國內外城市公交線網規劃方法對比分析

摘要 城市公交線網是整個公交系統的基礎，其布設的合理性將直接影響公交運營的效率。國內外常用的城市公交線網規劃方法有其各自的優缺點以及適用范圍。在城市公交線網規劃方法的選擇上，要充分考慮方法的適應性，根據規劃的期限的遠近，確立不同規劃目標，循序漸進地設計出科學完善的規劃方案。通過對國內外城市公交線網規劃方法進行對比分析，可為城市公交線網的規劃方法選擇提供參考。

關鍵詞 線網規劃;公交系統;方法比較;文獻綜述

中圖分類號 U491.17 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）06-0041-03

引言

隨著城市建設的發展和機動車保有量的高速增長，我國各大城市的公共交通出現很多問題，比如：運行速度緩慢、同種或者不同種公共交通方式的換乘通道過長、道路客流不均衡、候車不可靠、可達性差等[1]。這些問題的出現，與公交運營管理和城市公交線網規劃的不合理有關。因此，選擇科學的方法，對城市公交線網進行合理規劃，對提高公交系統的運營效率，提升城市公共服務水平，都顯得至關重要。

國外基本的規劃方法有：規劃手冊法、系統分析法、市場分析法、交互式輔助系統分析法及數學尋優法等五類[2]。國內的基本方法主要有：“逐條布設，優化成網”法和基于分層的線網規劃方法。該文首先對國內外公交線網規劃方法進行歸納整理，然后分析各規劃方法的優缺點及使用范圍。

1 國外城市公交線網規劃方法

1.1 規劃手冊法

規劃手冊法是一種主觀的經驗規劃方法。規劃者根據公交規劃手冊所列舉的線網設計原則或相關的規范，憑借自己的專業知識和技術經驗編制公交線網方案。這種規劃方法缺乏科學依據、生成的線網效率不高但是操作簡單、費用低廉。適用于城市規模小、人們活動范圍小的城市發展初期。

1.2 系統分析法

系統分析法是一種基于公交線網評價的規劃方法。系統分析法有以下三個實施步驟：首先由規劃者根據經驗和規劃手冊法初步設計公交線網;其次，按照公交客流分配理論與方法計算各方案線路的實際運輸效果;最后，建立評價模型對公交線網進行綜合評價。如果評價結果不滿意可以再對公交網絡進行調整。這種方法的設計步驟相對較模糊，前期的路網生成和后期的調整都是人工參與比較多，但是這種方法是一種基于建立評價模型進行線網分析的方法，能夠比較客觀地反映公共客流需求。

1.3 市場分析法

市場分析法是在交通起止點調查（或稱OD調查）資料、公交現狀成本和收益等資料分析的基礎上設定一個優化目標，然后重新設計公交線網方案并預測未來的成本和收益。方案的產生和出行量的預測、分布等需要人工來進行處理，并且方案設計過程中需要反復調整線網直到評價效果滿意為止。因此，該方法運用范圍具有很大的局限性、僅能夠運用于線路少且簡單的鄉村或者郊區。市場分析法的規劃步驟如圖1所示。

1.4 交互式輔助系統分析法

隨著計算機技術、地理信息系統（GIS）和數據庫管理系統（DBMS）的發展，公交線網規劃可以借助于計算機的運算功能，直接與用戶進行交互式的公交線網優化與評價。如Sullivan等利用流行的桌面GIS對生成等時線地圖的可行性進行分析，提供了公交最佳路徑選擇的分析方法。基于計算機的交互式輔助系統分析法可以集成軟件包，如EMME/2、TransCAD、VISSUM等軟件，這些軟件可以快速大量地處理OD信息、路網信息，并且可以輸出直觀的多樣化圖形，規劃設計師修改也比較方便。

1.5 數學尋優法

數學尋優法是將公交線網結構與客流需求之間的供需關系簡化，建立數學模型來確定最佳的公交線網方案。一般都采用啟發式算法或者改進的啟發式算法來生成一個公交線網，接著再運用領域搜索法、遺傳算法或者改進的遺傳算法等進行線網優化。該方法對于較簡單結構的棋盤式、環放射型等路網有較好的實現效果。

