基于大數(shù)據(jù)的骨干通道常規(guī)公交優(yōu)化策略
——以上海漕溪路滬閔路通道為例

劉志偉

上海城市交通設(shè)計院有限公司

0 引 言

上海2035總體規(guī)劃提出要形成由城際線、市區(qū)線、局域線組成的“3個1000 km”網(wǎng)絡(luò)[1]，其中城際線和市區(qū)線的功能及通道布局較明確，但1000km局域線的定位及通道布局尚不清晰。為確定局域線通道的布局，上海市交通委組織開展了《公交線網(wǎng)頂層設(shè)計》，提出了中心城——主城區(qū)——城鎮(zhèn)圈三個層面的骨干通道的網(wǎng)絡(luò)布局以及推進(jìn)方法。久事公交集團(tuán)作為浦西中心城范圍內(nèi)公交實施的主體，目前已完成了多條骨干通道的實施和方案研究，本文通過項目實踐，歸納總結(jié)骨干通道內(nèi)公交線的優(yōu)化思路和策略，為后續(xù)其它通道的推進(jìn)提供參考。

1 大數(shù)據(jù)種類與技術(shù)手段

1.1 手機(jī)信令

隨著信息技術(shù)的不斷更新和強(qiáng)大，手機(jī)與人民的生活已達(dá)到了密不可分的程度，人手一部或多部手機(jī)成為常態(tài)，根據(jù)手機(jī)在通話、收發(fā)短信、周期性位置更新、基站切換等行為記錄的信令數(shù)據(jù)，獲取基于基站（后續(xù)歸并到交通小區(qū)）的手機(jī)用戶出行的軌跡，能夠獲取除低齡兒童和高齡老人之外的幾乎所有人全樣本數(shù)據(jù)，很好的反映社會出行的空間特征。

通過手機(jī)信令數(shù)據(jù)的收集，研究區(qū)域內(nèi)人口的出行方向和出行量，分析組團(tuán)間的需求；識別用戶的工作地和居住地，從而研究全市的職住分布；分析一定區(qū)域內(nèi)人口的對外出行方向、時耗和距離等；分析一定區(qū)域內(nèi)人員的到達(dá)時間、離開時間、逗留時長、逗留人數(shù)。手機(jī)信令數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)潛在的公交客流需求，并與現(xiàn)狀公交線網(wǎng)和站點布局進(jìn)行比對，作為線網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整的重要依據(jù)，見圖1。

在本項目中，手機(jī)信令數(shù)據(jù)以2019年5月份為基礎(chǔ)，并進(jìn)行脫敏處理，涵蓋所有在滬的中國聯(lián)通手機(jī)用戶（本地用戶、國內(nèi)漫游用戶與國際漫游用戶 )，總體抽樣比例約20%。

1.2 公交IC卡和GPS數(shù)據(jù)

公交IC卡和GPS數(shù)據(jù)主要來源于卡公司和公交公司，數(shù)據(jù)時間范圍為2018年9月份，得到的IC卡數(shù)據(jù)日均300萬張、1 500萬條記錄，GPS數(shù)據(jù)約15 600輛車、日均8 800萬行。

圖1 手機(jī)信令數(shù)據(jù)的應(yīng)用

目前，上海居民公交出行刷卡率超過80%，通過數(shù)據(jù)收集，掌握每條公交線路交通卡持卡乘客完整的出行鏈信息，包括乘客每次乘車的時間、線路及上下站點，換乘軌道/公交站點名稱和上下車時間，能夠細(xì)致掌握公共交通出行的源頭、路徑、換乘、終點，反映網(wǎng)絡(luò)、通道、站點的客流現(xiàn)狀，見圖2。

1.3 公交線網(wǎng)模型

圖2 公交線路站點間客流OD

我院結(jié)合了歷年家訪問卷數(shù)據(jù)、客流調(diào)查數(shù)據(jù)、路網(wǎng)交通流量數(shù)據(jù)及其他各類交通調(diào)查等信息化數(shù)據(jù)，開發(fā)了上海市綜合交通戰(zhàn)略模型，融合了步行、非機(jī)動車、小汽車、公共交通等交通模式，能夠反映出行目的、收入水平、出行距離、小汽車保有等因素對出行選擇的影響。

