、效率和环境维度阐明了PFSM的关键参数。所提出的方法为城乡公共交通系统的可持续发展和农村物流的最后一公里问题提供了一些新的见解和解决方案，具有显著的经济增长和环境碳减排价值。
引用
@article{arxiv.2509.20017,
title = {Exploring the potential resource integration under passenger-freight shared mobility: collaborative optimization of multi-type bus scheduling and dynamic vehicle capacity allocation for urban-rural bus routes},
author = {Jiabin Wu and Zijian Huang and Linhong Wang and Yiming Bie and Yuting Ji and Jun Gong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.20017},
year = {2025}
}