第三章 模式構建
3.1 模式基本假設
本研究假設如下列所述:
一、 假設需求反應式公共運輸服務(Demand Responsive Transit Service, DRTS)運 行於一由長為L公里,寬為W公里所組成的矩形服務範圍內,如圖3.1所示。
二、 假設矩形服務範圍內,由需求反應式公共運輸服務提供唯一之聯外接駁運輸 服務 (feeder service),大眾運輸轉運站點設置於短邊中點,如圖3.1中S點所示。
另假設矩形服務區域內所有運輸需求皆由此服務來滿足。
圖3.1 需求反應式公共運輸服務區示意圖 三、 矩形內提供之運輸服務型態分為兩種:
1. 在矩形區域中央,兩短邊中點之連線,有一主要之廊道,此廊道上提供固定 班次之運輸服務滿足其需求。而主要廊道外之支線需求,則由主幹線之車輛 進行一定限制之彎繞接載。此範圍為彎繞型公車服務區,如圖3.2所示。
圖3.2 彎繞型公車服務區服務形式示意圖
於3.2圖中,A、B車皆為主幹線車輛,主要接載主幹線上之運輸需求,另 透過彎繞接載支線之乘客,如圖所示,A車從駐車點出發,行駛路線為虛線箭 頭,共進行三次彎繞接載支線乘客。B車行駛路線則為實線箭頭,共彎繞兩次 至支線接載乘客,每車每次彎繞最大長度不超過l公里。因此圖中中央色底之 區域,即為彎繞型公車服務之區塊。
2. 假設主幹線彎繞長度及時間有一定之限制,因此未被彎繞服務到之支線需求 (主服務區域外) 則額外派遣車輛進行完全彈性運輸服務。兩服務方式詳細假 設則分別於後續小節詳述。如圖3.3所示。
圖3.3 主服務區外公車服務區服務形式示意圖
於3.3圖中,上下兩處色底之區域,為主服務區外公車服務區,此區域車
輛提供無法被主服務區車輛滿足之支線運輸需求,其提供完全彈性之共乘接 駁服務,路線如圖中實線箭頭所示。
四、 主服務區域 (主幹線及彎繞之支線) 之車輛,駐車點設於區域主要廊道之起點 (短邊之中點) ,如圖3.3之P點,主服務區外之車輛,駐車點則設於短邊之兩 頂點處,如圖3.3之P′點。
五、 區域內運輸需求亦假設分為兩種情形:
1. 假設主幹線於晨峰時段去程之運輸需求為Q(旅次數/小時/帄方公里),根據張 學孔、王穏衡等人(2011)之需求反應式公共運輸系統之整合研究報告書,
於晨峰時段,回程需求會低於去程,回程約為去程0.3倍,因此本研究假設於 晨峰回程之運輸需求為n*Q(旅次數/小時/帄方公里),其中n < 1。昏峰則相 反,去程之運輸需求為n*Q(旅次數/小時/帄方公里),回程需求為Q(旅次數 /小時/帄方公里)。並假設在任何時段,去、回程之需求皆呈現均勻分配於區 內。如圖3.4所示。
圖3.4 主幹線外需求密度
2. 支線之運輸需求則假設當其越接近主幹線,運輸需求會越高,因此需求為以 主幹線為中心點,沿短邊方向向外呈現線性遞減,如圖3.4所示。因此需求假 設為 𝑞𝑘 = 𝑎 ∗ k + b(旅次數/小時/帄方公里),其中 Q > 𝑞𝑘 > 𝑞𝑘+1 。另支線 需求晨、昏峰假設與主幹線同。如圖3.5、3.6所示。
圖3.5 支線需求密度
圖3.6 支線需求密度圖
六、 假設服務範圍全區內,皆有服務需求,如圖3.7所示,即 𝑞𝑘= 𝑎 ∗ 𝑘 + 𝑏 >
0 , ∀𝑘 ∈ (0 , 𝑊2),因此支線線性需求之斜率有一定限制:𝑎 >−2𝑏𝑊 。
圖3.7 支線需求斜率限制示意圖
如圖3.7所示,當支線需求常數項b固定不變時,當斜率a >−2bW 時,即圖 中a = a1、a2 之情形,服務區域於最遠處 W2 需求人數仍大於0,表滿足假設,
而當斜率a ≤−2bW 時,即圖中a = a3,將不滿足本假設。
七、 假設運輸需求為定值,其與運輸之服務品質以及價格具完全無彈性之關係。
八、 在需求型態上,假設各旅次之起迄,其中一點必為大眾運輸轉運站點S,因此 屬於多對一之需求型態。
九、 將矩形服務全區劃分為N個小正方形子區,各子區之長寬皆為r公里,且各服 務子區之中心點為該區提供及戶服務之站點,即車輛停靠點為各子區中心點。
如圖3.8所示。
圖3.8 服務子區示意圖
十、 假設於此服務型態下,營運車輛分為兩種,主服務區域之車輛均為同一車種,
其車輛容量為定值(vehicle size, S) ,服務區域外之車輛亦皆為同一車種,
其車輛容量為定值(vehicle size, Sp),其中S > Sp。
十一、 車輛行駛至終點站產生之停車時間(layover time)以及運輸系統於運行中 所造成之外部成本(external cost)於模式構建中,暫不予以考慮。
十二、 預約服務中心(call center)之建置成本暫不計入系統總成本中。
十三、 假設區域內所有運輸需求對於運具的選擇是理性的,即表示在此矩形服務 區內,於去程,無論需求者其所在處距離大眾運輸轉運站點之遠近,皆僅能
使用需求反應式公共運輸服務提供之車輛作為抵達大眾運輸轉運站點之運具,
無其他競爭或互補之運輸系統提供其接駁之服務,回程亦同。
十四、 假設支線之需求者採用臨時預約制,其表示於支線之需求者,需透過預約 服務中心進行車輛預約服務後,中心即通知車輛進行接載,因此乘客無法事 先得知車輛到達之時間。
十五、 假設服務區內,任何支線有運輸需求,預約服務中心皆會派遣車輛進行接 送,其需求可能由主幹線之車輛進行彎繞接載或另派遣車輛進行運輸服務。