華雯婷，譚云峰，焦海賢

(1.青島理工大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院，山東青島 266520;2.重慶交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，重慶 400074)

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)和汽車產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，多數(shù)城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)嚴(yán)重滯后于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，致使許多城市的道路交通面臨著前所未有的壓力。特別是在重慶，這種典型的“山城”、“江城”環(huán)境中，由于受到兩江阻隔，城市道路的地形復(fù)雜，道路網(wǎng)絡(luò)性差，基礎(chǔ)設(shè)施不完善，目前重慶主城區(qū)的道路交通狀況與“暢通城市”的目標(biāo)還有很大的距離。為了推進(jìn)重慶市“暢通城市”的建設(shè)，滿足日益增長的交通需求，優(yōu)先發(fā)展公共交通是解決重慶市主城區(qū)交通問題的一個(gè)有效途徑，而合理的公交線網(wǎng)規(guī)劃對(duì)于縮短居民出行時(shí)間、均衡公交客流、增強(qiáng)公交吸引力等方面具有非常重要的意義。

目前國內(nèi)城市現(xiàn)有的公交線網(wǎng)布局方法，雖然在一定程度上滿足了居民公交出行的需求，但由于許多城市的公交線網(wǎng)布局模式不適應(yīng)當(dāng)前城市結(jié)構(gòu)特征，導(dǎo)致線路層次不明、功能不分，線路與站場站點(diǎn)不匹配，一定程度上制約了城市公共交通功能的發(fā)揮，致使居民日益增長的公交出行需求與現(xiàn)有公交供給能力和水平之間的矛盾日益擴(kuò)大。因此，建立符合重慶市主城區(qū)道路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的公交線網(wǎng)布局模式，提出實(shí)現(xiàn)該布局模式的公交線網(wǎng)優(yōu)化方法，有效利用和合理布設(shè)公交線路，充分挖掘公共交通潛力，對(duì)緩解城市道路交通壓力，改善道路交通環(huán)境，提升重慶直轄市的公交系統(tǒng)形象和整體服務(wù)水平有著積極地推動(dòng)作用。

1 公交線網(wǎng)布局方法分析

目前，常用的公交線網(wǎng)布局方法通常的研究大體上可分為三種方法:

(1)以公交網(wǎng)絡(luò)總的出行時(shí)間、出行距離，或者總的直達(dá)客流量最大等為目標(biāo)，運(yùn)用數(shù)學(xué)規(guī)劃理論和方法將線網(wǎng)優(yōu)化歸結(jié)為一個(gè)求最優(yōu)解的問題。

(2)采用單條線路的優(yōu)化方法，即“逐條布設(shè)，優(yōu)化成網(wǎng)”方法，通過設(shè)立評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)現(xiàn)行公交網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)，在征求專家建議的基礎(chǔ)上調(diào)整網(wǎng)絡(luò)，改善網(wǎng)絡(luò)性能，達(dá)到優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)布局的目的。

(3)結(jié)合現(xiàn)狀公交線網(wǎng)的啟發(fā)式逐步優(yōu)化法，該方法首先考慮保留現(xiàn)狀公交線路中的合理部分，進(jìn)行客流的預(yù)分配，然后對(duì)剩余OD量按逐條布設(shè)方法布線，最后通過客流網(wǎng)絡(luò)分配及一系列檢驗(yàn)來局部調(diào)整線路，達(dá)到公交線網(wǎng)的布局優(yōu)化。

國內(nèi)外有關(guān)公交線網(wǎng)布設(shè)方法的研究較多，從開展角度來看，可以分為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運(yùn)用數(shù)學(xué)規(guī)劃理論和方法建立優(yōu)化模型，通過模型求解，最終得出優(yōu)化的公交線網(wǎng)，但這種方法往往解法復(fù)雜，比較難以應(yīng)用于實(shí)際操作中;而一些定性的方法雖然得到了廣泛的應(yīng)用，但是在某些方面有待改進(jìn)。為此，本文提出針對(duì)城市地域特點(diǎn)和道路交通功能的“多層次、多中心、多目標(biāo)”公交線網(wǎng)布局模式，并對(duì)其程序算法進(jìn)行研究，以實(shí)現(xiàn)公交線網(wǎng)的優(yōu)化布局。

2 公交線網(wǎng)優(yōu)化布局模式

重慶市主城區(qū)被兩江、多山分割，形成九大行政區(qū)，各組團(tuán)、片區(qū)間因河流、山脈的阻隔，分布較為離散，橋隧眾多、道路坡陡彎急、空間狹窄、自由式的城市道路網(wǎng)，構(gòu)成了復(fù)雜的交通環(huán)境?！岸鄬哟?、多中心、多目標(biāo)”公交線網(wǎng)布局優(yōu)化模式(簡稱“三多模式”)從上述道路條件出發(fā)，將整個(gè)城市的公交線網(wǎng)布局問題劃分為三個(gè)層次進(jìn)行。

