先进拨召公车营运管理系统之研究

中華管理學報 第一卷 第一期 頁 民國八十九年 先 進 撥 召 公 車 營 運 管 理 系 統 之 研 究 蘇 昭 銘 1 楊 琮 平 2 1 中 華 大 學 交 通 管 理 學 系 新竹市東香里六鄰東香 30 號 Tel: 03-5374281 ext 7732 Fax: 03-5374281 ext 7770 e-mail：.tw 2 中 華 大 學 工 業 工 程 與 管 理 研 究 所 新竹市東香里六鄰東香 30 號 摘 要 近 年 來 由 於 老 年 人 口 持 續 增 加 、 無 障 礙 運 輸 空 間 的 提 倡 與 國 民 所 得 的 提 昇 ， 使 得 使 用 者 對 於 所 搭 乘 運 具 自 主 權 程 度 的 要 求 亦 逐 漸 昇 高 ， 撥 召 公 車 的 高 度 自 主 性 恰 可 在 成 大 眾 運 輸 與 私 人 運 具 間 ， 提 供 使 用 者 另 一 種 新 的 選 擇 。 此 種 以 顧 客 需 求 為 導 向 的 運 輸 方 式 ， 其 營 運 成 功 的 關 鍵 即 在 於 系 統 功 能 是 否 有 效 發 揮 ， 是 否 能 滿 足 使 用 者 的 服 務 水 準 要 求 ， 因 此 如 何 提 昇 系 統 效 率 即 成 為 探 討 該 系 統 之 首 要 工 作 。 本 研 究 旨 在 運 用 網 際 網 路 、 地 理 資 訊 系 統 與 全 球 衛 星 定 位 系 統 技 術 ， 構 建 一 套 先 進 撥 召 公 車 營 運 管 理 系 統 ， 系 統 中 包 括 訂 位 輸 入 子 系 統 、 車 輛 定 位 派 遣 排 程 子 系 統 、 車 輛 定 位 監 控 追 蹤 子 系 統 及 傳 統 之 營 運 管 理 系 統 ， 透 過 相 關 先 進 技 術 的 應 用 ， 將 整 個 作 業 流 程 自 動 化 ， 提 昇 撥 召 公 車 系 統 之 效 率 ， 增 加 市 場 競 爭 力 。 關 鍵 詞 ： 撥 召 公 車 、 網 際 網 路 、 地 理 資 訊 系 統 、 全 球 衛 星 定 位 系 統 A Study on an Advanced Dial-a-Ride Operating System Jau-Ming Su1 Tsung-Ping Yang2 1 Department of Transportation and Communication Management, Chung-Hua University 30 Tung Shiang, Hsin Chu, Taiwan 2 Institute of Industrial Engineering and Management, Chung-Hua University 30 Tung Shiang, Hsin Chu, Taiwan Abstract An Advanced Dial-a-Ride Operating System is studied here. This system eliminates the need for a senior passenger to go to a bus stop. When a passenger needs transportation, all he/she has to do is to call (dial) into the operating system via a phone or an Internet device. The system would then dispatch the appropriate vehicle according to the route requirement of the clients. Existing Dial-a-Ride 蘇 昭 銘 楊 琮 平 先 進 撥 召 公 車 營 運 管 理 系 統 之 研 究 90 Operating System is limited by the use of telephone only and often relies on human operators for time and route details. The Advanced system broadens the communication media to include Internet, Geographic Information System, and Global Positioning System. With the new system, passengers can view the current position of vehicles and thus map out their own transportation plan. The proposed new system in effect increases the efficiency of the existing Dial-a-Ride service. Keywords: Dial-a-ride, Internet, Geographic information system(GIS), Global positioning system(GPS) 一 、 前 言 撥 召 公 車 系 統 為 一 種 使 用 者 具 有 部 份 程 度 自 主 權 的 副 大 眾 運 輸 系 統 (Paratra nsit)， 其 服 務 方 式 為 使 用 者 (乘 客 )主 動 打 電 話 到 控 制 中 心 告 知 其 起 訖 點 後 ， 由 控 制 中 心 之 調 度 員 妥 善 規 劃 路 線 ， 並 指 派 車 輛 接 送 乘 客 ， 完 成 運 送 行 為 。 