基于綜合交通模型，可以對公交線網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整方案進(jìn)行方案前后差異對比，評價客流、滿載率、覆蓋率、出行時間、候車時間、步行時間、出行成本等指標(biāo)以及對其他交通系統(tǒng)的影響，輔助選擇最優(yōu)方案，見圖3。

圖3 公交線網(wǎng)模型

圖4 通道沿線站點上下客客流分布（日客流）

2 骨干通道現(xiàn)狀分析

漕溪路滬閔路通道北起肇嘉浜路-虹橋路，南至莘莊地鐵站，全長12.2 km，是聯(lián)系閔行和中心城的一條主要射線干道，通道沿線布設(shè)了大量的住宅、商業(yè)等建筑。在交通構(gòu)成上包括軌道交通、地面公交、小汽車等多種方式。

2.1 沿線用地使用

一般而言，骨干通道沿線交通資源較為豐富，能夠滿足各類人群的便捷出行和方式轉(zhuǎn)換，因此在用地使用上布設(shè)了大量對出行時間要求較高的物業(yè)形式，其中主要以居住區(qū)為主[2]。

漕溪路滬閔路通道兩側(cè)500 m范圍以居住區(qū)為主，同時布設(shè)有配套商業(yè)、醫(yī)院和學(xué)校，其中涉及的商業(yè)（13處）,涉及的醫(yī)院（3處）,涉及的學(xué)校（22處）,涉及的居民區(qū)（48處）。

2.2 軌道交通

軌道交通1號線南起莘莊，北至寶山的富錦路，與漕溪路滬閔路通道全復(fù)線，通道沿線共設(shè)置8處軌道車站。根據(jù)客流調(diào)查數(shù)據(jù)，高峰時段軌道交通斷面滿載率趨于飽和，有必要在通道現(xiàn)有地面常規(guī)公交系統(tǒng)中篩選一條或多條骨干線路，通過增能優(yōu)化等措施提升公交的吸引力，分流軌道中的中短途客流。

2.3 交通基礎(chǔ)設(shè)施

骨干通道要體現(xiàn)其優(yōu)越的可達(dá)性，提高公交的吸引力，在交通設(shè)施的建設(shè)上應(yīng)保障公交具有較高的通行路權(quán)和良好的銜接換乘設(shè)施，如設(shè)置公交專用道、設(shè)置微樞紐等。

公交頂層設(shè)計確立的22條骨干通道中均設(shè)置有公交專用道，且專用道比例在50%以上，部分通道超過90%。在軌交-公交銜接換乘方面，中心城范圍內(nèi)設(shè)置有軌道交通車站的骨干通道上50 m范圍內(nèi)有公交站點服務(wù)的比率超過85%。

漕溪路滬閔路通道在虹橋路—報春路段設(shè)置有公交專用道，長約8.8 km， 占通道長度的72%，為公交線路的快速通行提供了良好的基礎(chǔ)條件。

2.4 公交運營服務(wù)

2.4.1 線路特征

骨干通道是交通聯(lián)系的主要設(shè)施，線路規(guī)模較大，重復(fù)系數(shù)較高。以漕溪路滬閔路通道為例，該通道內(nèi)行駛的公交線路共有99條（不含垂直線路），公交重復(fù)系數(shù)達(dá)到8.2。

2.4.2 公交站點特征

由于線路集聚，所以通道沿線的中途站內(nèi)停靠線路較多，在早高峰時段公交列車化現(xiàn)象較為嚴(yán)重。

站點客流集散量和換乘量主要與服務(wù)用地、是否存在軌道交通站點等因素有關(guān)。一般而言，位于大型住宅、辦公附近的公交站點上下客較大，位于軌道站點附近的公交車站換乘客流較大。