2 國內城市公交線網規劃方法

2.1 “逐條布設，優化成網”法

逐條布線法是根據某一個或者多個指標，在可行路線集中、逐條找出最優的公交線路，迭加成完整的公交線網。主要的規劃流程見圖2。第一步是起訖點擬定過程，即從很多的點中篩選出一部分點作為公交線路的起點和終點;第二步，是線路生成的過程，即根據一定的優化目標再將這些起訖點一一配對，配對后的起訖點之間的公交線路可用最短路方法來布設[3]。

2.2 基于分層的線網規劃方法

分層規劃是“逐條布設，優化成網”方法的一個優化。在城市公交線路客流特征和公交出行服務水平調查分析的基礎上，根據城市的需要將線網規劃分成三到四個層次來布設：第一層是公交主干線，主要提供長距離運輸，實現跨區域客流在空間上的快速流動，具有速度快、發車頻率高、服務水平高的特點;第二層，是公交次干線，滿足相鄰組團之間或市中心和片區中心的中距離出行;第三層是公交支線，填補公交空白區，滿足居民的短距離出行。還可以根據城市的實際情況來布設接運公交，增強軌道交通的服務能力。具體規劃的流程如圖3所示，首先確定公交主干線網絡，其次確定公交次干線網絡，最后確定公交支線（接運線）[4]。

3 國內外公交線網規劃方法對比分析

規劃手冊法是一種基于經驗的規劃方法;系統分析法、市場分析法和交互式輔助系統分析法都是基于現狀并在對既有方案進行評價的基礎上進行公交線網的優化設計;數學尋優法是基于既有需求數據、通過數學建模直接求解的方案生成型公交線網優化設計方法，是比較理想和科學的方法;王煒教授提出的“逐條布設，優化成網”方法將問題分步解決，不僅提出了模型，還可以比較簡單地得到優化后的公交線路，而且過程中不需要人工根據經驗進行選擇判斷，全部可以電腦編程自行處理;分層規劃方法是對“逐條布設，優化成網”的改進，通過將公交線路劃分為公交主干線、次干線和支線分別進行優化，由于三種層次的公交網的服務水平和功能定位各不相同，因此它們的優化目標也是區別對待的。表1詳細給出了各種規劃方法的優缺點和適用范圍。

從城市交通系統的規劃實踐來看，不同的規劃期限要求有不同的規劃方法。近期規劃是對現有系統的調整與優化，受到現狀系統的約束較多;遠期規劃則以系統最優為目標，依據遠期的交通發展需求設計出科學完善的方案，其靈活性相對較大。因此公交線網設計應該是一個循序漸進，不斷修改的過程：在近期要適應乘客出行需要;在遠期要適應遠期城市發展要求[5]。

既有的公交規劃方法一般是以交通需求為基礎，從網絡交通流量的角度考慮網絡的運輸能力，一般以網絡成本最低即出行者和運營者的總成本最低為系統最優化目標，結合城市用地、道路條件等，通過布設合理的樞紐對現狀公交網絡結構進行重組與優化。歸根結底，現有公交規劃方法是一種適應性的公交規劃。

4 結論

科學合理地選擇城市公交線網規劃方法，可以提高公交系統的運營效率以及提升城市公共服務水平。該文綜述了規劃手冊法、系統分析法、市場分析法、交互式輔助系統分析法、數學尋優法、“逐條布設，優化成網”法、分層規劃法等七種國內外常用的公交線網規劃方法，并分析了各規劃方法的優缺點及使用范圍。

現有的公交規劃方法是以交通需求為基礎的適應性的方法。在城市公交線網規劃的選擇上，要根據規劃期限的遠近，確立不同規劃目標，循序漸進地設計出科學完善的科學方案。

參考文獻

[1]王煒， 楊新苗， 陳學武. 城市公共交通系統[M]. 北京：科學出版社， 2002.

[2]劉好德. 公交線網優化設計理論及實現方法研究[D]. 上海：同濟大學， 2008.

[3]陸建. 城市交通系統可持續發展規劃理論與方法[D]. 南京：東南大學， 2003.

[4]朱躍華. 多層次公交線網的規劃方法研究[D]. 北京：北京工業大學， 2008.

[5]王琳穎. 城市常規公交線網規劃的基本方法研究[D]. 北京：北京交通大學， 2012.

收稿日期：2022-02-21

作者簡介：鄧可平（1990—），男，本科，工程師，研究方向：交通規劃設計。