撥 召 公 車 系 統 於 國 內 並 不 普 遍 ， 而 在 系 統 功 能 相 近 的 運 輸 方 式 中 則 有 無 線 電 計 程 車 與 交 通 車 兩 種 服 務 型 態 ， 其 功 能 差 異 可 彙 整 如 表 1， 由 該 表 可 知 撥 召 公 車 之 服 務 特 性 與 無 線 電 計 程 車 甚 為 接 近 ， 皆 是 乘 客 打 電 話 至 控 制 中 心 叫 車 ， 但 其 主 要 差 異 在 於 無 線 電 計 程 車 是 以 小 型 客 車 服 務 一 個 使 用 者 ， 而 撥 召 公 車 則 同 交 通 車 般 可 服 務 多 個 使 用 者 。 表 1 功 能 差 異 比 較 表 特 性 撥 召 公 車 無 線 電 計 程 車 交 通 車 服 務 車 輛 中 、 小 型 客 車 小 型 客 車 中 、 大 型 客 車 費 率 中 高 低 起 訖 點 自 主 權 高 高 低 時 間 自 主 權 高 高 低 等 車 時 間 中 短 長 車 上 繞 行 時 間 中 短 長 每 車 服 務 人 數 中 少 多 近 年 來 老 年 人 口 比 例 持 續 增 加 ， 而 老 年 人 使 用 大 眾 捷 運 系 統 或 公 車 等 大 眾 運 輸 工 具 有 其 限 制 性 存 在 ， 如 起 訖 點 至 車 站 之 交 通 便 利 性 與 上 下 車 之 安 全 性 等 ； 再 者 ， 所 得 的 增 加 、 服 務 業 與 高 科 技 產 業 蓬 勃 發 展 等 因 素 ， 亦 間 接 促 成 使 用 者 冀 望 提 昇 搭 乘 運 具 自 主 權 的 程 度 ， 使 得 此 種 乘 客 具 有 選 擇 起 、 訖 點 與 時 間 等 自 主 權 的 運 輸 系 統 ， 具 有 高 度 的 競 爭 力 。 此 外 ， 治 安 與 計 程 車 管 理 所 衍 生 的 問 題 ， 都 削 弱 了 計 程 車 的 競 爭 優 勢 ， 因 此 撥 召 公 車 系 統 將 可 能 成 為 未 來 副 大 眾 運 輸 系 統 之 主 流 。 完 整 的 撥 召 公 車 系 統 依 其 時 間 順 序 ， 可 區 分 為 下 列 三 項 作 業 程 序 ： 1.資 料 登 錄 ： 該 步 驟 係 指 乘 客 與 控 制 中 心 之 聯 繫 ， 讓 控 制 中 心 作 業 人 員 知 道 乘 客 上 、 下 車 地 點 與 時 間 ， 作 業 人 員 並 進 行 資 料 登 錄 工 作 。 2.路 線 規 劃 與 派 車 ： 控 制 中 心 作 業 人 員 依 需 求 面 所 得 資 料 進 行 路 線 規 劃 與 派 車 動 中華管理學報 第一卷 第一期 第 89-114 頁 民國八十九年 91 作 。 3.運 載 乘 客 與 車 輛 管 理 ： 車 輛 司 機 依 照 控 制 中 心 指 示 ， 至 特 定 地 點 載 送 乘 客 到 目 的 地 ， 而 管 制 中 心 則 進 行 車 輛 管 理 工 作 。 現 今 作 業 方 式 主 要 是 使 用 者 打 電 話 向 管 制 中 心 告 知 起 訖 點 與 時 間 ， 再 由 作 業 人 員 利 用 文 字 記 載 或 電 腦 資 料 鍵 入 工 作 後 ， 利 用 各 種 分 析 軟 體 設 計 規 劃 路 線 ， 爾 後 再 進 行 派 車 ， 搭 載 乘 客 至 目 的 地 。 依 據 本 研 究 初 步 探 討 ， 發 覺 目 前 技 術 可 能 產 生 作 業 缺 失 如 下 ： 1.作 業 人 員 必 須 花 費 大 量 時 間 在 資 料 登 錄 上 ， 造 成 公 司 營 運 成 本 的 增 加 。 2.透 過 語 言 傳 遞 易 發 生 登 錄 錯 誤 情 形 ， 造 成 車 輛 調 派 上 之 困 難 。 3.可 靠 度 在 撥 召 公 車 系 統 營 運 中 應 扮 演 依 重 要 角 色 ， 但 目 前 管 制 中 心 對 於 派 出 車 輛 是 否 載 運 到 乘 客 、 所 派 出 車 輛 何 時 能 完 成 運 送 行 為 並 無 法 有 效 掌 控 ， 造 成 車 輛 調 派 上 的 困 難 。 近 年 來 因 應 高 科 技 產 業 的 進 步 ， 運 輸 界 正 與 其 他 領 域 結 合 ， 積 極 發 展 智 慧 型 運 輸 系 統 （ Intelligent Transportation System） ， 其 正 對 此 種 因 應 需 求 （ Deman d Responsive） 的 運 輸 系 統 提 供 另 一 改 良 契 機 。 