王 冠，陳 華，李建忠，孫貽璐

(武漢市交通發(fā)展戰(zhàn)略研究院，湖北武漢430017)

武漢市公共交通信息系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用

王 冠，陳 華，李建忠，孫貽璐

(武漢市交通發(fā)展戰(zhàn)略研究院，湖北武漢430017)

全方位掌握公共交通運(yùn)行現(xiàn)狀和精確預(yù)測(cè)客流變化趨勢(shì)是城市公共交通規(guī)劃研究的重要前提，其時(shí)效性和準(zhǔn)確性不僅關(guān)系到信息發(fā)布，還對(duì)預(yù)測(cè)模型的精度產(chǎn)生直接影響。為有效服務(wù)政府決策并科學(xué)指導(dǎo)公眾智慧出行，運(yùn)用智能化手段建立公共交通信息系統(tǒng)，其具有線網(wǎng)性能分析、客流監(jiān)控預(yù)測(cè)、運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估等功能。在整合武漢市公共交通信息資源的基礎(chǔ)上，公共交通信息系統(tǒng)建立時(shí)空匹配算法判斷乘客上車位置，通過(guò)車站吸引強(qiáng)度以及出行鏈模型模擬乘客下車站點(diǎn)，建立基于動(dòng)態(tài)信息的公交運(yùn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)體系等。抽樣調(diào)查結(jié)果表明系統(tǒng)性能達(dá)到預(yù)期要求。同時(shí)，探索運(yùn)用系統(tǒng)各項(xiàng)量化指標(biāo)服務(wù)于城市公共交通線網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整、換乘優(yōu)惠政策制定以及日常運(yùn)營(yíng)管理，為創(chuàng)建公交都市示范城市，落實(shí)公交優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略提供技術(shù)支撐。

公共交通；智能交通系統(tǒng)；客流模型；評(píng)價(jià)指標(biāo)；線網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整；武漢市

通過(guò)信息化手段解決城市交通問(wèn)題，可促進(jìn)節(jié)能減排，推動(dòng)交通決策水平和管理能力提升[1]。相比于動(dòng)態(tài)公共交通(以下簡(jiǎn)稱“公交”)信息挖掘[2-3]，大部分現(xiàn)有成果更多關(guān)注某項(xiàng)具體功能，例如根據(jù)最短時(shí)間、最少換乘等目標(biāo)結(jié)合線網(wǎng)結(jié)構(gòu)提供起訖點(diǎn)間最優(yōu)路徑搜索方法[4]；根據(jù)刷卡記錄統(tǒng)計(jì)分析全網(wǎng)及線路客流量特征，作為研究參考[5]；使用概率模型計(jì)算公交出行OD分布[6]；研究公交線網(wǎng)統(tǒng)計(jì)特征[7-8]等。中國(guó)大部分城市均已安裝公共汽車GPS車載定位系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)調(diào)度，并且采用IC卡刷卡付費(fèi)用于清分結(jié)算，具備公交信息資源整合的條件，但卻很少利用多源動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行更深層次地挖掘與預(yù)測(cè)，也很少根據(jù)公交運(yùn)行現(xiàn)狀建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。在此背景下，對(duì)武漢市公共交通體系運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行研究，探索其智能化建設(shè)方法與實(shí)際應(yīng)用。

1 基本情況與背景

武漢市2008年以來(lái)機(jī)動(dòng)車保有量年均增長(zhǎng)率超過(guò)15%，2014年機(jī)動(dòng)車增長(zhǎng)34萬(wàn)輛，增幅達(dá)22.2%；高峰小時(shí)流量超5 000輛的道路交叉口成倍增長(zhǎng)，由2010年的61個(gè)增長(zhǎng)至2014年的123個(gè)；路網(wǎng)平均車速逐年下降，2014年為21.4 km·h-1，較2010年下降9%，城市交通問(wèn)題日益嚴(yán)重[9]。

