黃達(dá)鋒　湯軍

[摘 要] 本文根據(jù)現(xiàn)有的文獻(xiàn)材料了解了可達(dá)性的常用度量方法，收集咸寧市公交系統(tǒng)有關(guān)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、屬性表設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)更新維護(hù)等建立了一個(gè)公交數(shù)據(jù)庫(kù)。以咸寧市城區(qū)公交線網(wǎng)作為研究，研究了公交線密度、非直線系數(shù)等四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，得出了粗略的評(píng)價(jià)。通過(guò)對(duì)比幾種可達(dá)性模型選取潛力模型為參考的計(jì)算方法，針對(duì)未知量求解引入了最短路徑，分析得出咸寧市城市公交系統(tǒng)需要改善。

[關(guān)鍵詞] 可達(dá)性；咸寧市；公交系統(tǒng)；評(píng)價(jià)指標(biāo)

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2018. 17. 068

[中圖分類號(hào)] TP315 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2018）17- 0174- 02

1 研究背景及技術(shù)線路

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平的提高，越來(lái)越多的人開始擁有私家車，然而私家車越來(lái)越多，導(dǎo)致很多大中型城市出現(xiàn)交通擁堵現(xiàn)象，如北京、廣州、上海等地出現(xiàn)擁堵的情況尤為重要，而一個(gè)城市交通的發(fā)展水平也是評(píng)價(jià)城市發(fā)展?fàn)顩r的重要因素之一[1]?？梢钥闯鲆粋€(gè)城市想要持續(xù)發(fā)展，首先要解決的問題就是道路問題也就是交通問題，所以如今，怎樣優(yōu)化和改善一個(gè)城市的公共交通的服務(wù)能力和水平，已經(jīng)成為當(dāng)今城市交通研究的重要課題。本文的主要技術(shù)路線是：數(shù)據(jù)的收集，建立公交數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)比模型，提出最新的研究方法，選擇最短路徑算法對(duì)可達(dá)性評(píng)價(jià)，最后對(duì)咸寧市公交提出幾點(diǎn)優(yōu)化[2]。研究路線如圖1所示。

2 數(shù)據(jù)獲取與預(yù)處理

咸寧市主城區(qū)有公交線路近20條，公交站點(diǎn)180多個(gè)，公交車輛有170多輛，從當(dāng)?shù)毓卉嚬菊{(diào)取公交車輛及相應(yīng)站點(diǎn)信息[3-4]。在地理空間數(shù)據(jù)云下載咸寧市主城區(qū)圖。對(duì)路線和公交站點(diǎn)矢量化，地理坐標(biāo)系統(tǒng)采用GCS_WGS_1984，創(chuàng)建Geodatabase。公交空間數(shù)據(jù)庫(kù)：包括需求分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。需求分析是空間數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)。我們要了解數(shù)據(jù)庫(kù)建立的原因。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，會(huì)得到一個(gè)空間數(shù)據(jù)模型。其實(shí)質(zhì)是將空間地理的信息用一定的組織模式在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中加以表達(dá)出來(lái)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括概念設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)以及物理設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)錄入完成后就是數(shù)據(jù)的維護(hù)與更新了，要適時(shí)地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新和維護(hù)。綜上可以設(shè)計(jì)出一個(gè)公交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)。

3 可達(dá)性分析

道路上各項(xiàng)比例是道路可達(dá)性評(píng)價(jià)的重要因素，查資料可得：不同的交通工具所占的面積不同。可以看出城市公交的發(fā)展可以解決一些顯著的問題，比如城市擁堵，還有減少溫室氣體的排放。但是由于公交車不準(zhǔn)點(diǎn)，等車時(shí)間長(zhǎng)，車的速度不一等，因而很多居民不喜歡坐車外出，本文就是在此基礎(chǔ)上對(duì)咸寧市主要城區(qū)的公交系統(tǒng)做了公共交通可達(dá)性研究[5]。

3.1 公交線網(wǎng)指標(biāo)評(píng)價(jià)

通過(guò)公交線網(wǎng)密度、非直線系數(shù)、站點(diǎn)的密度及重復(fù)系數(shù)的對(duì)比，咸寧城區(qū)密度網(wǎng)遠(yuǎn)不夠，個(gè)人擁有的車輛也不夠，整體低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，如表1。

3.2 基于最短時(shí)間的可達(dá)性評(píng)價(jià)

