公交服務(wù)半徑及服務(wù)水平研究

楊曉飛，馬健霄，仲小飛

(南京林業(yè)大學(xué)汽車與交通學(xué)院，南京210037)

隨著城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，各種交通問(wèn)題已成頑疾。很多專家認(rèn)為，發(fā)展城市公共交通才是解決城市交通問(wèn)題的根本途徑。在國(guó)外，公交車以私家車為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。新加坡規(guī)定，在距離住戶門(mén)口400m范圍內(nèi)必須設(shè)有公交車站;倫敦的公交廣告標(biāo)語(yǔ)是“公交就是我的私家車”［1］;國(guó)內(nèi)的公交出行率不高，鮮有城市公交出行分擔(dān)率超過(guò)20%。針對(duì)地面常規(guī)公交，一般認(rèn)為，步行距離不合理、公交運(yùn)行速度慢、缺乏優(yōu)先通行保障、舒適性較差、等車時(shí)間長(zhǎng)等都是造成服務(wù)水平低的原因。乘客步行距離不合理在公交服務(wù)上表現(xiàn)為公交服務(wù)半徑不合理，尋求理想的公交服務(wù)半徑是本文研究的重點(diǎn)。

1 公交服務(wù)半徑的定義

公交服務(wù)半徑是指公交站點(diǎn)發(fā)生 (吸引)的所有公交乘客的出發(fā)地 (目的地)與站點(diǎn)之間的空間步行 (騎行)直線距離，即出行起點(diǎn)至公交站點(diǎn)之間的直線距離或下車站點(diǎn)與目的地之間的直線距離。最大公交服務(wù)半徑是指公交站點(diǎn)發(fā)生(吸引)的所有公交乘客的出發(fā)地 (目的地)與站點(diǎn)之間的空間直線距離的最大值［2］。

公交服務(wù)半徑與公交服務(wù)面積覆蓋率之間的關(guān)系表現(xiàn)為:理想的公交服務(wù)半徑能提高居民公交出行的便利性，其服務(wù)面積覆蓋率是建立在理想的城市公交基礎(chǔ)設(shè)施水平上的公交服務(wù)半徑對(duì)應(yīng)的服務(wù)面積所占的比例; 《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的300m和500m雖然也是業(yè)內(nèi)衡量的標(biāo)準(zhǔn)，但其并不能作為每一個(gè)城市建設(shè)公交時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)，也不是最適合于每個(gè)城市居民出行的理想服務(wù)半徑［3］。

2 公交服務(wù)半徑的影響因素

假設(shè)小區(qū)道路呈方格網(wǎng)形狀，以乘客從出發(fā)地到公交站臺(tái)的直線距離為例，這個(gè)距離一般包括兩部分，一是乘客從小區(qū)出發(fā)地到垂直于公交線路的道路上，稱之為步行向線，二是乘客從剛才的道路上左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)到公交站臺(tái)的距離，稱之為步行向站(也可以是自行車騎行距離，考慮到一般公交乘客都是步行過(guò)來(lái)，且步行速度穩(wěn)定，調(diào)查這部分人群的時(shí)間或距離數(shù)據(jù)用來(lái)衡量乘客的步行距離并不比自行車差，因此本文在調(diào)查時(shí)只調(diào)查步行乘客)。

如圖1所示，線路1為步行向線距離，線路2為步行向站距離，線路3為公交站臺(tái)的服務(wù)半徑。由圖可知，影響公交服務(wù)半徑的因素主要有兩個(gè)方面，一是從出發(fā)地到公交線路的距離，二是小區(qū)道路出口與公交站臺(tái)之間的距離，而出口與公交站臺(tái)的距離一般情況下為公交站臺(tái)間距的一半，即公交線網(wǎng)密度和公交站臺(tái)間距是影響公交服務(wù)半徑的兩個(gè)主要因素。

圖1 公交服務(wù)半徑構(gòu)成圖Fig.1 Structure map of the bus service radius

根據(jù)居民出行問(wèn)卷調(diào)查分析，居民出發(fā)點(diǎn)與公交站臺(tái)的步行距離越近，乘坐公交就越方便，公交出行分擔(dān)率相對(duì)高;相反，步行距離超過(guò)乘客接受的步行距離，則乘客改選其他交通方式出行，公交出行分擔(dān)率下降，如圖2所示。

