城市常規(guī)公交線路調(diào)整優(yōu)化方法

李愛增，吳冰花

(河南城建學院 土木與交通工程學院，河南 平頂山 467036)

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城市常規(guī)公交線路調(diào)整優(yōu)化方法

李愛增，吳冰花

(河南城建學院 土木與交通工程學院，河南 平頂山 467036)

從線路技術指標及性質(zhì)定位方面分析城市常規(guī)公交線路存在的主要問題，提出線路調(diào)整優(yōu)化的11條原則。分析城市公交線路的技術指標和效益指標，選擇調(diào)整優(yōu)化線路。對調(diào)整優(yōu)化線路從線路客流分擔率、復線系數(shù)-客流量關系圖、平均滿載率調(diào)整值-復線系數(shù)關系圖進行綜合分析，選擇待調(diào)整優(yōu)化站點?？紤]現(xiàn)狀場站布局、線路布設、線網(wǎng)密度、客流分布對待調(diào)整線路進行調(diào)整優(yōu)化，對于具有多重性質(zhì)的線路可對其進行適當拆分并合理調(diào)整。實例應用表明，該方法操作方便，提高了調(diào)整線路及整個線網(wǎng)的運行質(zhì)量。

常規(guī)公交線路；調(diào)整優(yōu)化；技術指標；效益指標；客流分擔率；公交站點

隨著城市交通問題的日益突出，各城市都把大力發(fā)展公共交通作為緩解城市交通擁堵的重要措施之一。然而由于種種原因，目前各城市的常規(guī)公交線路布設不合理，出現(xiàn)了公交線路運行質(zhì)量差、公共交通服務水平低等問題。如何在現(xiàn)狀的場站設施、公交線網(wǎng)的基礎上對常規(guī)公交線路進行調(diào)整優(yōu)化成為提高公交服務水平、提升公交運行效益的重要措施之一。對于常規(guī)公交線路的調(diào)整，現(xiàn)有研究較多結合軌道交通線路進行。廣大學者分別從軌道交通平行線路[1]、軌道交通沿線[2-4]、軌道交通走廊[5-6]、軌道交通影響區(qū)域[7-8]等軌道交通不同的影響范圍對常規(guī)公交線路的調(diào)整方法進行了研究。對于沒有軌道交通的城市，有學者針對具體城市的公交特征構建模型進行研究[9-11]，也有學者構建模型采用蟻群算法等進行優(yōu)化分析[12-14]，還有學者采用GIS技術[15]或利用出租車GPS數(shù)據(jù)[16]研究城市常規(guī)公交線路的調(diào)整方法。

本文基于我國城市常規(guī)公交運行現(xiàn)狀，對公交線路存在的常見問題進行分析，并從技術層面提出一套操作性強的常規(guī)公交線路調(diào)整優(yōu)化方法，即為公交企業(yè)線路調(diào)整提供參考，也為研究人員的理論分析提供依據(jù)。

1　城市常規(guī)公交線路問題分析

分析城市常規(guī)公交線路運行現(xiàn)狀，存在的主要問題如下：

(1)線路長度過長

《城市道路交通規(guī)劃設計規(guī)范》規(guī)定[17]：市區(qū)公共汽車主要線路的長度宜為8～12 km。公交線路長度與城市規(guī)模、城市形態(tài)、城市居民的平均乘距等因素有關，對于中小城市，下限可適當放寬；對于特大城市及明顯的帶狀城市，上限可適當放寬。公交線路過長會帶來線路客流分布不均衡，發(fā)車頻率難以協(xié)調(diào)，線路效益低等問題。現(xiàn)狀公交線路布設中，部分城市的一些線路長度過長，橫穿城市大部分區(qū)域，有的甚至貫穿市區(qū)及郊區(qū)，帶來了一些問題。

(2)線路非直線系數(shù)過大

線路非直線系數(shù)反映線路的彎曲程度，也反映乘客出行時間的長短。非直線系數(shù)過大會影響乘客對于公交線路的選擇。為保證乘客出行的繞行距離不是太大，提高公交線路的吸引力，《城市道路交通規(guī)劃設計規(guī)范》規(guī)定[17]：公共交通線路非直線系數(shù)不應大于1.4。現(xiàn)狀調(diào)查中，有的城市部分公交線路非直線系數(shù)過大，影響了居民對于公交線路的選擇。

