陳賽飛　傅惠

【摘 要】本文通過城市公交發(fā)展現(xiàn)狀與新技術(shù)背景下公交系統(tǒng)發(fā)展的可能性對比，分析了公交優(yōu)先戰(zhàn)略實施的影響因素，提出基礎(chǔ)多模式乘客MFD的公交優(yōu)先戰(zhàn)略實施對策。

【關(guān)鍵詞】公交優(yōu)先;大數(shù)據(jù);交互關(guān)系;多模式乘客MFD

中圖分類號： G642.0 文獻標(biāo)識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）05-0151-002

1 城市道路交通現(xiàn)狀概述

截至 2018 年底，我國機動車保有量達 3.27 億輛，每百戶家庭私家車保有量超過 40 輛，已處于與美國機動車保有量持平的新階段。預(yù)測未來一段時期，機動車保有量每年將持續(xù)穩(wěn)定在10%～15%的速度增長，城市發(fā)展面臨巨大交通壓力。

為有效緩解交通問題帶來的社會經(jīng)濟損失，自本世紀(jì)初開始，我國就提出實施城市公共交通優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略?！笆濉逼陂g，先后有37個城市開展了公交都市創(chuàng)建工作;進入“十三五”后，又有50個城市加入了此項工程的行列。然而，倡導(dǎo)多年的公交優(yōu)先戰(zhàn)略在各地的發(fā)展卻收效甚微，僅一小部分城市通過驗收，獲評“公交都市”示范城市。服務(wù)水平低、服務(wù)質(zhì)量不穩(wěn)定是目前我國城市道路公交系統(tǒng)的常態(tài)。

2 公交優(yōu)先戰(zhàn)略概述

公交優(yōu)先即在城市社會經(jīng)濟和交通發(fā)展當(dāng)中，優(yōu)先發(fā)展城市公共交通。之所以提倡公交優(yōu)先，是因為公共交通有著一系列其他交通模式無法替代的優(yōu)點：

（1）涵蓋面廣、便捷，以廣州市為例，2016年度500米站點覆蓋率已達81%，基本滿足全市人民的出行需求;

（2）價格低廉，多數(shù)公交車售價為2-3元每人，且價格固定，遠低于出租車收費或自駕，是學(xué)生、上班族等群眾最常選用的出行方式;

（3）緩解交通壓力，一輛公交車平均可承載50人以上，可有效緩解路面壓力，減少路網(wǎng)中的行駛車輛數(shù);

（4）提倡公共車有助于節(jié)約資源，促進環(huán)境保護，據(jù)統(tǒng)計，社會車的人均油耗為2-3MJ/pkm，而公交車的人均能耗僅為約1MJ/pkm，可節(jié)約50%以上的能源。

3 公交優(yōu)先戰(zhàn)略實施的影響因素

為提升公交服務(wù)質(zhì)量，吸引更多出行者選擇公交車，公交公司及研究學(xué)者致力于優(yōu)化公交調(diào)度方案：從階段上可劃分為公交路網(wǎng)與線路優(yōu)化[1]、發(fā)車頻率設(shè)置[2]、時刻表編制[3]、車輛排班[4]與人員排班[5];從規(guī)模上可劃分為單一線路調(diào)度與多線協(xié)同調(diào)度[3]。盡管如此，公交車在實際運營中仍然面臨低效率的處境，在城市道路交通中仍然缺乏競爭力。究其原因，主要在于這些方法忽視了外部環(huán)境對公交調(diào)度方案的影響。

城市道路交通是由多種交通模式組成的復(fù)雜系統(tǒng)，主要由公交車系統(tǒng)、社會車系統(tǒng)（包括私家車、出租車等）、路網(wǎng)設(shè)施系統(tǒng)及相關(guān)管理信息系統(tǒng)等要素構(gòu)成，各要素系統(tǒng)之間相互作用從而形成有機體系。由于道路公交系統(tǒng)的開放性，社會車流作為外部環(huán)境與公交系統(tǒng)之間存在一定的交互作用。一方面，公交車體積較大速度較慢，需要頻繁停車以上下客，導(dǎo)致跟馳在公交車后的社會車達不到應(yīng)有的速度甚至排隊;另一方面，社會車的龐大占比過分消耗了公交車的行駛空間，對公交車系統(tǒng)的服務(wù)可靠性產(chǎn)生了不可忽視的影響。而以公交系統(tǒng)為主的城市公交運營管理研究普遍以隨機變量的方式加以簡化甚至忽略社會車系統(tǒng)對公交系統(tǒng)內(nèi)部的影響。因此，對這種交互作用認(rèn)知的缺失從一定程度上限制了公交調(diào)度方案的有效實施，公交車無法按時到達站點，甚至產(chǎn)生串車和斷位問題。

