快速公交(BRT)服務(wù)水平評價研究

李映紅，孫慧娟

(西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院，四川 成都 610031)

快速公交BRT(Bus Rapid Transit)是利用改良的公交車輛，營運(yùn)在公共交通專用道路空間上，保持軌道交通的特性且具備普通公交靈活性的一種便利、快速的公共交通方式。一般包括:高容量和高品質(zhì)公交系統(tǒng)、捷運(yùn)公車、公交專用道路系統(tǒng)等，其發(fā)展多以一般公交系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在軟硬件設(shè)備上逐步提升，具備類似軌道運(yùn)輸?shù)奶匦?。BRT也是一個整合了設(shè)施、服務(wù)、便利以及改善速度、可靠度與外觀意向等更具親和力的整合系統(tǒng)。

公共交通是城市基礎(chǔ)設(shè)施之一，是城市政治、經(jīng)濟(jì)、文化生活不可缺少的橋梁和紐帶。BRT作為公共交通的一種方式，是為了滿足城市交通需要，聯(lián)結(jié)常規(guī)交通和軌道交通的橋梁和紐帶，它可以緩解目前城市交通問題，改善公交服務(wù)水平，提高城市經(jīng)濟(jì)效率、保護(hù)城市環(huán)境、促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展。

BRT服務(wù)水平的分析與評價是與城市快速公共交通系統(tǒng)規(guī)劃與管理密切相關(guān)的基本分析技術(shù)，是進(jìn)一步提高快速公交系統(tǒng)服務(wù)水平的基本前提。正確、合理、可靠的進(jìn)行快速公交服務(wù)水平的分析和評價，可為城市快速公共交通系統(tǒng)的規(guī)劃、實施、評價、改進(jìn)提供有效的支持和幫助［1］。

城市快速公交系統(tǒng)服務(wù)水平評價主要目的是通過建立對城市快速公交系統(tǒng)服務(wù)水平定性和定量的分析，發(fā)現(xiàn)城市公交服務(wù)水平內(nèi)在的規(guī)律，找出現(xiàn)行公交運(yùn)輸企業(yè)存在的關(guān)鍵問題，為城市快速公交系統(tǒng)規(guī)劃與管理決策服務(wù)。

1 BRT服務(wù)水平評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

1.1 BRT服務(wù)水平評價指標(biāo)及其計量方法

1.1.1 安全

安全行駛間隔里程B1，是指統(tǒng)計期內(nèi)車輛總行程(L)與發(fā)生的乘車責(zé)任事故次數(shù)(Z)之比，即:

1.1.2 快速

平均出行時間B2，指乘客自出發(fā)地步行出發(fā)，經(jīng)步行、候車、乘車等直至到達(dá)目的地的一次乘行所花費(fèi)的時間，即:

式中:Tb(步行時間)為乘客由出發(fā)點或目的地到公交站點的平均步行時間;Td(等車時間)為乘客到站至乘上車之間的時間;Tc(乘行時間)為乘客的乘車時間;Th(換乘時間)為乘客在換乘車輛時，在兩個公交站點之間的步行時間。

平均運(yùn)送速度B3(km/h)，是指車輛在運(yùn)營線路起終點站之間運(yùn)送時間內(nèi)的平均每小時行程，用以表示乘客運(yùn)送的快慢，即:

式中:L為起終點站之間的距離，km;T為運(yùn)營線路起點至終點的乘客運(yùn)送時間，h。

1.1.3 準(zhǔn)時

平均行車準(zhǔn)點率B4，是指運(yùn)營車輛正點運(yùn)行次數(shù)(Z0)與全部行車次數(shù)(Z)之比，即:

通常平均正點率不應(yīng)低于80% ～90%。行車準(zhǔn)點率與企業(yè)調(diào)度管理、運(yùn)營組織、道路條件等因素相關(guān)。準(zhǔn)點率越高，BRT系統(tǒng)的發(fā)展水平越高。

1.1.4 方便

換乘系數(shù)B5，指換乘人數(shù)W與乘行總?cè)藬?shù)Q之比，用以表示公交乘客總量中有多少乘客不能直達(dá)目的地，即:

式中:W為需要一次或一次以上換乘的乘客人數(shù)。

換乘系數(shù)是反映BRT線路及走向是否合理的重要指標(biāo)，在布設(shè)線網(wǎng)時應(yīng)根據(jù)調(diào)查交通量的大小，進(jìn)行合理布設(shè)力求達(dá)到換乘系數(shù)最小。