可達(dá)性主要評(píng)價(jià)方法有：距離法、潛力模型法、等值線法、累積機(jī)會(huì)法、效用法等，本文主要應(yīng)用了重力模型[6]。時(shí)間因素作為考慮的因素，可達(dá)性方法如下：

Aij=Wi /Tija（1）

在不考慮目的地和站點(diǎn)的活動(dòng)范圍情況下，Aij值越大說(shuō)明兩個(gè)站點(diǎn)之間可達(dá)性越高，Wi是站點(diǎn)權(quán)重，T是兩站點(diǎn)的最短時(shí)間。a參數(shù)取2，是兩站點(diǎn)的影響指數(shù)。

可達(dá)性一個(gè)站點(diǎn)到其他站點(diǎn)的總和時(shí)，計(jì)算公式為：

任意一條公交線上公交點(diǎn)總和為：

k 道路的可達(dá)性值為L(zhǎng)k，k道路上的站點(diǎn)可達(dá)性為Aki，n 是公交路線上站點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

考慮到等車遇到的所有因素所以給出下面計(jì)算公式：T=票價(jià)×法定的年工作數(shù)×480/城市居民的人均年收入（min）。咸寧市2015年人均收入達(dá)到9 762元。代入公式計(jì)算得到T近似為13.7分鐘。要求其任意兩點(diǎn)的最短花費(fèi)時(shí)間，我們假設(shè)：勻速行駛的公車；換乘時(shí)的步行距離不考慮；站點(diǎn)m到站點(diǎn)n有o次換乘可以到達(dá)的站點(diǎn)集合記為Uk；Tk（m，n）是m到n換乘k的最短時(shí)間，記T（m，n）為m到n的最短時(shí)間。去換乘最大為2的，則T（m，n）min，T0（m，n），T1（m，n），T2（m，n）。設(shè)路總數(shù)為L(zhǎng)條，每個(gè)的發(fā)車為tb1，tb2，tb3，…，tbb分鐘，定義An（n=1，2，3，…，n）是公交車線路 n 經(jīng)過(guò)的公交站點(diǎn)所有的集合；k為轉(zhuǎn)乘站點(diǎn)、dm 為線路 m 總距離、tm 為總時(shí)間、dij為最短距離，則：

T0（m，n）=min{tmn+tmdij/dm}（4）

T1（m，n）=min{T0（m，k）+T0（k，n）}+t k∈CJ0（5）

T2（m，n）=min{T1（m，k）+T0（k，n）}+tkCJ1（6）

由上面三個(gè)公式可以得出m、n兩點(diǎn)最短距離，求出任意站點(diǎn)間的最短時(shí)間和公交線路的最短路徑。公交線路存在復(fù)雜性，Dijkstra 算法在這里不宜采用，公交站點(diǎn)之間的最短路徑采用了一種簡(jiǎn)單算法來(lái)求出。思路主要是知道起點(diǎn)和終點(diǎn)，比較徑過(guò)各點(diǎn)的線路，搜尋出兩點(diǎn)之間的可能路線，比較各路徑的優(yōu)劣，最終確定最佳路徑。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文通過(guò)計(jì)算可以得出結(jié)論：咸寧市的公交系統(tǒng)有待改進(jìn)，如公交密度有待加強(qiáng)，增加公交車車輛，盡量減少乘客的換乘次數(shù)，以及降低線路的非直線系數(shù)，在一定程度上可以提高公共交通的運(yùn)輸效率，使居民的出行更加方便。

主要參考文獻(xiàn)

[1]吳冀湘.淺議地理信息系統(tǒng)與空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)[J].信息系統(tǒng)工程，2015（10）：46.

[2]巨偉. 城市交通規(guī)劃中交通可達(dá)性模型及其應(yīng)用[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009（6）：781-785.

[3]石飛，居陽(yáng).公交出行分擔(dān)率影響因素分析——基于南京主城區(qū)的實(shí)證研究[J].城市規(guī)劃，2015，39（2）：76-84.

[4]安實(shí)，崔文，王健.基于換乘時(shí)間窗的公交區(qū)域時(shí)刻表優(yōu)化方法[J].公路與汽運(yùn)，2015（5）：57-61.

[5]張凡.基于可達(dá)性的西安古城區(qū)公交線網(wǎng)分層優(yōu)化研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2015.

[6]王國(guó)曉，王琳穎，李晨.城市公交線網(wǎng)優(yōu)化與評(píng)價(jià)方法探索[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015，5（28）.