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研究生: 乃啟育
Chi-Yu Nai
論文名稱: 策略聯盟環境下城際客運排程規劃模式之研究
Scheduling Models for Inter-City Bus Carriers under Alliances
指導教授: 顏上堯
Shang-Yao Yan
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 108
中文關鍵詞: 多重貨物網路流動問題班次表車隊排程策略聯盟城際客運
外文關鍵詞: Alliance, Inter-city bus, Fleet routing, Timetable, Multiple commodity network flow problem
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  • 近年來城際客運業者將聯盟之觀念運用於城際運輸上,藉此提昇公司營運績效與競爭能力。然而,以往客運業者在配合策略聯盟的排班上,各家客運業者在進行策略聯盟後,僅就現行的班次表各自以人工方式進行局部的調整,未以系統最佳化方法調整其排班。另外,良好之車隊排程對城際客運業者的營運有相當大的影響,若排程不良,則將造成聯盟效益無法達到預期。因此,在既定的營運規模下,客運業者如何能在聯盟後,充分利用現有車輛資源以改善整體營運效益,則有賴完備的客運班次表及車隊排程。緣此,本研究建立數個聯盟聯合排班模式,幫助業者在聯盟後進行車隊排程及班次表的規劃,除可幫助客運業者評估聯盟的績效外,亦有助客運業者於策略聯盟過程中的談判與決策。
    本研究利用網路流動技巧建構數數個聯盟排班模式,此等模式將包含多個人流與車流時空網路,用以定式旅客與車輛在時空中的流動情況。此等模式可定式為多重貨物網路流動問題,屬NP-hard問題。最後本研究以國內城際客運業者之營運資料為例,進行實例測試與分析,測試發現結果良好,顯示本研究所構建之模式應可為未來實務上進行聯盟時之參考。


    Recently, inter-city bus carriers have increasingly entered into alliances with other carriers as a means of forming completely networks and gaining more efficient operations. Vehicle fleet routing and timetable setting are not only important in inter-city bus carrier operations, but are also related to alliance effects. The setting of a good timetable not only can enhance allied inter-city bus carriers’ operating performances, but can also be a useful reference for alliance decision-making. However, most of the allied bus carriers in Taiwan use a trial-and-error process for vehicle fleet routing and its scheduling formulation. They reciprocally iterate, construct and evaluate the schedule phases manually and independently, without optimization from a systemic perspective. Such an approach is neither effective nor efficient, especially when the fleet network become large, and can possibly result in an inferior feasible solution for carriers under alliance. Therefore, in this research, we developed several coordinated scheduling models by combining vehicle fleet routing and timetable setting, in order to help the allied inter-city bus carriers solve the most satisfactory vehicle fleet routes and timetables when they entered alliances.
    We employed network flow techniques to construct several coordinated scheduling models, including multiple passenger-flow and fleet-flow networks in order to formulate the passenger and bus fleet flows in the dimensions of time and space. The models are formulated as multiple commodity network flow problems which are characterized as NP-hard. Finally, to evaluate the models, we performed a case study using real operating data from Taiwan inter-city bus carriers. The preliminary results are good, showing that the models could be useful for inter-city bus carrier’s alliances.

    目 錄 摘要 I Abstract II 誌謝 III 目 錄 V 圖目錄 VII 表目錄 VIII 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究目的與範圍 2 1.3 研究方法與流程 3 第二章 現況概述與文獻回顧 4 2.1 長途客運業應用策略聯盟之現況概述 4 2.1.1 國內長途客運業應用策略聯盟之現況 4 2.1.2 相關政府政策與法令規章 7 2.2 文獻回顧 8 2.2.1 客運排程排班設計規劃 8 2.2.1.1 都市公車排程排班設計 8 2.2.1.2 城際客運排程排班設計 11 2.2.2 策略聯盟相關研究 13 2.2.2.1 策略聯盟之定義 13 2.2.2.2 策略聯盟在運輸上的相關應用 15 2.3 結語 18 第三章 模式構建 19 3.1 模式架構 19 3.1.1 基本模式假設 21 3.1.2 車流時空網路 23 3.1.3 人流時空網路 28 3.1.4 基本模式數學定式 31 3.1.4.1模式符號說明 31 3.1.4.2 數學定式 33 3.2 策略模式發展 34 3.2.1 平行式聯盟模式 34 3.2.2 互補式聯盟模式 34 3.3 單一業者營運模式 35 3.3.1 個別營運階段模式 35 3.3.1.1 模式符號說明 35 3.3.1.2 數學定式 36 3.3.2 合併營運模式: 36 3.4 營收合作方式 38 3.5 單一車輛定線及求解 39 3.6 結語 40 第四章 範例測試 41 4.1 客運業者營運資料分析 41 4.1.1 場站及路線資料 41 4.1.2 車種及數量資料 42 4.1.3 起迄旅客需求量資料 42 4.1.4 成本資料 50 4.1.5 票價資料 51 4.1.6 場站間行駛時間資料 52 4.1.7 各營運路線之車輛規劃容量 53 4.2 模式發展 53 4.2.1 模式規模 53 4.2.2 模式輸入資料 54 4.3 電腦演算環境及設定 55 4.3.1 電腦演算環境 55 4.3.2 相關程式設定 55 4.3.3 模式輸出資料 56 4.4 測試結果與分析 56 4.4.1 各模式求解結果之比較與分析 57 4.4.2 各模式之細部結果分析 60 4.4.2.1各模式服務率、承載率與轉運率之比較 60 4.4.2.2 聯盟前之各路線求解結果 61 4.4.2.3 客運聯盟對不同種類路線之影響 63 4.4.2.4 平行式聯盟路線於聯盟前後之服務情形 65 4.4.2.5 互補式聯盟路線對個別路線造成影響情形 69 4.4.2.6 互補式聯盟轉運旅客在轉運站中之停等 72 4.4.2.7 聯盟前後各路線發車班距情形 73 4.4.3 單一車輛定線結果 74 4.5 敏感度分析 75 4.5.1 聯盟路線旅次需求量 75 4.5.2 票價水準 77 4.5.3 聯合轉運路線票價優惠 78 4.5.4 車隊規模 80 4.5.5 車輛規劃容量 83 4.5.6 車輛營運成本 85 4.6 結語 87 第五章 結論與建議 88 5.1 結論 88 5.2 建議 90 5.3 貢獻 91 參考文獻 92 附 錄 96 附錄一 CPLEX Callable Library Code 96 附錄二 各聯盟模式求解結果 97 附錄三 敏感度分析求解結果 100

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