基于GIS的七里河區(qū)常規(guī)公交線路及站點研究

金慧 羅鈿 周奧

摘 要：隨著我國汽車保有量的逐年遞增，我國城市交通擁堵現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重，同時城市大氣污染加劇。然而，合理高效的城市公交運行體系可以有效緩解上述問題。所以，合理的設(shè)置常規(guī)公交線路及站點是現(xiàn)在亟待研究的一項課題。文章以蘭州市七里河區(qū)11條街區(qū)現(xiàn)有公交線路及站點為研究對象，首先通過調(diào)研充分掌握七里河區(qū)現(xiàn)有公交線路、站點和人口分布等基礎(chǔ)數(shù)據(jù);其次利用GIS軟件繪制公交線路和站點圖;接著建立七里河區(qū)公交站點布局評價體系，其中選擇線路長度、公交站點間距、公交站點覆蓋率、公交線網(wǎng)密度和公交線路重復(fù)系數(shù)為評價指標(biāo)來評價七里河區(qū)公交站點及公交線路布局的合理性;最終根據(jù)評價體系中發(fā)現(xiàn)的問題優(yōu)化了七里河區(qū)局部公交站點及公交線路布局，建議對21路、24路、H5路、134路線路延長，對瓜州路等部分路段增設(shè)站點等。

關(guān)鍵字：常規(guī)公交;GIS;評價體系;線路及站點優(yōu)化

中圖分類號：U491.1 ?文獻標(biāo)識碼：B ?文章編號：1671-7988（2020）14-234-04

Abatract： With the increasing car ownership in China， urban traffic congestion is becoming more and more serious， and urban air pollution is worsening. However， the reasonable and efficient urban bus operation system can effectively alleviate the abovementioned problems. Therefore， the reasonable setting of regular bus routes and stations is now an urgent research topic. This paper took the existing bus lines and stops in 11 blocks in the Qilihe district of Lan Zhou as the research object. Secondly， the GIS software was used to draw bus route and station map. Thirdly， the evaluation system of bus station layout in Qilihe district was established， where the line length， bus station spacing， bus station coverage， bus line density and bus line repetition coefficient were selected as evaluation indexes to evaluate the rationality of bus station and bus line layout in Qilihe district. Finally， according to the problems found in the evaluation system， this paper optimized the layout of local bus stations and bus routes in Qilihe district， and suggested the extension of route 21， 24， H5 and 134， and the addition of additional stops on some sections of Gua Zhou road.

Keywords： Regular bus; GIS; Evaluation system; The line and stop optimization

CLC NO.： U491.1 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2020）14-234-04

引言

自從1998年9月22日，法國三十多個城市的居民自發(fā)地組織了一項活動——不使用私家車出行開始，面對城市生活環(huán)境被汽車噪聲、尾氣污染日漸嚴(yán)重的問題，我國不同城市也陸續(xù)提出“綠色出行”“低碳出行”等城市出行理念，這無形中增加了居民使用城市公共交通的頻次。

目前，對于公交的研究主要集中在居民出行量預(yù)測、公交站點規(guī)劃、公交場站規(guī)劃、公交服務(wù)水平評價等研究。90年代，學(xué)者們開始研究公交站點優(yōu)化問題，結(jié)合OD基礎(chǔ)數(shù)據(jù)合理分配到已有公交路網(wǎng)中，再通過設(shè)置若干的約束條件從而規(guī)劃更科學(xué)合理的公交線路優(yōu)化路徑，之后學(xué)者們將人工神經(jīng)、蟻群算法、遺傳算法等應(yīng)用到最優(yōu)公交路徑求解中。Adama（2018）等借助 GIS 軟件計算公交站周邊的人口與住宅比例，運用多元回歸模型分析瑞士城市最短距離與社會經(jīng)濟因素之間的聯(lián)系，評估公交站的步行可達性，得到瑞士城市站點周邊的平均步行距離為186m。邱果（2019）等建立以混合公交網(wǎng)絡(luò)的隨機用戶均衡模型為下層模型，帶時間窗的車輛路徑模型為上層模型的基于乘客出行方式選擇的定制公交線路設(shè)計雙層規(guī)劃模型。Fitzpatrick等利用乘客反饋，站點現(xiàn)狀及公交企業(yè)布設(shè)站點經(jīng)驗的總結(jié)，設(shè)計了相應(yīng)的計算機輔助公交站點設(shè)計軟件，指導(dǎo)公交站點布局和優(yōu)化設(shè)計。

