李愛增，吳冰花

(河南城建學(xué)院 土木與交通工程學(xué)院，河南 平頂山 467036)

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城市常規(guī)公交線路調(diào)整優(yōu)化方法

李愛增，吳冰花

(河南城建學(xué)院 土木與交通工程學(xué)院，河南 平頂山 467036)

從線路技術(shù)指標(biāo)及性質(zhì)定位方面分析城市常規(guī)公交線路存在的主要問題，提出線路調(diào)整優(yōu)化的11條原則。分析城市公交線路的技術(shù)指標(biāo)和效益指標(biāo)，選擇調(diào)整優(yōu)化線路。對調(diào)整優(yōu)化線路從線路客流分擔(dān)率、復(fù)線系數(shù)-客流量關(guān)系圖、平均滿載率調(diào)整值-復(fù)線系數(shù)關(guān)系圖進(jìn)行綜合分析，選擇待調(diào)整優(yōu)化站點(diǎn)。考慮現(xiàn)狀場站布局、線路布設(shè)、線網(wǎng)密度、客流分布對待調(diào)整線路進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，對于具有多重性質(zhì)的線路可對其進(jìn)行適當(dāng)拆分并合理調(diào)整。實(shí)例應(yīng)用表明，該方法操作方便，提高了調(diào)整線路及整個(gè)線網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量。

常規(guī)公交線路；調(diào)整優(yōu)化；技術(shù)指標(biāo)；效益指標(biāo)；客流分擔(dān)率；公交站點(diǎn)

隨著城市交通問題的日益突出，各城市都把大力發(fā)展公共交通作為緩解城市交通擁堵的重要措施之一。然而由于種種原因，目前各城市的常規(guī)公交線路布設(shè)不合理，出現(xiàn)了公交線路運(yùn)行質(zhì)量差、公共交通服務(wù)水平低等問題。如何在現(xiàn)狀的場站設(shè)施、公交線網(wǎng)的基礎(chǔ)上對常規(guī)公交線路進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化成為提高公交服務(wù)水平、提升公交運(yùn)行效益的重要措施之一。對于常規(guī)公交線路的調(diào)整，現(xiàn)有研究較多結(jié)合軌道交通線路進(jìn)行。廣大學(xué)者分別從軌道交通平行線路[1]、軌道交通沿線[2-4]、軌道交通走廊[5-6]、軌道交通影響區(qū)域[7-8]等軌道交通不同的影響范圍對常規(guī)公交線路的調(diào)整方法進(jìn)行了研究。對于沒有軌道交通的城市，有學(xué)者針對具體城市的公交特征構(gòu)建模型進(jìn)行研究[9-11]，也有學(xué)者構(gòu)建模型采用蟻群算法等進(jìn)行優(yōu)化分析[12-14]，還有學(xué)者采用GIS技術(shù)[15]或利用出租車GPS數(shù)據(jù)[16]研究城市常規(guī)公交線路的調(diào)整方法。

本文基于我國城市常規(guī)公交運(yùn)行現(xiàn)狀，對公交線路存在的常見問題進(jìn)行分析，并從技術(shù)層面提出一套操作性強(qiáng)的常規(guī)公交線路調(diào)整優(yōu)化方法，即為公交企業(yè)線路調(diào)整提供參考，也為研究人員的理論分析提供依據(jù)。

1　城市常規(guī)公交線路問題分析

分析城市常規(guī)公交線路運(yùn)行現(xiàn)狀，存在的主要問題如下：

(1)線路長度過長

《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定[17]：市區(qū)公共汽車主要線路的長度宜為8～12 km。公交線路長度與城市規(guī)模、城市形態(tài)、城市居民的平均乘距等因素有關(guān)，對于中小城市，下限可適當(dāng)放寬；對于特大城市及明顯的帶狀城市，上限可適當(dāng)放寬。公交線路過長會帶來線路客流分布不均衡，發(fā)車頻率難以協(xié)調(diào)，線路效益低等問題?，F(xiàn)狀公交線路布設(shè)中，部分城市的一些線路長度過長，橫穿城市大部分區(qū)域，有的甚至貫穿市區(qū)及郊區(qū)，帶來了一些問題。

