數(shù)據(jù)驅(qū)動下的骨干公交通道客流特征分析研究
——以上海北橫通道為例1

汪 津

上海市交通發(fā)展研究中心

0 引 言

“公交優(yōu)先”是我國各城市構(gòu)建可持續(xù)交通體系的根本戰(zhàn)略，國務(wù)院于2012年發(fā)布了《國務(wù)院關(guān)于城市優(yōu)先發(fā)展公共交通的指導(dǎo)意見》（國發(fā)〔2012〕64號），提出要提高運(yùn)輸能力、提升服務(wù)水平、增強(qiáng)公共交通競爭力和吸引力，構(gòu)建以公共交通為主的城市機(jī)動化出行系統(tǒng)。上海市于2017年也率先成為了國家首批“公交都市建設(shè)示范城市”。近幾年，隨著全市軌道交通網(wǎng)絡(luò)不斷完善以及網(wǎng)約車、共享單車等其他多元交通出行方式對原有的地面公交乘客進(jìn)行分流，地面公交客運(yùn)量逐年下降，但公交運(yùn)營成本和補(bǔ)貼卻在不斷增加，因此提升公交服務(wù)品質(zhì)和運(yùn)營效率是國內(nèi)特大城市普遍面臨的難題。然而，由于缺少基于交通大數(shù)據(jù)的多元融合分析工作，傳統(tǒng)的地面公交規(guī)劃以經(jīng)驗(yàn)為主，缺乏較為全面、系統(tǒng)的客流特征分析手段，公交供給服務(wù)往往不能及時(shí)響應(yīng)動態(tài)變化的需求，公交供給與乘客需求之間的矛盾愈發(fā)突出，公交運(yùn)營效率有待進(jìn)一步提升。

城市公交系統(tǒng)能否正常和高效地運(yùn)營，不僅取決于道路和車輛等設(shè)施條件，更有賴于運(yùn)營管理手段和技術(shù)手段的先進(jìn)性，對公交客流特征的全面、準(zhǔn)確把握是公交管理工作的基礎(chǔ)。隨著上海市全面推進(jìn)城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型，在公共交通領(lǐng)域應(yīng)推動以數(shù)據(jù)要素為核心，形成新治理力和生產(chǎn)力，以新技術(shù)廣泛應(yīng)用為重點(diǎn)，大力提升交通創(chuàng)新能級已成為交通領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手。通過構(gòu)建基于多源數(shù)據(jù)融合的公交客流特征分析技術(shù)體系，為提升公交運(yùn)營管理的智能化、精細(xì)化水平提供支撐，對建立高效合理的城市公交系統(tǒng)具有決定作用，對確立城市公交的主體地位具有重要意義。

1 公交客流特征分析技術(shù)

利用交通卡數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)進(jìn)行客流OD推算，主要包括上車點(diǎn)匹配，換乘識別，下車點(diǎn)推算以及擴(kuò)樣分析。

（1）上車點(diǎn)匹配主要將車輛衛(wèi)星定位設(shè)備的車輛軌跡數(shù)據(jù)、電子路單數(shù)據(jù)、線路信息數(shù)據(jù)等進(jìn)行匹配，進(jìn)而推算各條線路各個班次每個站點(diǎn)的?？繒r(shí)間，基于POS機(jī)與公交車輛關(guān)聯(lián)關(guān)系，通過時(shí)間插值算法，將刷卡數(shù)據(jù)交易時(shí)間與車輛站點(diǎn)?？繒r(shí)間進(jìn)行匹配，從而獲取上車站點(diǎn)；

（2）換乘識別主要從時(shí)間、空間兩個維度進(jìn)行是否存在換乘行為識別；

（3）下車點(diǎn)推算是對具有規(guī)律出行的乘客基于連續(xù)公交出行鏈假設(shè)進(jìn)行推算，其他出行使用概率分布模型進(jìn)行推算。

（4）根據(jù)乘客刷卡、掃碼率等調(diào)查數(shù)據(jù)得出線路擴(kuò)樣系數(shù)，對線路站點(diǎn)OD進(jìn)行擴(kuò)樣，再基于出行鏈計(jì)算相關(guān)線路平均擴(kuò)樣系數(shù)，對乘客出行起訖點(diǎn)OD進(jìn)行擴(kuò)樣，進(jìn)而對站點(diǎn)、線路、斷面、區(qū)域進(jìn)行多層次客流分析。

