淺議城市常規公共交通線網網絡優化

謝安政,王登忠

（1.杭州市城鄉建設發展研究院,浙江 杭州 310016; 2.浙江省交通運輸科學研究院,浙江 杭州 310023）

0 引言

隨著我國社會經濟飛速發展，城市交通擁堵狀況日益嚴峻，交通擁堵已成為制約我國經濟增長，居民幸福感提升的一個重大影響因素。優先發展城市公共交通系統，已經成為緩解城市交通擁堵最重要的措施之一。其中，常規公交線網作為整個公交系統的重要組成，線網布設的合理程度是衡量整個公交系統服務水平、運營效率等的關鍵基礎性因素。常規公交線網的優化調整一直以來都是各大城市交通研究機構、公交管理部門、公交運營公司的重點。

1 公交線網優化的理論研究

1.1 國外研究

由于國外經濟發展較快，經濟比較發達，城市公共交通存在的問題也很早就顯露出來。因此，國外很早就開始研究對應的解決方法，技術和理論也已經比較成熟，其發展歷程概括起來可以分成以下三個階段，如圖1所示。

圖1 國外公交線網優化發展歷程示意圖

第一階段：經驗布設法。此階段為從第二次世界大戰后到20世紀60年代初。主要是交通研究機構和公交行業主管部門不定期對公交線網進行優化。通常的做法是：首先是根據城市居民一段時期內集中反映的比較突出的意見，或者公交公司運營過程中發現存在的問題，找出既有公交線網不合理的地方進行優化。常見的做法是增加公交線路，或對部分既有公交線路路徑、運營時間等少數參數進行調整，滿足居民出行的公交需求。

第二階段：系統分析法。此階段為從20世紀60年代至80年代初。部分交通學者利用系統分析方法對公交線網進行優化。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耗及乘坐舒適度作為評估指標，以此來建立線網優化模型。Hirsch（赫希）[2]等專家以假設城市居民公交出行需求總量相對穩定為前提，建立公交線網優化模型。

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

1.2 國內研究

國內在公交線網理論層面上研究起步較晚，根據相關資料查閱，該方面研究開始于20世紀80年代，其中具有代表性的交通學者及研究成果主要包括：東南大學王煒教授[5]等在《城市交通規劃理論及其應用》中提出了城市公交線網應遵循“逐條布設，優化成網”的規劃方法；楊超[6]等人提出基于居民出行調查中公交OD分布量為前提，在選擇特定參數為目標前提下，構建公交線網優化的數學模型。可見目前國內城市常規公交線網優化方面，很多交通學者已建立基于不同參數目標情況下的數學模型，同時也利用各類算法如遺傳算法等對模型進行了求解，從理論上得到了公交線網的最佳方案。但是在實際的公交線網優化工作中，以上的方法對實際工作仍舊缺少支撐。

2 公交線網優化案例簡介

下文分別就首爾、庫里蒂巴、深圳這三個城市在過去對城市公交線網進行過的較大規模的優化方案進行介紹，并總結其中常規通用的方法。

2.1 首爾

首爾政府在2004年7月對全市常規公共交通線網進行了一次全面梳理與優化。在總結以往經驗教訓的基礎上，實施了系統性的地面公交改革系統以扭轉局面。改革主要包括兩大部分，一是新的商業運營模式，二是新的功能分層的公交線網。尤其是在公交線網改革方面，其優化改革的措施特色鮮明，力度更大，取得的效果也更顯著，可以從以下三個方面體現。

2.1.1 構建明確的功能分級網路體系

首爾對公交線網進行了全面的設計，把原先300多條公交車線路劃分為四類：紅色廣域線、藍色干線、綠色支線、黃色環線。紅色廣域線：快速連接遠郊區衛星城與市區，吸引自駕車的通勤交通。藍色干線：在城市主干道或公交專用道上布設的跨區域線路，連接市內各大區域中心，保證一定的運行速度和準點率。綠色支線：向干線和地鐵站運送乘客，滿足地區性交通需求。黃色環線：在市區內環線運行，滿足休閑購物出行需求。

與此同時，市政府還對以前迂回重疊的線路進行調整。那些長距離的冗余線路現轉至以“線路連接為導向的公交系統”，干線作為客流的主要通道，由支線公交連接至市內外的各個地方，如圖2所示。

