引言

隨著城鎮(zhèn)化進程的快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，一些外圍縣市與城市中心區(qū)之間的聯(lián)系不斷加強，逐步發(fā)展成為城市新區(qū)。此類城市新區(qū)在行政區(qū)劃調(diào)整之前，城市公共交通系統(tǒng)往往覆蓋不足，而由城鄉(xiāng)客運班線（俗稱“小公共”）承擔區(qū)域內(nèi)外公交服務。城鄉(xiāng)客運班線企業(yè)為追求利潤最大化，線路重復、繞行等問題較為普遍，在接下來的城鄉(xiāng)公交一體化改造過程中，城鄉(xiāng)客運班線線路往往未經(jīng)調(diào)整優(yōu)化直接納入到城市公交網(wǎng)絡體系中，由此也就形成了城市新區(qū)公交線路超長、重復、繞行等“歷史遺留問題”。隨著城市規(guī)模不斷擴大以及機動化水平的快速發(fā)展，公交系統(tǒng)的“低效”已經(jīng)制約了居民出行方式結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，人們對小汽車的出行依賴度不斷提高。為了合理引導城市新區(qū)交通模式發(fā)展，防治各種交通擁堵，需優(yōu)化公交線網(wǎng)布局，以樞紐為錨固，構(gòu)建“快-干-支”多層次、一體化公交網(wǎng)絡，提高運行效率。同時，需充分考慮線路優(yōu)化調(diào)整對沿線居民出行的影響，保證替代線路到位，采取“成熟一批，調(diào)整一批”的逐步漸進式調(diào)整策略。

1 公交現(xiàn)狀特征指標分析

1.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)手段的應用

在城陽區(qū)現(xiàn)狀公交客流分析調(diào)查中應用到的大數(shù)據(jù)技術(shù)手段主要包括：利用手機信令數(shù)據(jù)分析居民出行特征與利用公交車輛GPS和IC卡兩個獨立的基礎數(shù)據(jù)庫推算公交運營及客流特征兩個方面。

（1）利用手機信令數(shù)據(jù)分析居民出行特征。利用手機數(shù)據(jù)分析推算交通數(shù)據(jù)信息是一種新興的廣域動態(tài)交通探測技術(shù)。手機數(shù)據(jù)定位采用的是基于基站小區(qū)的模糊定位技術(shù)，相對其他精確定位技術(shù)（如GPS），在樣本量、覆蓋范圍以及實施成本和周期上更具有優(yōu)勢[1]。

將手機定位數(shù)據(jù)映射至分析單元，并經(jīng)信息預處理、匹配分析、交通模型分析處理、數(shù)據(jù)去噪、數(shù)據(jù)擴樣等一系列海量數(shù)據(jù)運算處理，最終獲得基于手機用戶群體的出行特征數(shù)據(jù)（圖1）。

圖1 移動通信網(wǎng)絡中手機用戶出行軌跡

（2）利用“GPS+IC卡數(shù)據(jù)結(jié)合”得到公交運營及客流特征。青島市公交運營企業(yè)已為全部運營車輛配備GPS監(jiān)控設備并加裝有IC卡刷卡裝置，在監(jiān)控平臺能夠?qū)崟r存儲車輛運行軌跡數(shù)據(jù)及IC卡刷卡數(shù)據(jù)。通過公交GPS數(shù)據(jù)表（車輛到離站信息表）獲取線路號、車號、到站時間、?？繒r間、站序號、GPS里程等等信息；公交IC卡刷卡數(shù)據(jù)記錄了每個乘客每次乘車刷卡的詳細信息，數(shù)據(jù)表由線路編號、線路名稱、POS機編號、卡號、卡類型編號、交易日期時間、司機卡號、是否換乘標記、換乘優(yōu)惠標記、換乘POS機編號、換乘線路編號、換乘時間等關(guān)鍵信息構(gòu)成，每個乘客每次乘車刷卡的信息為一條記錄。

基于這兩部分獨立的基礎數(shù)據(jù)庫，項目組結(jié)合手機數(shù)據(jù)，采用聚類分析法[2]開發(fā)了“車輛GPS+公交IC卡”算法，為公交IC卡刷卡數(shù)據(jù)與公交GPS數(shù)據(jù)之間建立數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，匹配公交客流OD。

1.2 公交現(xiàn)狀特征指標選取

利用構(gòu)建的公交模型，結(jié)合上述大數(shù)據(jù)技術(shù)手段，得到各條線路的綜合指標，為后續(xù)線路優(yōu)化調(diào)整提供數(shù)據(jù)支持。對應線路優(yōu)化調(diào)整，各線路統(tǒng)計分析的關(guān)鍵指標主要包括日均客運量、路線長度、發(fā)車間隔、平均站間距、非直線系數(shù)、單位里程客運量、單位運力客運量、平均乘距、平均滿載率等 （表1）。此外，還可以得到每條線路各站點上下客量、斷面客運量、站點客流OD等客流空間分布特征信息（圖2、圖3）。