平均換乘時間B6，指換乘總時間與換乘總?cè)藬?shù)之比，反映換乘設(shè)施的方便性:平均到站時間B7，反映了乘客到達(dá)站點的方便性。

平均候車時間B8，反映了乘客候車時間的長短。

1.1.5 舒適

高峰小時車輛滿載率B9，指主要運(yùn)營線路高峰小時內(nèi)、單向高峰路段車輛實際載客量Q與額定載客量Q0之比，即:

它是用以表示主要運(yùn)營線路車輛載客能力最大利用程度和車內(nèi)的擁擠程度，一般不應(yīng)超過95%～100%。

平峰小時車輛滿載率B10，是指主要運(yùn)營線路平峰小時內(nèi)、單向平峰路段車輛實際載客量Q′與額定載客量Q0′之比，即:

用以表示主要運(yùn)營線路平峰小時BRT車輛運(yùn)行時車內(nèi)的擁擠情況和客位利用率。

1.1.6 優(yōu)先

BRT車輛專用道所占比率B11，指有BRT專用道路總長度(L0)與有 BRT通行的道路總長度(L′)之比，用以表示城市公交政策優(yōu)先性，即:

1.2 城市BRT服務(wù)水平評價指標(biāo)體系

綜合國內(nèi)外研究分析成果，在進(jìn)行城市快速公交系統(tǒng)服務(wù)水平評價時主要應(yīng)從營運(yùn)線路中乘客的方便性、安全性、舒適性、準(zhǔn)點性等指標(biāo)為準(zhǔn)則，建立快速公交BRT服務(wù)水平的評價指標(biāo)體系的遞階結(jié)構(gòu)圖，見圖 1［2］。

圖1 BRT服務(wù)水平評價體系結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Level of BRT service evaluation system chat

1)安全性主要是指快速公交在運(yùn)營過程中，行駛的安全程度、安全行車的指標(biāo)、安全行駛間隔里程等。

2)快速性即運(yùn)送迅速，是指快速公交在運(yùn)送乘客時，使乘客出行所費(fèi)時間(包括步行、侯乘、乘行及換乘時間)最少，主要評價指標(biāo)有平均出行時間、平均運(yùn)送速度等。

3)準(zhǔn)時性是指運(yùn)營車輛要在規(guī)定的時刻到達(dá)站臺，盡量減少乘客的等待時間，其評價指標(biāo)有平均行車準(zhǔn)點率。

4)方便性是指乘客乘坐快速公交的方便程度。影響乘客方便性的基本內(nèi)容包括:線路網(wǎng)布設(shè)的合理性、線網(wǎng)密度的高低、換乘系數(shù)的大小、發(fā)車頻率的高低、站點布置的合理性、大的工業(yè)區(qū)和住宅區(qū)是否有多個方向和不同功能的快速公交線路、不同容量的出行需求等。快速公交對乘客方便性的評價可以通過換乘系數(shù)、平均換乘時間、平均到站時間和平均候車時間4個評價指標(biāo)來實現(xiàn)。

5)舒適性是指為使乘客乘車舒適，公交企業(yè)應(yīng)盡可能最大限度地減少途中的疲勞。主要評價指標(biāo):高峰小時滿載率和平峰小時滿載率。

6)優(yōu)先性反應(yīng)了該城市BRT車輛享有優(yōu)先路權(quán)的程度，主要評價指標(biāo)為BRT車輛專用道所占比率。

2 BRT服務(wù)水平的灰色聚類評價

目前用于城市公共交通系統(tǒng)綜合評價的方法主要有層次分析法、模糊綜合評價法、專家調(diào)查法等。各評價方法的關(guān)鍵是對各指標(biāo)的權(quán)重值進(jìn)行標(biāo)定，這些方法在確定權(quán)重時都存在一定的主觀性，大大降低了評價結(jié)果的可信性。為了有效地避免主觀因素的影響，獲得較為客觀和準(zhǔn)確的評價結(jié)果，采用灰色聚類分析法對快速公交系統(tǒng)進(jìn)行精確、有效的綜合評價。

