一种基于县域城乡客运公交化改造的公交时刻表编制方法

朱　荣，徐双应，韩万里，朱守胜（长安大学汽车学院，陕西 西安 710064）

一种基于县域城乡客运公交化改造的公交时刻表编制方法

朱荣，徐双应，韩万里，朱守胜
（长安大学汽车学院，陕西 西安 710064）

为进一步协调县域城乡客运公交化改造与公交高效化运营之间的关系，合理确定城乡客运公交化改造后的公交时刻表至关重要。以县域城乡客运公交化改造为研究对象，提出了一种适合城乡客运公交化改造的公交时刻表编制方法。通过人工调查法获取客流信息，建立客流处理模型，获得最大断面客流量等信息。在此基础上，运用客流需求法建立数学模型，求得发车时间间隔并优化。最后，通过比较验证获得最终的公交时刻表。以池河至石泉客运班线公交化改造为例，改造后的公交时刻表极大地方便了沿线居民的出行，从而证明该时刻表具有较好的可行性。

县域城乡客运；公交化改造；公交时刻表；客流量；发车时间间隔

0　引言

交通运输部在2013年工作报告中明确提出：“积极推动城市公共交通线路向城市周边延伸；有条件的地区对城市周边农村客运班线实施公交化改造，努力扩大城市公共交通服务广度，增加服务深度；稳步推进毗邻城市之间距离适中、客流量大的道路客运班线公交化改造，加强与城市公共交通的接驳换乘。”在国家及交通运输部的政策规章指导下，城乡客运公交化改造在全国各地已经得到普遍开展。而我国县域条件受限且县域地区众多，县域城乡客运公交化改造后，线路时刻表的编制显得尤为重要。公交运营时刻表的编制是城乡客运公交化改造成功与否的重要参考指标之一。科学合理的公交时刻表既能高效快捷的服务于广大沿线民众，又能为公交运营企业节省运营成本。

国外在公交时刻表编制和客流量预测方面的研究比较成熟，但研究局限于城域客运。在国内，公交时刻表分析研究开始的比较晚，但也已经有很多学者在时刻表方面进行了大量研究：杨柳[1]、肖挺[2]等通过对客流进行统计和分析，进而编制时刻表，但缺乏实证研究；牛学勤[3]、覃运梅[4]等通过设置约束条件，建立模型，从而优化公交时刻表，但仍缺乏实证研究；陈石[5]、张学玮[6]、李发智[7]等通过对一些目标进行分析，建立模型，确定发车时间间隔，并进行了实证检验。纵观国内外关于公交时刻表方面的研究情况来看，城市公交时刻表的研究应用越来越成熟，但我国县域条件下的城乡客运一体化公交时刻表研究基本属于空白。结合目前国内县域公交运营情况来看，一般城乡客运公交时刻表编制方法主要有两种：一是根据现有车辆数和经验发车，在起点站拉到一定人数后发车，然后沿线路捡人；二是根据车辆数来计算，一般是用小时除以车辆数，然后每辆车按这个时间来发车，发车间隔时间=线路单程所需时间÷[(配车数-2)÷2]。第一种方法虽然能保证车辆的满载率，但没有固定的发车时间，既不便于公交企业的运营管理又不便于沿线民众的出行。第二种方法虽然有固定的发车时间，便于公交企业统一的运营管理，但没有具体客流量的统计，不能确保能否方便快捷的满足沿线民众的出行。笔者在结合已有的城乡客运公交时刻表编制方法和城市公交时刻表编制方法的基础上，提出了一种适合县域城乡客运公交化改造的公交时刻表编制方法。

1　公交时刻表编制方法

1.1客流量的获取与处理

进行城乡客运公交化改造，调查的客流量信息都是从改造前客运班线运营时获得的，因此这些调查的客流信息获得后还需进行处理，才能满足改造后的公交时刻表编制需求。

1.1.1客流量调查方法

根据现有技术水平，公交客流调查方法主要分为两大类，即人工调查法和先进技术调查法。人工调查法主要包括：跟车调查、驻站调查，问询调查，月票调查；先进技术调查法主要包括：IC卡数据采集、自动计数系统[8-10]。鉴于城乡客运条件的制约，城乡客运客流量的获取只能采用人工调查法。县域条件尤其受限，只能通过人工调查法获得客流量信息。该编制方法需要的客流量信息主要有单车载客量、线路日客运量和日发车班次等。