綜合指標反映各條線路的總體情況和基本特征，通過指標綜合分析，便于篩選需進行優(yōu)化調(diào)整線路的目標集；通過線路站點上下客量、斷面客運量及站點客流OD分布，更加直觀反映線路客流分布特征，為后續(xù)線路優(yōu)化調(diào)整提供量化支撐。

2 公交線網(wǎng)優(yōu)化思路

2.1 常規(guī)公交網(wǎng)絡構(gòu)建目標

結(jié)合城陽區(qū)公交發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展形勢分析，提出城陽區(qū)常規(guī)公交線網(wǎng)構(gòu)建目標為：以樞紐為錨固，構(gòu)建“快、干、支”多層次、一體化公交網(wǎng)絡，強化與軌道交通、有軌電車等大中運量公交系統(tǒng)銜接關(guān)系，優(yōu)化“路權(quán)、站點、樞紐”與線網(wǎng)的協(xié)同關(guān)系，形成“點面結(jié)合、層級分明”的常規(guī)公交網(wǎng)絡。

表1 城陽區(qū)公交線路綜合指標匯總表（示例）

圖2 901、902路站點上下客量及斷面客運量分布圖

圖3 902路站點客流OD分布圖

2.2 構(gòu)建快、干、支多層次線網(wǎng)結(jié)構(gòu)

以“逐層展開、整體優(yōu)化”為規(guī)劃思想，結(jié)合樞紐布局優(yōu)化，使各等級樞紐的有效客流吸引范圍覆蓋全區(qū)，在此基礎上開展多層次公交線網(wǎng)布局優(yōu)化[3]。

一級樞紐：功能中心或?qū)ν鈽屑~，是構(gòu)建公交快線、干線網(wǎng)絡的重要組織節(jié)點。

二級樞紐：組團中心，是構(gòu)建干線及支線網(wǎng)絡的組織節(jié)點，干線與支線的銜接平臺。

三級樞紐：社區(qū)中心，是微循環(huán)線路首末站，為支線與微循環(huán)線路的銜接提供平臺。

快線：服務城陽區(qū)兩大功能中心至青島市主要功能中心或綜合客運樞紐之間的快速公交聯(lián)系，以一級樞紐為錨固。

干線：服務城陽區(qū)內(nèi)部及各功能組團與周邊主要功能組團之間的中長距離公交聯(lián)系，以二級樞紐為錨固。

支線：服務功能組團內(nèi)部或相鄰功能組團之間短距離、廣覆蓋的出行需求，服務“最后一公里”，主要銜接三級樞紐。

常規(guī)公交線網(wǎng)多層級網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 常規(guī)公交線網(wǎng)多層級網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 制定各等級線路優(yōu)化標準

參照《青島市公交線路優(yōu)化導則》中的線網(wǎng)優(yōu)化標準技術(shù)指標，結(jié)合城陽區(qū)實際情況，有針對性地制定各等級公交線路優(yōu)化標準。

該線路優(yōu)化標準（表2）可以直接用于指導后續(xù)對既有線路分級并確定優(yōu)化調(diào)整集。

2.4 線路優(yōu)化調(diào)整思路

公交線路優(yōu)化工作的重點是近期，根據(jù)城陽區(qū)公交發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)為“兩個方面”、“三個步驟”?！皟蓚€方面”包括：一是針對公交線路布局及運營服務方面存在的現(xiàn)狀問題實施優(yōu)化改進；二是積極對接大型城市交通樞紐及軌道交通開通運營，加強公交接駁?！叭齻€步驟”包括：骨架搭建，快干提速；支微接駁，網(wǎng)絡優(yōu)化；改善運營，服務提升。

“骨架搭建，快干提速”主要包括三個方面：（1）新增快、干線，覆蓋線路缺位客流主走廊，并積極對接新機場、紅島站等大型樞紐；（2）實施既有干線提速工程，包括線路取直、增加站間距、跨站運行等；（3）發(fā)揮樞紐功能，對部分超長線路拆分、重組，增加線路運營效率。

表2 城陽區(qū)各等級公交線路優(yōu)化標準

“支微接駁，網(wǎng)絡優(yōu)化”主要包括三個方面：（1）優(yōu)化調(diào)整線型，減少重復、繞行；（2）對接軌道站點和快、干線系統(tǒng)，加強接駁換乘；（3）通過線路新增或調(diào)整，不斷填補公交服務空白。

“改善運營，服務提升”主要包括兩個方面：（1）增加車輛配置，降低發(fā)車間隔；（2）延長運行時間，推遲末車點。

3 公交線網(wǎng)優(yōu)化方案

3.1 快線系統(tǒng)方案

依據(jù)客流聯(lián)系強度，形成分別以城陽、上馬為中心的“六放射”和“五放射”的對外快線服務網(wǎng)絡，并對城陽區(qū)對外快線聯(lián)系通道的公交運能進行供需分析。依托主要高快速路、對外干路形成“兩橫四縱”的公交快線走廊。最后，綜合公交客流定量分析和走廊布局提出快線系統(tǒng)優(yōu)化方案，包括新增快線銜接膠東國際機場、鐵路北站及嶗山區(qū)；調(diào)整既有線路銜接鐵路紅島站，設高峰大站快車加強與市中心的快速聯(lián)系，如圖5、圖6所示。