4 應(yīng)對公交優(yōu)先戰(zhàn)略實施效率低下的對策

倘若說城市公交系統(tǒng)研究的起始點與落腳點，均在于對公交系統(tǒng)運營方式的數(shù)學(xué)表達、建模描述、動態(tài)優(yōu)化、系統(tǒng)仿真，那么交通大數(shù)據(jù)等新技術(shù)背景下城市公交研究的重點與難點，是實現(xiàn)公交系統(tǒng)與其他各要素系統(tǒng)之間的高效協(xié)同。基于社會車流與公交車流系統(tǒng)客觀共存的現(xiàn)實，只有識別和揭示這兩類系統(tǒng)之間的交互機理，從而促進二者的有效協(xié)同，才能從整體上實現(xiàn)城市公交運行效率的提升。將多系統(tǒng)協(xié)同作為公交優(yōu)先戰(zhàn)略發(fā)展的新切入點，既來源于學(xué)術(shù)研究上的新判斷，也是現(xiàn)實需求的強烈驅(qū)動。

由公交都市建設(shè)發(fā)展的實施經(jīng)驗可知，利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等新技術(shù)，對現(xiàn)有城市公交系統(tǒng)進行服務(wù)水平升級與智能化改造，是新時期城市公交發(fā)展的必然選擇。以手機信令、車輛GPS、公交卡等為代表的出行者、出租車、公交車等信息采集技術(shù)，已得到長足發(fā)展，從大數(shù)據(jù)的視角審視宏觀交通流交互關(guān)系成為可能。

于此同時，由瑞士洛桑聯(lián)邦理工 LUTS 實驗室團隊[6]指出，當(dāng)路網(wǎng)內(nèi)公交車與社會車的密度都比較均勻時，兩種車輛的數(shù)量與路網(wǎng)整體車流量存在一定的宏觀關(guān)系，即多模式車輛宏觀基本圖（three dimensional vehicle macroscopic fundamental diagram， 3D-vMFD）。以此拓展而出現(xiàn)的多模式乘客宏觀基本圖（three dimensional passenger macroscopic fundamental diagram， 3D-pMFD）則反應(yīng)了公交車數(shù)量、社會車數(shù)量與路網(wǎng)整體乘客流量的關(guān)系。其示意圖如圖1所示。

多模式乘客MFD揭示了在給定路網(wǎng)中，可能存在社會車與公交車數(shù)量或密度的理想比例范圍，在該范圍內(nèi)可以實現(xiàn)整體路網(wǎng)客流量的最大化。由于公交是典型的大容量客流運輸方式，基于多模式乘客MFD進行面向路網(wǎng)整體客流通行效率最優(yōu)化的交通管理，體現(xiàn)了社會公平性和公交優(yōu)先思想。為此，本文提出如下戰(zhàn)略發(fā)展實施步驟：

（1）利用交通大數(shù)據(jù)對大規(guī)模多模式城市路網(wǎng)進行分區(qū)研究，得到密度或速度勻質(zhì)的子路網(wǎng);

（2）借助子路網(wǎng)的多模式乘客MFD進行多模式車流的交互規(guī)律及其對子區(qū)路網(wǎng)整體效率的影響研究，得到大系統(tǒng)處于較優(yōu)狀態(tài)的公交車流與社會車流比例范圍;

（3）以此范圍作為控制參考值，一方面對社會車流系統(tǒng)實施擁堵收費或在關(guān)鍵交叉口實行公交優(yōu)先信號控制，為區(qū)域內(nèi)公交車系統(tǒng)的運行效率提供外部保障;另一方面根據(jù)乘客需求優(yōu)化公交調(diào)度策略，提升公交服務(wù)質(zhì)量，同時防止社會車過于擁堵。

5 結(jié)束語

本文從城市公交發(fā)展現(xiàn)狀及新技術(shù)背景下公交系統(tǒng)發(fā)展的可能性，將傳統(tǒng)的“微觀公交調(diào)度” + “孤立公交系統(tǒng)”視角，切換到“公交與社會車流交互” + “公交與社會車集成管理”視角，從而在合理控制問題復(fù)雜度的同時，為大規(guī)模公交系統(tǒng)運行管理研究探索新思路。

【參考文獻】

[1]鄒亮，徐建閩.公共交通路網(wǎng)描述方法及誘導(dǎo)模型設(shè)計[J].華南理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2005， 09： 41-44.

[2]張衛(wèi)華，吳鎮(zhèn)宇，柏海艦，等.基于公交動態(tài)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)車頻率優(yōu)化研究[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2017， 36（09）： 91-97.

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[4]陳孫延，沈瑩瑩，仇佳輝.公交車排班問題探討——以徐州市2路公交為例[J].中國集體經(jīng)濟， 2018， 24： 85-88.

[5]魏金麗，郭亞娟，張萌萌.基于集合覆蓋理論的公交線路駕駛員排班優(yōu)化方法[J].公路交通科技， 2016， 33（01）： 125-129.

[6]GEROLIMINIS N， ZHENG N， AMPOUNTOLAS K. A three-dimensional macroscopic fundamental diagram for mixed bi-modal urban networks[J]. Transportation Research Part C， 2014， 42： 168-181.