1.1.2客流情况分析

通过对获得的客流量信息进行分析，获得该线路的日客流量、年客流量、年客流高峰月、年客流低谷月、周客流高峰日、周客流低谷日以及客流构成特点等信息。其中，客流构成特点又包括日客流特点、周客流特点、月客流特点和乘客出行的主要目的等。日客流量是指该线路上一天的乘客出行总人次；年客流量是指该线路上一年的乘客出行总人次；年客流高峰月是指一年中，该线路上出现的乘客出行总人次较多的月份；年客流低谷月是指一年中，该线路上出现的乘客出行总人次较少的月份；周客流高峰日是指一周内，该线路上出现日客流量较多的日数；周客流低谷日是指一周内，该线路上出现日客流量较少的日数。

通过分析调查获取的日客流量、年客流高峰月、年客流低谷月、周客流高峰日、周客流低谷日以及相应的客流构成特点，可以确定出年客流量，进而可以确定出年日均客流量。

1.1.3客流量的处理

客流量是制定客运班线公交化后时刻表的主要依据，客流量的分析研究是公交企业和管理者研究的重点。目前对客流信息的处理分析可以从很多方面进行，比如总客流、线路客流、站点客流以及客流时间变化分布、断面客流量、断面客流不均衡度、站点客流量不均衡度、时间客流不均衡度、方向客流不均衡度、全天满载率或高峰满载率等[8]。

对得到的跟车调查数据计算出平均值，某时段第j个站点的下车人数的平均值：

断面客流量是指单位时间内（一般取1h）公交线路通过某两个站点区间的客流量。断面客流量通常用跟车调查的方法获得数据，根据客流量的大小，断面客流量分为高峰小时客流断面和一般的小时客流断面。根据公交行向的不同，断面客流量可分为上行线路断面客流量和下行线路断面客流量。某时段断面客流量的计算方法如下：

式中：Qj为公交线路中第j个断面的某时段客流量；为某车在第j个站点下车的乘客数；为某车在第j个站点上车的乘客数；L为该时段内的发车班次数。

取若干个时段，将调查数据通过以上3个公式进行处理，可得线路各时段的上、下行最大断面客流量。

1.2公交时刻表的编制

时刻表的编制主要是按照线路客流需求的变化情况、公交运营企业配备的车辆数以及计划的服务水平等因素确定线路的发车时间间隔。发车时间间隔是指公交运营调度中，每两辆车发车时间的相对值。它的决定因素包括客流量、车载额定载客量、计划满载率等。作为时刻表编制的基础，首先要进行的工作就是确定发车时间间隔。

发车时间间隔的确定主要有日最大客流断面法、小时最大客流断面法、客流断面方法（跟车调查）之无服务水平评价准则、客流断面方法（跟车调查）之有服务水平评价准则、客流需求法等5种方法[11-14]。前4种方法是Ceder进行多年研究后总结的。前两种是以站点客流调查为基础确定发车时间间隔的方法；后两种是以跟车调查为基础来确定发车时间间隔的方法。第五种方法是

某时段第j个站点的上车人数的平均值Sj：以客流需求为基础确定发车时间间隔，它是现在公交事业管理者经常使用的方法，本文城乡公交时刻表的编制过程中发车时间间隔的确定采用第五种方法。该方法是通过客流需求的分析，从而以满足客流需求为目标来计算公交车发车时间间隔的方法。计算公式如下：

式中：T为按照客流计算的发车间隔；Vi为某高峰小时最大断面客流量；P为车型定员；N为计划满载率。

利用公式（4）计算，可获得客运公交在线路上每个时段的原始发车间隔。

为了在每天低峰期节省乘客的出行时间、使乘客更好地掌握每天的发班时间，同时方便公交公司对运营线路的管理与调度，在借鉴国内成熟的城市公交时刻表安排的同时，考虑城乡客运公交和城市公交的差异性，对以上获得的时刻表进行优化处理。基于以上分析将乘客出行时间分为两个阶段：高峰期和低谷期。根据线路当地具体情况及已计算出的原始发车间隔，分别设置高峰期的发车时间间隔和低谷期的发车时间间隔。因此，可获得优化后的发车时间间隔即为发车时刻表。

1.3公交时刻表的合理性验证

考虑到客运线路沿线中途有乘客上下车，因此单程载客量往往大于额定载客量。通过跟车调查的客流量数据统计分析，获得单程载客量与公交车辆额定载客量的比值n（单程载客量/车辆额定载客量=n）。

将客运线路单车单程额定载客量（n1）×n×经计算获得的日发车班次（n2）所得的结果与调查测得的线路双向日乘客发送量作比较，从而可以证明该时刻表的编制是否具有合理性。