信息化和智能化是城市交通發(fā)展的必由之路，公交信息系統(tǒng)作為智能交通的重要組成部分，對(duì)提升公交服務(wù)質(zhì)量、提高公交運(yùn)行效率尤為重要。武漢市各公交行業(yè)管理部門分別建成服務(wù)自身業(yè)務(wù)的信息系統(tǒng)，例如市交通委員會(huì)的公共汽車運(yùn)營(yíng)調(diào)度系統(tǒng)、市地鐵集團(tuán)的軌道交通運(yùn)行與信息發(fā)布系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)的建成為全市信息化整合打下基礎(chǔ)，但同時(shí)存在信息孤島、數(shù)據(jù)挖掘力度不夠、標(biāo)準(zhǔn)化制定工作滯后、應(yīng)用服務(wù)面單一有限等問(wèn)題，服務(wù)城市規(guī)劃建設(shè)總體效果不理想。在此背景下武漢市開(kāi)展了行業(yè)資源整合工作，構(gòu)建了公交信息系統(tǒng)，在城市公交規(guī)劃與城市建設(shè)管理中發(fā)揮了一定作用。

2 研究?jī)?nèi)容與方法

武漢市公交主要包括公共汽車和軌道交通。公交信息系統(tǒng)對(duì)全市公交基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估，針對(duì)公交運(yùn)行現(xiàn)狀建立道路網(wǎng)與公交線網(wǎng)的拓?fù)潢P(guān)系，重點(diǎn)研究公交客流模型以及運(yùn)行水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，由需求引導(dǎo)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)以及應(yīng)用。

2.1 一體化分析特大城市全口徑、全覆蓋的公交基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源

公交信息系統(tǒng)整合了全市不同類型、來(lái)源、用途的數(shù)據(jù)資源，主要包括7 000余輛公共汽車每15 s上傳一次的GPS數(shù)據(jù)、日均近千萬(wàn)次規(guī)模的IC卡刷卡數(shù)據(jù)、全市5 000余個(gè)公共汽車站、370條公共汽車線路、96個(gè)軌道交通車站和4條軌道交通線路的地理信息、公交運(yùn)營(yíng)企業(yè)月度營(yíng)收?qǐng)?bào)表，抽樣的公共汽車車載監(jiān)控視頻，土地利用以及人口、就業(yè)崗位情況，手機(jī)信令數(shù)據(jù)等，日均數(shù)據(jù)處理量達(dá)5 GB。

公交信息系統(tǒng)采用多線程分布式運(yùn)算和分塊索引技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)匹配并進(jìn)行計(jì)算，負(fù)載均衡架構(gòu)提升了海量數(shù)據(jù)的分析處理效率，支持對(duì)各空間和時(shí)間粒度客流數(shù)據(jù)以及公交運(yùn)行數(shù)據(jù)的頻繁存儲(chǔ)與讀取，將數(shù)據(jù)流處理壓力分散，最大化硬件運(yùn)算能力，緩解因大批量數(shù)據(jù)讀寫而造成的系統(tǒng)性能瓶頸。對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行多級(jí)存儲(chǔ)與并發(fā)訪問(wèn)的科學(xué)精密設(shè)計(jì)，以滿足實(shí)時(shí)接入數(shù)據(jù)與運(yùn)算結(jié)果穩(wěn)定并存、快速讀取歷史統(tǒng)計(jì)結(jié)果等性能要求。

2.2 挖掘數(shù)據(jù)特征，建立公交客流仿真模型

2.2.1 建立公共汽車上、下車位置模擬匹配算法與校核機(jī)制

中國(guó)大多數(shù)城市均采用公共汽車上車刷卡一票制，缺乏下車信息的采集手段，給分析OD客流、平均出行時(shí)間和出行距離、換乘行為帶來(lái)困難。在文獻(xiàn)[5-6]的基礎(chǔ)上，通過(guò)時(shí)間參數(shù)匹配乘客上車刷卡與公共汽車GPS信息判斷上車站點(diǎn)位置，對(duì)于未成功匹配的情況按照刷卡時(shí)間間隔聚類并結(jié)合車輛到離站情況模擬上車位置(見(jiàn)圖1)。再根據(jù)用地性質(zhì)和公交通勤出行特征，以及車站發(fā)生吸引總量基本保持平衡的假設(shè)，設(shè)定上車人數(shù)較多的車站下車人數(shù)也相對(duì)較多，建立車站客流發(fā)生吸引強(qiáng)度模型