按照聚類對象劃分，灰色聚類可分為灰色關(guān)聯(lián)聚類和灰色白化權(quán)函數(shù)聚類?；疑P(guān)聯(lián)聚類主要用于同類因素的歸并，以使復(fù)雜系統(tǒng)簡化。灰色白化權(quán)函數(shù)聚類主要用于檢查觀測對象是否屬于事先設(shè)定的不同類別，以便區(qū)別對待［3］。這里的灰色聚類特指灰色白化權(quán)函數(shù)聚類，將BRT服務(wù)水平評價指標(biāo)分為 A、B、C、D 4 類。

2.1 灰色聚類的概念

設(shè)有n個聚類對象，m個聚類指標(biāo)，s個不同灰類，根據(jù)第i(i=1，2，…，n)個對象關(guān)于指標(biāo)的樣本值dij將第i個對象歸入第k(k∈{1，2，…，s})個灰類之中，稱為灰色聚類。

2.2 灰色聚類分析的具體方法和步驟

2.2.1 白化數(shù)矩陣dij的建立

根據(jù)各指標(biāo)的樣本值dij建立白化數(shù)矩陣

2.2.2 數(shù)據(jù)量綱1化處理

上述指標(biāo)的量綱各不相同，根據(jù)指標(biāo)的屬性，對參與分析的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，將各分析數(shù)據(jù)壓縮在［0，1］之間，即用{dij，djk} 除相應(yīng)數(shù)據(jù)。

2.2.3 確定灰類白化函數(shù)fij(dij)

下面給出3類常見的白化函數(shù):

第1類白化函數(shù)fj1(dij)，如圖2，表達(dá)式為式(11):

圖2 第1類白化函數(shù)Fig.2 The first category of whitening function

第2類白化函數(shù)fj2(dij)，如圖3，表達(dá)式為式(12):

圖3 第2類白化函數(shù)Fig.3 The second category of whitening function

第3類白化函數(shù)fj3(dij)，如圖4，表達(dá)式為式(13):

圖4 第3類白化函數(shù)Fig.4 The third category of whitening function

2.2.4 聚類權(quán)的確定

在灰色聚類分析法中，權(quán)重系數(shù)的確定是很重要的，它反映了各個因素在綜合決策中所占有的地位或所起的作用，它可以直接影響到評判的結(jié)果。

對于灰色聚類，其權(quán)重計算式一般為:

式中:Wi為第i評價因子的第j個級別的權(quán)重;Sij為第i評價因子的各級分類標(biāo)準(zhǔn)的均值。

2.2.5 求聚類系數(shù)

聚類系數(shù)反映了各評價對象與各評價級別之間的親疏關(guān)系。各評價點聚類系數(shù)的大小，也反映了它們之間服務(wù)水平的優(yōu)劣。聚類系數(shù)由式(15)確定:

式中:ηij為第i個評價點關(guān)于第j個評價級別的聚類系數(shù);(x)為第i個評價點的第j種指標(biāo)值在該指標(biāo)第k類白化函數(shù)中的函數(shù)值。

2.2.6 聚類

即確定某評價點的評價級別。對某一評價點而言，聚類系數(shù)最大者所對應(yīng)的評價級別，即為該評價點最終的評價級別。

3 濟(jì)南BRT服務(wù)水平評價

3.1 評價指標(biāo)的等級劃分

結(jié)合先進(jìn)公交系統(tǒng)各指標(biāo)的特點，對于BRT指標(biāo)的等級劃分采取專家咨詢的方法，并結(jié)合灰色聚類法將BRT服務(wù)水平評價指標(biāo)劃分為4個等級:A(高)、B(較高)、C(中)、D(低)。具體分級評定標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 評價指標(biāo)分級評定標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Standard grade of evaluation assessment

3.2 濟(jì)南BRT 1號線服務(wù)水平評價

2008年4月22日，濟(jì)南BRT 1號線全線開通，主軸線即為北園大街，該線由黃崗開往全福立交橋。全長13.02 km，雙向6車道，中間2車道為BRT快速公交專用車道。

為了緩解歷山路上的交通壓力，2007年6月20日，濟(jì)南正式啟動對歷山路的改造，針對BRT車輛的通行，開通了2條BRT專用道;2008年9月26日，BRT 2號線全線開通。BRT2號線由北關(guān)北路至燕山立交橋首末站雙向?qū)Πl(fā)，全長11 km［4］。

