公交服務(wù)半徑及服務(wù)水平研究

楊曉飛，馬健霄，仲小飛

(南京林業(yè)大學(xué)汽車與交通學(xué)院，南京210037)

隨著城市經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，各種交通問題已成頑疾。很多專家認(rèn)為，發(fā)展城市公共交通才是解決城市交通問題的根本途徑。在國外，公交車以私家車為競爭對手。新加坡規(guī)定，在距離住戶門口400m范圍內(nèi)必須設(shè)有公交車站;倫敦的公交廣告標(biāo)語是“公交就是我的私家車”［1］;國內(nèi)的公交出行率不高，鮮有城市公交出行分擔(dān)率超過20%。針對地面常規(guī)公交，一般認(rèn)為，步行距離不合理、公交運行速度慢、缺乏優(yōu)先通行保障、舒適性較差、等車時間長等都是造成服務(wù)水平低的原因。乘客步行距離不合理在公交服務(wù)上表現(xiàn)為公交服務(wù)半徑不合理，尋求理想的公交服務(wù)半徑是本文研究的重點。

1 公交服務(wù)半徑的定義

公交服務(wù)半徑是指公交站點發(fā)生 (吸引)的所有公交乘客的出發(fā)地 (目的地)與站點之間的空間步行 (騎行)直線距離，即出行起點至公交站點之間的直線距離或下車站點與目的地之間的直線距離。最大公交服務(wù)半徑是指公交站點發(fā)生(吸引)的所有公交乘客的出發(fā)地 (目的地)與站點之間的空間直線距離的最大值［2］。

公交服務(wù)半徑與公交服務(wù)面積覆蓋率之間的關(guān)系表現(xiàn)為:理想的公交服務(wù)半徑能提高居民公交出行的便利性，其服務(wù)面積覆蓋率是建立在理想的城市公交基礎(chǔ)設(shè)施水平上的公交服務(wù)半徑對應(yīng)的服務(wù)面積所占的比例; 《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定的300m和500m雖然也是業(yè)內(nèi)衡量的標(biāo)準(zhǔn)，但其并不能作為每一個城市建設(shè)公交時的標(biāo)準(zhǔn)，也不是最適合于每個城市居民出行的理想服務(wù)半徑［3］。

2 公交服務(wù)半徑的影響因素

假設(shè)小區(qū)道路呈方格網(wǎng)形狀，以乘客從出發(fā)地到公交站臺的直線距離為例，這個距離一般包括兩部分，一是乘客從小區(qū)出發(fā)地到垂直于公交線路的道路上，稱之為步行向線，二是乘客從剛才的道路上左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)到公交站臺的距離，稱之為步行向站(也可以是自行車騎行距離，考慮到一般公交乘客都是步行過來，且步行速度穩(wěn)定，調(diào)查這部分人群的時間或距離數(shù)據(jù)用來衡量乘客的步行距離并不比自行車差，因此本文在調(diào)查時只調(diào)查步行乘客)。

如圖1所示，線路1為步行向線距離，線路2為步行向站距離，線路3為公交站臺的服務(wù)半徑。由圖可知，影響公交服務(wù)半徑的因素主要有兩個方面，一是從出發(fā)地到公交線路的距離，二是小區(qū)道路出口與公交站臺之間的距離，而出口與公交站臺的距離一般情況下為公交站臺間距的一半，即公交線網(wǎng)密度和公交站臺間距是影響公交服務(wù)半徑的兩個主要因素。

圖1 公交服務(wù)半徑構(gòu)成圖Fig.1 Structure map of the bus service radius

根據(jù)居民出行問卷調(diào)查分析，居民出發(fā)點與公交站臺的步行距離越近，乘坐公交就越方便，公交出行分擔(dān)率相對高;相反，步行距離超過乘客接受的步行距離，則乘客改選其他交通方式出行，公交出行分擔(dān)率下降，如圖2所示。

圖2 公交服務(wù)半徑與公交出行率的關(guān)系Fig.2 Relationship between bus service radius and bus traveling rate

3 建立公交服務(wù)半徑模型

3.1 最大公交服務(wù)半徑計算模型

如圖2所示，公交出行率和乘客步行距離是呈對數(shù)關(guān)系的，隨著步行距離越來越大，乘坐公交的便利程度越來越差，公交出行率也越來越低。為了保證城市或區(qū)域的公交出行率，乘客可接受的步行距離在一定程度上反映了公交服務(wù)半徑的最大值。

對乘客乘坐公交的情況進(jìn)行調(diào)查，取乘客可接受步行距離的95%的人步行距離。令95%位可接受步行距離為a，那么，由出發(fā)地至公交站臺的步行距離為a或者從公交站臺下車去目的地的步行距離為a的點應(yīng)該分布在面積為2a2的正方形面積內(nèi)［4］，如圖3 所示。