(2)線路非直線系數(shù)過大

線路非直線系數(shù)反映線路的彎曲程度，也反映乘客出行時(shí)間的長短。非直線系數(shù)過大會影響乘客對于公交線路的選擇。為保證乘客出行的繞行距離不是太大，提高公交線路的吸引力，《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定[17]：公共交通線路非直線系數(shù)不應(yīng)大于1.4?，F(xiàn)狀調(diào)查中，有的城市部分公交線路非直線系數(shù)過大，影響了居民對于公交線路的選擇。

(3)道路復(fù)線系數(shù)過大

考慮到公交線路分布的均勻性、站點(diǎn)覆蓋率、站點(diǎn)各線路的客流分擔(dān)率、站點(diǎn)?？磕芰Φ龋粭l道路的復(fù)線系數(shù)一般不超過3～5，主干道不應(yīng)超過8[18-19]。現(xiàn)狀調(diào)查中，有的城市道路復(fù)線系數(shù)過大，尤其是商業(yè)區(qū)，帶來了一系列問題。

(4)線路性質(zhì)定位不清

現(xiàn)狀公交線路布設(shè)中，有的線路性質(zhì)復(fù)雜，具有多重功能。例如公交線路中城鄉(xiāng)路段和城市路段的重合、旅游路段和普通路段的重合、交通樞紐連接段和普通路段的重合等。由于不同性質(zhì)路段的客流其出行強(qiáng)度不同、時(shí)間價(jià)值不同、出行需求不同、出行心理不同，會造成發(fā)車頻率難以協(xié)調(diào)、車輛等級難以一致、票價(jià)難以統(tǒng)一等一系列問題。

2　城市常規(guī)公交線路調(diào)整優(yōu)化原則

城市常規(guī)公交線路調(diào)整優(yōu)化是基于現(xiàn)狀的場站設(shè)施、線路布設(shè)、道路條件、客流需求所進(jìn)行的調(diào)整。目的是使公交線路布局合理、指標(biāo)滿足要求、方便居民出行。在進(jìn)行線路調(diào)整時(shí)需遵循11個(gè)原則：滿足不同線路居民的出行目的要求；與各線路的設(shè)置初衷盡可能一致；滿足各線路的非直線系數(shù)約束；滿足各線路的線路長度約束；考慮公交?？空镜耐ㄐ心芰s束；盡可能減少途經(jīng)站點(diǎn)的復(fù)線系數(shù)；盡可能提高公交服務(wù)面積，提高站點(diǎn)覆蓋率；尊重居民出行習(xí)慣，盡可能與原路線方向一致；考慮線路性質(zhì)的一致性合理調(diào)整；與城市及城鄉(xiāng)道路系統(tǒng)相協(xié)調(diào)；適應(yīng)并能促進(jìn)城市和城市用地布局的發(fā)展。

3　城市常規(guī)公交線路調(diào)整優(yōu)化技術(shù)

3.1調(diào)整優(yōu)化線路選擇

對于調(diào)整優(yōu)化線路的選擇可以從線路技術(shù)指標(biāo)和效益指標(biāo)兩個(gè)層面進(jìn)行分析。

(1)技術(shù)指標(biāo)分析

技術(shù)指標(biāo)層面可以從線路長度、非直線系數(shù)、道路復(fù)線系數(shù)、線網(wǎng)覆蓋率、線路分擔(dān)率等方面進(jìn)行分析?？梢赃x擇線路長度過長、非直線系數(shù)過大、道路及站點(diǎn)線路重復(fù)嚴(yán)重、區(qū)域線路密集、站點(diǎn)客流分擔(dān)率低的線路進(jìn)行調(diào)整。

(2)效益指標(biāo)分析

對于每條線路，計(jì)算近期線路總收入和線路總運(yùn)行里程的比，以該比值作為每條線路的效益評價(jià)指標(biāo)。該效益指標(biāo)可以從經(jīng)濟(jì)方面反應(yīng)線路的運(yùn)行質(zhì)量，可以選擇那些效益指標(biāo)較低的線路作為調(diào)整對象。