式中：Pmn為第 m條單向線路中第n個(gè)車站的客流吸引強(qiáng)度；Wmn為第m條單向線路中第n個(gè)車站的客流吸引量；Am為第m條單向線路的客流量。

同時(shí)，累積每位個(gè)體一段時(shí)間的公共汽車出行信息形成常發(fā)出行表和出行鏈模型。對(duì)于全天僅一次刷卡的情況，運(yùn)用常發(fā)出行表和客流強(qiáng)度模型預(yù)測(cè)其下車位置；對(duì)于全天存在多次刷卡的情況，根據(jù)出行鏈規(guī)則預(yù)測(cè)每次乘車的下車位置(見(jiàn)圖2)。該方法在一定程度上解決了一票制無(wú)法獲知下車位置的難題。

為精確監(jiān)控城市公共汽車客流量變化，結(jié)合車載視頻抽樣信息和常發(fā)出行表校核模型精度。校核后車站客流準(zhǔn)確率達(dá)70%。由于存在大量投幣客流，為獲得全口徑總客流量，結(jié)合公共汽車營(yíng)收?qǐng)?bào)表對(duì)線路客流量進(jìn)行擴(kuò)樣：

式中：M為公共汽車總客流/(人次·d-1)；αij為第i條線路中第 j號(hào)車的刷卡客流量(由IC卡刷卡記錄統(tǒng)計(jì))；βij為第i條線路中第 j號(hào)車的擴(kuò)樣系數(shù)，該系數(shù)等于該車日刷卡收入cardij與總收入cardij+cashij的比例(根據(jù)營(yíng)收?qǐng)?bào)表獲得)。校核后線路客流準(zhǔn)確率達(dá)80%，較準(zhǔn)確地模擬了客流走廊(見(jiàn)圖3)。

2.2.2 建立軌道交通網(wǎng)絡(luò)客流最優(yōu)策略分配模型

為真實(shí)模擬軌道交通客流選擇行為，公交信息系統(tǒng)對(duì)線網(wǎng)中每條路徑設(shè)定廣義費(fèi)用，即乘客選擇該路徑出行的綜合成本。該費(fèi)用由確定項(xiàng)和隨機(jī)項(xiàng)組成，其中確定項(xiàng)主要包括車輛站間運(yùn)行時(shí)間、乘客步行換乘時(shí)間、乘客等待時(shí)間、票價(jià)和車廂擁擠度等，而隨機(jī)項(xiàng)主要體現(xiàn)突發(fā)事件、乘客心理等不確定因素對(duì)路徑選擇的影響。基于廣義費(fèi)用最小的動(dòng)態(tài)平衡機(jī)制，公交信息系統(tǒng)建立了軌道交通線網(wǎng)客流分配模型，精確計(jì)算軌道交通線路客流、斷面客流(見(jiàn)圖4)和換乘客流等，準(zhǔn)確率達(dá)90%。

2.3 以需求為導(dǎo)向構(gòu)建公交運(yùn)行監(jiān)控和動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

以往武漢市公交運(yùn)行水平的評(píng)價(jià)內(nèi)容僅限于對(duì)線路、車站服務(wù)范圍的單一描述，沒(méi)有融合分析線網(wǎng)結(jié)構(gòu)與客流演變規(guī)律，更沒(méi)有深入挖掘公交運(yùn)行與服務(wù)水平之間的關(guān)系，缺乏科學(xué)、準(zhǔn)確、全面的模型支撐。

“任務(wù)型教學(xué)法”（Task-based Teaching,簡(jiǎn)稱 TBT）是從20世紀(jì)80年代在交際教學(xué)法的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來(lái)，以交際任務(wù)為核心，強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”和“以學(xué)生為主體”的教學(xué)思想。Nunan（1989）認(rèn)為，任務(wù)型教學(xué)將語(yǔ)言教學(xué)真實(shí)化，其主要目的是讓學(xué)生不僅在運(yùn)用中學(xué)，而且為了運(yùn)用而學(xué)，直接通過(guò)課堂教學(xué)讓學(xué)生去用英語(yǔ)完成各種情景中真實(shí)的任務(wù)，從而培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用英語(yǔ)的能力。

