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1、有关城市公共交通线网规划的实践探索【摘要】近年来国内各大中城市都在进行大规模的新城、新区（统称城市新区）建设，本文在明确了城市新区的概念及交通特征的基础上，提出了面向城市新区的公共交通线网规划原则及方法，并综合运用多种手段确定了城市新区主要的公交走廊和公共交通体系结构。在客流分配环节采用了考虑广义成本和车内外拥堵的多模式公交分配技术，最终通过一整套指标来评价规划效果，该理论和方法在上海临港新城的公共交通规划中取得了良好的效果。1.前言对于城市新区的定义，目前还没有一个比较科学、统一、完整的论述，城市新区的内涵也随着城市的发展不断充实调整。可以对城市新区作如下定义：在城市化过程中，随着大城市空间
2、的扩张，而有计划地在距大城市中心市区一定距离的外围地区，依托一定资源，经过全面规划而新建的具有城市规模、密度和相对明确发展界限的集中化区域。城市新区在本质上是一种城市功能的综合开发，在形式上则表现为地域位置独立的城市区域。城市新区公共交通规划的原则主要凝练为以下两点：（1）建设包含轨道交通在内的公交快线体系，使之成为公共客运的骨架，充分重视轨道交通接运公交线路规划，扩大轨道交通方式的吸引范围；在轨道交通建设未成规模时，常规公交仍将是新城公共客运交通的主体，从换乘枢纽入手，进行城市新区的常规公交线网规划。（2）线路走向尽量与主要客流方向一致，在主要客流集散点之间尽可能开辟直达公交线路，使乘客总换
3、乘次数最少，并尽可能按最短距离布设线路；均匀分布新区的线路，尽量消除公交空白区，及时加密新开辟小区的公交线网，提高公交系统的覆盖率和服务质量。2.城市新区公共交通规划方法2.1城市新区公交需求特点分析1)公交出行需求总量大，交通压力日趋严重从城市空间发展战略来分析，要构筑面向区域综合发展的城市空间结构，就要改变以中心城为核心的单中心空间格局，使中心城与新区协调发展。实现上述城市空间发展战略的首要任务是优先发展公共交通，强化新区与中心城的交通联系，由此导致新区与中心城的长距离对外公交需求大幅度增加。另外，从人口特征方面来看，城市新区人口规模增大，导致公交需求增加。例如，临港新城原规划人口30万，
4、现规划人口60万，人口规模的增大直接影响了新区的交通生成量，增加了公交出行需求。2)出行距离和出行目的多样化，越来越接近城市公共交通的需求。随着城市新区的发展以及新用地的开发，人口流动性不断增强，居民出行范围和频率不断增大。通勤出行（上班、上学）和弹性出行（购物、娱乐、探亲访友等）等不同目的的出行也需要多样化的公共交通方式。3)新城公交客流方向发生变化按照城市群的理论，卫星城时期更多表现出城市聚集阶段的特征，在这个阶段，由于中心城的资源和发展优势，吸引了周边卫星城的人流汇集，使工作性客流呈现单向往返式，闲暇性客流呈现双向往返式。新城时期则更多的表现出城市扩散阶段的特征，在这个阶段，新城具有很强
5、的独立性，相应地表现出很强的吸引力和凝聚力，即对中心城的反磁力能力，由此新城客流方向产生变化，工作性客流和闲暇性客流都呈双向往返式。2.2城市新区的公共交通网络体系城市新区的公共交通规划，与建成区的差异主要体现在以下几个方面：在对外公交线网方面，城市新区更强调与老城区以及其他区域的联系，联系方式主要由轨道交通和公交快线承担；在对内公交线网方面，城市新区比老城区更加注重层次和功能的划分，等级化分工更加明确，更能自成体系，主要由公交普线和公交支线承担。因此，城市新区所需要的应该是一个多层次的公共交通网络，是在老城区与新区之间和新区内部形成的、由各等级公交线网和公交节点有机组合在一起的综合的、系统的
6、公交网络体系。1)轨道交通轨道交通具有快速、准点、大容量、舒适等特点，并且运费较低。为加强新区与老城区以及其他区域的联系，轨道交通将成为城市新区公交系统的骨干，布设在客流密集的客运走廊上，满足居民中长距离的出行需求。而且，轨道交通还将作为引导新区发展、促进新区土地使用布局的优化调整、实现新区理性增长的重要手段。2)公交快线采用（快速公交系统BRT）或大站快车的运输组织方式，沟通新区客运枢纽以及大型客流集散中心，主要服务于新城对外客运交通和各功能区之间的联系，具有速度快、发车频率高、服务水平好等特点。线路沿大中型集散点、大中型居民区设置。线路长度一般大于15km，运送速度不低于25km/h，平均
7、站距约1km。3)公交普线采用中等站距提供方便的服务，车型以单机车为主，主要服务于新区组团之间以及市中心和片区中心的中距离客运出行，并通过各级枢纽向轨道交通和公交快线输送客源。线路长度在8km15km之间，运送速度在20km/h25km/h之间，平均站距在0.5km0.8km之间。4)公交支线支线系统服务于新区各组团内部的交通出行，与公交主干线、次干线衔接，起到填补中小街道线路空白、加密线网的作用。另外，公交支线还可以减少使用者步行距离、实现真正意义上的零换乘，从而提高公交吸引力。线路长度一般小于8km，运送速度在10km/h15km/h之间，平均站距在0.3km0.5km之间。2.3公交走廊