結(jié)合線路的技術(shù)指標(biāo)和效益指標(biāo)可確定城市常規(guī)公交線網(wǎng)中需要調(diào)整優(yōu)化的線路。

3.2調(diào)整優(yōu)化站點(diǎn)選擇

調(diào)整優(yōu)化站點(diǎn)的選擇可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：

(1)站點(diǎn)客流分擔(dān)率

對調(diào)整優(yōu)化線路沿線站點(diǎn)的客流狀況進(jìn)行調(diào)查，并對線路重復(fù)嚴(yán)重站點(diǎn)各通過線路的客流分擔(dān)率進(jìn)行調(diào)查。選擇沿線站點(diǎn)客流量小、線路重復(fù)嚴(yán)重，并且待調(diào)整線路客流分擔(dān)率較低的那些站點(diǎn)作為調(diào)整對象。

(2)復(fù)線系數(shù)-客流量關(guān)系圖

統(tǒng)計(jì)調(diào)整線路沿線站點(diǎn)的復(fù)線系數(shù)，結(jié)合調(diào)整線路沿線站點(diǎn)的客流分布，繪制調(diào)整線路沿線站點(diǎn)的復(fù)線系數(shù)-客流量關(guān)系圖。從該關(guān)系圖中，選擇那些站點(diǎn)復(fù)線系數(shù)大，上下客客流量少的站點(diǎn)作為調(diào)整對象。以平頂山市22路公交車為例，各站點(diǎn)復(fù)線系數(shù)-客流量關(guān)系圖如圖1所示。圖1中，可選擇那些復(fù)線系數(shù)柱狀較高、上下客人數(shù)柱狀較低的站點(diǎn)作為調(diào)整對象。

圖1　站點(diǎn)復(fù)線系數(shù)-客流量關(guān)系圖

(3)平均滿載率調(diào)整值-復(fù)線系數(shù)關(guān)系圖

調(diào)查調(diào)整線路各站點(diǎn)上下客后的平均滿載率，繪制各站點(diǎn)雙向平均滿載率調(diào)整值(為了使平均滿載率與復(fù)線系數(shù)在同一張圖中進(jìn)行對比，可將各站點(diǎn)的平均滿載率乘以同一系數(shù)進(jìn)行放大)與復(fù)線系數(shù)的關(guān)系圖。選擇那些站點(diǎn)復(fù)線系數(shù)大，平均滿載率調(diào)整值小的站點(diǎn)作為調(diào)整對象。以平頂山市22路公交車為例，兩方向平均滿載率調(diào)整值-復(fù)線系數(shù)關(guān)系圖如圖2所示。圖2中，可選擇那些復(fù)線系數(shù)柱狀較高、兩方向平均滿載率調(diào)整值柱狀較低的站點(diǎn)作為調(diào)整對象。

圖2　兩方向平均滿載率調(diào)整值-復(fù)線系數(shù)關(guān)系圖

綜合平均滿載率調(diào)整值-復(fù)線系數(shù)關(guān)系圖和復(fù)線系數(shù)-客流量關(guān)系圖，再結(jié)合站點(diǎn)的客流分擔(dān)率，可以比較明顯地看出需調(diào)整優(yōu)化的站點(diǎn)。

3.3調(diào)整優(yōu)化線路拆分

根據(jù)單因子污染指數(shù)、多因子綜合污染指數(shù)的計(jì)算公式，以農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，分別計(jì)算出金石錳礦周邊土壤重金屬元素的污染指數(shù)，結(jié)果見表2。礦區(qū)周邊土壤重金屬的綜合污染指數(shù)最高達(dá)10.32，屬于重污染，說明該礦區(qū)局部區(qū)域土壤重金屬污染嚴(yán)重。從單因子污染指數(shù)(Pi)來看，Mn的污染指數(shù)最高，4個(gè)采樣點(diǎn)達(dá)了重污染程度，其污染指數(shù)最高達(dá)14.35，該區(qū)域土壤Mn污染比較嚴(yán)重；Cd僅有一個(gè)采樣點(diǎn)污染指數(shù)達(dá)到重污染程度，存在局部污染；Zn、Pb、Cu污染指數(shù)均小于2，屬于輕度污染。Cr、Ni污染指數(shù)均小于1，屬于清潔。各元素污染指數(shù)的大小排序?yàn)镸n> Cd> Pb> Zn> Cu> Ni>Cr。