在 物 流 管 理 （ Logistics Manage ment） 領 域 中 ， 運 用 網 際 網 路 所 發 展 的 電 子 訂 貨 系 統 （ Electronic Order System ； 簡 稱 EOS） 或 銷 貨 點 情 報 系 統 (Point of Sales system； 簡 稱 POS)已 普 遍 存 在 於 連 鎖 經 營 體 制 的 零 售 業 ， 透 過 該 系 統 物 流 中 心 將 可 迅 速 正 確 的 了 解 各 零 售 點 所 需 之 貨 品 與 數 量 ， 亦 改 善 了 傳 統 作 業 人 員 的 登 錄 作 業 的 效 率 與 正 確 性 ， 加 上 利 用 網 際 網 路 （ Internet） 進 行 電 子 交 易 之 技 術 逐 漸 成 熟 ， 故 撥 召 公 車 系 統 是 否 可 透 過 網 際 網 路 簡 化 使 用 者 的 輸 入 及 控 制 中 心 作 業 人 員 的 操 作 ， 將 是 撥 召 公 車 可 否 具 體 提 升 營 運 效 率 ， 降 低 營 運 成 本 的 關 鍵 。 此 外 ， 全 球 衛 星 定 位 系 統 （ Gl obal Positioning System； 簡 稱 GPS） 與 地 理 資 訊 系 統 （ Geographic Information System； 簡 稱 GIS） 整 合 應 用 ， 對 於 貨 車 與 公 車 之 調 度 與 管 理 方 面 亦 均 有 顯 著 成 效 。 因 此 本 研 究 旨 在 探 討 撥 召 公 車 系 統 在 國 內 之 適 用 性 ， 並 結 合 Internet、 G IS 與 GPS 觀 念 ， 構 建 一 套 先 進 召 公 車 系 統 雛 形 ， 以 為 後 續 研 究 基 礎 。 二 、 文 獻 回 顧 目 前 對 於 撥 召 公 車 之 研 究 ， 以 卓 訓 榮 等 人 1及 史 習 平 2針 對 金 門 地 區 所 發 展 之 無 障 礙 撥 召 公 車 系 統 最 為 完 整 ， 該 研 究 係 結 合 GPS、 GIS 與 無 線 電 通 訊 等 技 術 所 構 建 ， 包 括 預 約 訂 位 、 路 線 排 程 、 統 計 管 理 與 車 輛 定 位 等 系 統 ， 研 究 中 對 於 GPS 的 相 關 技 術 有 十 分 完 整 之 探 討 ， 惟 該 研 究 在 資 料 登 錄 之 便 利 性 與 撥 召 公 車 之 車 隊 管 理 方 面 著 墨 不 多 。 除 此 之 外 ， 大 多 數 文 獻 均 是 以 路 線 規 劃 設 計 為 主 3-7， 曾 俊 傑 4曾 以 新 竹 科 學 園 區 為 例 ， 探 討 在 顧 客 需 求 型 態 已 知 情 況 下 之 派 車 與 路 線 規 劃 問 題 ， 該 研 究 顯 示 以 最 小 距 離 插 入 法 做 路 線 設 計 時 ， 可 兼 顧 服 務 水 準 與 營 運 成 本 ， 為 較 佳 之 路 線 設 計 方 法 。 由 此 可 知 ： 目 前 國 內 外 對 於 撥 召 公 車 系 統 之 路 線 規 劃 設 計 已 有 不 錯 之 成 效 ， 將 可 作 為 本 研 究 構 建 系 統 之 依 據 。 此 外 ， 謝 浩 明 8等 人 曾 建 立 一 套 整 合 性 貨 物 配 送 管 理 系 統 ， 運 用 GIS 輔 助 分 析 車 輛 路 線 規 劃 問 題 ， 此 外 韓 復 華 9與 蘇 昭 銘 10亦 曾 利 用 GIS 作 為 車 輛 路 線 規 劃 之 輔 助 工 具 ， 故 本 研 究 所 構 建 之 路 線 規 劃 系 統 亦 有 其 可 行 性 。 在 資 料 登 錄 技 術 方 面 ， 網 際 網 路 的 普 及 ， 促 使 電 子 交 易 時 代 早 日 到 來 ， 物 蘇 昭 銘 楊 琮 平 先 進 撥 召 公 車 營 運 管 理 系 統 之 研 究 92 流 管 理 領 域 中 的 電 子 訂 貨 系 統 (EOS)與 銷 貨 點 情 報 系 統 (POS)皆 已 實 現 電 子 資 料 登 錄 技 術 ， 惟 因 撥 召 公 車 系 統 之 登 錄 需 考 量 地 理 座 標 之 關 聯 性 ， 故 無 相 關 技 術 可 加 以 克 服 ； 在 車 輛 管 理 方 面 ， 目 前 大 多 是 以 預 測 方 式 進 行 此 種 顧 客 需 求 導 向 之 管 理 ， 本 研 究 嚐 試 結 合 GPS 所 提 供 之 資 訊 與 GIS 之 地 理 資 料 來 提 昇 控 制 中 心 對 車 輛 管 理 與 調 度 之 能 力 。 目 前 國 內 學 者 11-15在 路 線 規 劃 系 統 與 GPS、 GIS 之 相 關 技 術 方 面 已 有 顯 著 之 成 果 ， 因 此 本 研 究 之 重 點 將 著 重 於 整 合 網 際 網 路 與 地 理 資 訊 系 統 技 術 運 用 在 資 料 登 錄 系 統 、 與 運 用 GPS 所 提 供 之 相 關 資 料 進 行 車 輛 管 理 方 面 ， 在 路 線 規 劃 方 面 將 運 用 既 有 之 技 術 。 