陸 歡 戢曉峰 陳 方 李 武

(昆明理工大學交通工程學院1) 昆明 650504) (云南綜合交通發(fā)展與區(qū)域物流管理智庫2) 昆明 650504) (昆明理工大學社會科學學院3) 昆明 650504)

0 引 言

城市公交作為城市交通的運行基礎，對于實現(xiàn)交通公平具有重要意義[1].當前，城市空間結構調整造成的公交空間可達性和公交需求的空間分異，極易導致交通公平性的惡化[2].因此，如何提高公交的空間可達性與公平性，已成為城市交通可持續(xù)發(fā)展的重要基礎.

近年來，公交公平性評估開始受到重視，集中于探討公交可達性與公交資源配置公平性.如Geurs等[3]基于公交服務設施的可接近程度及服務效率，測度了公交可達性；David等[4]從公交資源合理配置角度，探究公交站點的空間配置能否最大限度地匹配居民的不同需求；戢曉峰等[5]針對快速城市化地區(qū)的公交公平性改善，提出了公共交通資源的均衡配置策略；顧鳴東等[6]初步探討了影響公交公平性的關鍵因素及評估方法.顯然，現(xiàn)有研究側重于公交資源配置的公平性測度，未能充分考慮街道空間尺度的公交出行需求，更未實現(xiàn)公交可達性與出行需求的空間匹配分析.

已有研究表明，對于公共服務設施的可達性與公平性分析，研究尺度越小，數據精度就越高，分析的結果就越準確.因此，本文選擇街道空間尺度，采用基于城市道路網的公交空間可達性測算模型，從微觀尺度測度公交空間可達性，并定量測度公交需求指數，運用GIS實現(xiàn)可達性與需求指數的空間匹配，進行公交空間公平性評估.最后，以昆明市主城五區(qū)為研究對象進行實例分析.

1 研究方法

1.1 公交空間可達性測算模型

公交空間可達性是對居民克服一定的空間阻隔(如出行距離、時間以及費用等)，到達附近公交站點便利程度的定量刻畫，是衡量城市公交空間公平性的一項重要指標[7-9].本文以居民對公交的潛在需求點為基本分析單元，構建基于城市道路網的公交空間可達性測算模型.

可達性研究的基本分析單元一般以交通小區(qū)或一定大小的柵格為主，由于分析單元較大，導致評價結果趨于宏觀，無法精確體現(xiàn)微觀層面的特征.為體現(xiàn)空間任意潛在需求點與公交站點間的可達性分布，采用GIS空間分析工具在研究區(qū)域內部每隔100m插入一些樣本點，把每一個樣本點都作為居民對公交的潛在需求點.本文把潛在需求點作為居民參與公交的起點，最鄰近的公交站點作為居民接近公交站點這一出行過程的終點，將潛在需求點與最鄰近公交站點之間的出行時間視作公交空間可達性測算的基本分析單元.

但是由于潛在需求點與其鄰近的公交站點之間道路網構成的差異，這一出行過程中采用的交通方式、產生的出行耗時各異.因此，本文采用GIS空間分析中的成本距離分析模塊，基于改進的可達性測度模型求解各個潛在需求點與其最鄰近的公交站點間的出行時間.計算公式為

(1)

為進一步反映公交可達性在街道尺度上的空間分布情況，將通過式(1)求解得到的各潛在需求點的可達性值按街道尺度進行劃分，通過計算街道內所有需求點至最鄰近公交站點可達性的平均值來反映整個街道的公交空間可達性.

(2)

式中：A為某一街道的公交空間可達性，值越小，表示可達性越好；z為某一街道內的需求點總數.

1.2 公交需求指數分析方法

只有基于人口需求的公交站點布局才可以被認為是公平的，關于城市公共服務設施配置的研究中，需求指數常用于評價資源分布的公平性[10-11].居民對于公交這一類城市公共服務的需求通常與其性別、年齡、社會地位及收入等指標相關.因此，為體現(xiàn)社會公平，需要對城市公交系統(tǒng)中的弱勢群體給予充分關注，本文在參考相關研究關于弱勢群體的定義及分類依據的基礎上[12]，結合城市公交的實際需求情況，將低收入群體及外來人口、婦女、兒童、老年人作為城市公交需求的主體.

綜上，本文基于人口普查數據，選用總人口數、女性人口數、0～15歲人口數、65歲以上人口數、外來人口數等數據有效表征居民對城市公交的需求程度.將各指標數據進行歸一化處理后，加權計算得到各街道居民對公交的需求指數,

(3)

X*=(X-min)·(max-min)-1

(4)

式中：R為某一街道的公交需求指數；X*為樣本數據標準化后的值；X為樣本數據；min為樣本數據的最小值，max為樣本數據的最大值.

1.3 公交空間公平性評估模型

為定量評價研究區(qū)域街道尺度下的公交空間公平性，采用定序變量相關分析進行公平性的定量分析.定序變量相關分析通過統(tǒng)計分析兩變量排序后秩數的相關性，來體現(xiàn)兩變量之間的順序關系.本文基于SPSS軟件，采用斯皮爾曼等級相關系數和肯氏等級相關系數，對街道尺度的可達性水平和需求指數進行線性相關分析，從而定量測度街道尺度下的公交公平性.采用雙側檢驗法對相關系數進行檢驗，計算公式為

(5)

式中：S為斯皮爾曼等級相關系數；U，V分別為兩變量排序后的秩；N為樣本容量.

T=1-4K·[N(N-1)]-1

(6)

式中：T為肯氏等級相關系數；K為由變量的秩數據得到的非一致對數目.