同一條公交線路如果既有城市路段又有城鄉(xiāng)路段、既有旅游路段又有普通路段、既有交通樞紐連接段又有普通路段，會帶來一系列問題。例如，同一條線路既有城市路段又有城鄉(xiāng)路段：第一，由于途經(jīng)區(qū)域城市和城鄉(xiāng)客流量差異較大，造成客流在整個(gè)運(yùn)行區(qū)間上分布不均勻，造成部分路段運(yùn)力資源浪費(fèi)；第二，由于城市客流大于城鄉(xiāng)客流，整條線路的發(fā)車頻率難以協(xié)調(diào)；第三，車型上，按城市客流需要配置大型客車，按城鄉(xiāng)客流可以配置中型客車；第四，車輛等級及票價(jià)上，城市客流要求等級較高的公交車輛，也能夠接受相對較高的票價(jià)；第五，城市乘客時(shí)間價(jià)值較高，不能忍受較長的候車時(shí)間。因此，在進(jìn)行線路調(diào)整優(yōu)化時(shí)應(yīng)盡可能將不同性質(zhì)的路段進(jìn)行拆分。通過線路拆分可以實(shí)現(xiàn)線路客流均勻、車型選擇靈活、發(fā)車頻率科學(xué)、票價(jià)制定合理、乘客出行快捷。

3.4調(diào)整優(yōu)化總體思路

對于調(diào)整優(yōu)化線路，考慮上述調(diào)整優(yōu)化站點(diǎn)和線路拆分原則，從線路長度、非直線系數(shù)、線路重復(fù)系數(shù)、線網(wǎng)密度等技術(shù)指標(biāo)入手，結(jié)合其他區(qū)域線路布設(shè)、客流需求、客流流向、道路條件，再綜合考慮現(xiàn)狀場站布局、原有線路走向?qū)M調(diào)整優(yōu)化線路進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整后要使各調(diào)整線路的技術(shù)指標(biāo)滿足或基本滿足要求，線路重復(fù)嚴(yán)重區(qū)域的技術(shù)指標(biāo)有所下降，整個(gè)公交線網(wǎng)的運(yùn)行效益有所提高，整個(gè)公交系統(tǒng)的服務(wù)水平有所提升。

4　實(shí)例分析

4.1平頂山市城市布局狀況

以平頂山市常規(guī)公交線路調(diào)整為例。平頂山市的城市布局狀況如圖3所示。目前，平頂山市基本形成了帶狀組圖式的城市結(jié)構(gòu)。

4.2平頂山市公交線路調(diào)整

平頂山市公共交通總公司共有5個(gè)分公司，運(yùn)營線路47條，線路總里程646.5 km，場站設(shè)施6處(分別位于5個(gè)分公司及總公司所在地)。根據(jù)市民及公交公司內(nèi)部員工調(diào)查意見、線路運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)和各線路的效益指標(biāo)共確定10條線路為調(diào)整優(yōu)化的重點(diǎn)。10條線路中，7條線路為調(diào)整線路，分別為9、10、14、19、22、37和40路；1條為恢復(fù)線路，為4路；兩條為延伸線路，分別為24和30路。另外，線路調(diào)整過程中，根據(jù)30路的具體情況，對11路和30路一并進(jìn)行了調(diào)整，最后實(shí)際調(diào)整的公交線路條數(shù)為11條。

圖3　平頂山市城市布局圖

線路調(diào)整前，對市民及公交公司內(nèi)部員工進(jìn)行了問卷調(diào)查，并對11條線路的基本技術(shù)指標(biāo)及7條調(diào)整線路的線路客流及運(yùn)營車速狀況、乘客出行決策情況、線路重復(fù)嚴(yán)重站點(diǎn)各線路的客流分擔(dān)率狀況進(jìn)行了調(diào)查，線路調(diào)整過程中還利用了《平頂山市公共交通專項(xiàng)規(guī)劃(2010-2020)》的OD調(diào)查結(jié)果。