圖2 公交服務(wù)半徑與公交出行率的關(guān)系Fig.2 Relationship between bus service radius and bus traveling rate

3 建立公交服務(wù)半徑模型

3.1 最大公交服務(wù)半徑計(jì)算模型

如圖2所示，公交出行率和乘客步行距離是呈對(duì)數(shù)關(guān)系的，隨著步行距離越來(lái)越大，乘坐公交的便利程度越來(lái)越差，公交出行率也越來(lái)越低。為了保證城市或區(qū)域的公交出行率，乘客可接受的步行距離在一定程度上反映了公交服務(wù)半徑的最大值。

對(duì)乘客乘坐公交的情況進(jìn)行調(diào)查，取乘客可接受步行距離的95%的人步行距離。令95%位可接受步行距離為a，那么，由出發(fā)地至公交站臺(tái)的步行距離為a或者從公交站臺(tái)下車去目的地的步行距離為a的點(diǎn)應(yīng)該分布在面積為2a2的正方形面積內(nèi)［4］，如圖3 所示。

圖3 步行距離為a的正方形Fig.3 The square of walking distance a

步行至公交站臺(tái)的距離為a即正方形上的任意點(diǎn)坐標(biāo)x與y之和均為a，該正方形面積為2a2。既然步行距離為a已經(jīng)滿足95%的公交出行人群，而且，他們的出行范圍均在圖3所示的正方形內(nèi)，因此，服務(wù)半徑的圓形面積應(yīng)該等于正方形的面積，如圖4所示，即:

圖4 公交服務(wù)半徑與步行距離關(guān)系圖Fig.4 The square of walking distance a

3.2 計(jì)算城市現(xiàn)有公交服務(wù)半徑

調(diào)查95%乘客的步行距離，通過(guò)上面的公式計(jì)算，即可得到城市現(xiàn)狀公交服務(wù)半徑的最大值;同樣的方法，通過(guò)調(diào)查50%乘客步行距離，即可計(jì)算出現(xiàn)狀城市公交服務(wù)半徑的平均水平。

3.3 理想公交服務(wù)半徑計(jì)算模型

在公交線網(wǎng)為方格網(wǎng)的布局中，全市或區(qū)域近似的步行到線、到站距離的平均值分別為:

最佳公交站臺(tái)間距為 d0=Vb·

式中:δ為公交線網(wǎng)密度;d為公交站距;L為步行距離;Wb為公交運(yùn)營(yíng)車輛數(shù)，輛;Vb為公交運(yùn)營(yíng)速度，km/h;F為城市用地面積;μ為公交線路重復(fù)系數(shù);Vw為步行速度，km/h;tsd為公交車輛站點(diǎn)?？慨a(chǎn)生的延誤，s;Lc為乘客乘距，km。

補(bǔ)充說(shuō)明，判斷公交線網(wǎng)密度最佳的標(biāo)準(zhǔn)是使乘客步行到公交線路總步行時(shí)間最短的公交線網(wǎng)密度，公交站臺(tái)間距最佳的標(biāo)準(zhǔn)是使乘客沿公交線路總步行時(shí)間最短，且乘客車內(nèi)時(shí)間最短的公交站臺(tái)間距。

4 公交服務(wù)水平評(píng)價(jià)

4.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立按照系統(tǒng)分析的原理，以綜合性、實(shí)用性、可測(cè)性和可比性為原則，充分考慮公交總體發(fā)展水平、公交出行的便捷性、舒適性和安全性。公交服務(wù)水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如圖5所示。

圖5 公交服務(wù)水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig.5 Evaluation index system of bus service level