如漕溪路滬閔路通道大部分公交站點停靠線路均超過5條，最高停靠線路達(dá)到了19條。此外，該通道沿線設(shè)置有多個居住區(qū)和辦公集聚區(qū)，周邊公交站點的上下客量超過了5 000人次，其中滬閔路虹梅南路站周邊由于聚集了玉蘭園、美景城梅苑一居等多個住宅小區(qū)，導(dǎo)致該站點日均集散客流超過了1萬人次。

在與軌道交通換乘上，莘莊地鐵站、蓮花路站、錦江樂園等站點換乘客流較大，其中蓮花路站換乘客流最大，達(dá)到3 500人次，見圖4。

2.4.3 公交客流

聯(lián)系郊區(qū)和中心城等射線方向上的通道，其早高峰客流存在較為明顯的向心性，如漕溪路滬閔路通道平均客流約為2 960人次/h，其中向心方向的平均客流超過3 600人次/h。

3 線網(wǎng)優(yōu)化和構(gòu)筑公交骨干線的必要性分析

3.1 減緩公交客流下滑速度的需要

隨著上海軌道網(wǎng)密度的增加，軌道交通以其大運量、速度快、可靠性[3]高的優(yōu)勢吸引了大量的客流出行，而以地面道路為運營載體的常規(guī)公交[1]，由于道路交通擁堵的加劇，吸引力越來越弱。

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，2013年以前常規(guī)公交是公共交通的主體，承擔(dān)客流比例達(dá)到51%，軌道交通次之，為47%。自2014年開始，軌道交通的優(yōu)勢逐漸凸顯，占比超過50%。截止2018年，全市公共交通客運量為1 600萬人次/日，常規(guī)公交承擔(dān)客流比例僅為36%。

3.2 降低公交企業(yè)運營成本的需要

由于人力成本增加、客運收入下降等原因，造成公交企業(yè)凈虧損逐年增加，以浦東公交為例，2017 年凈虧損 8.58 億，假設(shè)線網(wǎng)運營里程不變2018年凈虧損達(dá)到11億，2019年為14億，2020年為17 億。

綜上所述，常規(guī)公交有必要調(diào)整自身功能定位，通過線網(wǎng)的優(yōu)化，打造骨干線+區(qū)域接駁線的系統(tǒng)構(gòu)架，逐步提升自身吸引力，形成對軌道交通的補(bǔ)充和集散，降低客流下滑速度，節(jié)約公交企業(yè)運營成本。

4 線網(wǎng)調(diào)整目標(biāo)和理念

4.1 調(diào)整目標(biāo)

立足上海城市特征，基于頂層設(shè)計“打造一張“優(yōu)品質(zhì)、高效率、宜出行”的地面公交網(wǎng)”的總體目標(biāo)，綜合考慮新時代提出的建設(shè)交通強(qiáng)國、推進(jìn)國企深化改革、創(chuàng)建服務(wù)型政府等戰(zhàn)略指引，在公共交通領(lǐng)域，結(jié)合“乘客——企業(yè)——政府“三方的需求，對公交線網(wǎng)進(jìn)行重構(gòu)、對公交線路進(jìn)行減量化、對公交設(shè)施進(jìn)行完善，打造一個實現(xiàn)三方共贏的地面公交服務(wù)系統(tǒng)，見圖5。

圖5 調(diào)整目標(biāo)

4.2 理念

圍繞“骨干通道支撐、區(qū)域循環(huán)成網(wǎng)、供給匹配需求”的核心理念，充分結(jié)合上海城市交通的特點和地面公交發(fā)展需要，堅持問題導(dǎo)向、需求導(dǎo)向和效果導(dǎo)向，重點重塑全市標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的優(yōu)質(zhì)骨干公交通道，依托骨干通道穩(wěn)定骨干線網(wǎng)。

5 通道線網(wǎng)優(yōu)化策略

5.1 總體策略

策略1：以兩網(wǎng)融合為抓手，針對漕溪路滬閔路通道內(nèi)復(fù)線較高的公交線路進(jìn)行重點優(yōu)化，強(qiáng)化軌道交通與常規(guī)公交網(wǎng)絡(luò)的深度融合和減少線路間的客流重復(fù)和競爭。