圖3 步行距離為a的正方形Fig.3 The square of walking distance a

步行至公交站臺的距離為a即正方形上的任意點坐標(biāo)x與y之和均為a，該正方形面積為2a2。既然步行距離為a已經(jīng)滿足95%的公交出行人群，而且，他們的出行范圍均在圖3所示的正方形內(nèi)，因此，服務(wù)半徑的圓形面積應(yīng)該等于正方形的面積，如圖4所示，即:

圖4 公交服務(wù)半徑與步行距離關(guān)系圖Fig.4 The square of walking distance a

3.2 計算城市現(xiàn)有公交服務(wù)半徑

調(diào)查95%乘客的步行距離，通過上面的公式計算，即可得到城市現(xiàn)狀公交服務(wù)半徑的最大值;同樣的方法，通過調(diào)查50%乘客步行距離，即可計算出現(xiàn)狀城市公交服務(wù)半徑的平均水平。

3.3 理想公交服務(wù)半徑計算模型

在公交線網(wǎng)為方格網(wǎng)的布局中，全市或區(qū)域近似的步行到線、到站距離的平均值分別為:

最佳公交站臺間距為 d0=Vb·

式中:δ為公交線網(wǎng)密度;d為公交站距;L為步行距離;Wb為公交運營車輛數(shù)，輛;Vb為公交運營速度，km/h;F為城市用地面積;μ為公交線路重復(fù)系數(shù);Vw為步行速度，km/h;tsd為公交車輛站點停靠產(chǎn)生的延誤，s;Lc為乘客乘距，km。

補充說明，判斷公交線網(wǎng)密度最佳的標(biāo)準(zhǔn)是使乘客步行到公交線路總步行時間最短的公交線網(wǎng)密度，公交站臺間距最佳的標(biāo)準(zhǔn)是使乘客沿公交線路總步行時間最短，且乘客車內(nèi)時間最短的公交站臺間距。

4 公交服務(wù)水平評價

4.1 評價指標(biāo)體系的建立

評價指標(biāo)體系的建立按照系統(tǒng)分析的原理，以綜合性、實用性、可測性和可比性為原則，充分考慮公交總體發(fā)展水平、公交出行的便捷性、舒適性和安全性。公交服務(wù)水平評價指標(biāo)體系如圖5所示。

圖5 公交服務(wù)水平評價指標(biāo)體系Fig.5 Evaluation index system of bus service level

評價體系的指標(biāo)可以分為兩大類。第一類為城市公共交通基礎(chǔ)設(shè)施，它是決定城市公共交通系統(tǒng)服務(wù)水平的物質(zhì)基礎(chǔ)，包括4個分指標(biāo)，分別是公交車擁有率、公交線網(wǎng)密度、公交線路重疊系數(shù)和公交站臺的間距，公交車擁有率反映高峰時段公交車輛上乘客的擁擠情況，公交線路重疊系數(shù)反映公交線路在城市主干道上的密集程度，公交線路網(wǎng)密度反映居民接近公交線路的程度，公交站臺的間距反映居民出行從公交線路上到達(dá)公交站臺的便利程度。第二類指標(biāo)為城市公共交通運輸質(zhì)量和效率，包括如2個分指標(biāo)，分別為公交車行車準(zhǔn)點率和公交車滿載率。公交車行車準(zhǔn)點率是衡量顧客滿意度的一個重要標(biāo)準(zhǔn)，公交車輛滿載率反映公交車輛運行時車上的擁擠狀況或車輛客位的利用程度［7］。

4.2 粗糙集綜合平均法

粗糙集綜合評價法是由波蘭數(shù)學(xué)家Z.Pawlak于1982年提出的，它是一種處理不精確、不確定與不完全數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)理論。本文研究的公交服務(wù)水平影響因素中，因素之間的數(shù)量級不同，為了更好地對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化，應(yīng)用粗糙集綜合評價法來確定每個指標(biāo)的權(quán)重。根據(jù)專家對多個城市和地區(qū)的調(diào)查以及粗糙集綜合評價法計算過程，最終各指標(biāo)權(quán)重計算結(jié)果為C1(公交車擁有率0.095)、C2(公交線網(wǎng)密度0.238)、C3(公交線路重復(fù)系數(shù)0.095)、C4(公交站臺間距0.095)、C5(公交車行車準(zhǔn)點率0.286)、C6(公交車滿載率0.191)。

