你可能不太了解一种公共交通—需求响应式公交（DRT）

公共交通相信大家都非常熟知，那对于需求响应式公交（DRT）你了解多少呢？每一次发单的背后，又有什么样的模型支撑呢？让我们先了解一下今年4月发生在杭州的一则新闻【微头条 | 这种公交车花样噶多，杭州交警盯牢了…】。

——近日，杭州交警联合杭州公交集团、滴滴出行公司从4月7日在三墩北、转塘区域试点推出了“数字预约公交”服务。正式上线试运营一周至今，5条预约线路的客流逐日提增，运营客流总量达3251人次，受到了广大市民朋友的热烈欢迎。

这里提到的数字预约公交，其实也就是DRT的一种，下面让我们了解一下DRT以及DRT背后科技的“前世今生”。

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快速了解DRT

顾名思义，DRT是先需求-后响应的预约定制型公交。它属于定制公交的一种服务形式，指“通过整合出行起讫点、出行时间等相近出行需求，提供预订的车次或线路的一种多元化、集约化、高品质的公共交通服务形式” 。
作为灵活性公交的一种，DRT的历史不长，是20世纪70年代起在欧美逐渐形成的。最初主要通过电招的方式预约行程（Dial a Ride），也就是电话叫车发出需求预约申请。随着互联网时代的到来，手机的普及让出行更加便利。用户通过向系统发起即时或预约的出行需求，系统可根据算法将匹配到的车辆以不固定的时间、站点和线路的形式来满足用户需求，而当用户量一定的时候，就足以实现开通一班需求响应式公交的要求。
在疫情席卷全球的紧急关头，DRT作为点对点出行的创新出行形式，又再一次的进入人们的视野。3月，由滴滴科技生态与发展部主办，两位中国工程院院士，北京交研院院长，WHO中国区负责人等专家齐聚参与的云研讨会上，与会专家多次同时提到，“多元化的响应式交通大幅提升了城市公共安全保障能力”。【清华大学-滴滴未来出行联合研究中心举办云研讨会，共话交通大数据“战疫”】

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技术解读DRT

需求响应式公交作为多元化响应式交通的创新形式，它的必要条件为：有可确定时间的出行需求，有平台支撑，有算法满足。
以下的技术解读，将带你更好地了解这一创新公交的模型情况。这套算法是滴滴和UIUC的欧阳彦峰教授科研合作的成果，并在交通领域顶会TRB 2020会议上进行展示，且已经收录进TRR期刊。（Shiyu Shen, Yanfeng Ouyang, Shuai Ren, Mengke Chen, Luyun Zhao. Zone-to-Zone Demand Responsive Transportation Systems: Design and Implementation, 99th Transportation Research Board Annual Conference. January 13-17, 2020. )
DRT（需求响应式公交）的使用方法其实非常简单明了。乘客只需在APP中选择自己期望出发的时间区间，以及自己的起终点，即可进入后台算法的需求池中进行匹配，寻找可由合适公交车辆串联在顺路路径当中的小伙伴。在满足N人成行的拼乘条件后，乘客将得到系统通知，或选择进入下一个时间区间的匹配等待中。

基于这个概念，我们提出了一种能够服务于不同区域间乘客需求的DRT应用服务设计框架，以满足不同区域间运营的需要。

规划设计阶段

在规划设计阶段，我们建立了一个连续近似模型（Continuous Approximation Model），该模型能够基于既有运营区域现状和历史出行需求密度，通过决定资源分配参数（运营区域边界及车队规模）和车辆运营参数（平均发车间隔）来优化系统运营效率。

路径规划阶段

基于以上的概念设计，我们明确了DRT所适宜运营的区域、站点、车辆以及时间。为了更好地匹配用户的动态需求，在路径规划阶段，我们建立了一个混合整数规划模型（Mixed Integer Planning Model）来决定乘客、站点与车辆间的匹配关系，并规划出具有更高收益的路径。模型求解采用了一种包含改进的节约算法和模拟退火算法的混合式算法，可以在短时间内高效地获得结果。

这一理论模型被应用在青岛市黄岛区大学城区域的实际运营中，通过规划设计模型进行了基于实际路网的运营区域规划，候选站点设计，和运营班次计算等。
基于滴滴平台内该区域的历史运营需求数据，我们采用了多组样本数据来验证所设计的框架可行性，数据结果显示相比于传统的“先到先得”的车辆拼乘服务，新的需求响应式公交（DRT）服务能够为该区域的公交车辆提供更为高效的动态拼乘运营服务。如下图为采用2辆车承接53个乘客需求的路径规划示例。

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线下运营DRT

经过前期的理论论证后，滴滴最早是在2019年与青岛真情巴士合作，将这一服务投入了真实的线下运营，并在出行可达性，乘客满意度以及车辆运营效率三个方面取得了显著的成效，后续也陆续在西安，杭州等地上线。

1/出行可达性提升

以青岛动态公交服务为例，在动态公交服务开展前，青岛理工大学新校区校园内只有805路公交车，学生通过公交出行从教学楼出发到校外，只能乘坐805路公交车到达有限区域，若去往非805路公交线路站点覆盖的区域，需再换乘其他公交线路。
动态公交服务开通后，青岛理工大学新校区教学楼至其周边约30平方公里范围内的公交站点，都可以乘坐动态公交直达，扩展了青岛理工大学学生半小时生活圈。下图展示了动态公交开通前后，从青岛理工大学新校区教学楼出发，半小时（包括步行时间、平均等车时间、乘车时间以及换乘时间）内可达范围。

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2/乘客满意度提升

需求响应式公交为乘客提供了出行时间短、少换乘、舒适、价格实惠等方面的价值。
根据对青岛动态公交乘客调研的结果，使用动态公交最主要目的为购物娱乐，其次为通勤。其中65%的乘客使用动态公交之前主要使用普通公交，而30%的用户之前主要使用出租车、网约车、私家车等小汽车出行。
对于先前使用小汽车出行的用户，他们选择动态公交的主要原因是不需要换乘（68%），出行总用时短（53%）以及等待时间少（47%），相比使用小汽车，使用动态公交使38%的用户每次出行节省5-10分钟，38%的用户节省10-20分钟。此外在价格上，45%的用户每次出行节省10元左右。

3/车辆运营效率提升

仍以青岛为例，自2019年1月开始，青岛真情巴士在青岛黄岛区共投入10辆14座公交车。2019年9月正式开始采用新的DRT（需求响应式公交）模式。
在2019年9月前，周日均里程复用率约为2.0 - 3.0，单车日载客峰值80人。而在采用了DRT新型算法之后，也就是9月后，周日均里程复用率达5.0+，运营效率提升50%以上，单车单日载客峰值242人，客运量提升2倍以上，极大地提高了运营效率。

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运用此套DRT算法，滴滴已经在青岛，西安，杭州等地落地需求响应式公交服务。未来滴滴也持续期待能同各界共创，运用多元化的响应式交通更好的满足乘客的的出行需求。
滴滴，让出行更美好！

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