策略2：以運營服務(wù)為抓手，通過對漕溪路滬閔路通道進(jìn)行線網(wǎng)優(yōu)化，逐步形成“骨干線+區(qū)域接駁線”的魚骨狀公交線網(wǎng)架構(gòu)。

策略3：以乘客感受度為抓手，根據(jù)出行OD，針對漕溪路滬閔路通道分擔(dān)客流較少的線路或者是實際服務(wù)作用不強(qiáng)的公交線路進(jìn)行優(yōu)化，降低漕溪路滬閔路通道內(nèi)的公交線路重復(fù)系數(shù)和凈化道路環(huán)境，減少車流量，同時不增加乘客的出行時間。

策略4：以企業(yè)實施難度為抓手，統(tǒng)籌考慮公交運營企業(yè)實施的可行性，分階段逐步推進(jìn)，避免難度系數(shù)過大。

5.2 骨干線篩選策略

①基于線路與通道關(guān)系

對通道內(nèi)行駛的線路進(jìn)行梳理，篩選出與通道復(fù)線長度超過50%的公交線路，將其作為骨干線路備選集，分析涉及線路的屬性（市區(qū)線路、市通郊線路等），同時根據(jù)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果評估其操作的難度。

漕溪路滬閔路通道內(nèi)行駛的線路中，復(fù)線長度超過50%的線路有5條，分別為徐閔線、816路、滬松專線、703路和704路，見圖6。

· 徐閔線、816路和滬松專線基本與通道全復(fù)線，但滬松專線是松江與市區(qū)聯(lián)系的主要線路，調(diào)整影響較大。徐閔線和816路走向基本重合（重合99%），可統(tǒng)籌考慮確定通道骨干線；

· 703路、704路在通道外客流所占比重較大，建議結(jié)合骨干線和公交線網(wǎng)統(tǒng)籌考慮。

②基于出行需求

通過對手機(jī)大數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取在通道沿線駛距離超通過1 km的客流，對它的OD 分布、密度以及在路段上分布進(jìn)行分析。掌握通道與外部區(qū)域的聯(lián)系強(qiáng)度，分析線路在通道外走向與客流出行方向的匹配程度。

漕溪路滬閔路通道內(nèi)全天承擔(dān)的通勤客流約為176萬人次，出行方向較主要集中在人民廣場、徐家匯、莘莊和漕河涇區(qū)域；在客流分布上，出行OD以到發(fā)客流為主，占比超過50%。因此，骨干公交線路在通道外的走向應(yīng)結(jié)合出行需求進(jìn)行考慮，串聯(lián)徐家匯、莘莊等重要客流吸引區(qū)域，見圖7。

圖6 通道內(nèi)與線路關(guān)系

圖7 全方式出行分布

③基于線路布設(shè)

根據(jù)通道內(nèi)公交線路的布設(shè)情況，分析公交線路在通道內(nèi)承擔(dān)的客流比例，對骨干通道備選方案進(jìn)行評估論證。

漕溪路滬閔路通道日均客流約為18.7萬人次，從線路客流分擔(dān)比例來看，通道內(nèi)線路日均客流超過5 000人次的線路有2條，分別為徐閔線和816路，與策略1、2分析基本一致。

④骨干線篩選與優(yōu)化

基于上述策略，漕溪路滬閔路通道在骨干線的選擇和優(yōu)化上，建議將徐閔線和816路歸并，撤銷816路，并保留徐閔線名稱，將徐閔線增能后提升為通道骨干線，同時為避免出行調(diào)整后出現(xiàn)服務(wù)盲區(qū)，將徐閔線延伸至816路終點站，承擔(dān)原徐閔線、原816路和其它線路優(yōu)化后的客流出行，考慮因素如下：

·從線路客流來看，徐閔線日均客流為1.3萬人次，816路為8 000人次，徐閔線優(yōu)于816路；

·從線路與通道關(guān)系來看，徐閔線和816路復(fù)線99%，且與通道均為全覆蓋；

·從歷史名片角度來看，徐閔線最早開通于1920年，是聯(lián)系上海和閔行江川地區(qū)的一條歷史悠久的公交線路，至今已有近百年的歷史，而816路開通至今時間較短，所以在線名保留和走向上應(yīng)側(cè)重歷史文化的考慮。