雖然定序變量相關分析可以有效表征街道尺度下的公交公平性，但是無法辨別出兩變量秩數差異較大的街道，而采用GIS空間疊置分析方法，能更有效地測度公交空間公平性.GIS空間疊置分析是將兩層或兩層以上的地圖要素合成一個新的地圖要素，可以通過合并、分割等操作來實現(xiàn).所合成的新要素綜合了疊置前多層要素的信息，同樣也包含了其空間關系與屬性關系的比較.將研究區(qū)域各街道的可達性水平和需求指數的空間分布結果進行空間疊置分析，通過分析計算，進一步識別出研究區(qū)域內具有高或較高的公交出行需求，而其可達性水平處于中等以下的街道，能為公交空間規(guī)劃提供決策支持.

2 實例分析

2.1 研究區(qū)域及數據來源

選取昆明市主城五區(qū)作為實例，即五華區(qū)、盤龍區(qū)、西山區(qū)、官渡區(qū)、呈貢區(qū)，總面積約2 542 m2.截至2015年底，共有常住人口約為369.3萬人，共有52個街道，約2 634個公交站點，其中滇源街道、阿子營街道尚未覆蓋公交站點，故選取剩余的50個街道進行研究.研究區(qū)域公交站點空間分布見圖1，數據來源見表1.

圖1 公交站點的空間分布

根據道路類型和交通方式的差異，將研究區(qū)域的城市道路分為三類：步行街道、非機動車道和機動車道.同時，根據《中華人民共和國道路交通安全法》對城市道路中機動車及非機動車的最高安全行駛速度的相關規(guī)定，設定機動車道的行車速度為40 km/h，非機動車道的行車速度為15 km/h；根據成年人的正常步行速度設定步行街道的速度為5 km/h.

表1 數據來源

2.2 公交空間可達性與公交需求指數分析

基于改進的公交空間可達性測算模型，定量測算各街道的公交空間可達性值.運用自然間斷點分級法，將公交空間可達性分為高可達性、較高可達性、中等可達性、較低可達性和低可達性五類，得到公交空間可達性分類(見表2)及其空間分布格局(見圖2).

表2 公交空間可達性分類結果

圖2 公交空間可達性的分布格局

從整體上看，在街道尺度下，研究區(qū)域的公交空間可達性呈現(xiàn)出以五華區(qū)部分街道為中心，向四周呈放射狀分布的“橢圓形”圈層結構特征.研究區(qū)域中心地帶的公交空間可達性水平較高，由中心向區(qū)域外圍拓展，居民接近公交站點的時間成本變大，可達性逐漸降低.

研究區(qū)域內高可達性街道有13條，占街道總數的26%.較高可達性街道有16條，占街道總數的32%，主要位于高可達性街道的邊緣.中等可達性街道有8條，占街道總數的16%，對高可達性街道呈左右包圍態(tài)勢.較低可達性街道有9條，占街道總數的18%，且以大面積街道為主.低可達性街道有4條，占街道總數的8%，均位于研究區(qū)域的外圍.綜上，公交可達性的空間分異特征與站點的空間分布格局基本吻合，研究區(qū)域的東南部公交空間可達性水平總體較高，表明城市發(fā)展方向逐漸向城市東南部延伸.

進一步根據式(3)～(4)定量測算街道尺度下的公交需求指數，運用自然間斷點分級法將居民的公交需求指數分為高需求、較高需求、中等需求、較低需求和低需求五類，得到如下的公交需求分類結果(見表3)及其空間分布格局，見圖3.

表3 公交需求指數分類結果

圖3 公交需求指數的空間分布格局

從整體上看，在街道尺度下，研究區(qū)域的居民公交需求指數呈現(xiàn)出較為不規(guī)則且零碎的點狀及片狀空間分布特征，公交需求指數的空間分化現(xiàn)象明顯.

高需求的街道有10條，占街道總數的20%，主要位于區(qū)域的中心地帶.較高需求街道有11條，占街道總數的22%.中等需求街道有14條，占街道總數的28%，呈零碎的點狀分布特征.較低需求街道有9條，占街道總數的18%.低需求街道有6條，占街道總數的12%.綜上，公交需求指數的空間分異特征顯著.

2.3 公交空間公平性評估

由定序變量相關分析結果(見表4)可知，可達性與需求指數之間的斯皮爾曼等級相關系數為-0.293，肯氏等級相關系數為-0.19.顯著性的統(tǒng)計值在0.05級別水平以下，表明可達性水平與需求指數之間存在顯著的相關性，即需求指數高的街道一般具有較好的可達性，說明公交站點的可達性水平能較好的吻合公交出行需求，進一步表明公交站點的空間布局較為合理，空間公平性程度較高.

表4 定序變量相關分析結果

由空間疊置分析結果(見圖4)可知，具有高或較高需求的21條街道中有14條街道均具有高或較高的可達性，此類街道的公交空間公平性較好；而公交空間公平性較差的街道占研究區(qū)域街道總數的14%，此類街道在主城五區(qū)內部呈現(xiàn)“八字形”的空間分布特征.

圖4 公交公平性的空間分布格局

3 結 論

1) 昆明市主城五區(qū)各街道的公交空間可達性水平一般，58%的街道具有高或較高的可達性，可達性水平呈現(xiàn)出“橢圓形”圈層輻射型結構特征.

2) 昆明市主城五區(qū)各街道的公交需求指數存在明顯的空間分異特征，42%的街道具有高或較高的公交出行需求.

3) 公交空間公平性程度較好和較差的街道，分別占研究區(qū)域街道總數的28%和14%.顯然，從實際路網角度出發(fā)構建公交空間可達性測度模型，可以更好地詮釋個體使用公交出行的便捷程度，結合基于人口普查數據的公交需求指數進行公交空間公平性評估，可為公交空間規(guī)劃提供決策依據.