圖2 首爾公共交通線網優化示意圖

2.1.2 不同功能線網采用不同顏色外表，以便于提高分辨性

把首爾劃分為8大區域，公交線路根據起終點區域的編號進行編碼。乘客可以根據車輛顏色、編號和車身上的英文字母B、G、Y、R，識別不同類型的公交線路，如圖3所示。

圖3 首爾公交車輛區域劃分示意圖

2.1.3 根據客流主要通道，構建與之相匹配的公交專用道系統，以提高公交車輛車速

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

2.2 庫里蒂巴

庫里蒂巴市建成了一個高度整合的一體化公交線系統，包括了各種服務等級的公交線網。其公交線網的特點表現為以下三個方面：

2.2.1 設置高效的快速公交系統，提高主骨架公交線運行效率

庫里提巴的快速公交系統（BRT）全市共有五條放射狀快速公交專用通道，總長58 km。這些公交專用道是封閉的，司機可以控制交叉路口的紅綠燈。因此BRT的運行車速可以達到60 km/h，與地鐵相當，卻僅僅是地鐵投資的1/10和建設周期的1/3。庫里提巴市的城市用地開發主要是圍繞BRT走廊進行，在5條BRT走廊沿線均采用高強度開發模式。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，而低層低容積率的住宅或公園綠地等則布置在其他區域。庫里提巴的這種高效經濟的快速公交系統被聯合國環境開發署和世界銀行一致推崇為大城市低成本公共交通發展模式，尤其適合發展中國家。

2.2.2 根據不同乘客需求，設置多樣化服務功能的公交線網

庫里蒂巴城市公交系統提供了不同層級、不同服務水平、多元化的公交網絡體系。除了作為線網骨架的BRT系統之外，還有跨區域聯系的快線、區內普線、特殊線路（校車線、醫療線等）等不同服務水平的線路和車輛。在公交網絡布設的同時，還考慮了不同區域、不同收入的人群對于票價、運行速度等服務水平的差異化要求。

2.2.3 不同功能線網采用不同顏色外表，以便于提高分辨性

與首爾的做法類似，庫里提巴對不同服務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：連接中心城區主要客流點與公交樞紐站，一般布設在主要公交走廊上，多采用公交專用道方式，車身顏色為紅色；區際線：連接中心城區周邊區域和公交樞紐站，一般不進入中心城區，車身顏色為綠色；直達線：作為公交快線和區際線的補充，車身顏色為銀色。主干線：連接中心城區非主要客流點區域和公交車站，布設在非公交走廊的其他道路上，車身顏色為黃色；常規線：連接中心城區周邊區域與中心區區域，布設在非公交走廊的其他道路上，車身顏色為黃色；駁運線：連接一體化樞紐站及附近地，車身顏色為橙色。

2.3 深圳

深圳公交線網優化的總體思路是大力推進軌道與常規公交的整合，構建多模式、一體化的公交線網。根據公交各模式的發展定位，結合公交客流需求，構建功能明確、層次清晰、結構合理的一體化公交線網。

2.3.1 最具特色，效果明顯的是三層次公交線網結構

三層次線網包括快線、干線、支線三個層次，三層次線網規劃總體原則是：快線快速直達，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（對外交通樞紐和軌道交通樞紐等）之間的長距離出行需求的聯系線，為居民提供快速、直達、便捷的出行服務。快線多布設在城市快速路、設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和公交樞紐站之間聯系線，干線路徑一般非直線系數小，繞行較少，為乘客提供相對順直快捷的服務；公交支線：作為城市一般區域聯系，以及為快線和干線接送客流的線路，公交支線服務以中小運量的短距離服務線路為主。

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代表數字）；公交干線：車身為藍色，其線路命名是000、M000等（000是代表數字，M代表字母）；公交支線：車身為橙色，其線路命名是B000（000代表數字）。

3 結語

根據國內外公交線網優化方面取得較好成績的部分城市的相關經驗可以發現，公交線網結構的合理化分級是最大的共同點。通過細分公交服務類型，構建“快、干、支”的線網層次，使各類線路間的錯位競爭和高度耦合，以分工合作的方式實現公交的機動性與可達性。在線網分級的基礎上，通過一定的顏色區分和科學的線路編碼體系，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劃意圖一種無聲的方式。另外城市整體公共交通線網運行效率的提高，也離不開相應的配套措施，比如設置科學合理的公交專用通道就是其中重要的措施之一。