城市常规公交线路调整优化方法

李爱增，吴冰花

(河南城建学院 土木与交通工程学院，河南 平顶山 467036)



城市常规公交线路调整优化方法

李爱增，吴冰花

(河南城建学院 土木与交通工程学院，河南 平顶山 467036)

从线路技术指标及性质定位方面分析城市常规公交线路存在的主要问题，提出线路调整优化的11条原则。分析城市公交线路的技术指标和效益指标，选择调整优化线路。对调整优化线路从线路客流分担率、复线系数-客流量关系图、平均满载率调整值-复线系数关系图进行综合分析，选择待调整优化站点。考虑现状场站布局、线路布设、线网密度、客流分布对待调整线路进行调整优化，对于具有多重性质的线路可对其进行适当拆分并合理调整。实例应用表明，该方法操作方便，提高了调整线路及整个线网的运行质量。

常规公交线路；调整优化；技术指标；效益指标；客流分担率；公交站点

随着城市交通问题的日益突出，各城市都把大力发展公共交通作为缓解城市交通拥堵的重要措施之一。然而由于种种原因，目前各城市的常规公交线路布设不合理，出现了公交线路运行质量差、公共交通服务水平低等问题。如何在现状的场站设施、公交线网的基础上对常规公交线路进行调整优化成为提高公交服务水平、提升公交运行效益的重要措施之一。对于常规公交线路的调整，现有研究较多结合轨道交通线路进行。广大学者分别从轨道交通平行线路[1]、轨道交通沿线[2-4]、轨道交通走廊[5-6]、轨道交通影响区域[7-8]等轨道交通不同的影响范围对常规公交线路的调整方法进行了研究。对于没有轨道交通的城市，有学者针对具体城市的公交特征构建模型进行研究[9-11]，也有学者构建模型采用蚁群算法等进行优化分析[12-14]，还有学者采用GIS技术[15]或利用出租车GPS数据[16]研究城市常规公交线路的调整方法。

本文基于我国城市常规公交运行现状，对公交线路存在的常见问题进行分析，并从技术层面提出一套操作性强的常规公交线路调整优化方法，即为公交企业线路调整提供参考，也为研究人员的理论分析提供依据。

1　城市常规公交线路问题分析

分析城市常规公交线路运行现状，存在的主要问题如下：

(1)线路长度过长

《城市道路交通规划设计规范》规定[17]：市区公共汽车主要线路的长度宜为8～12 km。公交线路长度与城市规模、城市形态、城市居民的平均乘距等因素有关，对于中小城市，下限可适当放宽；对于特大城市及明显的带状城市，上限可适当放宽。公交线路过长会带来线路客流分布不均衡，发车频率难以协调，线路效益低等问题。现状公交线路布设中，部分城市的一些线路长度过长，横穿城市大部分区域，有的甚至贯穿市区及郊区，带来了一些问题。

(2)线路非直线系数过大

线路非直线系数反映线路的弯曲程度，也反映乘客出行时间的长短。非直线系数过大会影响乘客对于公交线路的选择。为保证乘客出行的绕行距离不是太大，提高公交线路的吸引力，《城市道路交通规划设计规范》规定[17]：公共交通线路非直线系数不应大于1.4。现状调查中，有的城市部分公交线路非直线系数过大，影响了居民对于公交线路的选择。

(3)道路复线系数过大

考虑到公交线路分布的均匀性、站点覆盖率、站点各线路的客流分担率、站点停靠能力等，一条道路的复线系数一般不超过3～5，主干道不应超过8[18-19]。现状调查中，有的城市道路复线系数过大，尤其是商业区，带来了一系列问题。

(4)线路性质定位不清

现状公交线路布设中，有的线路性质复杂，具有多重功能。例如公交线路中城乡路段和城市路段的重合、旅游路段和普通路段的重合、交通枢纽连接段和普通路段的重合等。由于不同性质路段的客流其出行强度不同、时间价值不同、出行需求不同、出行心理不同，会造成发车频率难以协调、车辆等级难以一致、票价难以统一等一系列问题。

2　城市常规公交线路调整优化原则

城市常规公交线路调整优化是基于现状的场站设施、线路布设、道路条件、客流需求所进行的调整。目的是使公交线路布局合理、指标满足要求、方便居民出行。在进行线路调整时需遵循11个原则：满足不同线路居民的出行目的要求；与各线路的设置初衷尽可能一致；满足各线路的非直线系数约束；满足各线路的线路长度约束；考虑公交停靠站的通行能力约束；尽可能减少途经站点的复线系数；尽可能提高公交服务面积，提高站点覆盖率；尊重居民出行习惯，尽可能与原路线方向一致；考虑线路性质的一致性合理调整；与城市及城乡道路系统相协调；适应并能促进城市和城市用地布局的发展。