(3)道路復線系數(shù)過大

考慮到公交線路分布的均勻性、站點覆蓋率、站點各線路的客流分擔率、站點?？磕芰Φ龋粭l道路的復線系數(shù)一般不超過3～5，主干道不應超過8[18-19]?，F(xiàn)狀調(diào)查中，有的城市道路復線系數(shù)過大，尤其是商業(yè)區(qū)，帶來了一系列問題。

(4)線路性質(zhì)定位不清

現(xiàn)狀公交線路布設中，有的線路性質(zhì)復雜，具有多重功能。例如公交線路中城鄉(xiāng)路段和城市路段的重合、旅游路段和普通路段的重合、交通樞紐連接段和普通路段的重合等。由于不同性質(zhì)路段的客流其出行強度不同、時間價值不同、出行需求不同、出行心理不同，會造成發(fā)車頻率難以協(xié)調(diào)、車輛等級難以一致、票價難以統(tǒng)一等一系列問題。

2　城市常規(guī)公交線路調(diào)整優(yōu)化原則

城市常規(guī)公交線路調(diào)整優(yōu)化是基于現(xiàn)狀的場站設施、線路布設、道路條件、客流需求所進行的調(diào)整。目的是使公交線路布局合理、指標滿足要求、方便居民出行。在進行線路調(diào)整時需遵循11個原則：滿足不同線路居民的出行目的要求；與各線路的設置初衷盡可能一致；滿足各線路的非直線系數(shù)約束；滿足各線路的線路長度約束；考慮公交?？空镜耐ㄐ心芰s束；盡可能減少途經(jīng)站點的復線系數(shù)；盡可能提高公交服務面積，提高站點覆蓋率；尊重居民出行習慣，盡可能與原路線方向一致；考慮線路性質(zhì)的一致性合理調(diào)整；與城市及城鄉(xiāng)道路系統(tǒng)相協(xié)調(diào)；適應并能促進城市和城市用地布局的發(fā)展。

3　城市常規(guī)公交線路調(diào)整優(yōu)化技術

3.1調(diào)整優(yōu)化線路選擇

對于調(diào)整優(yōu)化線路的選擇可以從線路技術指標和效益指標兩個層面進行分析。

(1)技術指標分析

技術指標層面可以從線路長度、非直線系數(shù)、道路復線系數(shù)、線網(wǎng)覆蓋率、線路分擔率等方面進行分析?？梢赃x擇線路長度過長、非直線系數(shù)過大、道路及站點線路重復嚴重、區(qū)域線路密集、站點客流分擔率低的線路進行調(diào)整。

(2)效益指標分析

對于每條線路，計算近期線路總收入和線路總運行里程的比，以該比值作為每條線路的效益評價指標。該效益指標可以從經(jīng)濟方面反應線路的運行質(zhì)量，可以選擇那些效益指標較低的線路作為調(diào)整對象。

結合線路的技術指標和效益指標可確定城市常規(guī)公交線網(wǎng)中需要調(diào)整優(yōu)化的線路。

3.2調(diào)整優(yōu)化站點選擇

調(diào)整優(yōu)化站點的選擇可以從以下幾個方面進行分析：

(1)站點客流分擔率

對調(diào)整優(yōu)化線路沿線站點的客流狀況進行調(diào)查，并對線路重復嚴重站點各通過線路的客流分擔率進行調(diào)查。選擇沿線站點客流量小、線路重復嚴重，并且待調(diào)整線路客流分擔率較低的那些站點作為調(diào)整對象。

(2)復線系數(shù)-客流量關系圖

統(tǒng)計調(diào)整線路沿線站點的復線系數(shù)，結合調(diào)整線路沿線站點的客流分布，繪制調(diào)整線路沿線站點的復線系數(shù)-客流量關系圖。從該關系圖中，選擇那些站點復線系數(shù)大，上下客客流量少的站點作為調(diào)整對象。以平頂山市22路公交車為例，各站點復線系數(shù)-客流量關系圖如圖1所示。圖1中，可選擇那些復線系數(shù)柱狀較高、上下客人數(shù)柱狀較低的站點作為調(diào)整對象。