三 、 系 統 架 構 3.1 功 能 架 構 撥 召 公 車 營 運 管 理 系 統 依 使 用 對 象 可 區 分 為 使 用 者 與 管 理 者 兩 方 面 ， 就 使 用 者 而 言 ， 其 重 視 的 是 資 料 輸 入 的 便 利 性 、 接 送 車 輛 的 可 告 性 與 快 捷 性 ； 對 管 理 者 而 言 ， 其 強 調 的 是 資 料 登 入 的 正 確 性 與 便 利 性 ， 與 車 隊 管 理 的 有 效 性 ， 而 其 主 要 目 的 即 在 於 提 昇 作 業 效 率 與 服 務 品 質 ， 同 時 降 低 作 業 成 本 。 依 此 功 能 分 析 ， 本 研 究 所 構 建 先 進 撥 召 公 車 營 運 管 理 系 統 之 架 構 如 圖 1 所 示 ， 該 架 構 係 以 車 輛 定 位 監 控 模 組 與 車 輛 派 遣 排 程 模 組 為 基 礎 ， 各 子 系 統 依 其 使 用 對 象 則 區 分 為 使 用 者 介 面 與 管 理 者 介 面 兩 部 分 ， 茲 就 此 二 介 面 內 各 子 系 統 與 各 基 礎 模 組 之 主 要 功 能 說 明 如 下 ： 圖 1 先 進 撥 召 公 車 營 運 管 理 系 統 功 能 架 構 圖 1.使 用 者 介 面 ： (1) 訂 位 輸 入 子 系 統 ： 由 使 用 者 利 用 Internet 輸 入 訂 位 基 本 資 料 ， 如 搭 乘 人 數 、 起 訖 點 位 置 與 時 間 要 求 ， 若 使 用 者 無 法 利 用 Internet 輸 入 亦 可 打 電 話 至 控 制 中 心 告 知 訂 位 相 關 基 本 資 料 ， 由 控 制 中 心 代 為 輸 入 使 用 者 資 料 。 (2) 乘 客 管 理 子 系 統 ： 使 用 者 可 就 本 身 基 本 資 料 進 行 編 修 工 作 。 (3) 車 輛 人 員 追 蹤 子 系 統 ： 該 子 系 統 之 功 能 有 二 ， 一 為 使 用 者 在 已 下 訂 位 但 未 上 車 前 ， 可 查 詢 接 送 車 輛 之 位 置 ； 另 一 為 使 用 者 已 進 入 接 送 車 輛 後 ， 其 相 關 人 員 在 經 過 認 證 後 ， 可 查 詢 使 用 者 搭 乘 車 輛 之 現 行 位 置 。 2.管 理 者 介 面 ： 核 心 系 統 網際網路地理資訊系統 車輛定位監控模組 車輛派遣排程模組 管理者介面 乘客管理子系統 訂位管理子系統 車輛管理子系統 車輛/人員追蹤子系 統 車輛定位派遣子系統 使用者介面 訂位輸入子系統 乘客管理子系統 車輛/人員追蹤子系統 中華管理學報 第一卷 第一期 第 89-114 頁 民國八十九年 93 (1) 乘 客 管 理 子 系 統 ： 依 其 需 要 對 相 關 使 用 者 基 本 資 料 進 行 編 修 與 管 理 工 作 。 (2) 訂 位 管 理 子 系 統 ： 依 其 需 要 對 相 關 訂 位 資 料 進 行 編 修 與 管 理 工 作 。 (3) 車 輛 管 理 子 系 統 ： 依 其 需 要 對 各 項 車 輛 資 料 進 行 編 修 與 管 理 工 作 。 (4) 車 輛 人 員 追 蹤 子 系 統 ： 管 理 者 可 透 過 此 子 系 統 得 知 所 有 客 戶 與 載 送 車 輛 之 現 行 位 置 ， 以 有 效 掌 握 車 輛 即 時 動 態 。 (5) 車 輛 派 遣 子 系 統 ： 管 理 者 可 藉 由 此 子 系 統 自 動 進 行 即 時 性 的 車 輛 派 遣 工 作 ， 取 代 傳 統 以 人 工 進 行 車 輛 派 遣 之 動 作 。 3.基 礎 模 組 ： (1) 車 輛 定 位 監 控 模 組 ： 該 模 組 主 要 在 處 理 GPS 所 傳 回 資 料 ， 以 取 得 各 載 送 車 輛 之 最 新 位 置 ， 將 相 關 資 訊 提 供 給 車 輛 人 員 追 蹤 子 系 統 使 用 ， 另 一 方 面 亦 可 作 為 車 輛 派 遣 排 程 模 組 進 行 載 送 車 輛 選 派 之 基 礎 。 (2) 車 輛 派 遣 排 程 模 組 ： 該 模 組 主 要 在 進 行 載 送 車 輛 選 派 與 接 送 最 佳 路 線 分 析 。 3.2 系 統 需 求 由 於 本 系 統 係 構 建 於 Internet 上 ， 因 此 系 統 需 求 可 區 分 為 管 理 者 (Server)端 與 使 用 者 (Client)端 ， 茲 就 其 軟 硬 體 設 備 彙 整 如 表 2。 由 該 表 可 知 就 使 用 者 而 言 ， 其 使 用 之 軟 硬 體 均 為 一 般 電 腦 之 配 備 ； 而 就 管 理 者 而 言 ， 僅 增 加 網 際 網 路 地 理 資 訊 系 統 之 相 關 軟 體 ， 為 了 降 低 管 理 者 開 發 成 本 ， 在 GIS 之 選 擇 上 ， 建 議 選 用 系 統 功 能 完 善 、 普 及 率 高 同 時 系 統 各 模 組 可 以 獨 立 採 購 為 佳 。 本 研 究 採 用 A rcView 及 相 關 軟 體 。 