3　城市常规公交线路调整优化技术

3.1调整优化线路选择

对于调整优化线路的选择可以从线路技术指标和效益指标两个层面进行分析。

(1)技术指标分析

技术指标层面可以从线路长度、非直线系数、道路复线系数、线网覆盖率、线路分担率等方面进行分析。可以选择线路长度过长、非直线系数过大、道路及站点线路重复严重、区域线路密集、站点客流分担率低的线路进行调整。

(2)效益指标分析

对于每条线路，计算近期线路总收入和线路总运行里程的比，以该比值作为每条线路的效益评价指标。该效益指标可以从经济方面反应线路的运行质量，可以选择那些效益指标较低的线路作为调整对象。

结合线路的技术指标和效益指标可确定城市常规公交线网中需要调整优化的线路。

3.2调整优化站点选择

调整优化站点的选择可以从以下几个方面进行分析：

(1)站点客流分担率

对调整优化线路沿线站点的客流状况进行调查，并对线路重复严重站点各通过线路的客流分担率进行调查。选择沿线站点客流量小、线路重复严重，并且待调整线路客流分担率较低的那些站点作为调整对象。

(2)复线系数-客流量关系图

统计调整线路沿线站点的复线系数，结合调整线路沿线站点的客流分布，绘制调整线路沿线站点的复线系数-客流量关系图。从该关系图中，选择那些站点复线系数大，上下客客流量少的站点作为调整对象。以平顶山市22路公交车为例，各站点复线系数-客流量关系图如图1所示。图1中，可选择那些复线系数柱状较高、上下客人数柱状较低的站点作为调整对象。

图1　站点复线系数-客流量关系图

(3)平均满载率调整值-复线系数关系图

调查调整线路各站点上下客后的平均满载率，绘制各站点双向平均满载率调整值(为了使平均满载率与复线系数在同一张图中进行对比，可将各站点的平均满载率乘以同一系数进行放大)与复线系数的关系图。选择那些站点复线系数大，平均满载率调整值小的站点作为调整对象。以平顶山市22路公交车为例，两方向平均满载率调整值-复线系数关系图如图2所示。图2中，可选择那些复线系数柱状较高、两方向平均满载率调整值柱状较低的站点作为调整对象。

图2　两方向平均满载率调整值-复线系数关系图

综合平均满载率调整值-复线系数关系图和复线系数-客流量关系图，再结合站点的客流分担率，可以比较明显地看出需调整优化的站点。

3.3调整优化线路拆分

根据单因子污染指数、多因子综合污染指数的计算公式，以农用地土壤环境质量标准为评价标准，分别计算出金石锰矿周边土壤重金属元素的污染指数，结果见表2。矿区周边土壤重金属的综合污染指数最高达10.32，属于重污染，说明该矿区局部区域土壤重金属污染严重。从单因子污染指数(Pi)来看，Mn的污染指数最高，4个采样点达了重污染程度，其污染指数最高达14.35，该区域土壤Mn污染比较严重；Cd仅有一个采样点污染指数达到重污染程度，存在局部污染；Zn、Pb、Cu污染指数均小于2，属于轻度污染。Cr、Ni污染指数均小于1，属于清洁。各元素污染指数的大小排序为Mn> Cd> Pb> Zn> Cu> Ni>Cr。

同一条公交线路如果既有城市路段又有城乡路段、既有旅游路段又有普通路段、既有交通枢纽连接段又有普通路段，会带来一系列问题。例如，同一条线路既有城市路段又有城乡路段：第一，由于途经区域城市和城乡客流量差异较大，造成客流在整个运行区间上分布不均匀，造成部分路段运力资源浪费；第二，由于城市客流大于城乡客流，整条线路的发车频率难以协调；第三，车型上，按城市客流需要配置大型客车，按城乡客流可以配置中型客车；第四，车辆等级及票价上，城市客流要求等级较高的公交车辆，也能够接受相对较高的票价；第五，城市乘客时间价值较高，不能忍受较长的候车时间。因此，在进行线路调整优化时应尽可能将不同性质的路段进行拆分。通过线路拆分可以实现线路客流均匀、车型选择灵活、发车频率科学、票价制定合理、乘客出行快捷。

3.4调整优化总体思路

对于调整优化线路，考虑上述调整优化站点和线路拆分原则，从线路长度、非直线系数、线路重复系数、线网密度等技术指标入手，结合其他区域线路布设、客流需求、客流流向、道路条件，再综合考虑现状场站布局、原有线路走向对拟调整优化线路进行调整。调整后要使各调整线路的技术指标满足或基本满足要求，线路重复严重区域的技术指标有所下降，整个公交线网的运行效益有所提高，整个公交系统的服务水平有所提升。

