烏魯木齊市城市道路公共交通空間特征分析與改進(jìn)策略

摘要 隨著我國城市經(jīng)濟(jì)和機(jī)動(dòng)化的快速發(fā)展，城市擴(kuò)張和機(jī)動(dòng)車保有量的增加不僅導(dǎo)致了交通擁堵、環(huán)境污染和交通安全風(fēng)險(xiǎn)，也加劇了城市的碳排放。在此背景下，發(fā)展高效利用能源、對(duì)環(huán)境影響小的公共交通方式，成為減緩城市碳排放和推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。文章以烏魯木齊市為研究對(duì)象，通過ArcGIS軟件深入分析了其公共交通系統(tǒng)的現(xiàn)狀和空間特征，提出了改進(jìn)公共交通和降低碳排放的策略，旨在為城市交通規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)提供支持。

關(guān)鍵詞 公共交通；空間分布特征；碳減排；烏魯木齊市

中圖分類號(hào) TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）17-0019-03

0 引言

在現(xiàn)代城市中，公共交通系統(tǒng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)不僅是城市功能持續(xù)性的基石，也是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保障社會(huì)動(dòng)態(tài)平衡和緩解環(huán)境壓力的關(guān)鍵。有效的公共交通系統(tǒng)能夠顯著降低交通擁堵和空氣污染，減少溫室氣體排放，提升城市居民的生活質(zhì)量。因此，加快發(fā)展公共交通，不僅滿足城市發(fā)展的緊迫需求，也是應(yīng)對(duì)氣候變化的重要策略。

近年來，廣大學(xué)者深入研究了城市公共交通系統(tǒng)，包括公交線路網(wǎng)絡(luò)的綜合分析[1]，通過城市公共交通的空間分布研究公交線路長(zhǎng)度的合理性[2]，還涵蓋了城市公交站點(diǎn)密度與公交站點(diǎn)覆蓋度的研究[3]，以及對(duì)城市公共交通線網(wǎng)密度的研究[4]。隨著GIS技術(shù)的發(fā)展，丁祥禎[5]使用ArcGIS軟件和空間句法理論，對(duì)昆明市中心的公交網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵站點(diǎn)和路段進(jìn)行了深入分析，并結(jié)合地塊使用情況評(píng)估了公交網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)狀況；王曉昕[6]采用應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域中的蒙特卡洛方法，成功估算了多個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，包括站點(diǎn)覆蓋率、網(wǎng)絡(luò)密度、線路重疊系數(shù)以及網(wǎng)絡(luò)總長(zhǎng)度。

該文運(yùn)用ArcGIS軟件深入分析了烏魯木齊市公交系統(tǒng)的現(xiàn)狀，并基于分析結(jié)果，提出了促進(jìn)公共交通發(fā)展和減少城市碳排放的未來發(fā)展策略，為城市交通規(guī)劃與環(huán)境可持續(xù)性提供相關(guān)建議。

1 研究區(qū)域

烏魯木齊市下轄七區(qū)一縣，包括天山區(qū)、沙依巴克區(qū)、新市區(qū)、水磨溝區(qū)、頭屯河區(qū)、米東區(qū)、達(dá)坂城區(qū)及烏魯木齊縣。該研究聚焦于天山區(qū)、沙依巴克區(qū)、新市區(qū)、水磨溝區(qū)、頭屯河區(qū)、米東區(qū)，這六個(gè)區(qū)域不僅覆蓋了主要的居住和商業(yè)區(qū)，也是公共交通規(guī)劃的關(guān)鍵地區(qū)。

2 烏魯木齊市交通現(xiàn)狀

2.1 路網(wǎng)現(xiàn)狀

烏魯木齊市的道路網(wǎng)絡(luò)持續(xù)發(fā)展，形成了多層次的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)。根據(jù)《烏魯木齊市“十四五”公共交通與城鄉(xiāng)客運(yùn)一體化規(guī)劃》可知，截至2019年年底，城市道路總長(zhǎng)達(dá)2 645.3 km，其中高速路與快速路合計(jì)408.7 km，主干道1917.6 km，次干道362.78 km，以及支路與巷道總長(zhǎng)924.78 km。截至2019年年底，烏魯木齊市已建成487.88 km2的面積，路網(wǎng)密度分別達(dá)到高速路與快速路為0.84 km/km2，主干道為3.93 km/km2，次干道為0.74 km/km2，支路為1.9 km/km2。

