公交服务半径及服务水平研究

杨晓飞，马健霄，仲小飞

(南京林业大学汽车与交通学院，南京210037)

随着城市经济建设的发展，各种交通问题已成顽疾。很多专家认为，发展城市公共交通才是解决城市交通问题的根本途径。在国外，公交车以私家车为竞争对手。新加坡规定，在距离住户门口400m范围内必须设有公交车站;伦敦的公交广告标语是“公交就是我的私家车”［1］;国内的公交出行率不高，鲜有城市公交出行分担率超过20%。针对地面常规公交，一般认为，步行距离不合理、公交运行速度慢、缺乏优先通行保障、舒适性较差、等车时间长等都是造成服务水平低的原因。乘客步行距离不合理在公交服务上表现为公交服务半径不合理，寻求理想的公交服务半径是本文研究的重点。

1 公交服务半径的定义

公交服务半径是指公交站点发生 (吸引)的所有公交乘客的出发地 (目的地)与站点之间的空间步行 (骑行)直线距离，即出行起点至公交站点之间的直线距离或下车站点与目的地之间的直线距离。最大公交服务半径是指公交站点发生(吸引)的所有公交乘客的出发地 (目的地)与站点之间的空间直线距离的最大值［2］。

公交服务半径与公交服务面积覆盖率之间的关系表现为:理想的公交服务半径能提高居民公交出行的便利性，其服务面积覆盖率是建立在理想的城市公交基础设施水平上的公交服务半径对应的服务面积所占的比例; 《城市道路交通规划设计规范》中规定的300m和500m虽然也是业内衡量的标准，但其并不能作为每一个城市建设公交时的标准，也不是最适合于每个城市居民出行的理想服务半径［3］。

2 公交服务半径的影响因素

假设小区道路呈方格网形状，以乘客从出发地到公交站台的直线距离为例，这个距离一般包括两部分，一是乘客从小区出发地到垂直于公交线路的道路上，称之为步行向线，二是乘客从刚才的道路上左转或右转到公交站台的距离，称之为步行向站(也可以是自行车骑行距离，考虑到一般公交乘客都是步行过来，且步行速度稳定，调查这部分人群的时间或距离数据用来衡量乘客的步行距离并不比自行车差，因此本文在调查时只调查步行乘客)。

如图1所示，线路1为步行向线距离，线路2为步行向站距离，线路3为公交站台的服务半径。由图可知，影响公交服务半径的因素主要有两个方面，一是从出发地到公交线路的距离，二是小区道路出口与公交站台之间的距离，而出口与公交站台的距离一般情况下为公交站台间距的一半，即公交线网密度和公交站台间距是影响公交服务半径的两个主要因素。

图1 公交服务半径构成图Fig.1 Structure map of the bus service radius

根据居民出行问卷调查分析，居民出发点与公交站台的步行距离越近，乘坐公交就越方便，公交出行分担率相对高;相反，步行距离超过乘客接受的步行距离，则乘客改选其他交通方式出行，公交出行分担率下降，如图2所示。

图2 公交服务半径与公交出行率的关系Fig.2 Relationship between bus service radius and bus traveling rate

3 建立公交服务半径模型

3.1 最大公交服务半径计算模型

如图2所示，公交出行率和乘客步行距离是呈对数关系的，随着步行距离越来越大，乘坐公交的便利程度越来越差，公交出行率也越来越低。为了保证城市或区域的公交出行率，乘客可接受的步行距离在一定程度上反映了公交服务半径的最大值。

对乘客乘坐公交的情况进行调查，取乘客可接受步行距离的95%的人步行距离。令95%位可接受步行距离为a，那么，由出发地至公交站台的步行距离为a或者从公交站台下车去目的地的步行距离为a的点应该分布在面积为2a2的正方形面积内［4］，如图3 所示。