2　实例分析

池河至石泉（陕西省安康市）客运班线改造前主要由个体营业户运营，运营车辆均为8座小型面包车；改造后该线路将由大健公司城市公交分公司（以下简称大建公司）和石泉顺通汽车运输有限公司（以下简称顺通公司）共同经营。池河镇至石泉县客运线路经316国道，全程19km，线路改造后拟设置24个站点。

2.1客流量的获取与处理

2.1.1客流量调查方法

为统计池河至石泉的日发班次，笔者于2014 年8月17日—2014年8月18日通过跟车调查和驻站调查的方法，获得了池河至石泉客流量等数据。

（1）单车载客量调查统计

分别抽取上行（池河至石泉）、下行（石泉至池河）客车14辆，以编号1,2,…,28记之。派人员随车记录各车一趟次的载客数。经统计，上行方向单车平均客运量为6.78人次（相当于满载状态），而下行方向单车平均客运量为6.43人次，方向不平衡系数为68.4%，双向平均单车客运量为5.71人次。

（2）线路客运量统计

根据日发班次数与单班次日乘客人次数，分别可得上行、下行方向的日客运量分别为1 397人次、1 363人次，两项相加即为线路双向客运量，计为2 760人次。

（3）日发班次统计

在调查期间了解到池河至石泉客运班线的营运车辆平均每天最早一趟发班在6：30左右，最晚一趟发班在20：00左右。由于客运市场处于自由经营状态，上行发车次数和下行发班次数不对等。综合两天的现场记录可知，上行平均日发班次可按206次进行估计，下行平均日发班次可按212次进行估计。

2.1.2客流情况分析

通过采访长期从事池河至石泉客运班线经营的个体营业户，获知池河至石泉客运班线的客流情况。考虑到在池河至石泉客运班线调研时间为2014年8月17日（周日）—2014年8月18日（周一），为年客流低峰月及周客流高峰期，因此通过征询长期从事该班线的个体营业户们的意见和建议后，将调查获得的日客流量降低10%后定为年日均客流量。具体客流情况归纳如下：①日客流量为2484人次/日；②年客流量为906660人次/日；③年客流高峰月为1、2、7、12月；④年客流低谷月为3、4、5、6、8、9、10、11月；⑤周客流高峰日为周一、周五、周六、周日；⑥周客流低谷日为周二、周三、周四。

客流构成特点主要包括以下方面。

（1）日客流特点：从池河至石泉每天的客运高峰期在上午；而从石泉至池河每天的客运高峰期在下午。

（2）周客流高峰期特点：主要是学生放假或上学、企业或单位员工休假、病人看病住院、逛街购物等出行引起。

（3）月客流高峰期特点：主要是因过节返乡，外出务工，学生和教师开学、放寒暑假，旅游休假等原因引起。

（4）乘客出行的主要目的：企业或单位工作人员上下班、逛街和走亲访友、看病、办事开会、学生上学放假、教师上班休假、旅游休假等。

2.1.3客流量处理

取14个时段，将调查数据通过式（1）~式（3）进行处理，获得线路各时段的上、下行最大断面客流量，分别如表1、表2所示。

表1　线路各时段上行最大断面客流量（单位：人次）

表2　线路各时段下行最大断面客流量（单位：人次）

2.2公交时刻表编制

由于大健公司购置的车辆额定载客量为19人，而顺通公司购置的车辆额定载客量为15人，因此利用公式（4）对发车间隔进行初步计算时车辆额定载客量取17人、车辆计划满载率为90%。计算可得到新购置的客运公交在池河至石泉线路上每个时段的原始发车间隔，如表3、表4所示。

表3　上行原始单向发车间隔表（单位：min）

表4　下行原始单向发车间隔表（单位：min）

考虑城乡客运公交和城市公交的差异性，对以上获得的时刻表进行优化处理。基于以上分析将乘客出行时间分为两个阶段：高峰期和低谷期。其中：高峰期的发班时间间隔为10min，低谷期的发班时间间隔为15min。

由表2可知，上行乘客的出行高峰期时段近似为7：00—12：00，余下时段均为低谷期；下行的乘客出行高峰期时段近似为8：00—11：00和17：00—19：00，其余时间段均为低谷期。因此可得优化后的发车间隔表，如表5、表6所示。

