一種基于站點登降量的公交斷面滿載率計算方法

呂 楠 胡欣媛 張 彬

（深圳市綜合交通與市政工程設計研究總院有限公司，深圳 518003）

引言

公交斷面滿載率是指公交車輛途經某一斷面時的實際載客量與車輛核載人數的比值[1]，反映車廂擁擠程度，是城市公交服務質量的重要衡量指標。可通過斷面滿載率數據分析客流集聚情況，據此合理調配公交運力、優化公交線網。

最常見的滿載率算法為人工調查，安排人力在目標斷面記錄車廂內實際人數，經過后期處理得到滿載率的平均值。此方法可準確識別載客量，但人力成本較高，難以獲得長期穩定數據。也可利用視頻圖像分析代替人力識別車內人數，但傳統復用車內監控攝像機實現車廂擁擠度分析功能的思路重點關注的是覆蓋范圍，未充分考慮車廂內人員移動及監控覆蓋重疊，因此與垂直向下的客流采集儀（卡口攝像頭）相比，精度不能滿足統計的準確度要求[2]。滿載率的計算還可以通過刷卡數據、車輛GPS 數據等反推客流OD，確定途經某一斷面時車輛實際載客量。計算滿載率所用數據包括公交及地鐵電子支付數據、車輛運營數據、線路屬性及其他數據，上述數據包含乘客上車站點信息，但其中占多數的“一票制”線路缺少下車站點信息[3]。推算下車站點的方法主要有以下三種：①基于連續出行鏈的方法，綜合考慮歷史相似出行行為規律實現對公交乘客下車站點較為精確的推算[4]；②基于乘客下次刷卡乘車地點推算上次行程OD[5]；③基于通勤出行時空特征，利用通勤乘距分布推算行程OD[6]。

隨著公交數據收集手段信息化程度的提高，以及公交車輛客流采集儀設備的推廣，與前述推導OD 數據相比，站點登降量數據可更準確地識別車輛途經各斷面時的載客量，且數據加工程度更小。

1 基礎數據

自2019 年起，公交車載客流采集設備逐步在大中城市得到推廣，車載客流采集設備主要通過頭肩多維屬性追蹤識別算法，計數上下車客流量。該設備與傳統車廂視頻監控設備不同，僅安裝在車輛上下客門處，支持司乘人員去重及各種乘客穿戴識別（兒童、戴帽、光頭、攜帶大件物品等人群均可識別），對于車門處擁擠情況也可準確識別，目前識別準確率達85%（表1）。并且頭肩識別算法在硬件資源占用程度、受環境（光線、遮擋物、站臺條件等）影響程度等方面亦優于傳統方法。

表1 頭肩多維屬性追蹤識別算法與傳統客流采集方法對比

1.1 客流采集設備數據

客流采集設備數據字段主要包括：采集序號、線路名稱、運行方向、站點名稱及編號、車輛核定載客量、首站發車時間、站點登客量、站點降客量。其中采集序號為班次順序，用于匹配到離站時間數據，累計登/降客量用于統計駛離站點時斷面客流，其與該班次車輛核載人數的比值，即為該班次在此站點的滿載率。

1.2 到離站時間數據

車載GPS 信號收發設備可實時定位車輛，評估車輛運行準點率，并為運營調度、安全監管等工作提供參考。匹配站點經緯度圖層可統計班次在各中途站的到離站時間，具體字段包括：線路名稱、運行方向、站點名稱及編號、車輛編號及核定載客量、站點到站時間、站點離站時間。

1.3 數據匹配

上述客流登降量與車輛到離站數據采集渠道不同，但都可用于以站點為單位描述班次特征，根據線路、首站發車時間及站點編號匹配關系可得到各班次到達每個中途站的時間、登降量及該班次的站點斷面滿載率（以離站斷面代表該中途站斷面）。樣表見表2，表中數據應按班次運營順序排列。

表2 斷面滿載率計算方法基礎數據格式

1.4 地圖抓取數據

地圖抓取數據包括線路軌跡及線路途經站點，在地圖劃定任一斷面后，可統計途經該斷面的所有線路及各線路途經的全部停靠站與站序。劃定斷面以前后緊鄰的中途站命名。

2 斷面滿載率計算方法

本文中所指斷面為城市道路中某一方向公交車輛可到達的界面。對于同一公交線路，上下行途經同一道路的中途站認定為兩個斷面，同一道路的輔路與主路也應認定為不同斷面。

2.1 中途站滿載率計算方法

中途站可作為典型斷面用于分析公交線路及路段的滿載率情況。本文中“中途站滿載率”是指在指定時段內停靠目標中途站的所有線路滿載率的平均值。計算步驟如下：

步驟一：根據表2 中班次到離站數據分別統計線路上下行（單環線按上行計）停靠中途站編號（各物理站點編號應保持唯一）；

步驟二：按物理站點統計途經線路及方向；

步驟三：統一研究時段，如高峰期（工作日7:30-9:30，17:30-19:30）、平峰期（19:30-22:00）；

步驟四：根據表2 數據統計在研究時段內各中途站停靠線路滿載率的算術平均值；

步驟五：根據步驟四求得的各線路滿載率計算算術平均值即為該中途站滿載率。

2.2 任一劃定斷面滿載率計算方法

在中途站滿載率的基礎上，可計算任一劃定斷面滿載率。在地圖劃定斷面時可通過前后緊鄰中途站確定斷面位置，防止劃定斷面橫跨兩個方向，或橫跨主路、輔路，造成斷面識別失敗。計算步驟如下：