图3 步行距离为a的正方形Fig.3 The square of walking distance a

步行至公交站台的距离为a即正方形上的任意点坐标x与y之和均为a，该正方形面积为2a2。既然步行距离为a已经满足95%的公交出行人群，而且，他们的出行范围均在图3所示的正方形内，因此，服务半径的圆形面积应该等于正方形的面积，如图4所示，即:

图4 公交服务半径与步行距离关系图Fig.4 The square of walking distance a

3.2 计算城市现有公交服务半径

调查95%乘客的步行距离，通过上面的公式计算，即可得到城市现状公交服务半径的最大值;同样的方法，通过调查50%乘客步行距离，即可计算出现状城市公交服务半径的平均水平。

3.3 理想公交服务半径计算模型

在公交线网为方格网的布局中，全市或区域近似的步行到线、到站距离的平均值分别为:

最佳公交站台间距为 d0=Vb·

式中:δ为公交线网密度;d为公交站距;L为步行距离;Wb为公交运营车辆数，辆;Vb为公交运营速度，km/h;F为城市用地面积;μ为公交线路重复系数;Vw为步行速度，km/h;tsd为公交车辆站点停靠产生的延误，s;Lc为乘客乘距，km。

补充说明，判断公交线网密度最佳的标准是使乘客步行到公交线路总步行时间最短的公交线网密度，公交站台间距最佳的标准是使乘客沿公交线路总步行时间最短，且乘客车内时间最短的公交站台间距。

4 公交服务水平评价

4.1 评价指标体系的建立

评价指标体系的建立按照系统分析的原理，以综合性、实用性、可测性和可比性为原则，充分考虑公交总体发展水平、公交出行的便捷性、舒适性和安全性。公交服务水平评价指标体系如图5所示。

图5 公交服务水平评价指标体系Fig.5 Evaluation index system of bus service level

评价体系的指标可以分为两大类。第一类为城市公共交通基础设施，它是决定城市公共交通系统服务水平的物质基础，包括4个分指标，分别是公交车拥有率、公交线网密度、公交线路重叠系数和公交站台的间距，公交车拥有率反映高峰时段公交车辆上乘客的拥挤情况，公交线路重叠系数反映公交线路在城市主干道上的密集程度，公交线路网密度反映居民接近公交线路的程度，公交站台的间距反映居民出行从公交线路上到达公交站台的便利程度。第二类指标为城市公共交通运输质量和效率，包括如2个分指标，分别为公交车行车准点率和公交车满载率。公交车行车准点率是衡量顾客满意度的一个重要标准，公交车辆满载率反映公交车辆运行时车上的拥挤状况或车辆客位的利用程度［7］。

4.2 粗糙集综合平均法

粗糙集综合评价法是由波兰数学家Z.Pawlak于1982年提出的，它是一种处理不精确、不确定与不完全数据的数学理论。本文研究的公交服务水平影响因素中，因素之间的数量级不同，为了更好地对相关数据进行量化，应用粗糙集综合评价法来确定每个指标的权重。根据专家对多个城市和地区的调查以及粗糙集综合评价法计算过程，最终各指标权重计算结果为C1(公交车拥有率0.095)、C2(公交线网密度0.238)、C3(公交线路重复系数0.095)、C4(公交站台间距0.095)、C5(公交车行车准点率0.286)、C6(公交车满载率0.191)。

4.3 层次分析法

首先将复杂问题分解成递阶层次结构，然后将下一层次的各因素相对于上一层次的各因素进行两两比较判断，构造判断矩阵，通过对判断矩阵的计算，进行层次的排序和一致性检验，最后进行层次总排序，得到各因素的组合权重，并通过排序结果分析和解决问题。这种方法具有需求信息量少、决策过程花费时间短等特点［8］。根据专家打分及计算，最终计算结果见表1。

表1 层次分析法计算结果Tab.1 Results calculated by AHP

4.4 综合得分

用线性加权法对城市 (区域)各指标得分进行加权计算，计算公式为:

5 实例

5.1 服务半径的计算

本文于2009年12月14日早晨8∶00～9∶00以及下午5∶00～6∶00，组织60名调查人员对南京市主城区的公交站台乘客进行抽样调查，公交站台采取分层抽样法，保证居住小区、商业区、办公区、混合区的公交站台各占四分之一的比例。调查问卷共3 000份，其中有效问卷2 865份，无效问卷135份，问卷有效率为95.5%。

根据调查结果，95%的乘客认为最大的步行时间要控制在15min以内，即步行距离在900m的范围内，根据计算，即最大服务半径应控制在718m之内。而南京市主城区公交乘客95%步行时间也为15min，即现有的最大公交服务半径正好为718m。

57%的南京市公交乘客的平均步行距离为300m，即南京市公交服务半径的平均水平为240m，75%乘客步行时间为9min，换算步行距离为540m，此时的服务半径约为431m，将以上数据与规范中的标准相比，说明目前南京市主城区步行距离呈现两极分化的现象，近距离的乘客距离很近，但远距离的乘客显得偏远。

根据公交基础设施的调查数据，南京市主城区现有公交车辆4 310标台，公交平均行驶速度为15.3km/h，南京市主城区面积260km2，主城区公交线路重复系数为4.34，行人步行速度为1m/s，公交停靠站一般停靠时间为25s，乘客平均乘距为5.61km，根据最佳公交线网密度和最佳公交站台间距的计算公式，其计算结果分别为3.29km/km2和0.59km。

则最佳公交服务半径为r0=0.199km，即平均公交服务半径应为199m，取整200m。相当于空间直线步行时间为3.5min。

5.2 服务水平评价

对南京市公交现状水平进行打分，南京市主城区公交车拥有率约为17标台/万人，公交线网密度约为1.89km/km，公交线路重复系数为4.34，公交站台间距约为0.62km，公交车行车准点率为80%，公交车满载率为82%，各个指标C1(公交车拥有率)、C2(公交线网密度)、C3(公交线路重复系数)、C4(公交站台间距)、C5(公交车行车准点率)、C6(公交车满载率)的得分分别为:96、78、75、86、80 和78。

根据粗糙集综合评价法，南京市目前公交服务的总体水平为80.757;根据传统的层次分析法，南京市公交服务水平总体得分为81.245。两种方法计算结果均为81分，说明南京市目前的公交服务水平良好。

6 结束语

公共交通是解决城市交通拥挤、能源紧缺、环境污染的根本措施，公交服务半径是评价乘客乘坐公交便利性的一个重要指标，同时它也能反映一个城市或地区公交服务的水平。本文建立的理想公交服务半径计算模型和最大服务半径计算模型，不仅是城市建设或调整公交的依据，也可用于城市内部片区的研究，同样，它不仅适合地面常规公交，也适用于BRT快速公交和地铁服务半径研究。

［1］ Akron metropolitan area transportation study.Transit Coverage and Performance Report，2007(9).

［2］冯树民，李松龄，裴玉龙.人行过街设施的服务半径［J］.哈尔滨工业大学学报，2009，13(5):77 －80.

［3］陈启新，潘家鸿.关于公交车站服务面积的覆盖率［J］.城市公共交通，2002，4(2)17 －18.

［4］李大龙.快速公交站点吸引区域的研究［D］.淄博:山东理工大学，2005.

［5］王 炜，杨新苗，陈学武.城市公共交通系统能个规划方法与管理技术［M］.北京:科学出版社，2002.

［6］葛宏伟.城市公交停靠站点交通影响分析及优化技术研究［D］. 南京:东南大学，2006.

［7］张喜成，汪江洪.粗糙集综合评价法在公交服务水平评价中的应用［J］. 决策参考，2006，7(2):46－48.

［8］孙 伟.城市道路交通安全评价［D］.南京:南京林业大学，2007.

［9］邵祖峰.道路交通事故黑点路段整改措施及其确定方法［J］.森林工程，2008，24(5):39 －42.