8、的确定方法城市公交走廊为在某一地域内连接主要公交客流发源地，有共同流向的公交运输骨干线路。公交走廊沿线具有良好的交通可达性，导致高密度住宅区、商业、公共设施沿线开发，提供了众多的就业岗位，同时吸引了数量庞大的弹性出行。因此合理判定公交客流走廊是城市空间拓展、用地布局优化的基础。公交走廊的确定方法主要有四种，包括经验判断法、两步聚类法、出行期望图法和交通分配法。1)经验判断法根据城市人口与就业岗位分布情况，设定影响范围，通过对线网覆盖率的判断来确定线路走向。这种方法较为简单，只需将人口与岗位分摊到交通小区中并打印出来相应的人口与就业岗位分布图，在此图上根据经验判断出线路走向。这种方法目前使用较多
9、，但仅考虑了人口密度的分布情况，忽视了居民出行行为的不同。2)两步聚类法以城市客流OD数据为研究对象，运用动态聚类和系统聚类相结合的方法，将不同OD对之间的流量进行合并，确定城市交通走廊的位置和大小。该方法过程繁琐，对所有的OD对进行了合并处理，合并原则采用物理学中的力多边形法，这样得到的交通走廊可能并不能完全体现实际客流的空间集聚情况。3)交通分配法根据规划年出行预测得到远期全人口、全方式OD矩阵，借鉴小汽车全有全无分配的方法，将远期OD矩阵按距离最短路分配到远期路网上。参照各种公共交通方式的运量指标，通过分配结果确定最便捷的公共交通廊道，并根据实地情况布设相应线路。这种方法从客流需求出发，
10、过程简捷明了，目前得到了广泛的应用。最终结合以上三种方法，以公共交通单向客运能力为依据，确定了临港新城的公共交通体系构成和线网布设情况。3.考虑广义成本及车内外拥堵的多模式公共交通分配技术在Emme/3中，公共交通分配采用基于发车频率的最优战略法，具体原理及基本方法不再赘述，其中公交阻抗是辅助公交时间、在途时间、等车时间和上车时间四个时间的加权和。公交阻抗要素的全面性。在基本分配模型中没有考虑公交乘客出行过程中的所有要素，如只考虑步行时间、在途时间和等车时间等，却没有考虑公交车票价的影响。所以，本文将从公交阻抗全面性入手，以期建立包括以上所有要素的公交阻抗表达式。拥挤条件对公交阻抗要素的影响，
11、主要包括车外拥挤和车内拥挤影响的计算。本文车外拥挤用BPR函数的形式来分析道路网络拥挤对公交乘客在途时间的影响，分析车内拥挤时引入了“有效发车频率”的概念，计算由于公交线路容量限制而引起的乘客站点延误影响。本文以Emme/3中已有的宏命令captras.mac为基础进行改进，同时考虑车内外拥堵和票价的影响建立了相应的公交分配模型，经过反复测试后，最终分别采取表2所示的关键参数取得了最佳效果，采取了改进模型后能有效的解决由于公交车容量限制引起的问题。4.公交线网评价指标体系反映公交线网优劣的技术指标有很多，本次研究将其分为三类：网络结构、客运能力、服务水平。提取三类指标中最具代表性的元素进行评价
12、，揭示BRT及常规公交系统的运行效果（轨道交通在研究范围内仅有两站，且上位规划已经批复，在此不予以评价），验证规划方案的优化程度并为最终决策提供技术方面的信息和依据。1)网络结构重复系数：=公交线路总长度/线路网总长度，反映公交线路在城市主要道路上的密集程度；线路网密度：=公交车辆经过的道路中心线长度/城市市区面积，反映居民接近公交线路的程度；非直线系数：=首末站之间实际距离/空间直线距离，反映公交线路的曲折程度；平均站距：指某条线路公交停靠站点之间的平均距离，是影响乘客出行方便的主要因素之一；站点覆盖率：以公交站点为圆心，用合理的步行距离为半径作圆，计算其覆盖面积，或以公交线为轴线，用合理的
13、步行距离为宽度作带状区域，计算其覆盖面积，则公交站点的覆盖率即为覆盖面积与城市区域面积的比值。2)客运能力客运量：指某条线路在统计期内实际运送的乘客的总人次；客运周转量：=客运量*平均运距，反映公交线网的客运效果和作用；客流断面不均衡系数：=各线客流断面最大值/各线客流断面平均值，反映线网承担客流的均衡程度，用以评价线网的客运效率；3)服务水平车辆满载率：=实际载客量/额定载客量，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；平均出行时间：反映乘客出行的速度；平均乘车距离：反映不同等级线路运送乘客的平均乘距；运送速度：指某条公交线路车辆在首末站之间的运送时间内的平均每小时行程，表示运送
14、旅客的快慢。乘客平均换乘系数：指全体公交出行者的平均换乘次数，能有效代表公交线网的便利程度。5.结论本文系统地分析了城市新区的公交线网规划及评价的主要步骤和关键技术环节，并成功在临港新城公共交通规划中予以了实践，取得了较好效果。相关方法和结论对于城市新区的公共交通规划有一定的借鉴意义，但仍有以下问题有待进一步的论证和分析：（1）新城公交规划离不开对主城区相关规划的梳理和完善，应加强对城市新区与主城区特别是新城边界附近对外交通联系的规模和分布情况的分析。（2）公交分配模型中对时间价值的考量较为粗略，简化了对票制票价尤其是换乘优惠的计算，应结合计量经济学模型和规划的票制票价形式等进行深入分析。（3）评价指标方面仅仅从公交线网技术评价的角度出发较为片面，应对公交场站以及公共交通规划社会经济效益等方面进行更全面的评估。8