謝安政,王登忠

（1.杭州市城鄉(xiāng)建設(shè)發(fā)展研究院,浙江 杭州 310016; 2.浙江省交通運(yùn)輸科學(xué)研究院,浙江 杭州 310023）

0 引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，城市交通擁堵狀況日益嚴(yán)峻，交通擁堵已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，居民幸福感提升的一個(gè)重大影響因素。優(yōu)先發(fā)展城市公共交通系統(tǒng)，已經(jīng)成為緩解城市交通擁堵最重要的措施之一。其中，常規(guī)公交線網(wǎng)作為整個(gè)公交系統(tǒng)的重要組成，線網(wǎng)布設(shè)的合理程度是衡量整個(gè)公交系統(tǒng)服務(wù)水平、運(yùn)營(yíng)效率等的關(guān)鍵基礎(chǔ)性因素。常規(guī)公交線網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)整一直以來都是各大城市交通研究機(jī)構(gòu)、公交管理部門、公交運(yùn)營(yíng)公司的重點(diǎn)。

1 公交線網(wǎng)優(yōu)化的理論研究

1.1 國(guó)外研究

由于國(guó)外經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)，城市公共交通存在的問題也很早就顯露出來。因此，國(guó)外很早就開始研究對(duì)應(yīng)的解決方法，技術(shù)和理論也已經(jīng)比較成熟，其發(fā)展歷程概括起來可以分成以下三個(gè)階段，如圖1所示。

圖1 國(guó)外公交線網(wǎng)優(yōu)化發(fā)展歷程示意圖

第一階段：經(jīng)驗(yàn)布設(shè)法。此階段為從第二次世界大戰(zhàn)后到20世紀(jì)60年代初。主要是交通研究機(jī)構(gòu)和公交行業(yè)主管部門不定期對(duì)公交線網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化。通常的做法是：首先是根據(jù)城市居民一段時(shí)期內(nèi)集中反映的比較突出的意見，或者公交公司運(yùn)營(yíng)過程中發(fā)現(xiàn)存在的問題，找出既有公交線網(wǎng)不合理的地方進(jìn)行優(yōu)化。常見的做法是增加公交線路，或?qū)Σ糠旨扔泄痪€路路徑、運(yùn)營(yíng)時(shí)間等少數(shù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，滿足居民出行的公交需求。

第二階段：系統(tǒng)分析法。此階段為從20世紀(jì)60年代至80年代初。部分交通學(xué)者利用系統(tǒng)分析方法對(duì)公交線網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化。其中比較有代表的是以下幾位：Lampin（朗普金）[1]等專家將公交出行時(shí)耗及乘坐舒適度作為評(píng)估指標(biāo)，以此來建立線網(wǎng)優(yōu)化模型。Hirsch（赫希）[2]等專家以假設(shè)城市居民公交出行需求總量相對(duì)穩(wěn)定為前提，建立公交線網(wǎng)優(yōu)化模型。

第三階段：基于公交出行OD的線網(wǎng)優(yōu)化法。此階段為20世紀(jì)80年代至今。此方法總體思路是通過各種相關(guān)交通調(diào)查，首先得到公交出行OD量，再建立數(shù)學(xué)模型，然后設(shè)置一些約束條件以及部分參數(shù)目標(biāo)，找出模型的最佳解，從而得到最優(yōu)的線網(wǎng)方案。1997年，Kikuchi（菊池）[3]等日本專家采用模糊邏輯來重新構(gòu)建城市公交網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。Patmaik（帕特奈爾克）[4]等專家以公交乘客出行費(fèi)用以及公交公司的總成本費(fèi)用之和最小值作為目標(biāo)，建立公交優(yōu)化模型。

1.2 國(guó)內(nèi)研究

國(guó)內(nèi)在公交線網(wǎng)理論層面上研究起步較晚，根據(jù)相關(guān)資料查閱，該方面研究開始于20世紀(jì)80年代，其中具有代表性的交通學(xué)者及研究成果主要包括：東南大學(xué)王煒教授[5]等在《城市交通規(guī)劃理論及其應(yīng)用》中提出了城市公交線網(wǎng)應(yīng)遵循“逐條布設(shè)，優(yōu)化成網(wǎng)”的規(guī)劃方法；楊超[6]等人提出基于居民出行調(diào)查中公交OD分布量為前提，在選擇特定參數(shù)為目標(biāo)前提下，構(gòu)建公交線網(wǎng)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型?？梢娔壳皣?guó)內(nèi)城市常規(guī)公交線網(wǎng)優(yōu)化方面，很多交通學(xué)者已建立基于不同參數(shù)目標(biāo)情況下的數(shù)學(xué)模型，同時(shí)也利用各類算法如遺傳算法等對(duì)模型進(jìn)行了求解，從理論上得到了公交線網(wǎng)的最佳方案。但是在實(shí)際的公交線網(wǎng)優(yōu)化工作中，以上的方法對(duì)實(shí)際工作仍舊缺少支撐。