圖1　站點復線系數(shù)-客流量關系圖

(3)平均滿載率調(diào)整值-復線系數(shù)關系圖

調(diào)查調(diào)整線路各站點上下客后的平均滿載率，繪制各站點雙向平均滿載率調(diào)整值(為了使平均滿載率與復線系數(shù)在同一張圖中進行對比，可將各站點的平均滿載率乘以同一系數(shù)進行放大)與復線系數(shù)的關系圖。選擇那些站點復線系數(shù)大，平均滿載率調(diào)整值小的站點作為調(diào)整對象。以平頂山市22路公交車為例，兩方向平均滿載率調(diào)整值-復線系數(shù)關系圖如圖2所示。圖2中，可選擇那些復線系數(shù)柱狀較高、兩方向平均滿載率調(diào)整值柱狀較低的站點作為調(diào)整對象。

圖2　兩方向平均滿載率調(diào)整值-復線系數(shù)關系圖

綜合平均滿載率調(diào)整值-復線系數(shù)關系圖和復線系數(shù)-客流量關系圖，再結合站點的客流分擔率，可以比較明顯地看出需調(diào)整優(yōu)化的站點。

3.3調(diào)整優(yōu)化線路拆分

根據(jù)單因子污染指數(shù)、多因子綜合污染指數(shù)的計算公式，以農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量標準為評價標準，分別計算出金石錳礦周邊土壤重金屬元素的污染指數(shù)，結果見表2。礦區(qū)周邊土壤重金屬的綜合污染指數(shù)最高達10.32，屬于重污染，說明該礦區(qū)局部區(qū)域土壤重金屬污染嚴重。從單因子污染指數(shù)(Pi)來看，Mn的污染指數(shù)最高，4個采樣點達了重污染程度，其污染指數(shù)最高達14.35，該區(qū)域土壤Mn污染比較嚴重；Cd僅有一個采樣點污染指數(shù)達到重污染程度，存在局部污染；Zn、Pb、Cu污染指數(shù)均小于2，屬于輕度污染。Cr、Ni污染指數(shù)均小于1，屬于清潔。各元素污染指數(shù)的大小排序為Mn> Cd> Pb> Zn> Cu> Ni>Cr。

同一條公交線路如果既有城市路段又有城鄉(xiāng)路段、既有旅游路段又有普通路段、既有交通樞紐連接段又有普通路段，會帶來一系列問題。例如，同一條線路既有城市路段又有城鄉(xiāng)路段：第一，由于途經(jīng)區(qū)域城市和城鄉(xiāng)客流量差異較大，造成客流在整個運行區(qū)間上分布不均勻，造成部分路段運力資源浪費；第二，由于城市客流大于城鄉(xiāng)客流，整條線路的發(fā)車頻率難以協(xié)調(diào)；第三，車型上，按城市客流需要配置大型客車，按城鄉(xiāng)客流可以配置中型客車；第四，車輛等級及票價上，城市客流要求等級較高的公交車輛，也能夠接受相對較高的票價；第五，城市乘客時間價值較高，不能忍受較長的候車時間。因此，在進行線路調(diào)整優(yōu)化時應盡可能將不同性質(zhì)的路段進行拆分。通過線路拆分可以實現(xiàn)線路客流均勻、車型選擇靈活、發(fā)車頻率科學、票價制定合理、乘客出行快捷。

3.4調(diào)整優(yōu)化總體思路

對于調(diào)整優(yōu)化線路，考慮上述調(diào)整優(yōu)化站點和線路拆分原則，從線路長度、非直線系數(shù)、線路重復系數(shù)、線網(wǎng)密度等技術指標入手，結合其他區(qū)域線路布設、客流需求、客流流向、道路條件，再綜合考慮現(xiàn)狀場站布局、原有線路走向?qū)M調(diào)整優(yōu)化線路進行調(diào)整。調(diào)整后要使各調(diào)整線路的技術指標滿足或基本滿足要求，線路重復嚴重區(qū)域的技術指標有所下降，整個公交線網(wǎng)的運行效益有所提高，整個公交系統(tǒng)的服務水平有所提升。

4　實例分析

4.1平頂山市城市布局狀況

以平頂山市常規(guī)公交線路調(diào)整為例。平頂山市的城市布局狀況如圖3所示。目前，平頂山市基本形成了帶狀組圖式的城市結構。

4.2平頂山市公交線路調(diào)整

平頂山市公共交通總公司共有5個分公司，運營線路47條，線路總里程646.5 km，場站設施6處(分別位于5個分公司及總公司所在地)。根據(jù)市民及公交公司內(nèi)部員工調(diào)查意見、線路運行技術指標和各線路的效益指標共確定10條線路為調(diào)整優(yōu)化的重點。10條線路中，7條線路為調(diào)整線路，分別為9、10、14、19、22、37和40路；1條為恢復線路，為4路；兩條為延伸線路，分別為24和30路。另外，線路調(diào)整過程中，根據(jù)30路的具體情況，對11路和30路一并進行了調(diào)整，最后實際調(diào)整的公交線路條數(shù)為11條。