按照上述公交線路調(diào)整優(yōu)化原則及分析技術(shù)對該11條線路進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整前后的線路基本情況如表1所示。

表1　線路調(diào)整前后基本情況

續(xù)表

由表1可見：調(diào)整后各線路的非直線系數(shù)均滿足要求。調(diào)整后，南北走向的37和40路的線路長度小于8 km，東西走向的4、30和11路的線路長度大于12 km。由于平頂山市城市布局總體來說呈東西走向的帶狀結(jié)構(gòu)，因此南北走向的個(gè)別線路長度較短，東西走向的個(gè)別線路長度較長也符合平頂山市的城市特征。調(diào)整完畢后，大部分調(diào)整線路沿線站點(diǎn)的復(fù)線系數(shù)均小于8，個(gè)別線路有大于8的站點(diǎn)，一方面是因?yàn)檫@些站點(diǎn)位于城市客運(yùn)樞紐處，有較多的公交線路通過。另外，本次調(diào)整只針對11條線路進(jìn)行，以后隨著其他公交線路的調(diào)整優(yōu)化，線路重復(fù)狀況會進(jìn)一步改善。調(diào)整完畢后，各公交線路性質(zhì)單一，有利于公交線路的運(yùn)營組織和效益提高。

線路調(diào)整后，除了調(diào)整線路自身的站點(diǎn)復(fù)線系數(shù)基本滿足要求外，對于其他線路重復(fù)嚴(yán)重的路段，其站點(diǎn)復(fù)線系數(shù)也有不同程度的下降，具體情況如表2所示。線路調(diào)整后，其他公交線路薄弱地區(qū)的公交線網(wǎng)密度有所提升，原有線路重復(fù)嚴(yán)重路段其他公交線路的客流分擔(dān)率有所提高，能夠提升整個(gè)公交系統(tǒng)的服務(wù)水平和運(yùn)行效益。

5　結(jié)語

針對軌道交通影響范圍以外以及沒有軌道交通的城市常規(guī)公交線路調(diào)整方法進(jìn)行研究，提出易于操作的線路調(diào)整技術(shù)，對于公交企業(yè)技術(shù)人員線路調(diào)整及相關(guān)學(xué)者研究具有參考價(jià)值。論文分析我國城市常規(guī)公交線路存在的主要問題，提出調(diào)整優(yōu)化的基本原則。對于具體城市給出了調(diào)整優(yōu)化線路的選擇依據(jù)及擬調(diào)整站點(diǎn)的選擇方法，并給出了線路調(diào)整優(yōu)化的措施，對于具有多重性質(zhì)的公交線路也提出了調(diào)整優(yōu)化的方法。實(shí)例分析表明，文中所提方法操作方便，效果良好，提高了公交線路的運(yùn)行質(zhì)量。

表2　線路重復(fù)嚴(yán)重路段站點(diǎn)復(fù)線系數(shù)變化情況

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Adjustment and optimization of urban conventional bus routes

LI Ai-zeng,WU Bing-hua

(SchoolofCivilEngineeringandTransportationEngineering,HenanUniversityofUrbanConstruction,Pingdingshan467036,China)

This article analyzes the main problems in the urban conventional bus routes from the line technical indicators and the nature orientation,and puts forward 11 principles of the optimization of the line adjustment.The technical indicators and efficiency indicators are analyzed,on which the adjustment and optimization of the line are selected.A comprehensive analysis is made based on passenger-flow percentages,double line coefficient and the distribution rate of passenger flows diagram and the average load ratio adjustment value-line coefficient diagram to adjust and optimize the lines.The adjustment and optimization are performed considering the status of station layout,lines layout and density,flow distribution,and for multiple lines with multi-functions can be appropriately adjusted.The practical project shows that this method is easy to operate and improves the quality of inter-city transportation.

conventional bus routes;adjustment and optimization;technical index;benefit index;passenger-flow percentages;bus stop

2016-04-21

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(61573098，50978057)

李愛增(1972—)，男，河南汝州人，博士，副教授。

1674-7046(2016)05-0045-08

10.14140/j.cnki.hncjxb.2016.05.009

U491.1

A