隨著城市的不斷擴(kuò)展，道路長(zhǎng)度和路網(wǎng)密度的增加，雖然提高了行駛的便捷性，卻也促使更多人使用私家車，加劇了交通擁堵，而且顯著提高了城市的碳排放。因此，推廣公共交通使用，尤其是低碳和零排放的公共交通工具，成為緩解這一問題的關(guān)鍵策略。

2.2 公交現(xiàn)狀

烏魯木齊市的公共交通系統(tǒng)包括軌道交通、快速公交（BRT）和常規(guī)公交，覆蓋城市主要區(qū)域，提供便捷的出行服務(wù)。根據(jù)烏魯木齊市2021年交通行業(yè)統(tǒng)計(jì)信息資料可知，截至2021年年底，全市公交營(yíng)運(yùn)線路237條，總長(zhǎng)度為3 815.9 km，其中BRT線路長(zhǎng)度達(dá)到115.7 km。全市共有公交車輛保有量為4 523輛，其中快速公交營(yíng)運(yùn)為607輛。

3 烏魯木齊市公共交通空間特征分析

3.1 線路長(zhǎng)度

線路長(zhǎng)度指公共交通車輛在城市街道固定線路上，首末站間的單程實(shí)際距離[7]，對(duì)公交系統(tǒng)設(shè)計(jì)和評(píng)估至關(guān)重要。過長(zhǎng)的線路會(huì)增加延誤、影響準(zhǔn)點(diǎn)率，而過短則浪費(fèi)資源。《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50220—95）建議公交線路長(zhǎng)度為8～12 km，但在特大型或地形復(fù)雜城市，線路長(zhǎng)度往往超過此范圍。

以烏魯木齊市為例，研究該市地面公交系統(tǒng)的235條線路，通過深入分析這些線路的長(zhǎng)度，特別是考慮上下行線路長(zhǎng)度可能存在的差異，采用上下行中較長(zhǎng)的一端作為線路長(zhǎng)度的計(jì)算依據(jù)，發(fā)現(xiàn)線路的平均長(zhǎng)度為14.63 km，超出《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》的建議值，這主要?dú)w因于烏魯木齊的線性布局和公交網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，缺乏足夠的支線，導(dǎo)致大部分線路需貫穿城市中心，從而需增加線路長(zhǎng)度以滿足跨區(qū)域的連接需求。烏魯木齊市城市道路公交線路長(zhǎng)度如圖1所示：

3.2 線網(wǎng)密度

公交線網(wǎng)密度是指有公交服務(wù)的每平方千米的城市用地面積上，有公交線路經(jīng)過的道路中心線長(zhǎng)度[8]，即

線網(wǎng)密度=城市公交線路總長(zhǎng)度 城市市域總面積 （ km/km2 ）

公交線網(wǎng)密度反映了居民出行接近線路的程度和城市公交服務(wù)的覆蓋水平，線網(wǎng)密度高，居民可選擇公交出行的概率就高；線網(wǎng)密度低，居民可選擇公共出行的概率就低，是公交服務(wù)質(zhì)量的重要體現(xiàn)。但密度過高可能降低運(yùn)行速度，延長(zhǎng)出行時(shí)間。《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》建議市中心區(qū)的公交線網(wǎng)密度為3～4 km/km2，城市邊緣區(qū)為2～2.5 km/km2。