2 北橫通道公交客流需求特征

本次研究基于對2022年2月份期間工作日全市POS機(jī)刷卡數(shù)據(jù)、掃碼數(shù)據(jù)、車輛運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)進(jìn)行公交客流OD推算，進(jìn)而對北橫通道工作日公交客流特征進(jìn)行分析。

2.1 公交供給特征

（1）通道總體情況

北橫通道東至軍工路，西至劍河路，全長21.2 km，是市中心北部東西貫通性較好的一條客運(yùn)通道。通道沿線以居住區(qū)為主，其中涉及的商圈35處，涉及的醫(yī)院10處，涉及的學(xué)校32處，涉及的居民區(qū)218處。中山西路—定西路、江蘇路—軍工路區(qū)段設(shè)置有公交專用道，長約14.8 km，占通道長度的70%。

通道兩側(cè)600 m范圍內(nèi)涉及12條軌道交通線路，其中9條軌道交通線路（1、3、4、7、8、10、11、14、15號線）與通道垂直；2條線路（2、12號線）與通道平行；1條線路（13號線）與通道共線，共線2.8 km。

（2）站點(diǎn)公交服務(wù)特征

通道內(nèi)共有公交物理站點(diǎn)63個，根據(jù)是否在地鐵站點(diǎn)600 m服務(wù)范圍內(nèi)，分為地鐵銜接站點(diǎn)（50個）、普通公交站點(diǎn)（13個）。

日到站車輛數(shù)反映了途經(jīng)公交站點(diǎn)的線路運(yùn)力配置情況。對于公交站點(diǎn)而言，運(yùn)行線路配車數(shù)量越大，運(yùn)力也就越大。北橫通道上各公交站點(diǎn)日到站車輛數(shù)統(tǒng)計(jì)如圖1所示。北橫通道上97%的公交站點(diǎn)日到站車輛數(shù)在1 000輛以下，其中500～1 000輛的站點(diǎn)占33%，250～500輛的站點(diǎn)占26%，250輛以下的站點(diǎn)占38%。

圖1 通道公交站點(diǎn)途徑班次數(shù)分布圖

（3）公交線路服務(wù)特征

截止到2022年初，通道內(nèi)共有公交線路70條（分方向線路139條，其中1219路為環(huán)線），根據(jù)分方向線路是否在通道站點(diǎn)?？浚譃檫^境線路（40條）、服務(wù)線路（99條）。

通道?？空军c(diǎn)比率是指公交線路通道上停靠站點(diǎn)占總?？空军c(diǎn)的比率。對于通道而言，公交線路通道?？空军c(diǎn)比率越大，與通道關(guān)聯(lián)性就越強(qiáng)。該通道上99條分方向公交服務(wù)線路?？客ǖ勒军c(diǎn)比率分布情況如圖2所示。13路公交線路通道?？空军c(diǎn)比率最高，達(dá)到75%；通道停靠站點(diǎn)比率在50%以下的公交線路占到95%，其中通道?？空军c(diǎn)比率在10%以下的公交線路占50%。由此可見，北橫通道上有近50%的公交線路在通道上停靠的站點(diǎn)數(shù)量只占總站數(shù)的10%。

圖2 通道公交線路停靠站點(diǎn)比率分布圖

2.2 站點(diǎn)客流特征

（1）站點(diǎn)上下客量分布特征

北橫通道上公交站點(diǎn)工作日全天上下客總量分布特征如圖3所示，可以看出除海寧路吳淞路站點(diǎn)以外，北橫通道長壽路區(qū)段站點(diǎn)群客流量較大，其中長壽路常德路（雙向）站點(diǎn)上下客總量達(dá)到約6 000人次/d。

圖3 通道站點(diǎn)全天上下客量分布圖

（2）換乘客流分布特征

根據(jù)換乘客流分析結(jié)果，50%的站點(diǎn)上下客換乘客流比例不超過10%，27%的站點(diǎn)上下客換乘客流比例在10%～25%之間，海寧路晉元路站點(diǎn)（西向東）換乘客流比例最高達(dá)到40%。如圖4所示，通道上站點(diǎn)換乘地鐵客流主要集中在中山公園站、長壽路站地鐵站，總體上呈現(xiàn)出換乘地鐵步行距離越長、換乘客流越少的客流分布特征。

圖4 通道站點(diǎn)換乘比例分布圖

2.3 線路客流特征

13路是北橫通道上線路復(fù)線率高（75%），通道站點(diǎn)?？勘嚷首罡撸?5%），貫通性最好的線路，線路上下行站點(diǎn)OD分布如圖5所示，可以看出上行方向的主要OD對在天目西路恒豐路、長壽路西康路，以及曹家渡（長寧路）與中山公園（長寧路）之間，下行方向的主要OD對在中山公園（長寧路）與曹家渡（長寧路），以及曹家渡（長寧路）與長壽路常德路之間。