評(píng)價(jià)體系的指標(biāo)可以分為兩大類。第一類為城市公共交通基礎(chǔ)設(shè)施，它是決定城市公共交通系統(tǒng)服務(wù)水平的物質(zhì)基礎(chǔ)，包括4個(gè)分指標(biāo)，分別是公交車擁有率、公交線網(wǎng)密度、公交線路重疊系數(shù)和公交站臺(tái)的間距，公交車擁有率反映高峰時(shí)段公交車輛上乘客的擁擠情況，公交線路重疊系數(shù)反映公交線路在城市主干道上的密集程度，公交線路網(wǎng)密度反映居民接近公交線路的程度，公交站臺(tái)的間距反映居民出行從公交線路上到達(dá)公交站臺(tái)的便利程度。第二類指標(biāo)為城市公共交通運(yùn)輸質(zhì)量和效率，包括如2個(gè)分指標(biāo)，分別為公交車行車準(zhǔn)點(diǎn)率和公交車滿載率。公交車行車準(zhǔn)點(diǎn)率是衡量顧客滿意度的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，公交車輛滿載率反映公交車輛運(yùn)行時(shí)車上的擁擠狀況或車輛客位的利用程度［7］。

4.2 粗糙集綜合平均法

粗糙集綜合評(píng)價(jià)法是由波蘭數(shù)學(xué)家Z.Pawlak于1982年提出的，它是一種處理不精確、不確定與不完全數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)理論。本文研究的公交服務(wù)水平影響因素中，因素之間的數(shù)量級(jí)不同，為了更好地對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化，應(yīng)用粗糙集綜合評(píng)價(jià)法來(lái)確定每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。根據(jù)專家對(duì)多個(gè)城市和地區(qū)的調(diào)查以及粗糙集綜合評(píng)價(jià)法計(jì)算過(guò)程，最終各指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果為C1(公交車擁有率0.095)、C2(公交線網(wǎng)密度0.238)、C3(公交線路重復(fù)系數(shù)0.095)、C4(公交站臺(tái)間距0.095)、C5(公交車行車準(zhǔn)點(diǎn)率0.286)、C6(公交車滿載率0.191)。

4.3 層次分析法

首先將復(fù)雜問(wèn)題分解成遞階層次結(jié)構(gòu)，然后將下一層次的各因素相對(duì)于上一層次的各因素進(jìn)行兩兩比較判斷，構(gòu)造判斷矩陣，通過(guò)對(duì)判斷矩陣的計(jì)算，進(jìn)行層次的排序和一致性檢驗(yàn)，最后進(jìn)行層次總排序，得到各因素的組合權(quán)重，并通過(guò)排序結(jié)果分析和解決問(wèn)題。這種方法具有需求信息量少、決策過(guò)程花費(fèi)時(shí)間短等特點(diǎn)［8］。根據(jù)專家打分及計(jì)算，最終計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 層次分析法計(jì)算結(jié)果Tab.1 Results calculated by AHP

4.4 綜合得分

用線性加權(quán)法對(duì)城市 (區(qū)域)各指標(biāo)得分進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，計(jì)算公式為:

5 實(shí)例

5.1 服務(wù)半徑的計(jì)算

本文于2009年12月14日早晨8∶00～9∶00以及下午5∶00～6∶00，組織60名調(diào)查人員對(duì)南京市主城區(qū)的公交站臺(tái)乘客進(jìn)行抽樣調(diào)查，公交站臺(tái)采取分層抽樣法，保證居住小區(qū)、商業(yè)區(qū)、辦公區(qū)、混合區(qū)的公交站臺(tái)各占四分之一的比例。調(diào)查問(wèn)卷共3 000份，其中有效問(wèn)卷2 865份，無(wú)效問(wèn)卷135份，問(wèn)卷有效率為95.5%。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，95%的乘客認(rèn)為最大的步行時(shí)間要控制在15min以內(nèi)，即步行距離在900m的范圍內(nèi)，根據(jù)計(jì)算，即最大服務(wù)半徑應(yīng)控制在718m之內(nèi)。而南京市主城區(qū)公交乘客95%步行時(shí)間也為15min，即現(xiàn)有的最大公交服務(wù)半徑正好為718m。

57%的南京市公交乘客的平均步行距離為300m，即南京市公交服務(wù)半徑的平均水平為240m，75%乘客步行時(shí)間為9min，換算步行距離為540m，此時(shí)的服務(wù)半徑約為431m，將以上數(shù)據(jù)與規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)相比，說(shuō)明目前南京市主城區(qū)步行距離呈現(xiàn)兩極分化的現(xiàn)象，近距離的乘客距離很近，但遠(yuǎn)距離的乘客顯得偏遠(yuǎn)。