以文獻(xiàn)[11]為基礎(chǔ)，建立了以乘客滿意度感受為核心的公交運(yùn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(見(jiàn)圖5)，包括從空間和時(shí)間多角度反映公交時(shí)效性的發(fā)車間隔、服務(wù)時(shí)長(zhǎng)、到站準(zhǔn)點(diǎn)率、行駛速度，反映乘車舒適性的滿載率，反映乘車安全性的事故率，以及反映公交系統(tǒng)可達(dá)性的線路、車站覆蓋范圍等指標(biāo)。

該評(píng)價(jià)指標(biāo)體系以社會(huì)公眾為主要服務(wù)對(duì)象，準(zhǔn)確掌握全天候、全網(wǎng)絡(luò)、多層次的公交運(yùn)行狀態(tài)和客流演變規(guī)律，解決了傳統(tǒng)調(diào)查指標(biāo)無(wú)法用于公交線網(wǎng)整體動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)、無(wú)法解決客流數(shù)據(jù)盲區(qū)、無(wú)法了解公交運(yùn)行實(shí)際情況的難題。

2.4 連接信息系統(tǒng)與規(guī)劃預(yù)測(cè)模型，服務(wù)于行業(yè)管理和居民出行

道路和公交系統(tǒng)的規(guī)劃實(shí)施決定了規(guī)劃年的交通供給，而未來(lái)的交通運(yùn)行情況則基于對(duì)現(xiàn)狀模型的推演。通過(guò)擬合現(xiàn)狀模型與交通運(yùn)行狀況，例如運(yùn)用道路車流和公交客流分別校核現(xiàn)狀模型中車流和客流模塊，使得預(yù)測(cè)模型能夠更加精準(zhǔn)地反映宏觀變化趨勢(shì)和交通運(yùn)行特征。

鑒于規(guī)劃與現(xiàn)狀數(shù)據(jù)分離的傳統(tǒng)狀況，通過(guò)公交信息系統(tǒng)提供的客流和運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)狀公共汽車客流和軌道交通客流模型進(jìn)行校核，調(diào)節(jié)模型參數(shù)，提高現(xiàn)狀模型的精確度，并有針對(duì)性地研發(fā)數(shù)據(jù)接口和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，建立信息系統(tǒng)與傳統(tǒng)預(yù)測(cè)模型之間的數(shù)據(jù)傳輸通道。公交信息系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的掌控使客流預(yù)測(cè)模型得到良好的參數(shù)標(biāo)定，在掌握現(xiàn)狀客流時(shí)空分布特征的基礎(chǔ)上，通過(guò)將系統(tǒng)得到的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)與Emme宏觀預(yù)測(cè)、Legion行人仿真等數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，根據(jù)城市總體規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、公交線網(wǎng)規(guī)劃等，較好地模擬出未來(lái)公交運(yùn)行發(fā)展趨勢(shì)[12]。

圖1 公共汽車上車站點(diǎn)判斷模型Fig.1 Module of boarding locations inferring

圖2 公共汽車下車站點(diǎn)預(yù)測(cè)模型Fig.2 Module of alighting locations inferring

圖3 公共汽車客流走廊分布Fig.3 Distribution of bus passenger flow corridors

圖4 軌道交通斷面客流分布Fig.4 Distribution of rail transit passenger flow

圖5 公共交通運(yùn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)構(gòu)Fig.5 Criteria of public transit operational evaluation

2.5 融合分析城市交通大數(shù)據(jù)，探索規(guī)劃研究工作的新途徑

在全面掌握城市公交運(yùn)行和客流OD分布特征的基礎(chǔ)上，公交信息系統(tǒng)進(jìn)一步融合車流運(yùn)行狀況、車流出行OD，并結(jié)合手機(jī)信令數(shù)據(jù)，分析全市常發(fā)大客流區(qū)域位置與演變規(guī)律，摸清車輛出行路徑與停車需求，展示人口崗位分布與區(qū)域活躍度，全方位掌握城市交通運(yùn)行的規(guī)律，更加準(zhǔn)確地把握城市交通動(dòng)向。