表5　上行优化后的单向发车间隔表（单位：min）

表6　下行优化后的单向发车间隔表（单位：min）

基于以上分析，得到上行单向发车时刻表如表7所示，下行单向发车时刻表如表8所示。

表7　上行公交线路发车时刻表

表7（续）

表7（续）

表8　下行公交线路发车时刻表

2.3时刻表合理性验证及运作

考虑到池河至石泉沿线中途有乘客上下车，因此单程载客量往往大于额定载客量。通过跟车调查的数据统计分析得知，单程载客量/车辆额定载客量（7人）≈1.3。大健公司的公交客车额定载客量为19人，顺通公司的公交客车额定载客量为15人，取平均值17人作为班线单程额定载客量。则17×1.3×126=2784人。而由调查测得的池河至石泉客运班线双向日乘客发送量为2 760人，因此证明该时刻表的编制具有合理性。

为了避免产生恶性竞争影响乘客的出行和造成不必要的资源浪费，两家公司宜就发车班次问题进行对话协商，每家公司每天发班63趟。根据需要，在特殊时间（如学校开学、放假、国家法定节假日等）适当增加发车班次。

3　结语

在深入了解传统城乡客运发车体系的前提下，

参考城市公交时刻表编制办法，结合我国县域城乡客运特有的特征，编制出了一种适合县域城乡客运公交化改造的公交时刻表编制办法。以池河至石泉客运班线公交化改造为例，证明了该公交时刻表编制办法具有可行性。通过实践证明，该公交时刻表操作简单，适应县域城乡客运公交运营背景，具有较高的科学合理性，可对我国大部分县域城乡客运公交化改造后的公交运营时刻表编制提供参考和借鉴。

[1]杨柳.计算机编制公交行车时刻表方法研究[D].北京：北京工业大学，2008.

[2]肖挺.计算机辅助编制公交行车计划应用研究[D].北京：北京交通大学，2004.

[3]牛学勤，陈茜，王炜.城市公交线路调度发车频率优化模型[J].西安：交通运输工程学报，2003，3（4）：68-72.

[4]覃运梅，王玲玲.基于遗传算法的公交发车间隔模型[J].交通标准化，2009（3）：110-113.

[5]陈石.区域公交时刻表生成的模型与方法研究[D].北京：北京交通大学，2009.

[6]张学炜.集成化的公交运营计划编制方法研究[D].北京：北京交通大学，2008.

[7]李发智，肖蕾，杨东援.公交发车间隔模型研究[J].武汉理工大学学报：交通科学与工程版，2013，37（1）：92-97.

[8]周鑫博.道路客运公交化运营客流量预测与时刻表编制[D].西安：长安大学，2014.

[9]肖华刚.基于客流数据挖掘的公交时刻表的研究[D].北京：北京交通大学，2010.

[10]凌海兰.城市群城际道路客运公交化研究[D].西安：长安大学，2012.

[11]刘欢.公交线路行车时刻表编制技术[D].南京：东南大学，2009.

[12]刘环宇.基于可靠性的公交时刻表优化设计研究[D].北京：北京交通大学，2010.

[13]孙爱充.公交客流预测方法研究[J].城市交通，1999 （6）：32-33.

[14]Abkowitz M,Josef R,Tozzi J and Driscoll M K.Operational Feasibility of Timed Transfer in Transit Systems[J].Journal of Transportation Engineering,1987,113(2),168-177.

ABus Timetable Compilation Method Based on Bus Reform of County-Rural Public Passenger Transport

ZHU Rong,XU Shuang-ying,HAN Wan-li,ZHU Shou-sheng
(School of Automobile,Chang′an University,Xi′an 710064,China)

In order to further coordinate the relationship between the bus reform of county-rural public passenger transport and the efficient operation of bus,it is essential to deciding reasonable bus timetable after urban and rural bus reform of public passenger transport.Taking bus reform of county-rural public passenger transport as the research object,a bus timetable compilation method suitable for bus reform of county-rural public passenger transport was put forward.Through artificial survey method for obtaining passenger flow information,passenger flow processing model was established,the maximum cross sec⁃tion traffic information was achieved.On this basis,using the method of traffic demand to set up mathe⁃matical model,the time intervals of the buses departure were obtained and optimized.Finally,the final bus timetable was obtained by comparison and validation.Taking bus reform of Chihe to Shiquan as an example,the bus timetable after reform provides great convenience for residents along the line,which proves the timetable has good feasibility.

county-rural public passenger transport;bus reform;bus timetable;passenger flow; time intervals of bus departure

U492.22

A

2095-9931（2015）02-0065-06

10.16503/j.cnki.2095-9931.2015.02.012

2014-11-28

朱荣（1991—），男，湖北黄冈人，硕士研究生，研究方向为交通运输规划。E-mail：519041127@qq.com。