4.3 層次分析法

首先將復(fù)雜問題分解成遞階層次結(jié)構(gòu)，然后將下一層次的各因素相對于上一層次的各因素進(jìn)行兩兩比較判斷，構(gòu)造判斷矩陣，通過對判斷矩陣的計算，進(jìn)行層次的排序和一致性檢驗，最后進(jìn)行層次總排序，得到各因素的組合權(quán)重，并通過排序結(jié)果分析和解決問題。這種方法具有需求信息量少、決策過程花費時間短等特點［8］。根據(jù)專家打分及計算，最終計算結(jié)果見表1。

表1 層次分析法計算結(jié)果Tab.1 Results calculated by AHP

4.4 綜合得分

用線性加權(quán)法對城市 (區(qū)域)各指標(biāo)得分進(jìn)行加權(quán)計算，計算公式為:

5 實例

5.1 服務(wù)半徑的計算

本文于2009年12月14日早晨8∶00～9∶00以及下午5∶00～6∶00，組織60名調(diào)查人員對南京市主城區(qū)的公交站臺乘客進(jìn)行抽樣調(diào)查，公交站臺采取分層抽樣法，保證居住小區(qū)、商業(yè)區(qū)、辦公區(qū)、混合區(qū)的公交站臺各占四分之一的比例。調(diào)查問卷共3 000份，其中有效問卷2 865份，無效問卷135份，問卷有效率為95.5%。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，95%的乘客認(rèn)為最大的步行時間要控制在15min以內(nèi)，即步行距離在900m的范圍內(nèi)，根據(jù)計算，即最大服務(wù)半徑應(yīng)控制在718m之內(nèi)。而南京市主城區(qū)公交乘客95%步行時間也為15min，即現(xiàn)有的最大公交服務(wù)半徑正好為718m。

57%的南京市公交乘客的平均步行距離為300m，即南京市公交服務(wù)半徑的平均水平為240m，75%乘客步行時間為9min，換算步行距離為540m，此時的服務(wù)半徑約為431m，將以上數(shù)據(jù)與規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)相比，說明目前南京市主城區(qū)步行距離呈現(xiàn)兩極分化的現(xiàn)象，近距離的乘客距離很近，但遠(yuǎn)距離的乘客顯得偏遠(yuǎn)。

根據(jù)公交基礎(chǔ)設(shè)施的調(diào)查數(shù)據(jù)，南京市主城區(qū)現(xiàn)有公交車輛4 310標(biāo)臺，公交平均行駛速度為15.3km/h，南京市主城區(qū)面積260km2，主城區(qū)公交線路重復(fù)系數(shù)為4.34，行人步行速度為1m/s，公交停靠站一般停靠時間為25s，乘客平均乘距為5.61km，根據(jù)最佳公交線網(wǎng)密度和最佳公交站臺間距的計算公式，其計算結(jié)果分別為3.29km/km2和0.59km。

則最佳公交服務(wù)半徑為r0=0.199km，即平均公交服務(wù)半徑應(yīng)為199m，取整200m。相當(dāng)于空間直線步行時間為3.5min。

5.2 服務(wù)水平評價

對南京市公交現(xiàn)狀水平進(jìn)行打分，南京市主城區(qū)公交車擁有率約為17標(biāo)臺/萬人，公交線網(wǎng)密度約為1.89km/km，公交線路重復(fù)系數(shù)為4.34，公交站臺間距約為0.62km，公交車行車準(zhǔn)點率為80%，公交車滿載率為82%，各個指標(biāo)C1(公交車擁有率)、C2(公交線網(wǎng)密度)、C3(公交線路重復(fù)系數(shù))、C4(公交站臺間距)、C5(公交車行車準(zhǔn)點率)、C6(公交車滿載率)的得分分別為:96、78、75、86、80 和78。

根據(jù)粗糙集綜合評價法，南京市目前公交服務(wù)的總體水平為80.757;根據(jù)傳統(tǒng)的層次分析法，南京市公交服務(wù)水平總體得分為81.245。兩種方法計算結(jié)果均為81分，說明南京市目前的公交服務(wù)水平良好。

6 結(jié)束語

公共交通是解決城市交通擁擠、能源緊缺、環(huán)境污染的根本措施，公交服務(wù)半徑是評價乘客乘坐公交便利性的一個重要指標(biāo)，同時它也能反映一個城市或地區(qū)公交服務(wù)的水平。本文建立的理想公交服務(wù)半徑計算模型和最大服務(wù)半徑計算模型，不僅是城市建設(shè)或調(diào)整公交的依據(jù)，也可用于城市內(nèi)部片區(qū)的研究，同樣，它不僅適合地面常規(guī)公交，也適用于BRT快速公交和地鐵服務(wù)半徑研究。

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