結(jié)合地鐵刷卡數(shù)據(jù)和手機(jī)信令數(shù)據(jù)，以地鐵2號(hào)線末站光谷廣場(chǎng)站為分析對(duì)象(見(jiàn)圖6)，分析出站客流分布。從客流來(lái)源分布來(lái)看，來(lái)自城市中心的通勤客流占有較大比例，尤其是與幾個(gè)軌道交通換乘車站周邊區(qū)域的聯(lián)系最為緊密，并且該部分客流平均乘距普遍較長(zhǎng)；從客流擴(kuò)散范圍來(lái)看，光谷廣場(chǎng)站的服務(wù)范圍過(guò)于廣泛，軌道交通末端站點(diǎn)與公共汽車、步行及自行車交通的接駁效率對(duì)該區(qū)域市民的影響尤為重要。

3 應(yīng)用與案例

公交信息系統(tǒng)將現(xiàn)狀公交運(yùn)行狀況與規(guī)劃預(yù)測(cè)方案相結(jié)合，為城市新建、改建項(xiàng)目的審批與評(píng)估工作提供必要的數(shù)據(jù)支撐，成功應(yīng)用于《武漢市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃修編(2014—2049年)》、《武漢市城市軌道交通第三期建設(shè)規(guī)劃(2015—2021年)》等數(shù)十項(xiàng)城市交通規(guī)劃重大項(xiàng)目，效果良好。截至2015年，以周報(bào)、快報(bào)、年報(bào)等方式面向社會(huì)公眾發(fā)布了公交運(yùn)行狀態(tài)和客流集散特征分析等專題報(bào)告數(shù)十期，引導(dǎo)居民選擇合適的出行工具和線路錯(cuò)峰避堵出行。

3.1 應(yīng)用于公共汽車線網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整

公交信息系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，實(shí)施線網(wǎng)優(yōu)化與換乘優(yōu)惠前，武漢市公共汽車線路平均長(zhǎng)度18.9 km(見(jiàn)表1)，線路運(yùn)營(yíng)時(shí)間較長(zhǎng)，繞行嚴(yán)重，且缺少直達(dá)快線、大站干線；線路重復(fù)系數(shù)高達(dá)4.6(見(jiàn)圖7a)，主城區(qū)線路網(wǎng)密度僅為1.5 km·km-2，低于《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50220—95)[13](以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)要求的3～4 km·km-2；次干路和支路系統(tǒng)不完善，不適合公共汽車通行，導(dǎo)致公交系統(tǒng)可達(dá)性差；乘客平均換乘系數(shù)小于1.1，線路網(wǎng)絡(luò)化程度低，不合理的線網(wǎng)布局不僅加劇了公交企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，還增加了道路交通壓力；公交線網(wǎng)滿載率偏高，高峰期車內(nèi)普遍擁擠嚴(yán)重。

在此背景下，根據(jù)現(xiàn)狀客流特征梳理公交線網(wǎng)，規(guī)劃設(shè)計(jì)體系分明、功能完善的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。結(jié)合公交信息系統(tǒng)提供的現(xiàn)狀客流和公共汽車線網(wǎng)數(shù)據(jù)建立交通預(yù)測(cè)模型，并依據(jù)規(guī)劃期內(nèi)城市經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展、用地布局等指標(biāo)，預(yù)測(cè)未來(lái)交通量。預(yù)測(cè)的每個(gè)階段都分為現(xiàn)狀數(shù)據(jù)收集、建立模型、交通預(yù)測(cè)三個(gè)部分，并在各個(gè)階段對(duì)模型精度進(jìn)行校核。