2 公交線網(wǎng)優(yōu)化案例簡(jiǎn)介

下文分別就首爾、庫(kù)里蒂巴、深圳這三個(gè)城市在過去對(duì)城市公交線網(wǎng)進(jìn)行過的較大規(guī)模的優(yōu)化方案進(jìn)行介紹，并總結(jié)其中常規(guī)通用的方法。

2.1 首爾

首爾政府在2004年7月對(duì)全市常規(guī)公共交通線網(wǎng)進(jìn)行了一次全面梳理與優(yōu)化。在總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，實(shí)施了系統(tǒng)性的地面公交改革系統(tǒng)以扭轉(zhuǎn)局面。改革主要包括兩大部分，一是新的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式，二是新的功能分層的公交線網(wǎng)。尤其是在公交線網(wǎng)改革方面，其優(yōu)化改革的措施特色鮮明，力度更大，取得的效果也更顯著，可以從以下三個(gè)方面體現(xiàn)。

2.1.1 構(gòu)建明確的功能分級(jí)網(wǎng)路體系

首爾對(duì)公交線網(wǎng)進(jìn)行了全面的設(shè)計(jì)，把原先300多條公交車線路劃分為四類：紅色廣域線、藍(lán)色干線、綠色支線、黃色環(huán)線。紅色廣域線：快速連接遠(yuǎn)郊區(qū)衛(wèi)星城與市區(qū)，吸引自駕車的通勤交通。藍(lán)色干線：在城市主干道或公交專用道上布設(shè)的跨區(qū)域線路，連接市內(nèi)各大區(qū)域中心，保證一定的運(yùn)行速度和準(zhǔn)點(diǎn)率。綠色支線：向干線和地鐵站運(yùn)送乘客，滿足地區(qū)性交通需求。黃色環(huán)線：在市區(qū)內(nèi)環(huán)線運(yùn)行，滿足休閑購(gòu)物出行需求。

與此同時(shí)，市政府還對(duì)以前迂回重疊的線路進(jìn)行調(diào)整。那些長(zhǎng)距離的冗余線路現(xiàn)轉(zhuǎn)至以“線路連接為導(dǎo)向的公交系統(tǒng)”，干線作為客流的主要通道，由支線公交連接至市內(nèi)外的各個(gè)地方，如圖2所示。

圖2 首爾公共交通線網(wǎng)優(yōu)化示意圖

2.1.2 不同功能線網(wǎng)采用不同顏色外表，以便于提高分辨性

把首爾劃分為8大區(qū)域，公交線路根據(jù)起終點(diǎn)區(qū)域的編號(hào)進(jìn)行編碼。乘客可以根據(jù)車輛顏色、編號(hào)和車身上的英文字母B、G、Y、R，識(shí)別不同類型的公交線路，如圖3所示。

圖3 首爾公交車輛區(qū)域劃分示意圖

2.1.3 根據(jù)客流主要通道，構(gòu)建與之相匹配的公交專用道系統(tǒng)，以提高公交車輛車速

首爾在對(duì)全市公共交通線網(wǎng)優(yōu)化的同時(shí)，相應(yīng)配套設(shè)置了75 km的中央公交專用道，覆蓋了6條交通走廊，并設(shè)置了294 km公交專用道。公交專用道大范圍的設(shè)置，使得公交車速提升明顯，公交吸引力大增。此項(xiàng)措施實(shí)施僅一年，公交服務(wù)水平的各項(xiàng)指標(biāo)均有所提高。尤其是公交客流量和行駛速度，分別提高了10%和33%。此外，通過合理設(shè)置公交專用道，部分公交走廊上的公交車速和社會(huì)車輛行駛車速均得到一定程度的提高。

2.2 庫(kù)里蒂巴

庫(kù)里蒂巴市建成了一個(gè)高度整合的一體化公交線系統(tǒng)，包括了各種服務(wù)等級(jí)的公交線網(wǎng)。其公交線網(wǎng)的特點(diǎn)表現(xiàn)為以下三個(gè)方面：

2.2.1 設(shè)置高效的快速公交系統(tǒng)，提高主骨架公交線運(yùn)行效率

庫(kù)里提巴的快速公交系統(tǒng)（BRT）全市共有五條放射狀快速公交專用通道，總長(zhǎng)58 km。這些公交專用道是封閉的，司機(jī)可以控制交叉路口的紅綠燈。因此BRT的運(yùn)行車速可以達(dá)到60 km/h，與地鐵相當(dāng)，卻僅僅是地鐵投資的1/10和建設(shè)周期的1/3。庫(kù)里提巴市的城市用地開發(fā)主要是圍繞BRT走廊進(jìn)行，在5條BRT走廊沿線均采用高強(qiáng)度開發(fā)模式。比如容積率較高的高層公共建筑、住宅等集中布置在BRT走廊兩側(cè)，而低層低容積率的住宅或公園綠地等則布置在其他區(qū)域。庫(kù)里提巴的這種高效經(jīng)濟(jì)的快速公交系統(tǒng)被聯(lián)合國(guó)環(huán)境開發(fā)署和世界銀行一致推崇為大城市低成本公共交通發(fā)展模式，尤其適合發(fā)展中國(guó)家。