根據(jù)公交基礎(chǔ)設(shè)施的調(diào)查數(shù)據(jù)，南京市主城區(qū)現(xiàn)有公交車輛4 310標(biāo)臺(tái)，公交平均行駛速度為15.3km/h，南京市主城區(qū)面積260km2，主城區(qū)公交線路重復(fù)系數(shù)為4.34，行人步行速度為1m/s，公交?？空疽话阃？繒r(shí)間為25s，乘客平均乘距為5.61km，根據(jù)最佳公交線網(wǎng)密度和最佳公交站臺(tái)間距的計(jì)算公式，其計(jì)算結(jié)果分別為3.29km/km2和0.59km。

則最佳公交服務(wù)半徑為r0=0.199km，即平均公交服務(wù)半徑應(yīng)為199m，取整200m。相當(dāng)于空間直線步行時(shí)間為3.5min。

5.2 服務(wù)水平評(píng)價(jià)

對(duì)南京市公交現(xiàn)狀水平進(jìn)行打分，南京市主城區(qū)公交車擁有率約為17標(biāo)臺(tái)/萬(wàn)人，公交線網(wǎng)密度約為1.89km/km，公交線路重復(fù)系數(shù)為4.34，公交站臺(tái)間距約為0.62km，公交車行車準(zhǔn)點(diǎn)率為80%，公交車滿載率為82%，各個(gè)指標(biāo)C1(公交車擁有率)、C2(公交線網(wǎng)密度)、C3(公交線路重復(fù)系數(shù))、C4(公交站臺(tái)間距)、C5(公交車行車準(zhǔn)點(diǎn)率)、C6(公交車滿載率)的得分分別為:96、78、75、86、80 和78。

根據(jù)粗糙集綜合評(píng)價(jià)法，南京市目前公交服務(wù)的總體水平為80.757;根據(jù)傳統(tǒng)的層次分析法，南京市公交服務(wù)水平總體得分為81.245。兩種方法計(jì)算結(jié)果均為81分，說(shuō)明南京市目前的公交服務(wù)水平良好。

6 結(jié)束語(yǔ)

公共交通是解決城市交通擁擠、能源緊缺、環(huán)境污染的根本措施，公交服務(wù)半徑是評(píng)價(jià)乘客乘坐公交便利性的一個(gè)重要指標(biāo)，同時(shí)它也能反映一個(gè)城市或地區(qū)公交服務(wù)的水平。本文建立的理想公交服務(wù)半徑計(jì)算模型和最大服務(wù)半徑計(jì)算模型，不僅是城市建設(shè)或調(diào)整公交的依據(jù)，也可用于城市內(nèi)部片區(qū)的研究，同樣，它不僅適合地面常規(guī)公交，也適用于BRT快速公交和地鐵服務(wù)半徑研究。

［1］ Akron metropolitan area transportation study.Transit Coverage and Performance Report，2007(9).

［2］馮樹(shù)民，李松齡，裴玉龍.人行過(guò)街設(shè)施的服務(wù)半徑［J］.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，13(5):77 －80.

［3］陳啟新，潘家鴻.關(guān)于公交車站服務(wù)面積的覆蓋率［J］.城市公共交通，2002，4(2)17 －18.

［4］李大龍.快速公交站點(diǎn)吸引區(qū)域的研究［D］.淄博:山東理工大學(xué)，2005.

［5］王 煒，楊新苗，陳學(xué)武.城市公共交通系統(tǒng)能個(gè)規(guī)劃方法與管理技術(shù)［M］.北京:科學(xué)出版社，2002.

［6］葛宏偉.城市公交?？空军c(diǎn)交通影響分析及優(yōu)化技術(shù)研究［D］. 南京:東南大學(xué)，2006.

［7］張喜成，汪江洪.粗糙集綜合評(píng)價(jià)法在公交服務(wù)水平評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］. 決策參考，2006，7(2):46－48.

［8］孫 偉.城市道路交通安全評(píng)價(jià)［D］.南京:南京林業(yè)大學(xué)，2007.

［9］邵祖峰.道路交通事故黑點(diǎn)路段整改措施及其確定方法［J］.森林工程，2008，24(5):39 －42.