表 2 先 進 撥 召 公 車 營 運 管 理 系 統 設 備 需 求 彙 整 表 管 理 者 端 使 用 者 端區 分 設 備 名 稱 設 備 名 稱 PC 電 腦 P-300 以 上 PC 電 腦 P-100 以 上硬 體 印 表 機 印 表 機 MicroSoft NT Server 中 文 版 4. 0(含 MicroSoft IIS Server 4.0) MicroSoft Windows95 中 文 版 ArcView 3.0a 以 上 (含 ) ArcView Network Analyst 1.0b MicroSoft Explorer3.2 以 上 (含 ) 或 Netscape Navigator ArcView Internet Map Server 1.0 以 上 (含 ) 軟 體 MicroSoft Explorer3.2 以 上 (含 )或 Netscape Navigator 四 、 系 統 設 計 由 於 本 研 究 所 構 建 之 先 進 撥 召 公 車 營 運 管 理 系 統 ， 係 結 合 網 際 網 路 、 地 理 資 訊 系 統 發 展 而 成 ， 其 中 包 括 管 理 各 子 系 統 相 關 資 料 的 資 料 庫 管 理 系 統 、 車 輛 定 位 監 控 與 車 輛 派 遣 排 程 模 組 等 核 心 系 統 ， 再 以 此 核 心 系 統 為 基 礎 分 別 發 展 使 用 者 端 與 管 理 者 端 的 各 項 子 系 統 ， 以 下 茲 就 各 子 系 統 與 各 核 心 系 統 之 設 計 內 容 蘇 昭 銘 楊 琮 平 先 進 撥 召 公 車 營 運 管 理 系 統 之 研 究 94 分 別 說 明 之 。 4.1 資 料 庫 管 理 系 統 本 系 統 係 以 地 理 資 訊 系 統 為 構 建 基 礎 ， 故 可 區 分 為 一 般 屬 性 資 料 庫 與 地 圖 資 料 庫 兩 類 型 ， 茲 分 述 如 下 ： 4.1.1 一 般 屬 性 資 料 庫 本 研 究 在 述 性 資 料 庫 管 理 方 面 ， 係 採 用 關 聯 式 資 料 庫 (Relational Database) 方 式 加 以 設 計 ， 其 中 分 為 四 個 主 要 基 本 資 料 檔 ： 1. 乘 客 基 本 資 料 檔 本 資 料 檔 之 資 料 欄 位 設 計 如 表 3， 其 設 計 原 則 在 於 需 使 管 理 者 能 充 分 掌 握 客 戶 基 本 資 料 ， 並 提 供 使 用 者 安 全 交 易 的 環 境 ， 甚 至 需 考 量 未 來 發 展 成 電 子 商 務 交 易 之 彈 性 。 其中乘客識別碼與密碼主要之目的在於提供乘客交易環境 之保密與安全性，至於其他欄位都是為了與乘客做溝通聯絡時之所需。至於優 惠折扣此一欄位，系統將預設一值，如 90，爾後視乘客交易狀況，管理者有 權提高或降低其優惠折扣。對於本系統而言，期使未來將可透過付款機制，經 由 SSL（Secure Sockets Layer）或 SET（Secure Electronic Transaction）之規範 ，確保網路交易時之輸入資料私密性、訊息傳送的完整性訂位及付款資料在 傳輸過程中不會被纂改及交易雙方身分的真實性。 表 3 乘客基本資料檔欄位設計表 檔案名稱 乘 客 基 本 資 料 檔 中文欄位名稱 英文欄位名稱 型態 長度 備註 乘客識別碼 Id 文字 8 密碼 Pwd 文字 8 公司名稱 Cname 文字 30 統一編號 Cnum 文字 12 聯絡人 Cperson 文字 12 聯絡人職稱 Ctitle 文字 20 郵遞區號 Czip 文字 5 通訊地址 Cadd 文字 40 發票住址 Ctadd 文字 40 聯絡電話 Ctel 文字 10 傳真 Cfax 文字 10 電子郵件信箱 Email 文字 40 優惠折扣 Cdiscount 數字 5 2. 訂 位 基 本 資 料 檔 本 資 料 檔 之 資 料 欄 位 設 計 如 表 4， 在 前 述 撥 召 公 車 之 特 性 說 明 中 已 述 及 該 系 統 主 要 之 競 爭 優 勢 在 於 乘 客 具 有 較 高 之 自 主 權 ， 因 此 是 否 能 在 指 定 時 間 內 準 時 的 接 送 乘 客 ， 即 成 為 撥 召 公 車 系 統 是 否 具 競 爭 性 之 關 鍵 ， 故 在 此 資 料 檔 中 設 計 了 上 車 時 間 窗 與 下 車 時 間 窗 的 欄 位 ， 其 目 的 即 在 於 確 保 使 用 者 之 自 主 性 ， 另 一 方 面 採 用 兩 個 時 間 窗 之 設 計 方 式 ， 尚 可 保 障 已 經 在 車 上 之 乘 客 ， 不 至 於 因 中 中華管理學報 第一卷 第一期 第 89-114 頁 民國八十九年 95 途 插 入 乘 客 過 多 而 增 加 過 多 之 額 外 繞 行 時 間 ； 經由起訖地址的輸入，可在地理 資訊系統上做出精確的地址對位，進而估算出其運送距離及計算出運費；至於訂 位編號的產生是由年月日時分秒所產生之十二位數字，此為唯一之數字編號，以 辨識各不同客戶所下之訂位。停留時間即為上下車所需時間，其估算方法係以每 一起訖點之上下車人數加以概估。 