圖5 13路公交線路站點(diǎn)OD分布圖

2.4 斷面客流特征

北橫通道全天最高斷面客流出現(xiàn)在長壽路（武寧路—安遠(yuǎn)路）斷面，斷面客流量（雙向）達(dá)到18 500人次/d；三高斷面客流出現(xiàn)在長壽路（武寧路—安遠(yuǎn)路）西向東方向，高峰小時(shí)（早上8:00—9:00）客流量為1 420人次/h。

如圖6所示，80%的北橫通道斷面上，與通道相關(guān)客流（除去過境客流）占總斷面客流比例超過50%，其中20%的斷面上與通道相關(guān)客流比例超過75%。斷面與通道相關(guān)客流（除去過境客流）比例分布情況如圖6所示，從分布上看與通道相關(guān)客流比例小于40%的斷面主要集中在周家嘴路（大連路—雙陽路）區(qū)段，這個區(qū)段過境客流比例較高。

圖6 通道斷面與通道相關(guān)客流比例分布圖

2.5 通道客流特征

（1）通道客流OD分布特征

根據(jù)客流OD點(diǎn)是否與通道上的公交站點(diǎn)有關(guān)聯(lián)，將通道上70條公交線路站點(diǎn)OD分為三類，分別是：①過境OD，即客流OD起訖點(diǎn)均不在通道上；②到發(fā)OD，即客流O起點(diǎn)或者D訖點(diǎn)在通道上；③內(nèi)部OD，即客流OD起訖點(diǎn)均在通道上。北橫通道上公交線路客流過境OD比例、到發(fā)OD比例及內(nèi)部OD比例分別為36%、53%、11%。

與通道相關(guān)客流（除去過境客流）OD分布特征如圖7所示，可以看出北橫通道現(xiàn)狀功能以服務(wù)到發(fā)交通為主?？土髦饕性谕ǖ辣眰?cè)2 km區(qū)域范圍內(nèi)，以及外灘、真如、大華等區(qū)域。

圖7 與通道相關(guān)客流腹地分布圖

（2）通道換乘客流分布特征

通道換乘客流中，換乘公交客流比例為67%，換乘地鐵客流比例33%，其中通道上換乘客流分布情況如圖8所示，可以看出通道上進(jìn)行換乘公交的客流腹地主要在真如、大華、甘泉宜川以及黃興公園區(qū)域附近，通道上進(jìn)行換乘地鐵的客流腹地主要在武寧路兩側(cè)區(qū)域、真如以及上海站附近。

圖8 通道換乘客流腹地分布圖

3 北橫通道公交乘客出行特征

3.1 出行時(shí)間分布

北橫通道站點(diǎn)上下客量均呈現(xiàn)出“雙峰”時(shí)間分布特征：上客量早晚高峰相對較為均衡，早高峰系數(shù)達(dá)到11.4%，晚高峰為9.6%；下客量早晚高峰差異性相對較大，早高峰系數(shù)達(dá)到14.0%，晚高峰為7.7%。

3.2 出行距離分布

北橫通道到發(fā)出行平均乘坐距離為5.1 km，90%乘客出行乘坐距離在9 km以內(nèi)；內(nèi)部出行平均乘坐距離為2.6 km，90%乘客出行乘坐距離在5 km以內(nèi)。

3.3 常乘客比例

將一周內(nèi)超過三天以上，每天有相同出行起訖點(diǎn)的乘客定義為常乘客，北橫通道公交線路常乘客占總乘客比例達(dá)到20.6%，其中通勤（早晚高峰期間）常乘客比例為63%、固定（其他時(shí)段）常乘客比例為37%。

4 結(jié) 語

在利用交通卡數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)進(jìn)行客流OD推算技術(shù)的基礎(chǔ)上，以北橫通道為例對通道公交站點(diǎn)、線路供給服務(wù)特征進(jìn)行分析，從站點(diǎn)、線路、斷面、通道四個方面對公交客流時(shí)間、空間、OD三個維度分布特征進(jìn)行深入分析，以及對通道公交乘客出行時(shí)間、出行距離和常乘客比例進(jìn)行分析，提出了一套全面、系統(tǒng)的骨干公交通道客流特征分析方法，對推進(jìn)骨干公交通道重塑工作，提升地面公交服務(wù)品質(zhì)和運(yùn)營效率，促進(jìn)城市公共交通可持續(xù)發(fā)展有重要意義。