通過對(duì)烏魯木齊市公交線路分析，可以得到烏魯木齊市研究區(qū)域內(nèi)公交線網(wǎng)密度約為1.47 km/km2，其中米東區(qū)公交線網(wǎng)密度為0.19 km/km2，沙依巴克區(qū)公交線網(wǎng)密度為4.56 km/km2，水磨溝區(qū)公交線網(wǎng)密度為3.47 km/km2，天山區(qū)公交線網(wǎng)密度為6.14 km/km2，頭屯河區(qū)公交線網(wǎng)密度為1.81 km/km2，新市區(qū)公交線路密度為7.55 km/km2。從結(jié)果可以看出，烏魯木齊市內(nèi)不同區(qū)域的公交線網(wǎng)密度存在顯著差異，天山區(qū)和新市區(qū)的公交線網(wǎng)密度遠(yuǎn)高于規(guī)范建議值，而米東區(qū)和頭屯河區(qū)的密度則低于建議范圍。這種差異反映了烏魯木齊市內(nèi)部的人口密集度和地理特征對(duì)公交線網(wǎng)布局的影響。

烏魯木齊市城市道路公交線網(wǎng)密度圖如圖2所示，由圖2分析可知中心城區(qū)內(nèi)的公交線路密集度遠(yuǎn)高于周邊區(qū)域，可使用色階法標(biāo)示不同的密度等級(jí)：深藍(lán)色代表高密度區(qū)，淺藍(lán)色代表低密度區(qū)，紅色線條標(biāo)示公交線路。公交線路從城區(qū)向周邊延伸，線網(wǎng)密集處顏色深，稀疏處則顏色較淺。

3.3 站點(diǎn)密度

站點(diǎn)密度=市域范圍內(nèi)站點(diǎn)個(gè)數(shù) 市域面積 （個(gè)/km2）

站點(diǎn)密度反映了公交站點(diǎn)在其服務(wù)范圍內(nèi)的平均分布頻率及其對(duì)于區(qū)域需求的響應(yīng)程度。較高的站點(diǎn)密度能夠降低居民步行至最近公交站點(diǎn)的平均距離，從而提高公共交通的吸引力。

以烏魯木齊市為例，通過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，城市區(qū)域內(nèi)共有公交站點(diǎn)9 854個(gè)，進(jìn)一步計(jì)算得出站點(diǎn)密度為每平方千米2.18個(gè)站點(diǎn)，其中以新市區(qū)和天山區(qū)的公交站點(diǎn)密度最高。

3.4 站點(diǎn)覆蓋率

公交站點(diǎn)覆蓋率可直觀地反映出居民步行至公交站點(diǎn)的距離，以及居民乘坐公交出行時(shí)所需的步行時(shí)間。

站點(diǎn)覆蓋率=∑服務(wù)區(qū)域覆蓋面積 市域總面積 ×100%

《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，公交站點(diǎn)的服務(wù)半徑為300 m時(shí)，公交站點(diǎn)覆蓋率應(yīng)不小于50％；若服務(wù)半徑擴(kuò)展至500 m時(shí)，該覆蓋率則應(yīng)不小于90%。該研究采用ArcGIS軟件的鄰域分析工具，構(gòu)建了烏魯木齊市公交站點(diǎn)周圍300 m與500 m兩個(gè)不同服務(wù)半徑的緩沖區(qū)。再對(duì)重疊的站點(diǎn)緩沖區(qū)進(jìn)行合并處理，計(jì)算出整合后的公交站點(diǎn)覆蓋范圍。通過將覆蓋區(qū)域的總面積與烏魯木齊市全部市域面積相除，從而評(píng)估出烏魯木齊市公交站點(diǎn)在300 m和500 m服務(wù)半徑下的實(shí)際覆蓋率。

通過分析發(fā)現(xiàn)300 m服務(wù)半徑下，新市區(qū)覆蓋率為48%，天山區(qū)為35%，均低于建議標(biāo)準(zhǔn)，揭示了公交服務(wù)的可達(dá)性不足；而其他區(qū)域的覆蓋率更低，反映了公交服務(wù)的分布不均。將服務(wù)半徑增至500 m后，新市區(qū)覆蓋率提至72%，天山區(qū)則提高至48%，雖有提高，但仍低于建議標(biāo)準(zhǔn)。烏魯木齊市公交站點(diǎn)的覆蓋率圖如圖3所示：