圖3　平頂山市城市布局圖

線路調(diào)整前，對市民及公交公司內(nèi)部員工進行了問卷調(diào)查，并對11條線路的基本技術指標及7條調(diào)整線路的線路客流及運營車速狀況、乘客出行決策情況、線路重復嚴重站點各線路的客流分擔率狀況進行了調(diào)查，線路調(diào)整過程中還利用了《平頂山市公共交通專項規(guī)劃(2010-2020)》的OD調(diào)查結果。

按照上述公交線路調(diào)整優(yōu)化原則及分析技術對該11條線路進行調(diào)整，調(diào)整前后的線路基本情況如表1所示。

表1　線路調(diào)整前后基本情況

續(xù)表

由表1可見：調(diào)整后各線路的非直線系數(shù)均滿足要求。調(diào)整后，南北走向的37和40路的線路長度小于8 km，東西走向的4、30和11路的線路長度大于12 km。由于平頂山市城市布局總體來說呈東西走向的帶狀結構，因此南北走向的個別線路長度較短，東西走向的個別線路長度較長也符合平頂山市的城市特征。調(diào)整完畢后，大部分調(diào)整線路沿線站點的復線系數(shù)均小于8，個別線路有大于8的站點，一方面是因為這些站點位于城市客運樞紐處，有較多的公交線路通過。另外，本次調(diào)整只針對11條線路進行，以后隨著其他公交線路的調(diào)整優(yōu)化，線路重復狀況會進一步改善。調(diào)整完畢后，各公交線路性質(zhì)單一，有利于公交線路的運營組織和效益提高。

線路調(diào)整后，除了調(diào)整線路自身的站點復線系數(shù)基本滿足要求外，對于其他線路重復嚴重的路段，其站點復線系數(shù)也有不同程度的下降，具體情況如表2所示。線路調(diào)整后，其他公交線路薄弱地區(qū)的公交線網(wǎng)密度有所提升，原有線路重復嚴重路段其他公交線路的客流分擔率有所提高，能夠提升整個公交系統(tǒng)的服務水平和運行效益。

5　結語

針對軌道交通影響范圍以外以及沒有軌道交通的城市常規(guī)公交線路調(diào)整方法進行研究，提出易于操作的線路調(diào)整技術，對于公交企業(yè)技術人員線路調(diào)整及相關學者研究具有參考價值。論文分析我國城市常規(guī)公交線路存在的主要問題，提出調(diào)整優(yōu)化的基本原則。對于具體城市給出了調(diào)整優(yōu)化線路的選擇依據(jù)及擬調(diào)整站點的選擇方法，并給出了線路調(diào)整優(yōu)化的措施，對于具有多重性質(zhì)的公交線路也提出了調(diào)整優(yōu)化的方法。實例分析表明，文中所提方法操作方便，效果良好，提高了公交線路的運行質(zhì)量。

表2　線路重復嚴重路段站點復線系數(shù)變化情況

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Adjustment and optimization of urban conventional bus routes

LI Ai-zeng,WU Bing-hua

(SchoolofCivilEngineeringandTransportationEngineering,HenanUniversityofUrbanConstruction,Pingdingshan467036,China)

This article analyzes the main problems in the urban conventional bus routes from the line technical indicators and the nature orientation,and puts forward 11 principles of the optimization of the line adjustment.The technical indicators and efficiency indicators are analyzed,on which the adjustment and optimization of the line are selected.A comprehensive analysis is made based on passenger-flow percentages,double line coefficient and the distribution rate of passenger flows diagram and the average load ratio adjustment value-line coefficient diagram to adjust and optimize the lines.The adjustment and optimization are performed considering the status of station layout,lines layout and density,flow distribution,and for multiple lines with multi-functions can be appropriately adjusted.The practical project shows that this method is easy to operate and improves the quality of inter-city transportation.

conventional bus routes;adjustment and optimization;technical index;benefit index;passenger-flow percentages;bus stop

2016-04-21

國家自然科學基金項目(61573098，50978057)

李愛增(1972—)，男，河南汝州人，博士，副教授。

1674-7046(2016)05-0045-08

10.14140/j.cnki.hncjxb.2016.05.009

U491.1

A