重庆公交线网布局优化方法研究

华雯婷，谭云峰，焦海贤

(1.青岛理工大学交通运输学院，山东青岛 266520;2.重庆交通大学 交通运输学院，重庆 400074)

0 引言

随着我国经济社会和汽车产业的迅猛发展，多数城市的基础设施建设严重滞后于社会经济的发展，致使许多城市的道路交通面临着前所未有的压力。特别是在重庆，这种典型的“山城”、“江城”环境中，由于受到两江阻隔，城市道路的地形复杂，道路网络性差，基础设施不完善，目前重庆主城区的道路交通状况与“畅通城市”的目标还有很大的距离。为了推进重庆市“畅通城市”的建设，满足日益增长的交通需求，优先发展公共交通是解决重庆市主城区交通问题的一个有效途径，而合理的公交线网规划对于缩短居民出行时间、均衡公交客流、增强公交吸引力等方面具有非常重要的意义。

目前国内城市现有的公交线网布局方法，虽然在一定程度上满足了居民公交出行的需求，但由于许多城市的公交线网布局模式不适应当前城市结构特征，导致线路层次不明、功能不分，线路与站场站点不匹配，一定程度上制约了城市公共交通功能的发挥，致使居民日益增长的公交出行需求与现有公交供给能力和水平之间的矛盾日益扩大。因此，建立符合重庆市主城区道路网络结构特点的公交线网布局模式，提出实现该布局模式的公交线网优化方法，有效利用和合理布设公交线路，充分挖掘公共交通潜力，对缓解城市道路交通压力，改善道路交通环境，提升重庆直辖市的公交系统形象和整体服务水平有着积极地推动作用。

1 公交线网布局方法分析

目前，常用的公交线网布局方法通常的研究大体上可分为三种方法:

(1)以公交网络总的出行时间、出行距离，或者总的直达客流量最大等为目标，运用数学规划理论和方法将线网优化归结为一个求最优解的问题。

(2)采用单条线路的优化方法，即“逐条布设，优化成网”方法，通过设立评价指标对现行公交网络评价，在征求专家建议的基础上调整网络，改善网络性能，达到优化网络布局的目的。

(3)结合现状公交线网的启发式逐步优化法，该方法首先考虑保留现状公交线路中的合理部分，进行客流的预分配，然后对剩余OD量按逐条布设方法布线，最后通过客流网络分配及一系列检验来局部调整线路，达到公交线网的布局优化。

国内外有关公交线网布设方法的研究较多，从开展角度来看，可以分为定量方面的研究和定性方面的研究。定量方面的研究主要是运用数学规划理论和方法建立优化模型，通过模型求解，最终得出优化的公交线网，但这种方法往往解法复杂，比较难以应用于实际操作中;而一些定性的方法虽然得到了广泛的应用，但是在某些方面有待改进。为此，本文提出针对城市地域特点和道路交通功能的“多层次、多中心、多目标”公交线网布局模式，并对其程序算法进行研究，以实现公交线网的优化布局。

2 公交线网优化布局模式

重庆市主城区被两江、多山分割，形成九大行政区，各组团、片区间因河流、山脉的阻隔，分布较为离散，桥隧众多、道路坡陡弯急、空间狭窄、自由式的城市道路网，构成了复杂的交通环境。“多层次、多中心、多目标”公交线网布局优化模式(简称“三多模式”)从上述道路条件出发，将整个城市的公交线网布局问题划分为三个层次进行。

第一层次:对城市内部组团间主干公交线网资源进行优化布局，打造快速、大容量的主干公交线网，形成组团区域间的公交走廊和联系多中心的公交线网主动脉。第一层次线网线路主要承担大型客流集散点之间、各组团之间的交通连接，线路沿主要客运走廊、大中型客流集散点和大中型居民区设置，具有速度快、发车频率高、服务水平好等特点，主要满足中长距离的居民出行要求。

第二层次:对组团内部次干公交线网资源进行优化布局，做到更好地满足区域内部居民各种出行需求，对第一层次线网起到补充作用，能够为第一层次线网内的客流集散提供最优的服务。第二层次线网线路深入到各居住区及组团，服务水平次之，主要承担中短距离的居民出行。

第三层次:对组团内支线公交线网资源进行优化布局，为组团内各片区居民日常出行提供人性化服务，提高公交线网覆盖率和可达性，改善相对独立的居住环境，为第一层次或第二层次提供优质的客流服务。第三层次线网线路连接居民区及换乘枢纽、第一层次线网线路与第二层次线网线路的公交站点，主要目的是减少出行时的步行距离，实现真正意义上的零换乘。线路布设于中小街道，主要承担短距离的居民出行。“三多模式”功能结构如图1所示。

三个层次分别设定公交线网资源优化目标和约束条件，体现宏观、中观和微观特性。通过对主城区各组团公交线网资源的优化布局，并与相邻区域、组团及主城区整体公交线网的综合协调，使公交线网的布局结构既体现局部特性又不失整体和谐。“三多模式”的实施，首先根据重庆市目前所处发展阶段与发展趋势、城市用地形态，以及城市主要客运走廊确定了第一层次公交线网，然后补充设置第二层次线网，最后布设第三层次线网以填补公交服务的空白区域。“三多模式”有利于公交线路的功能划分与定位，有利于公交车型的合理配置，有利于促进公交管理体制的改革，有利于提高地面公交与其他公交方式的接驳能力以及公交系统的整体效率。

3 公交线网资源优化算法

公交线网布局按自上而下多层次、多中心、多目标进行优化，考虑不同层次之间的功能衔接与补充，服从不同区域之间的路网特点，逐级进行公交线网的布局优化。再自下而上进行协调与综合，取长补短、相互映证，从而得到最优的公交线网资源优化方案。

公交线网总体优化，旨在使公交线网运载的客流量最大，乘客总的出行时间最小，使公交网络客流效益最优。本文以公交线网现状为基础，以预测公交OD出行分布量为依据，为相关企业部门的专业意见为辅助，首先拟定公交线路备选方案;然后构造启发交互式算法寻求公交线网优化方案;最后对公交线网截面流量进行均衡性检验，不断调整优化方案，最终实现公交线网整体优化。“三多模式”优化算法流程图如图2所示。

图1 “三多模式”功能结构图

图2 “三多模式”程序算法结构流程图

4 结语

城市交通在现代化都市中占有极其重要的地位，城市公共交通是城市交通的重要组成部分。城市公共交通状况往往体现一个城市的经济发达程度、城市规划建设和管理水平，是精神文明的重要窗口。“便捷、高效、舒适、安全”的公交系统将给城市社会经济的发展创造良好的交通环境。本文提出的“三多模式”是根据重庆的城市定位、功能布局、地形、道路资源和交通特点，具有针对性的城市公交线网优化布局方法，能够充分挖掘主城区公共交通潜力，增强公交吸引力，提高公交服务质量与水平。通过方法和理念上的创新，对同类城市的公交线网规划的制定，具有一定的参考价值和指导借鉴意义。

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