蘭州市是典型的帶狀城市，蘭州市七里河區(qū)早晚高峰路上花費的時間是暢通狀態(tài)下的1.88倍。故合理規(guī)劃常規(guī)公交站點，對現(xiàn)有公交站點進行優(yōu)化布局，可提升居民出行乘坐公交的快捷性和便利性，吸引居民乘坐公交車出行，減少小轎車的使用，適當(dāng)減緩城市擁堵。

1 蘭州市七里河區(qū)常規(guī)公交現(xiàn)狀

本文研究蘭州市七里河區(qū)城區(qū)共計11個街道，其各街道區(qū)域面積及常住人口數(shù)如下圖1所示。

如圖2、圖3所示，本文使用GIS繪制七里河區(qū)常規(guī)公交車線路及站點分布圖。

由圖2、圖3可知本文研究七里河區(qū)區(qū)域常規(guī)公交線路62條，分布站點192個，線路總長度149.67km，平均站點長度約為639m。通過走訪調(diào)研，發(fā)現(xiàn)七里河區(qū)常規(guī)公交存在如下的主要問題：

（1）主要交通樞紐站個數(shù)及分布不合理，如蘭州西站十字作為七里河區(qū)最大的公交樞紐站承擔(dān)交通運輸壓力大，容易出現(xiàn)公交車輛“簇擁現(xiàn)象”，如下圖4所示。

（2）公交車“潮汐現(xiàn)象”比較嚴(yán)重，早7：30-9：00，晚5：00-8：00高峰期時間坐車難，其余時間上座率較低。

（3）新建道路未及時安排公交站點及公交線路。如下圖5中紅色線段所示，已經(jīng)修建道路且通車，但沒有公交車線路及公交站點。

2 建立七里河區(qū)公交站點布局評價體系

本文選擇線路長度、公交站點間距、公交站點覆蓋率、公交線網(wǎng)密度與公交線路重復(fù)系數(shù)來評價七里河區(qū)公交站點及公交線路布局的合理性。

2.1 線路長度及站點數(shù)

蘭州市七里河區(qū)公交線路的起始點、線路長度、每條線路的站點數(shù)量詳細情況，研究范圍內(nèi)路網(wǎng)長度約為449.16公里，路網(wǎng)密度為1.13公里/平方公里。

根據(jù)蘭州市七里河區(qū)公交調(diào)查，301路、602路、606路、K108路為距離最長的四路公交，公交線路全長分別為105.8 km、86.6 km、72.1 km、108 km。其中602路、606路通往蘭州新區(qū)，301路通往永登，K108路通往海石灣。全區(qū)最短線路是21路公交1.8 km，最長線路是K102路公交26.7 km。線路在12 km以內(nèi)的公交線路有19條，占比32.8%，線路在8 km以下的線路有21路、24路、H5路、14路、134路、F5路、5路、84路、13路、139路，線路長度過短，應(yīng)進行優(yōu)化設(shè)計。

公交站點數(shù)是影響公交可達性的重要評價指標(biāo)之一，站點過多一方面增加乘客的出行時間，另一方面降低公交車輛的運營效率;站點過少一方面增加乘客的步行距離，一方面不能很好的發(fā)揮公交車的能量。如下表1和下圖6所示，七里河區(qū)公交線路的平均站點數(shù)為22，基本符合設(shè)計要求。少于10個站點的線路有6條，多于35個站點的線路有4條，應(yīng)對其進行優(yōu)化。

2.2 公交站點平均間距

根據(jù) GB 50220-1995《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》，市區(qū)普通公交線路的站距應(yīng)在500-800m 之間，公交大站快車線路的站距應(yīng)在 1500-2000m 之間。如下圖7所示，站距在500m以內(nèi)的公交線路有7條，分別為24路、14路、13路、142路、F5路、111路、108路，占比為12.07%;站距在500m-800m之間的線路有43條，占比74.14%;站距大于800m的有8條。整體來看，七里河區(qū)公交路網(wǎng)的站點平均間距是639m，符合交通規(guī)劃設(shè)計規(guī)范。在優(yōu)化時應(yīng)對24路、14路站點間距過短進行規(guī)劃優(yōu)化，對801路、H5路、45路、135路站點間距過長進行規(guī)劃優(yōu)化。

2.3 公交站點覆蓋率

公交站點覆蓋率是指公交站點的服務(wù)覆蓋面積占研究區(qū)域面積的百分比，是反映出行者利用公交出行便利程度的一項重要評價指標(biāo)（單位：%）。服務(wù)覆蓋率越高表示公交車的可達性越高，公交的規(guī)劃越合理。計算公式如下：

