智能交通方案 一種基于軌道公交一體化的公交線網(wǎng)優(yōu)化方法

引言

軌道交通與常規(guī)公交是城市公共交通系統(tǒng)的主體，由于線網(wǎng)規(guī)劃缺乏協(xié)調(diào)，二者之間客流競爭普遍存在。要發(fā)揮軌道交通優(yōu)勢并弱化其對公交帶來的沖擊，需將軌道和公交一體化統(tǒng)籌考慮，從空間上實現(xiàn)二者良好銜接，以提升軌道和公交系統(tǒng)運營效率及服務(wù)水平。

圖1 我國常規(guī)公交與軌道交通歷年客運量發(fā)展情況

數(shù)據(jù)來源：《中國城市客運發(fā)展報告（2010-2019）》

已有基于軌道交通的公交線網(wǎng)調(diào)整方法通常分為模型法、逐條搜索法和經(jīng)驗法三類，多以軌道交通為公共交通系統(tǒng)主體，提出接駁公交線路優(yōu)化和新增方法以提高二者銜接水平。然而，隨著軌道交通線網(wǎng)結(jié)構(gòu)不斷變化，公交與軌道的“競合”隨之變化，公交線路優(yōu)化調(diào)整應(yīng)結(jié)合二者在公共交通系統(tǒng)定位變化而有所側(cè)重。

本文分析了軌道交通建設(shè)不同階段下，公交和軌道在城市公共交通系統(tǒng)中的功能定位。我國大部分城市軌道交通發(fā)展正處于骨架網(wǎng)階段，本文結(jié)合此階段軌道交通和常規(guī)公交的功能定位及一體化發(fā)展要求，提出基于軌道公交一體的公交線網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整方法。以昆明市為例進(jìn)行方法應(yīng)用，結(jié)果表明該方法可行有效。

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常規(guī)公交與軌道交通的功能定位

軌道交通線網(wǎng)在形成過程中主要經(jīng)歷建設(shè)初期、骨架網(wǎng)和成網(wǎng)穩(wěn)定等3個階段，各階段中常規(guī)公交與軌道交通的發(fā)展定位與關(guān)系也均有差異。

表1 不同階段常規(guī)公交與軌道交通的功能定位

注：公共交通客運量僅包括軌道交通和常規(guī)公交客運量

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基于軌道公交一體化的常規(guī)公交線網(wǎng)調(diào)整方法

2.1

既有線路調(diào)整方法

以弱化競爭為目標(biāo)，優(yōu)化調(diào)整既有軌道交通沿線競爭性公交線路。

（1）線路診斷與評價

首先，對軌道800m直接吸引范圍內(nèi)與軌道平行的客流競爭性公交線路進(jìn)行重合度計算，公交線路與軌道平行路段超過2km（一般為2~3個軌道站）則認(rèn)為其重合，根據(jù)重合段長度占軌道線路長度的比例將重合度分為四級。其次，對低、中、高度重合的公交線路進(jìn)行評價。根據(jù)公交線路所在區(qū)域的空間布局，對公交線路長度、客運量及公交線路與軌道線路空間關(guān)系屬性（并線長度、并線站點、平行長度和平行站點）指標(biāo)進(jìn)行聚類分析及綜合評價。

表2常規(guī)公交線路與軌道交通線路重合度分類

注：重合度為軌道交通直接吸引范圍內(nèi)與軌道交通平行的公交線路長度同軌道交通線路總長之比。

（2）線路初篩

結(jié)合聚類評價結(jié)果，根據(jù)公交線路客流量大小、與軌道并線和平行段長短及站點數(shù)量，綜合篩選出需保留、撤銷和調(diào)整的備選線路集合。

表3 待調(diào)線路篩選標(biāo)準(zhǔn)

注：先綜合考慮各方因素確定撤銷線路集合，再從此集合中選取需撤銷和合并的線路。

（3）調(diào)整方法

根據(jù)線路初篩結(jié)果，將待調(diào)公交線路按照與中心區(qū)的位置關(guān)系分為盡頭線、區(qū)內(nèi)線、過境線和區(qū)外線4種類型，不同類型線路的調(diào)整方法詳見表4。

表4 既有公交線路調(diào)整方法

2.2

接駁公交布設(shè)方法

以“強(qiáng)化銜接”為目標(biāo)，在軌道交通大型集散點增設(shè)接駁公交以高效運送客流。

（1）首末站選擇

客流量是設(shè)置接駁首末站點的重要依據(jù)，當(dāng)交通區(qū)的發(fā)生或吸引量大于該交通區(qū)軌道中間站的運載能力值時就需要設(shè)置接駁首末站。通常，可選擇高峰期公交客流集散量變化較大且滿足首末站設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的軌道站點和軌道換乘站作為接駁公交備選首末站。

（2）接駁中間站

接駁公交合理接駁范圍通常為以軌道交通站點為中心輻射的2~5km服務(wù)圈，以軌道交通站點為中心，選取服務(wù)圈周邊重要的公交站點作為接駁公交的備選中間站，如：大學(xué)居住小區(qū)、集貿(mào)市場、體育場館、商業(yè)大樓、高校、客運樞紐及多線換乘公交站等。