根據(jù)2020年城市人口、用地發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)測(cè)公共汽車客運(yùn)日均需求量將由現(xiàn)狀的450萬(wàn)人次增長(zhǎng)至超過(guò)800萬(wàn)人次，按照客運(yùn)交通需求匡算規(guī)模，屆時(shí)武漢市公共汽車線網(wǎng)高峰小時(shí)運(yùn)力需求將達(dá)到1.5萬(wàn)標(biāo)臺(tái)，線路合理規(guī)模需要達(dá)到640～700條。按照“快、干、支、微”各級(jí)線路客流特征，安排各等級(jí)線路的需求規(guī)模，其中快線和干線規(guī)模為100～120條，占全網(wǎng)線路規(guī)模的18%，日均承擔(dān)客流為345～420萬(wàn)人次，占全網(wǎng)客流規(guī)模約40%，快線、干線網(wǎng)逐漸成為公交線網(wǎng)的骨干。規(guī)劃方案實(shí)施后，預(yù)計(jì)全市公共汽車線網(wǎng)的重復(fù)系數(shù)將由4.6下降至3.6(見(jiàn)圖7b)，車站500 m范圍覆蓋率由75%增加至91%，線網(wǎng)換乘系數(shù)從1.1提高至1.4，主要客流走廊上的線路數(shù)量降至10～20條。

3.2 應(yīng)用于公交換乘優(yōu)惠方案研究

公交信息系統(tǒng)對(duì)全市公共交通運(yùn)行和客流情況的監(jiān)控顯示，武漢市公共汽車平均票價(jià)為1.45元，平均乘距為6.2 km，換乘系數(shù)僅為1.1，網(wǎng)絡(luò)化程度不高；軌道交通平均票價(jià)為2.52元，平均乘距為11.6 km，換乘系數(shù)1.3，已經(jīng)邁入網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)階段?？傮w而言，武漢市公共交通收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)缺乏整合，采用定額票價(jià)，路線傾向一車直達(dá)，長(zhǎng)距離乘客收費(fèi)相對(duì)低廉。

在建立“快、干、支、微”四級(jí)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)后，公共汽車線路的平均長(zhǎng)度將會(huì)縮短，市民公交出行的換乘次數(shù)將有所提高。為了不增加市民出行成本，保障線網(wǎng)調(diào)整方案順利實(shí)施，在公交信息系統(tǒng)提供的現(xiàn)狀客流基礎(chǔ)之上，開(kāi)展公共交通系統(tǒng)一體化換乘優(yōu)惠方案研究。結(jié)合公交線網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整方案和城市發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)規(guī)劃年的換乘規(guī)模，率先推出“公共汽車全天1.5 h內(nèi)首次換乘免費(fèi)，第二、三次換乘六折或七折收費(fèi)，三次以上換乘正常收費(fèi)”的優(yōu)惠政策。該方案已于2016年1月1日正式實(shí)施，并取得初步成效(見(jiàn)圖8和圖9)。

優(yōu)惠政策實(shí)施后，全市公共汽車換乘客流總量由30萬(wàn)人次迅速增長(zhǎng)至超過(guò)70萬(wàn)人次，其中一次換乘客流占換乘總量的90%左右，前后兩次乘車的時(shí)間間隔由49 min降至38 min，換乘系數(shù)由1.1增至1.3，基本達(dá)到預(yù)測(cè)水平。隨著線網(wǎng)不斷完善，乘客可以自由選擇公共汽車和軌道交通、多條公交線路組合出行，客流得到有效組織，原本乘坐一趟長(zhǎng)距離線路直達(dá)目的地的單一出行模式，將逐漸演變成“公共汽車+地鐵”的組合模式。

圖6 光谷廣場(chǎng)站出站客流分布Fig.6 Distribution of departure passengers at Guanggu station

表1 2015年武漢市公共汽車線路分類型靜態(tài)指標(biāo)Tab.1 Statistical indexes of categorizingWuhan bus lines in 2015

圖7 公共汽車線路重復(fù)系數(shù)分布Fig.7 Distribution of the coverage of different bus service routes

圖8 方案實(shí)施前后公共汽車換乘比例變化Fig.8 Transfer rate before and after implementation of the strategy

3.3 應(yīng)用于公交日常運(yùn)營(yíng)管理

根據(jù)公交信息系統(tǒng)提供的公交運(yùn)行指標(biāo)可以實(shí)時(shí)掌握車輛日常運(yùn)行狀況，合理配置運(yùn)力、部署車站場(chǎng)站，提供定制公交服務(wù)，提高運(yùn)營(yíng)管理部門快速響應(yīng)和決策能力。