針對濟(jì)南新開通的兩條線，結(jié)合相關(guān)車隊提供的數(shù)據(jù)，具體分析濟(jì)南BRT的服務(wù)水平。

濟(jì)南BRT 1號線服務(wù)水平評價的實際值見表2。

表2 濟(jì)南BRT 1號線各評價指標(biāo)的實際值Tab.2 The actual value of evaluation indexes of No.1 line，Ji’nan BRT

根據(jù)濟(jì)南BRT 1號線各指標(biāo)的實際值，集合灰色聚類分析法對1號線的服務(wù)水平進(jìn)行有效的綜合評價。

1)白化數(shù)矩陣。

2)數(shù)據(jù)量綱化，處理結(jié)果如表3。

表3 取單位量綱后的指標(biāo)值及分級標(biāo)準(zhǔn)Tab.3 Index value and the classification standard after taking unit dimension

3)根據(jù)表3，采用相應(yīng)公式，可求出所有的白化函數(shù)，列于表4中。

4)由表3和式(14)確定各指標(biāo)的權(quán)重，結(jié)果見表5。

5)由表4、表5和式(15)確定各指標(biāo)屬于4個等級的聚類系數(shù):

構(gòu)成聚類向量:

6)在聚類向量σ(i)中最大聚類系數(shù)為0.2826，可知濟(jì)南BRT 1號線服務(wù)水平處于中等，有待于不斷提升。

表4 各指標(biāo)白化函數(shù)值Tab.4 Whitening function value of each indicator

表5 各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重值Tab.5 The value of the standard weight of each index

4 濟(jì)南BRT服務(wù)水平的改進(jìn)措施

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，濟(jì)南的BRT系統(tǒng)在國內(nèi)還是比較先進(jìn)的，但是服務(wù)水平在很多方面還是不能滿足乘客的需求，特別是在速度、準(zhǔn)點性方面的問題，結(jié)合濟(jì)南的實際，如何實現(xiàn)運(yùn)力供給與客流的合理匹配，對BRT運(yùn)力資源進(jìn)行合理的分配，使公交專用道暢通高效，建議在以下幾個方面積極改進(jìn)和實施。

4.1 確立和宣傳城市交通政策

確立“以人為本、公交優(yōu)先、注重環(huán)境、支持城市可持續(xù)發(fā)展”為核心內(nèi)容的濟(jì)南城市交通發(fā)展政策，向社會頒布和實施，并做好有關(guān)的宣傳工作，取得社會各方面的理解和支持，達(dá)成共識特別是鼓勵私家車主選擇公交車出行方式，改善交通擁擠現(xiàn)狀，保證BRT專用道路網(wǎng)能夠順利實施和高效營運(yùn)，提高準(zhǔn)點率［5］。

4.2 政府相關(guān)部門的通力協(xié)作

公交優(yōu)先政策(Transit First Policy)最早起源于美國，含義是指在軟硬件方面為公交系統(tǒng)提供比小汽車交通更優(yōu)待的條件(包括道路空間、車站與樞紐、車輛、線路、收費(fèi)系統(tǒng)、運(yùn)營保障體系方面優(yōu)先考慮公交需要)，是小汽車數(shù)量大量增加后，減少小汽車出行量，吸引人們自覺選擇通過公交出行，使城市土地利用高密度地區(qū)能夠繼續(xù)保持客流系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、高效、舒適、環(huán)保、節(jié)能與活力最佳途徑［6］。由于快速公交車輛也是在城市路網(wǎng)中運(yùn)行，因此也受到城市交通管理部門的管理。快速公交系統(tǒng)的實施需要在工程設(shè)施、政策、法制、管理理念方面許多具體環(huán)節(jié)落實，政府部門高度配合。

4.3 盡快形成快速公交網(wǎng)絡(luò)

目前，濟(jì)南的BRT線路單一，只有1號線和2號線，致使公交換乘不太方便，很多市民放棄了乘坐BRT公交，因此應(yīng)盡快建成其他線路，編織成快速公交網(wǎng)絡(luò)，使公共出行的社會效益最大化。

4.4 設(shè)置BRT公交專用道

BRT公交車專用道必須要專用，用護(hù)欄把專用道與普通車道隔離開來，防止社會車輛進(jìn)入而影響B(tài)RT公交車的運(yùn)行，這樣才能保證BRT的運(yùn)行速度［7］。中間雙向的兩個BRT車道最好不要隔離，更不要設(shè)綠化帶。這樣能擴(kuò)大車道的空間，而且遇到發(fā)動機(jī)故障等緊急情況時，可以暫時把車輛拖到兩個車道的中間，以免影響其它 BRT公交車的運(yùn)行［8］。在特殊情況下，如果有110、119、救護(hù)車等特殊車輛，也可以走BRT專用車道，讓專用車道最大程度地發(fā)揮社會效益。