2.2.2 根據(jù)不同乘客需求，設(shè)置多樣化服務(wù)功能的公交線網(wǎng)

庫(kù)里蒂巴城市公交系統(tǒng)提供了不同層級(jí)、不同服務(wù)水平、多元化的公交網(wǎng)絡(luò)體系。除了作為線網(wǎng)骨架的BRT系統(tǒng)之外，還有跨區(qū)域聯(lián)系的快線、區(qū)內(nèi)普線、特殊線路（校車線、醫(yī)療線等）等不同服務(wù)水平的線路和車輛。在公交網(wǎng)絡(luò)布設(shè)的同時(shí)，還考慮了不同區(qū)域、不同收入的人群對(duì)于票價(jià)、運(yùn)行速度等服務(wù)水平的差異化要求。

2.2.3 不同功能線網(wǎng)采用不同顏色外表，以便于提高分辨性

與首爾的做法類似，庫(kù)里提巴對(duì)不同服務(wù)功能的公交線路也采用了不同顏色的車輛，來提高線路的分辨力，使乘客很容易通過車輛顏色辨別是否為自己所乘線路。

公交快線：連接中心城區(qū)主要客流點(diǎn)與公交樞紐站，一般布設(shè)在主要公交走廊上，多采用公交專用道方式，車身顏色為紅色；區(qū)際線：連接中心城區(qū)周邊區(qū)域和公交樞紐站，一般不進(jìn)入中心城區(qū)，車身顏色為綠色；直達(dá)線：作為公交快線和區(qū)際線的補(bǔ)充，車身顏色為銀色。主干線：連接中心城區(qū)非主要客流點(diǎn)區(qū)域和公交車站，布設(shè)在非公交走廊的其他道路上，車身顏色為黃色；常規(guī)線：連接中心城區(qū)周邊區(qū)域與中心區(qū)區(qū)域，布設(shè)在非公交走廊的其他道路上，車身顏色為黃色；駁運(yùn)線：連接一體化樞紐站及附近地，車身顏色為橙色。

2.3 深圳

深圳公交線網(wǎng)優(yōu)化的總體思路是大力推進(jìn)軌道與常規(guī)公交的整合，構(gòu)建多模式、一體化的公交線網(wǎng)。根據(jù)公交各模式的發(fā)展定位，結(jié)合公交客流需求，構(gòu)建功能明確、層次清晰、結(jié)構(gòu)合理的一體化公交線網(wǎng)。

2.3.1 最具特色，效果明顯的是三層次公交線網(wǎng)結(jié)構(gòu)

三層次線網(wǎng)包括快線、干線、支線三個(gè)層次，三層次線網(wǎng)規(guī)劃總體原則是：快線快速直達(dá)，干線大站快車，支線密集覆蓋。

公交快線：作為城市主次中心、綜合交通樞紐站（對(duì)外交通樞紐和軌道交通樞紐等）之間的長(zhǎng)距離出行需求的聯(lián)系線，為居民提供快速、直達(dá)、便捷的出行服務(wù)?？炀€多布設(shè)在城市快速路、設(shè)置有公交專用道的城市主干道上；公交干線：作為城市主要客流點(diǎn)和公交樞紐站之間聯(lián)系線，干線路徑一般非直線系數(shù)小，繞行較少，為乘客提供相對(duì)順直快捷的服務(wù)；公交支線：作為城市一般區(qū)域聯(lián)系，以及為快線和干線接送客流的線路，公交支線服務(wù)以中小運(yùn)量的短距離服務(wù)線路為主。

2.3.2 不同類型的公交，車身顏色和線路命名有所不同

深圳對(duì)不同類型的公交線路其車輛采用不同的顏色，命名也不一樣。

公交快線：車身為綠色，其線路命名是E00、K000（00和000代表數(shù)字）；公交干線：車身為藍(lán)色，其線路命名是000、M000等（000是代表數(shù)字，M代表字母）；公交支線：車身為橙色，其線路命名是B000（000代表數(shù)字）。

3 結(jié)語

根據(jù)國(guó)內(nèi)外公交線網(wǎng)優(yōu)化方面取得較好成績(jī)的部分城市的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，公交線網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理化分級(jí)是最大的共同點(diǎn)。通過細(xì)分公交服務(wù)類型，構(gòu)建“快、干、支”的線網(wǎng)層次，使各類線路間的錯(cuò)位競(jìng)爭(zhēng)和高度耦合，以分工合作的方式實(shí)現(xiàn)公交的機(jī)動(dòng)性與可達(dá)性。在線網(wǎng)分級(jí)的基礎(chǔ)上，通過一定的顏色區(qū)分和科學(xué)的線路編碼體系，可以提高公交線路的分辨性。這不僅可以方便乘客掌握公交功能定位，選擇自己的公交線路，更是巧妙傳遞公交規(guī)劃意圖一種無聲的方式。另外城市整體公共交通線網(wǎng)運(yùn)行效率的提高，也離不開相應(yīng)的配套措施，比如設(shè)置科學(xué)合理的公交專用通道就是其中重要的措施之一。