5.3 其他線路優(yōu)化策略

①將實際承擔(dān)客流效果不明顯的線路進(jìn)行縮減或移出漕溪路滬閔路通道

圖8 其他線路優(yōu)化方案（近期）

從企業(yè)運營角度，對通道內(nèi)日均客流較小的線路（小于150人次/日）進(jìn)行調(diào)整，包括縮線或移出通道。

通過大數(shù)據(jù)分析，漕溪路滬閔路通道內(nèi)承擔(dān)客流不明顯的公交線路共有11條，其中市通郊5條，主要為蓮花路地鐵站向外的聯(lián)系線路；其他類型的線路6條，分別為1252路、180路、725路、729路、731路、804路。

②根據(jù)和骨干線的關(guān)系，將重復(fù)比例較大線路進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整

為提高骨干線的骨架功能和服務(wù)效率，避免多條線路共線形成競爭，對與骨干線重復(fù)較大（超過5站及以上）的公交線路進(jìn)行縮線或取消。

通過分析，漕溪路滬閔路通道內(nèi)與骨干線重復(fù)較大的公交線路共有8條，分別為166路、218路、50路、704路、712路、747路和816路。

③根據(jù)客流影響分析，將影響比例高于10%的線路暫緩實施

參考浦西滬太路、四平路、共和新路等實施經(jīng)驗，線網(wǎng)調(diào)整后，增加換乘次數(shù)和步行距離的影響人群不宜超過10%。據(jù)此，對第一、第二步篩選出來的公交線路進(jìn)行影響評估，按照影響人群的大小進(jìn)行排序，形成近遠(yuǎn)期的方案備選集。

④從公交公司實施可行性角度綜合統(tǒng)籌線路調(diào)整

公交公司是方案的執(zhí)行者，從實際操作角度對前面的篩選線路提出了實施建議，得出1252路、180路、725路、729路和747路等近期實施的可行性不高，建議納入遠(yuǎn)期實施計劃。

結(jié)合客流、影響分析和實際操作，最終確定近期優(yōu)化調(diào)整的公交線路共有5條，分別為816路（撤銷）、704路（調(diào)整）、804路（拆分）、731路（撤銷）、131路（調(diào)整）。其余線路可結(jié)合實施后的效果反饋分步驟、分階段推進(jìn)，見圖8。

6 結(jié) 語

本文以大數(shù)據(jù)為技術(shù)支撐，針對漕溪路滬閔路通道中的公交線網(wǎng)提出了優(yōu)化調(diào)整策略，并提出了近遠(yuǎn)期的實施建議。重點針對近期調(diào)整方案進(jìn)行了效果預(yù)評估：

①公交服務(wù)水平有所提升

調(diào)整后，通道內(nèi)6條線路總客流略有降低，降幅10%左右，其中作為骨干線的徐閔線由于承接了其他線路的轉(zhuǎn)移客流，自身客流總量有所增加，同時，骨干線日均發(fā)車班次增加，由268班增加至447班，乘客候車時間明顯縮短。通過模型評估，調(diào)整后三高端面的滿載率為0.58，能夠滿足運營的服務(wù)要求。

②控本增效效果明顯

方案實施后，由于線路的歸并、調(diào)整，通道年均預(yù)計減少70余萬km，營運成本明顯下降，企業(yè)經(jīng)營虧損面相對收窄。

③實施風(fēng)險可控

根據(jù)大數(shù)據(jù)分析和模型推演分析結(jié)果，線網(wǎng)調(diào)整方案實施后，全日預(yù)計將對1 600人次原有乘客出行造成不便，占原漕溪路-滬閔路通道上調(diào)整公交線路總客流8.7%，其影響面小于警示線，因此漕溪路-滬閔路客運通道方案具備可行性，且影響面和風(fēng)險可控。在出行受影響的乘客中，80.2%的乘客需新增一次原地?fù)Q乘，或?qū)⒃黾?元的出行成本。