公交站點的服務(wù)面積的計算，一般是取半徑為300-500m的圓，并計算其面積，圓的面積即為公交站點的服務(wù)面積。根據(jù)《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》中對公交站點的規(guī)定，當(dāng)以 300 米作為公交站點的服務(wù)半徑量化計算時，城市公交站點覆蓋率不應(yīng)小于 50%;當(dāng)以 500 米為服務(wù)半徑計算時不應(yīng)小于 90%。通過GIS軟件計算，當(dāng)半徑為500m時，本文所研究的如圖2所示七里河區(qū)區(qū)域內(nèi)公交站點的服務(wù)面積為150.8平方公里，公交站點覆蓋率為85%。結(jié)果表明，七里河區(qū)站點分布稍顯稀疏，且新修建城市道路未開通公交線路，需及時合理規(guī)劃。

2.4 公交線網(wǎng)密度與公交線路重復(fù)系數(shù)

在公交線路圖層中利用GIS的相交功能進行分析得到如下表1所示數(shù)據(jù)。

根據(jù)《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》建議，城市路網(wǎng)密度以2.5km/ km2為佳，本文研究區(qū)域線網(wǎng)密度略低于標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)增加公交線路。

據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計蘭州市公交線路重復(fù)系數(shù)是3.94。相關(guān)文獻建議線路重復(fù)系數(shù)建議值為1.25-2.5，據(jù)我國城市交通的線路重復(fù)系數(shù)統(tǒng)計一般在3-4。故本文研究區(qū)域的線路重復(fù)系數(shù)合理。

3 七里河區(qū)公交線路及站點優(yōu)化

依據(jù)上述走訪調(diào)研、評價體系得出的問題，在七里河區(qū)城市發(fā)展規(guī)劃的基礎(chǔ)上，本文對七里河區(qū)公交線路及站點進行優(yōu)化。

3.1 延長部分線路

21路（林家莊—西關(guān)十字，全程長度1.8km，站點數(shù)4個）：可在林家莊站的基礎(chǔ)上延長至現(xiàn)在重點開發(fā)的彭家坪鎮(zhèn)。

24路（華林路路口—烈士陵園，全程長度2.6km，站點數(shù)13個）：可從烈士陵園站延長走工林路—鹼溝沿路—西津東路，形成環(huán)形城市公交路線。

H5路（黃峪新區(qū)—市三醫(yī)院，全程長度2.8km，站點數(shù)4個）：可從市三醫(yī)院延長走龔家灣十字—彭家坪東路—彭家坪西路—恒大翡翠華庭（道路已修建，暫無公交線路）—西津西路—西客站。

134路可延長走南濱河路形成環(huán)路;F5路、5路可由西站十字延長至西客站或安寧區(qū);84路可從塑料廠延長走建西路到西客站南廣場。

3.2 部分站點優(yōu)化

如上圖5中紅色線段所示路網(wǎng)（西客站西側(cè)西津西路與建西西路之間路段、恒大翡翠華庭與建西西路之間路段、瓜州路路段）增加相應(yīng)的公交站點。

3.3 其他

（1）銀灘大橋作為連接七里河區(qū)和安寧區(qū)的主要路段，應(yīng)增加公交線路，可減輕七里河黃河大橋的運力。

（2）24路、14路站點間距過短，可適當(dāng)調(diào)整，801路、45路站點間距過長，可適當(dāng)調(diào)整。

（3）蘭州西客站建在七里河區(qū)作為蘭州市的綜合交通樞紐，應(yīng)規(guī)劃可直達七里河區(qū)11街道的直達公交線路。

4 結(jié)論

（1）基于七里河區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)利用GIS軟件繪制公交線路、站點圖，并進行空間分析。

（2）建立七里河區(qū)公交站點布局評價體系，選擇線路長度、公交站點間距、公交站點覆蓋率、公交線網(wǎng)密度與公交線路重復(fù)系數(shù)為評價指標(biāo)。結(jié)果表明，線路在8km以內(nèi)的公交線路占比16.13%;站點少于10個的線路占比9.68%;24路、14路站點間距過短;801路、H5路、45路、135路站點間距過長;站點分布稍顯稀疏。

（3）建議線路及站點優(yōu)化。一是延長部分線路，21路延長至彭家坪鎮(zhèn)、24路形成環(huán)線、H5路延長至西客站等;二是對圖5中紅色線段所示路網(wǎng)增設(shè)公交站點;三是增設(shè)從西客站開往七里河區(qū)11街道的直達公交線路。

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