步驟一：根據地圖抓取數據統計途經劃定斷面線路及各線路途經的中途站與站序；

步驟二：各線路在劃定斷面的載客量即為緊鄰的上一個中途站斷面載客量，步驟二即識別各線路在途經劃定斷面前的最后一個中途站；

步驟三：統一研究時段，如高峰期（工作日7:30-9:30，17:30-19:30）、平峰期（19:30-22:00）；

步驟四：根據表2 數據統計在研究時段內各途經線路在劃定斷面前的最后一個中途站滿載率的算術平均值，方法如2.1 節所示；

步驟五：根據步驟四求得的各中途站滿載率計算算術平均值即為該劃定斷面滿載率。

2.3 小結

本文提出的滿載率計算方法是以班次為基本單位（即表2 中基礎數據），將研究時段內各線路在各站點的班次滿載率取算術平均值即為中途站滿載率，再將途經劃定斷面線路的上一個中途站對應的滿載率取算術平均值即為劃定斷面滿載率。此方法充分考慮了客流與中途站的對應特性，數據來源清晰簡潔，斷面位置（主路輔路、狹窄路段、環島等斷面）、線路類型（短途接駁線、環線、一票制線路、刷卡機損壞線路等）、班次類型（大站快車班次、區間車等為滿足特殊客流需求的班次）均不會影響滿載率計算。如遇客流采集儀損壞的車輛或GPS信號不穩定的路段，可將此類數據丟失或偏移嚴重的班次（或線路）剔除后統計算術平均值。

3 中途站滿載率算例

以深圳市“長嶺陂地鐵站”南、北2 個中途站為例，統計停靠2 個站點的公交線路均為8 條，即43、74、81、M299、M393、M459、M554、高峰專線150 號。

按照2.1 節中途站滿載率計算步驟，通過客流采集儀獲取8 條線路在2021 年11 月16 日的基礎班次數據共43322 條，部分截取數據見表3。

表3 客流采集儀數據獲取班次數據一覽表（截取）

基于“長嶺陂地鐵站”北側站站點編號B_TY0187、南側站站點編號B_TY0188，將8 條公交線路的運行方向與停靠站點進行匹配。選取7:30-9:30 時間段，計算各線路滿載率見表4。分別對“長嶺陂地鐵站”北側站和南側站各線路滿載率取平均值，得到北側站早高峰滿載率為28.44%、南側站早高峰滿載率為6.78%。

表4 “長嶺陂地鐵站”線路滿載率一覽表

由此可知，“長嶺陂地鐵站”公交線路呈現較為明顯的潮汐現象。早高峰前往中心區線路滿載率較高，對側線路滿載率普遍低于10%，客流量較小。針對此類現象，可優化運營調度，動態調整公交車型，實現大中巴車型混合配置，滿足高峰期潮汐客流需求。

4 深圳市梅林關跨關斷面算例

梅林關地處深圳中軸線，是聯系福田區與龍華區的重要交通節點。本文選取梅林關斷面（圖1），計算其進關方向（由北至南）公交線路滿載情況。

圖1 梅林關斷面位置示意圖

根據地圖抓取，獲得梅林關斷面進關方向途經的所有公交線路及其站點、站序，確定斷面前線路最后停靠的中途站（表5）。

表5 梅林關斷面途經線路一覽表（進關方向）

通過客流采集儀獲取上述21 條線路在2021 年11 月16 日的基礎班次數據共159685 條，抽取其中7:30-9:30 時間段，計算線路滿載率見表6。對各線路滿載率取平均值，得到早高峰梅林關進關方向斷面滿載率為34.47%。梅觀路作為福田區與龍華區聯系的重要通道，近年來存在公交線路數量多、高峰期滿載率高、道路擁堵嚴重等現象。2020 年起，受疫情及軌道交通等因素影響，深圳市公交客流量持續下降，梅林關線路滿載率也隨之降低，亟需結合需求變動靈活調整斷面運能供給水平。建議采取調整發車間隔、大車換小車、線路走向優化、合并重復線路等措施逐步降低高峰期運能供給，進一步提高資源使用效率。

表6 梅林關斷面線路滿載率一覽表（進關方向）

5 結語

本文提出的基于站點登降量數據的公交斷面滿載率計算方法，在準確性、實時性、安全性等方面均優于傳統人工調查方法，使用方便，大大提高了公交數據的處理效率，對于運營排班調度、公交線網優化、運能供需匹配具有積極的引導作用。