表 4 訂位基本資料檔欄位設計表 檔案名稱 訂 單 基 本 資 料 檔 中文欄位名稱 英文欄位名稱 型態 長度 備註 訂位編號 Serial 文字 12 乘客識別碼 Id 文字 8 搭乘人數 Objn 數字 5 起點住址 Oadd 文字 36 起點時窗 Otime 數字 2 訖點住址 Dadd 文字 36 訖點時窗 Dtime 數字 2 運送費用 Thefee 數字 10 停留時間 Stoptime 數字 5 載運車輛名稱 Vehanme 文字 10 乘客上車確認時間 Oconf 數字 5 乘客下車確認時間 Dconf 數字 5 3. 車 輛 基 本 資 料 檔 本 資 料 檔 之 資 料 欄 位 設 計 如 表 5， 經由接受監控運送車輛上 GPS 定位傳回 監控中心而取得的點座標將寫入點位置此欄位，管理者可透過此欄位的值，得知 載送車輛的現行位置，並提供給乘客進行即時性之追蹤。 表 5 車輛基本資料檔欄位設計表 檔案名稱 車 輛 基 本 資 料 檔 中文欄位名稱 英文欄位名稱 型態 長度 備註 點位置 Shape 點座標 載運車輛名稱 Vehname 文字 10 累積承載人數 Accwei 數字 5 承載人數限制 Twei 數字 5 4. 車 輛 排 程 屬 性 資 料 檔 本 資 料 檔 之 資 料 欄 位 設 計 如 表 6， 此 資 料 檔 的 設 計 係 儲 存 各 載 送 車 輛 中 所 接 受 之 訂 位 資 料 ， 其 透 過 時 間 窗 之 次 序 排 列 ， 並 且 經 由 收 送 點 格 式 ， 可 識 別 出 此 訂 位 之 起 點 與 訖 點 。 蘇 昭 銘 楊 琮 平 先 進 撥 召 公 車 營 運 管 理 系 統 之 研 究 96 表 6 車輛排程屬性資料檔欄位設計表 檔案名稱 車 輛 排 程 屬 性 資 料 檔 中文欄位名稱 英文欄位名稱 型態 長度 備註 點位置 Shape 點座標 訂位編號 Serial 文字 12 停留時間 Stoptime 數字 5 時窗 Timewin 數字 2 起訖點格式 Type 文字 2 上 述 四 資 料 檔 間 之 關 聯 性 可 表 示 如 圖 2， 其 中 乘 客 基 本 資 料 檔 對 訂 位 基 本 資 料 檔 為 一 對 多 的 關 聯 ； 訂 位 基 本 資 料 檔 對 車 輛 排 程 屬 性 資 料 檔 為 一 對 多 關 聯 ； 車 輛 基 本 資 料 檔 對 訂 位 基 本 資 料 檔 為 一 對 多 關 聯 。 圖 2 一 般 屬 性 資 料 庫 關 連 圖 4.1.2 地 圖 資 料 庫 本 系 統 所 採 用 之 地 圖 資 料 係 依 據 交 通 部 運 輸 研 究 所 出 版 之 交 通 路 網 數 值 圖 16加 值 而 成 ， 經 本 研 究 加 值 後 資 料 庫 之 欄 位 設 計 如 表 6， 茲 就 各 欄 位 說 明 如 下 ： 1. 路 段 代 碼 共 計 13 碼 ， 其 格 式 為 AA-BBB-C-D-EE-FFFF， 其 中 AA 表 道 路 分 級 碼 ； BBB 表 道 路 編 碼 主 碼 ； C 表 道 路 編 碼 主 碼 ； D 表 縣 市 碼 ； EE 表 鄉 鎮 編 碼 ； FFFF 表 路 段 流 水 號 。 2. 路 名 ： 道 路 名 稱 。 3. 備 註 ： 對 於 特 殊 道 路 特 性 之 輔 助 說 明 ， 如 道 路 共 線 、 圓 環 或 匝 道 等 。 4. 道 路 分 級 碼 乘 客 基 本 資 料 檔中 文 欄 位 名 稱乘 客 識 別 碼密 碼 公 司 名 稱統 一 編 號聯 絡 人聯 絡 人 職 稱 郵 遞 區 號通 訊 地 址發 票 住 址聯 絡 電 話 傳 真電 子 郵 件 信 箱優 惠 折 扣 訂 單 基 本 資 料 檔中 文 欄 位 名 稱訂 單 編 號乘 客 識 別 碼 搭 乘 人 數起 點 住 址起 點 時 窗訖 點 住 址 訖 點 時 窗運 送 費 用停 留 時 間載 運 車 輛 名 稱 乘 客 上 車 確 認 時 間乘 客 下 車 確 認 時 間 車 輛 基 本 資 料 檔中 文 欄 位 名 稱點 位 置載 運 車 輛 名 稱累 積 承 載 人 數承 載 人 數 限 制 車 輛 排 程 屬 性 資 料 檔中 文 欄 位 名 稱點 位 置訂 單 編 號 停 留 時 間時 窗起 訖 點 格 式 中華管理學報 第一卷 第一期 第 89-114 頁 民國八十九年 97 共 計 2 碼 ； 其 中 HW 表 國 道 ； 1W 表 省 道 ； 1U 表 省 道 而 且 與 都 市 道 路 共 線 者 ； 2W 表 縣 道 ； 2U 表 縣 道 且 與 都 市 道 路 共 線 者 ； 3W 表 鄉 道 ； 1U 表 鄉 道 且 與 都 市 道 路 共 線 者 ； 4W 表 產 業 道 路 ； RD 表 都 市 道 路 /路 ； ST 表 都 市 道 路 /街 ； OR 表 有 路 名 ， 但 無 法 歸 類 者 （ 如 林 道 ） ； OT 表 其 他 道 路 。 5. 地址對位 地址左側起始、地址左側終止、地址右側起始、地址右側終止四欄位為 地址對位時所需，將路段分為左右兩側，記錄兩側地址起始門牌號碼與終止 門牌號碼，利用內差法進行地址對位，此舉雖會造成與實際地址位置某種程 度之誤差，但在現行台灣地址地理資料庫建立不完整狀況下，為一折衷可行 之辦法。 