1）精細(xì)管理，優(yōu)化運(yùn)力配置。

分析區(qū)域公交線路、主要車站客流，與區(qū)域居住人口和出行規(guī)律相對(duì)照，為優(yōu)化配置區(qū)域線路提供支持。公交信息系統(tǒng)顯示，進(jìn)入金銀湖區(qū)域的公共汽車線路主要沿金山大道、金銀湖南路分布。以金山大道萬(wàn)科銀橋公共汽車站為例，目前途經(jīng)該車站的線路只有5條，而早高峰客流量超過(guò)4 000人次·h-1，服務(wù)水平明顯不足，有增線需求。

2）科學(xué)調(diào)度，提高服務(wù)效率。

根據(jù)全市公共汽車客流滿載率分布情況，觀察10條日均客流量達(dá)到3萬(wàn)人次以上的線路，發(fā)現(xiàn)其高峰時(shí)段滿載率均超過(guò)《規(guī)范》[13]標(biāo)準(zhǔn)水平，并且早高峰滿載率均高于晚高峰。其中208路公共汽車早晚高峰滿載率差異較大，分別為1.4(中等擁擠)和0.9(基本舒適)，但發(fā)車間隔變化不大，分別為4.1和5.6 min，表明該線路在客流水平正常的晚高峰可以適當(dāng)減少發(fā)車班次，節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本。

4 結(jié)語(yǔ)

公交優(yōu)先已經(jīng)上升到城市發(fā)展的戰(zhàn)略層面[15]。在武漢市全面建設(shè)國(guó)家中心城市，創(chuàng)建公交都市示范城市，深入落實(shí)公交優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略的背景下，綜合運(yùn)用新一代信息技術(shù)，公交信息系統(tǒng)整合挖掘全市現(xiàn)有的公交基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源，構(gòu)建了公交信息資源庫(kù)。與武漢市交通云平臺(tái)融合，向上支撐智慧城市建設(shè)，向下輔助交通行業(yè)管理。達(dá)到承擔(dān)武漢市公交信息采集、公交體系運(yùn)行監(jiān)控和決策支持的目標(biāo)，為武漢市智慧城市一體化建設(shè)做出示范性推廣。通過(guò)有針對(duì)性地建設(shè)并結(jié)合交通預(yù)測(cè)模型，應(yīng)用于公交線網(wǎng)規(guī)劃和相關(guān)政策制定，在服務(wù)城市交通發(fā)展戰(zhàn)略和各項(xiàng)規(guī)劃研究中發(fā)揮積極作用。

圖9 方案實(shí)施前后客流換乘時(shí)間間隔變化Fig.9 Transfer time before and after implementation of the strategy

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Development and Application of Wuhan Public Transit Information System

Wang Guan,Chen Hua,Li Jianzhong,Sun Yilu
(Wuhan Transportation Development Strategy Research Institute,Wuhan Hubei 430017,China)

Comprehensively understanding current statues and accurately forecast trends of public transit passenger volume are important prerequisite for urban transportation planning.The timeliness and precision not only affect information release,but also determine the accuracy of forecasting model.In order to better support government decision-making and develop a smart traveling system,the elements of public transit information system should include network performance analysis,passenger patronage monitoring and forecasting,operation status evaluation,and so on.This paper demonstrates Wuhan’s efforts in developing public transit information system using Space-Time matching algorithm to infer boarding locations and using ABM philosophy to infer alighting locations.Survey results indicate that the proposed system can offer the qualified estimations.Additionally,the paper also explores to apply the quantitative indicators generated from this system to optimize the urban public transit network,study transfer policies and manage daily operation to some extent.Those attempts are further regarded as active efforts in building a public transit metropolis and implementing public transit priority development strategy.

public transit;intelligent transportation system;passenger flow model;evaluation index;network optimization;Wuhan

2016-04-28

王冠(1984—)，男，湖北武漢人，博士，工程師，主要研究方向：智能交通、交通模型、交通控制與仿真。E-mail:ballackguan@126.com