4 建議

4.1 優(yōu)化公交線路布局

（1）增加支線和循環(huán)線路。針對(duì)人口及公交線網(wǎng)密度低的區(qū)域，如米東區(qū)和頭屯河區(qū)，考慮增設(shè)支線和循環(huán)線路以連接偏遠(yuǎn)區(qū)域，縮短居民至主干線的距離與時(shí)間，提高公交的便利性。

（2）調(diào)整過長(zhǎng)線路。優(yōu)化超長(zhǎng)線路，通過短線化提升準(zhǔn)點(diǎn)率和系統(tǒng)適應(yīng)性，滿足實(shí)際需求，降低運(yùn)行延誤，減少因繞行造成的額外碳排放。

4.2 提升公交服務(wù)覆蓋和站點(diǎn)布局

（1）增設(shè)站點(diǎn)。在站點(diǎn)密度低和覆蓋率不足的區(qū)域增加公交站點(diǎn)，以減少居民至最近站點(diǎn)的步行距離，縮短出行時(shí)間，提升公交吸引力，減少私家車出行的碳排放。

（2）優(yōu)化站點(diǎn)位置。根據(jù)居民出行需求和人口分布，重新評(píng)估和優(yōu)化現(xiàn)有的站點(diǎn)位置，提高公交服務(wù)的可達(dá)性和吸引力，促進(jìn)低碳出行。

4.3 增強(qiáng)公交線網(wǎng)的靈活性

（1）引入微循環(huán)公交服務(wù)。針對(duì)人口密度較低或地理?xiàng)l件復(fù)雜的區(qū)域，運(yùn)用小型公交車提高服務(wù)水平。此服務(wù)模式可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整運(yùn)營(yíng)路線和班次，有效填補(bǔ)公交服務(wù)覆蓋的空白區(qū)域。

（2）實(shí)施需求響應(yīng)式公交服務(wù)。在特定時(shí)段或使用人員較少的線路上，根據(jù)乘客需求提供個(gè)性化服務(wù)。此服務(wù)模式能夠提供按需服務(wù)，在提高服務(wù)效率的同時(shí)，減少空駛和等待時(shí)間，進(jìn)一步降低碳排放。

4.4 完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

（1）加速公交樞紐站構(gòu)建。建設(shè)公交樞紐站不僅能夠提升客流效率和交通模式的銜接，還能減少等待和轉(zhuǎn)乘時(shí)間。

（2）強(qiáng)化公交設(shè)施的維護(hù)保養(yǎng)。定期進(jìn)行公交設(shè)施的維護(hù)和保養(yǎng)，確保公交服務(wù)的可靠性和乘車環(huán)境的舒適性。

（3）擴(kuò)大公交車輛規(guī)模。根據(jù)乘客需求和線網(wǎng)擴(kuò)展需要，適當(dāng)增加公交車輛的規(guī)模，提高運(yùn)力。同時(shí)，引入新能源公交車輛，以提升乘車環(huán)境，減少環(huán)境污染。

5 總結(jié)

該研究深入探討了烏魯木齊市的公共交通系統(tǒng)，重點(diǎn)分析了站點(diǎn)覆蓋率、線路布局、站點(diǎn)密度和碳排放的問題。通過系統(tǒng)分析，提出了一系列優(yōu)化策略，包括線路布局的優(yōu)化、服務(wù)覆蓋的提升、線網(wǎng)靈活性的增強(qiáng)和基礎(chǔ)設(shè)施的改進(jìn)，旨在提高公交服務(wù)的可達(dá)性和吸引力。通過實(shí)施這些策略，不僅可以提升公共交通系統(tǒng)的效率和吸引力，減少私家車的使用，還可以顯著降低城市的碳排放。這些建議為烏魯木齊市構(gòu)建一個(gè)更加高效、環(huán)保的公共交通系統(tǒng)提供了實(shí)踐指南，對(duì)推動(dòng)城市可持續(xù)發(fā)展和實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)具有重要意義。

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