（3）接駁線路規(guī)劃方法

新增接駁公交主要借鑒常規(guī)公交單條線路的布設(shè)方法，接駁公交對居民的出行和公共交通系統(tǒng)整體效率的提高有顯著的影響，因此線路規(guī)劃采用單位乘客的出行時間費用最小為目標(biāo)約束函數(shù)。接駁公交線路布設(shè)應(yīng)考慮土地利用、住宅區(qū)分布和就業(yè)地點分布等情況，盡可能按最短距離布線，盡量以直達(dá)線路為主、減少中間接駁站數(shù)量。

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案例分析

截至2019年底，昆明市共運營4條軌道交通線路，中心區(qū)形成了以1、2、3號線為主的“十字形”骨架，軌道交通客運量占公共交通客運量的21.8%（見圖2），處于軌道交通骨架網(wǎng)發(fā)展階段。昆明市415條常規(guī)公交線路中，與軌道交通骨架重合的線路占31.6%，其中高度重合的有18條。以公交與軌道一體化銜接為目標(biāo)，利用上述調(diào)整方法，圍繞昆明軌道交通1、2、3號線對常規(guī)公交線網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

圖2 昆明市公共交通（軌道交通、常規(guī)公交）客運量發(fā)展情況

3.1

既有線路優(yōu)化

首先，通過TransCAD建立公共交通線網(wǎng)模型，對軌道沿線800m范圍內(nèi)的公交線路進(jìn)行重合度測算（見圖3~圖5），并利用SPSS對重合線路的相關(guān)指標(biāo)（客運量、平行和共線長度、平行和共線站點數(shù)等）進(jìn)行K-means聚類分析，軌道交通1號線分析示例見表5。

圖3 與軌道交通1號線重合的公交線路（重合度大于10%）

圖4 與軌道交通2號線重合的公交線路（重合度大于10%）

圖5 軌道交通3號線重合的公交線路（重合度大于10%）

表5 以空間關(guān)系為基礎(chǔ)的公交線路聚類分析結(jié)果（以軌道交通1號線為示例）

注：重合度為軌道交通直接吸引范圍內(nèi)與軌道交通平行的公交線路長度同軌道交通線路總長之比。

然后，基于評價結(jié)果篩選出56條待調(diào)線路，并對待調(diào)線路按照與昆明二環(huán)路的空間位置劃分類型，根據(jù)不同線路類型制定初步的調(diào)整方案。在初步調(diào)整方案基礎(chǔ)上，綜合考慮每條線路的走向、功能，最終確定調(diào)整既有公交線路11條，典型線路調(diào)整方案見表6。

表6 昆明軌道交通1、2、3號線沿線常規(guī)公交調(diào)整方案（部分）

3.2

政策的主要內(nèi)容

選擇高峰公交集散客流量較大的23個軌道站和11個軌道換乘大站作為接駁公交線路的備選首末站。然后，以軌道站點5km區(qū)域為計算范圍，設(shè)定線路長度閾值為5~15km，利用TransCAD通過最短路徑法生成接駁公交線路18條（見圖6）。

圖6 軌道交通骨架線路新增接駁線路圖

3.3

優(yōu)化效果分析

利用TransCAD對調(diào)整后的公交線網(wǎng)進(jìn)行評價，結(jié)論如下：

>>>調(diào)整后公交總數(shù)增加19條，公交線網(wǎng)長度增加92.7km，公交線網(wǎng)密度增加0.21 km/km2，公交站點500m覆蓋率增長3.2%。

>>>與軌道交通線路高度重復(fù)的競爭性公交線路減少了7條，公交線路重復(fù)系數(shù)降低了0.08，常規(guī)公交與軌道交通客流競爭有效緩解。

>>>新增接駁公交線路更好地發(fā)揮常規(guī)公交接運軌道交通客流功能，彌補(bǔ)公共交通服務(wù)盲區(qū)。

4

結(jié)語

本文以軌道公交一體化發(fā)展為背景，重點圍繞軌道交通骨架網(wǎng)建設(shè)階段的公共交通系統(tǒng)發(fā)展需求，提出基于軌道公交一體化的公交線網(wǎng)優(yōu)化方法。首先對軌道沿線競爭性公交線路進(jìn)行優(yōu)化，其次新增接駁性公交線路，利用TransCAD建模和SPSS聚類分析，對昆明軌道交通1、2、3號線沿線常規(guī)公交線網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化效果分析。

分析結(jié)果顯示調(diào)整后的公交線網(wǎng)規(guī)模和覆蓋率有所提高，與軌道線路重復(fù)情況有所降低，軌道公交一體化銜接得到改善。下一步將對軌道交通成網(wǎng)后的常規(guī)公交網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整方法、軌道公交一體化協(xié)調(diào)體制機(jī)制、設(shè)施銜接、票價和運營組織等多方面進(jìn)一步研究，以形成高效協(xié)調(diào)的一體化公共交通網(wǎng)絡(luò)。

審核編輯：劉清