6. 路段長度：為路段長度值儲存之欄位。 7. 速限速率：記錄路段行駛時速之限制值。 8. 旅程時間：旅程時間原本應隨時間而變動的，在本研究中暫以路段長度除以速 限速率所獲得的值替代。 9. 道路限制：可對道路進行某些限制，如單行道、禁止迴轉、 、禁止進入、高架 道路以及禁止左、右轉等。 表 6 地圖基本資料檔欄位設計表 檔案名稱 地 圖 屬 性 基 本 資 料 檔 中文欄位名稱 英文欄位名稱 型態 長度 備註 線位置 Shape 線集合 路段代碼 Num 數字 13 路名 Roadname 文字 30 備註 Note 文字 30 道路分級碼 Type 文字 2 地址左側起始 Fromleft 數字 4 地址左側終止 Toleft 數字 4 地址右側起始 Fromtoright 數字 4 地址右側終止 Toright 數字 4 路段長度 Length 數字 5 速限 Speed 數字 5 旅程時間 Drivetime 數字 5 道路限制 Oneway 文字 1 4.2 車 輛 定 位 監 控 模 組 本 研 究 所 規 劃 之 車 輛 定 位 監 控 模 組 架 構 如 圖 3， 其 中 載 運 車 輛 上 配 備 有 包 括 LCD 顯 示 幕 、 GPS 接 受 器 以 及 無 線 電 數 據 機 等 設 備 之 車 機 ， 其 可 由 GPS 接 收 器 接 收 由 GPS 衛 星 所 傳 回 資 料 ， 再 將 此 定 位 資 料 及 車 速 資 料 經 由 無 線 電 塔 或 中 繼 站 傳 回 民 間 行 動 數 據 (Mobile Data)服 務 控 制 中 心 ， 在 經 由 Internet 專 線 傳 回 監 控 中 心 ， 監 控 中 心 如 此 就 可 以 掌 握 住 載 送 車 隊 的 現 行 位 置 及 狀 況 ， 其 中 行 蘇 昭 銘 楊 琮 平 先 進 撥 召 公 車 營 運 管 理 系 統 之 研 究 98 動 數 據 係 指 在 行 動 中 的 使 用 者 終 端 設 備 ， 利 用 無 線 電 技 術 進 行 數 據 資 料 的 傳 送 。 本 研 究 中 建 議 以 行 動 數 據 作 為 本 系 統 車 輛 定 位 與 監 控 之 通 訊 方 式 ， 其 原 因 為 行 動 數 據 系 統 以 支 付 通 訊 費 的 方 式 使 用 行 動 數 據 ， 如 此 將 可 省 卻 自 行 架 設 網 路 系 統 所 需 的 建 置 成 本 以 及 後 續 的 維 護 成 本 。 其 次 ， 行 動 數 據 系 統 亦 具 有 雙 向 訊 息 傳 輸 服 務 ， 在 本 系 統 中 ， 經 由 此 項 服 務 ， 監 控 中 心 可 將 調 度 派 遣 指 令 下 達 各 載 送 車 輛 ， 並 提 供 運 送 路 線 指 示 予 以 駕 駛 員 。 4.3 車 輛 派 遣 排 程 模 組 基 本 上 ， 撥 召 公 車 之 車 輛 派 遣 屬 於 收 送 問 題 (Pick and Delivery Problem； P DP)， 該 問 題 之 特 性 為 每 一 運 輸 需 求 皆 是 成 對 的 起 訖 點 ， 亦 即 車 輛 由 場 站 發 車 後 至 使 用 者 上 車 地 點 搭 載 後 ， 一 定 將 其 送 至 目 的 地 。 依 據 Teodorvic17對 於 排 程 配 送 所 進 行 之 分 析 為 基 礎 ， 本 研 究 對 於 撥 召 公 車 之 派 遣 排 程 問 題 之 相 關 特 性 假 設 如 下 ： 1. 車 輛 發 車 場 站 只 有 一 個 ， 且 排 程 之 起 點 與 終 點 均 為 發 車 場 站 ， 故 屬 於 單 場 站 車 輛 排 程 問 題 。 2. 車 隊 擁 有 多 部 不 同 載 運 人 數 之 車 輛 ， 各 車 輛 採 委 託 配 送 方 式 ， 且 同 一 車 輛 於 同 一 配 送 路 線 可 服 務 兩 個 以 上 客 戶 。 3. 運 輸 路 網 具 方 向 性 ， 且 各 需 求 起 訖 點 均 位 於 路 網 節 點 上 ， 故 屬 於 節 點 排 程 問 題 。 4. 需 符 合 時 間 窗 限 制 ， 必 須 在 規 定 時 窗 內 完 成 乘 客 接 送 行 為 。 本 模 組 之 作 業 環 境 為 網 際 網 路 上 之 瀏 覽 器 ， 使 用 者 經 由 使 用 者 端 的 瀏 覽 器 進 行 訂 位 工 作 後 ， 將 相 關 資 訊 提 供 給 管 理 者 端 電 腦 產 生 車 輛 派 遣 與 相 關 資 訊 的 產 製 工 作 ， 因 此 如 何 能 符 合 網 際 網 路 快 速 反 應 之 特 色 ， 將 是 本 模 組 最 主 要 之 課 題 。 基 於 此 觀 點 ， 本 研 究 以 節 點 交 換 觀 念 構 建 一 啟 發 式 演 算 法 ， 該 演 算 法 之 求 解 流 程 如 圖 4 所 示 (流 程 中 各 變 數 符 號 請 參 閱 附 錄 一 )， 茲 就 該 演 算 法 之 步 驟 說 明 如 下 ： 1. 