4　实例分析

4.1平顶山市城市布局状况

以平顶山市常规公交线路调整为例。平顶山市的城市布局状况如图3所示。目前，平顶山市基本形成了带状组图式的城市结构。

4.2平顶山市公交线路调整

平顶山市公共交通总公司共有5个分公司，运营线路47条，线路总里程646.5 km，场站设施6处(分别位于5个分公司及总公司所在地)。根据市民及公交公司内部员工调查意见、线路运行技术指标和各线路的效益指标共确定10条线路为调整优化的重点。10条线路中，7条线路为调整线路，分别为9、10、14、19、22、37和40路；1条为恢复线路，为4路；两条为延伸线路，分别为24和30路。另外，线路调整过程中，根据30路的具体情况，对11路和30路一并进行了调整，最后实际调整的公交线路条数为11条。

图3　平顶山市城市布局图

线路调整前，对市民及公交公司内部员工进行了问卷调查，并对11条线路的基本技术指标及7条调整线路的线路客流及运营车速状况、乘客出行决策情况、线路重复严重站点各线路的客流分担率状况进行了调查，线路调整过程中还利用了《平顶山市公共交通专项规划(2010-2020)》的OD调查结果。

按照上述公交线路调整优化原则及分析技术对该11条线路进行调整，调整前后的线路基本情况如表1所示。

表1　线路调整前后基本情况

续表

由表1可见：调整后各线路的非直线系数均满足要求。调整后，南北走向的37和40路的线路长度小于8 km，东西走向的4、30和11路的线路长度大于12 km。由于平顶山市城市布局总体来说呈东西走向的带状结构，因此南北走向的个别线路长度较短，东西走向的个别线路长度较长也符合平顶山市的城市特征。调整完毕后，大部分调整线路沿线站点的复线系数均小于8，个别线路有大于8的站点，一方面是因为这些站点位于城市客运枢纽处，有较多的公交线路通过。另外，本次调整只针对11条线路进行，以后随着其他公交线路的调整优化，线路重复状况会进一步改善。调整完毕后，各公交线路性质单一，有利于公交线路的运营组织和效益提高。

线路调整后，除了调整线路自身的站点复线系数基本满足要求外，对于其他线路重复严重的路段，其站点复线系数也有不同程度的下降，具体情况如表2所示。线路调整后，其他公交线路薄弱地区的公交线网密度有所提升，原有线路重复严重路段其他公交线路的客流分担率有所提高，能够提升整个公交系统的服务水平和运行效益。

5　结语

针对轨道交通影响范围以外以及没有轨道交通的城市常规公交线路调整方法进行研究，提出易于操作的线路调整技术，对于公交企业技术人员线路调整及相关学者研究具有参考价值。论文分析我国城市常规公交线路存在的主要问题，提出调整优化的基本原则。对于具体城市给出了调整优化线路的选择依据及拟调整站点的选择方法，并给出了线路调整优化的措施，对于具有多重性质的公交线路也提出了调整优化的方法。实例分析表明，文中所提方法操作方便，效果良好，提高了公交线路的运行质量。

表2　线路重复严重路段站点复线系数变化情况

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Adjustment and optimization of urban conventional bus routes

LI Ai-zeng,WU Bing-hua

(SchoolofCivilEngineeringandTransportationEngineering,HenanUniversityofUrbanConstruction,Pingdingshan467036,China)

This article analyzes the main problems in the urban conventional bus routes from the line technical indicators and the nature orientation,and puts forward 11 principles of the optimization of the line adjustment.The technical indicators and efficiency indicators are analyzed,on which the adjustment and optimization of the line are selected.A comprehensive analysis is made based on passenger-flow percentages,double line coefficient and the distribution rate of passenger flows diagram and the average load ratio adjustment value-line coefficient diagram to adjust and optimize the lines.The adjustment and optimization are performed considering the status of station layout,lines layout and density,flow distribution,and for multiple lines with multi-functions can be appropriately adjusted.The practical project shows that this method is easy to operate and improves the quality of inter-city transportation.

conventional bus routes;adjustment and optimization;technical index;benefit index;passenger-flow percentages;bus stop

2016-04-21

国家自然科学基金项目(61573098，50978057)

李爱增(1972—)，男，河南汝州人，博士，副教授。

1674-7046(2016)05-0045-08

10.14140/j.cnki.hncjxb.2016.05.009

U491.1

A