4.5 先進(jìn)的路口BRT信號優(yōu)先

BRT信號優(yōu)先權(quán)在濟(jì)南體現(xiàn)不明顯，致使BRT的優(yōu)勢得不到充分發(fā)揮。在BRT 1號線途徑北園大街的28個路口中，大部分小路口實現(xiàn)了BRT車輛的信號優(yōu)先。當(dāng)車輛行至路口信號燈200 m左右時，路口綠燈信號將延時或紅燈信號加速，使BRT車輛優(yōu)先通過。但濟(jì)洛路、歷山路、東工商河路口、三孔橋路口等重要的十字路口還未實現(xiàn)信號優(yōu)先，這些路口交通流量較大，在交通高峰時段容易形成交通擁堵，使得BRT車輛與社會車輛等待信號的時間和幾率幾乎相等，建議在重要路口對BRT實現(xiàn)信號優(yōu)先，適當(dāng)延長放行時間或縮短等待時間，加快BRT車輛的運(yùn)行，體現(xiàn)其信號優(yōu)先權(quán)。歷山路是聯(lián)系南北的交通要道，但其沿線有和平路等諸多東西干道，因此BRT 2號線的信號優(yōu)先沒有實現(xiàn)，建議在花園路口、解放橋路口實現(xiàn)信號相對優(yōu)先，在路口綠燈即將結(jié)束時，適當(dāng)延長綠燈時間放行BRT，BRT可以體現(xiàn)信號優(yōu)先的同時也不會對東西干道的交通產(chǎn)生較大的影響。

最好能信號優(yōu)先，特別是左轉(zhuǎn)的路口，一定要信號專用，BRT公交車長18 m，轉(zhuǎn)彎半徑非常大，BRT公交車左轉(zhuǎn)時，路口其他的信號燈一律是紅燈，這樣才能保證公交車快速安全地轉(zhuǎn)彎。建議在歷山路南口，實現(xiàn)BRT車輛左轉(zhuǎn)信號專用。

4.6 為乘客提供便利的設(shè)施

BRT公交車是城市的“窗口”之一，站臺最好是全封閉，給乘客創(chuàng)造一個沒有風(fēng)雨的乘車環(huán)境，站臺內(nèi)最好設(shè)置電視、座椅等簡易的設(shè)備，站臺內(nèi)的電子屏，要隨時和準(zhǔn)確地預(yù)告下趟車過來的時間，讓乘客提前做好準(zhǔn)備。站臺內(nèi)設(shè)置緊急通道，一旦發(fā)生交通事故或車輛發(fā)生故障，及時疏散事故車輛的乘客。

4.7 加強(qiáng)站臺管理

在BRT站臺，乘客經(jīng)常一哄而上，車上的人下不了，車下的人上不去，BRT站臺屏蔽門前的候車1 m線幾成虛設(shè)，這種乘車方式不僅擾亂了乘車秩序，而且延誤了BRT?？空九_的時間。實驗表明:排隊上車比一哄而上能節(jié)約25 s的時間。站務(wù)員在加強(qiáng)督導(dǎo)的前提下，乘客也應(yīng)自覺遵循先下后上的原則并且按次序排隊上車，縮短上車時間，提高BRT的運(yùn)營效率。

4.8 設(shè)置獨(dú)特的乘客過街方式

為保證乘客安全和便于運(yùn)營管理，規(guī)范乘客過街，在路段?？空境丝屠锰鞓蚧虻氐懒Ⅲw過街，在路口?？空境丝屠寐房诎唏R線平面信號過街。

濟(jì)南北園大街BRT專用道護(hù)欄高不足1 m，由于BRT的站臺在馬路中間，行人到達(dá)的方式比較單一，其中不少行人要越過跨欄或者穿花壇過馬路;在解放橋北路段，也有不少市民下車后紛紛不顧疾馳的車輛橫穿馬路過街，不僅可能危及到自身安全，同時對于道路的通行暢通造成影響。

建議在解放橋北等行人過街比較集中的地段，設(shè)立過街天橋以方便市民過街、保證行人人身安全，同時保證道路通行暢通。

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