基 本 參 數 設 定 ： 輸 入 各 車 輛 之 容 量 限 制 、 單 位 距 離 之 運 送 成 本 與 平 均 每 人 上 下 車 所 需 花 費 時 間 等 參 數 。 2. 乘 客 訂 位 ： 由 使 用 者 端 輸 入 搭 乘 人 數 ， 起 訖 點 與 其 時 間 窗 。 3. 計 算 總 旅 行 時 間 ： 此 旅 行 時 間 包 括 由 發 車 場 站 至 起 點 再 至 訖 點 之 總 行 駛 時 間 加 上 乘 客 上 下 車 時 間 總 和 。 4. 檢 驗 訂 位 合 理 性 檢 驗 總 旅 行 時 間 是 否 符 合 時 間 窗 限 制 (訖 點 時 間 窗 上 限 起 點 時 間 窗 下 限 )， 若 符 合 (1)式 限 制 則 繼 續 步 驟 5， 否 則 重 回 步 驟 2， 告 知 乘 客 無 法 滿 足 其 要 求 ， 同 時 請 其 取 消 訂 位 工 作 或 重 新 輸 入 時 間 窗 。 THO+tODDT H- OTL (1) 中華管理學報 第一卷 第一期 第 89-114 頁 民國八十九年 99 圖 3 車 輛 定 位 監 控 模 組 架 構 5. 計 算 總 運 費 (F)與 預 估 上 下 車 時 間 (WT) 其 中 ， 總 運 費 等 於 起 點 位 址 至 訖 點 位 址 之 最 短 距 離 乘 以 每 單 位 距 離 內 所 花 費 之 每 人 運 送 成 本 再 乘 以 搭 乘 人 數 乘 以 乘 客 折 扣 ， 如 (2)式 ； 預 估 上 下 車 時 間 為 搭 乘 人 數 乘 以 每 人 上 下 車 所 需 停 留 時 間 ， 即 (3)式 。 F dOD*C*n*Disc (2) WT n*wt (3) 載 送 車 輛 GPS衛 星 無 線 電 塔 定位資料與車 速 接收衛星定位 資訊 行 動 數 據 服 務公 司 控 制 中 心 Frame Relay 監 控 中 心Internet GPS 接 收 器RF數 據 機 蘇 昭 銘 楊 琮 平 先 進 撥 召 公 車 營 運 管 理 系 統 之 研 究 100 圖 4 車 輛 派 遣 啟 發 式 演 算 法 流 程 乘客可調整時間窗 開始 基本參數設定 使用者訂位 檢驗訂位合理性 計算總運費及上下車時間 符合 不符合 可 候選車輛選擇與排序 同一時間窗內 需求點個數(N) N1 下一候選車輛 尚有候選車輛 是 指派新運送車輛 N=0 滿足時間窗限制 需求點交換運算 滿足時間窗限制 下一候選車輛 尚有候選車輛 是否 否 否 指派新運送車輛 否 是 是 決定運送車輛最佳路線 結束 取消訂位 N=1 否 計算總旅行時間 中華管理學報 第一卷 第一期 第 89-114 頁 民國八十九年 101 6. 候 選 車 輛 選 擇 與 排 序 將符合承載人數限制之所有載重車輛成為一候選車輛集合，此集合限制 條件為(4) 式： W+KiawKiw (4) 亦即需滿足車輛容量限制之載送車輛，方可成為候選載送車輛。經計算使用 者起點至集合中每一輛候選載送車輛的最短旅行時間，由小至大依序排列， 由最小的最短旅行時間之候選載送車輛優先指派。 7. 時 間 窗 內 之 需 求 點 判 斷 當候選載送車輛經指派後，即需就訂位加以排程，也就是路線的排程。 在此步驟中，即是視時間窗內需求點存在數目的不同而作不同處理，當加入 起點或訖點時，若時窗內無其他需求點則執行步驟 8；若時窗內已有一需求 點，則執行步驟 9；若時窗內已有二個需求點時，則先檢核是否尚餘候選車 輛，若存在其他候選車輛則回到步驟 6，指派下一候選載送車輛；若已無候 選車輛，則指派另一新運送車輛接送乘客。 8. 檢 核 時 間 窗 限 制 當加入起點的時窗內無其他需求點時，先檢視加入該訂位後，對於原有 路線排程是否依然符合時窗限制，若經由時窗排序後，訂位起點之前一需求 點以及起點之後一需求點之旅行時間並加上各需求點的停留時間是否符合時 窗差距，即(5) 與(6) 式皆符合，則繼續考量加入訖點後處理方式； tOOPOPWT WTOT H-OPTL (5) tOOLOLWTWTOLT H-OTL (6) 否則，即先檢核是否尚餘候選車輛，若存在其他候選車輛則回到步驟 6，指 派下一候選載送車輛；若已無候選車輛，則指派另一新運送車輛接送乘客。 另加入訖點後亦重複此步驟，計算訖點之前一需求點以及訖點之後一需求點 之旅行時間並加上各需求點及訖點的停留時間是否符合時窗差距，即(7)與(8) 式皆符合則繼續步驟 10； TDDPDPWTWTDT H-DPTL (7) tDDLDLWT WT DLT H-DTL (8) 否則，即先檢核是否尚餘候選車輛，若存在其他候選車輛則回到步驟 6，指 派下一候選載送車輛；若已無候選車輛，則指派另一新運送車輛接送乘客。 9. 需求點交換運算與檢 核 時 間 窗 限 制 當 加 入 需 求 點 的 時 窗 內 具 有 其 他 需 求 點 存 在 時 ， 則 先 檢 視 新 加 入 點 與 同 時 窗 內 的 需 求 點 是 否 符 合 時 窗 限 制 ， 若 符 合 則 分 別 將 新 加 入 點 置 於 同 時 窗 內 需 求 點 之 前 後 ， 重 覆 步 驟 8 計 算 新 加 入 起 點 與 前 一 需 求 點 是 否 符 合 時 窗 限 制 並 記 錄 其 旅 行 時 間 ，