3.2 骨干干線方案

支撐城陽區(qū)公交干線系統(tǒng)的二級樞紐共9個，均為功能組團中心或重要線路換乘節(jié)點。依托客流走廊覆蓋的主要主、次干路，形成 “五橫八縱”的公交干線走廊。通過客流OD分布走廊疊加，得到客流空間分布蛛網(wǎng)圖，為骨干干線布局提供量化支持，如圖7、圖8所示。

3.3 既有線路分級、對標、達標

根據(jù)線路功能、運營特征等，對既有線路進行分級。對照“城陽區(qū)各等級線路優(yōu)化標準”，對現(xiàn)狀線路進行“對標”，主要找出線路長度、線路繞行程度、站間距、客流強度等與功能定位不符的線路，由此確定線路調(diào)整集，并實施優(yōu)化調(diào)整，實現(xiàn)“達標”目標。

圖5 城陽區(qū)快線聯(lián)系需求空間分布圖

圖7 城陽區(qū)干線走廊布局圖

圖6 城陽區(qū)對外公交快線走廊布局圖

圖8 城陽區(qū)全方式內(nèi)部客流蛛網(wǎng)分布圖

表3 長城路-汽車東站快線設置前后公交服務對照表

3.4 線網(wǎng)優(yōu)化后評價

（1）單線評價。以新增快線K1線（長城路-汽車東站）為例?，F(xiàn)狀城陽中心區(qū)與嶗山中心區(qū)缺少直達公交線路。根據(jù)客流需求預測和走訪調(diào)研，城陽中心區(qū)與嶗山金家?guī)X區(qū)域之間存在早晚通勤客流快速通達需求。

建議新增公交快線K1，由長城路至汽車東站，主要路由為正陽路、青銀高速。增設直達快線后，兩地之間公交全程只需要45min，較現(xiàn)狀公交線路減少一次換乘，節(jié)省至少60min行程時間。設置前后對照見表3。

（2）網(wǎng)絡評價。網(wǎng)絡評價是對整個公交線網(wǎng)的網(wǎng)絡特性、技術(shù)指標、服務水平等方面進行系統(tǒng)地定性和定量分析[4]。優(yōu)化后城陽公交線路總數(shù)由86條提高至113條，平均每條新增線路日均客流量達3000人次；線網(wǎng)密度由2.4km/km2提高至2.7km/km2；站點500m半徑人口、崗位覆蓋率均達到90%；線路平均非直線系數(shù)由1.8降至1.6；區(qū)內(nèi)平均線路長度由18km降至15km，與城區(qū)空間尺度和公交平均乘距基本匹配（圖9、圖10）。

優(yōu)化后城陽區(qū)政府與市政府、嶗山中心區(qū)、膠州市的公交出行時間都明顯縮短，基本實現(xiàn)青島市重點功能組團1小時時圈全覆蓋（圖11）。

4 逐步漸進實施線網(wǎng)優(yōu)化

圖9 優(yōu)化后客流強度及空間分布圖

圖10 優(yōu)化后站點覆蓋圖

圖11 優(yōu)化前后以城陽區(qū)政府為核心對外公交出行可達性對比圖

公交線網(wǎng)的改善與調(diào)整應采用逐步漸進的辦法，分批次、少批量逐步改善當前最需調(diào)整的線路[5]。

首先，以線路繞行、超長、重復、客流不均、客運量不足等指標作為既有線路調(diào)整因子，通過量化評價指標綜合對比分析，篩選出最需要調(diào)整的公交線路。其次，根據(jù)客流聯(lián)系強度分析，逐條開設骨架型線路，主要包括公交快線和骨干干線。再次，根據(jù)新機場、鐵路站及軌道站點的布局方案，在現(xiàn)狀線網(wǎng)基礎上提出公交線路銜接優(yōu)化方案。最后，綜合考慮場站設施建設、替代線路分析及銜接設施開通計劃擬定線路調(diào)整實施時序。

5 結(jié)語

城市新城公交系統(tǒng)發(fā)展通常相對滯后，因缺少規(guī)劃引導，公交線路設置被動適應城市空間拓展，網(wǎng)絡性、系統(tǒng)性相對較差，服務水平普遍偏低。為了更好地引導新城公交發(fā)展，控制并降低小汽車出行依賴程度，需要全面提高公交服務水平。本文以青島市城陽區(qū)為例，針對城市新城提出一套相對系統(tǒng)的公交線網(wǎng)優(yōu)化方法，對類似新城實施公交線網(wǎng)優(yōu)化，提升公交服務具有一定的參考價值。