第一層次:對(duì)城市內(nèi)部組團(tuán)間主干公交線網(wǎng)資源進(jìn)行優(yōu)化布局，打造快速、大容量的主干公交線網(wǎng)，形成組團(tuán)區(qū)域間的公交走廊和聯(lián)系多中心的公交線網(wǎng)主動(dòng)脈。第一層次線網(wǎng)線路主要承擔(dān)大型客流集散點(diǎn)之間、各組團(tuán)之間的交通連接，線路沿主要客運(yùn)走廊、大中型客流集散點(diǎn)和大中型居民區(qū)設(shè)置，具有速度快、發(fā)車頻率高、服務(wù)水平好等特點(diǎn)，主要滿足中長距離的居民出行要求。

第二層次:對(duì)組團(tuán)內(nèi)部次干公交線網(wǎng)資源進(jìn)行優(yōu)化布局，做到更好地滿足區(qū)域內(nèi)部居民各種出行需求，對(duì)第一層次線網(wǎng)起到補(bǔ)充作用，能夠?yàn)榈谝粚哟尉€網(wǎng)內(nèi)的客流集散提供最優(yōu)的服務(wù)。第二層次線網(wǎng)線路深入到各居住區(qū)及組團(tuán)，服務(wù)水平次之，主要承擔(dān)中短距離的居民出行。

第三層次:對(duì)組團(tuán)內(nèi)支線公交線網(wǎng)資源進(jìn)行優(yōu)化布局，為組團(tuán)內(nèi)各片區(qū)居民日常出行提供人性化服務(wù)，提高公交線網(wǎng)覆蓋率和可達(dá)性，改善相對(duì)獨(dú)立的居住環(huán)境，為第一層次或第二層次提供優(yōu)質(zhì)的客流服務(wù)。第三層次線網(wǎng)線路連接居民區(qū)及換乘樞紐、第一層次線網(wǎng)線路與第二層次線網(wǎng)線路的公交站點(diǎn)，主要目的是減少出行時(shí)的步行距離，實(shí)現(xiàn)真正意義上的零換乘。線路布設(shè)于中小街道，主要承擔(dān)短距離的居民出行?！叭嗄Ｊ健惫δ芙Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

三個(gè)層次分別設(shè)定公交線網(wǎng)資源優(yōu)化目標(biāo)和約束條件，體現(xiàn)宏觀、中觀和微觀特性。通過對(duì)主城區(qū)各組團(tuán)公交線網(wǎng)資源的優(yōu)化布局，并與相鄰區(qū)域、組團(tuán)及主城區(qū)整體公交線網(wǎng)的綜合協(xié)調(diào)，使公交線網(wǎng)的布局結(jié)構(gòu)既體現(xiàn)局部特性又不失整體和諧。“三多模式”的實(shí)施，首先根據(jù)重慶市目前所處發(fā)展階段與發(fā)展趨勢(shì)、城市用地形態(tài)，以及城市主要客運(yùn)走廊確定了第一層次公交線網(wǎng)，然后補(bǔ)充設(shè)置第二層次線網(wǎng)，最后布設(shè)第三層次線網(wǎng)以填補(bǔ)公交服務(wù)的空白區(qū)域?！叭嗄Ｊ健庇欣诠痪€路的功能劃分與定位，有利于公交車型的合理配置，有利于促進(jìn)公交管理體制的改革，有利于提高地面公交與其他公交方式的接駁能力以及公交系統(tǒng)的整體效率。

3 公交線網(wǎng)資源優(yōu)化算法

公交線網(wǎng)布局按自上而下多層次、多中心、多目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，考慮不同層次之間的功能銜接與補(bǔ)充，服從不同區(qū)域之間的路網(wǎng)特點(diǎn)，逐級(jí)進(jìn)行公交線網(wǎng)的布局優(yōu)化。再自下而上進(jìn)行協(xié)調(diào)與綜合，取長補(bǔ)短、相互映證，從而得到最優(yōu)的公交線網(wǎng)資源優(yōu)化方案。

公交線網(wǎng)總體優(yōu)化，旨在使公交線網(wǎng)運(yùn)載的客流量最大，乘客總的出行時(shí)間最小，使公交網(wǎng)絡(luò)客流效益最優(yōu)。本文以公交線網(wǎng)現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，以預(yù)測(cè)公交OD出行分布量為依據(jù)，為相關(guān)企業(yè)部門的專業(yè)意見為輔助，首先擬定公交線路備選方案;然后構(gòu)造啟發(fā)交互式算法尋求公交線網(wǎng)優(yōu)化方案;最后對(duì)公交線網(wǎng)截面流量進(jìn)行均衡性檢驗(yàn)，不斷調(diào)整優(yōu)化方案，最終實(shí)現(xiàn)公交線網(wǎng)整體優(yōu)化?！叭嗄Ｊ健眱?yōu)化算法流程圖如圖2所示。

圖1 “三多模式”功能結(jié)構(gòu)圖

圖2 “三多模式”程序算法結(jié)構(gòu)流程圖

4 結(jié)語

城市交通在現(xiàn)代化都市中占有極其重要的地位，城市公共交通是城市交通的重要組成部分。城市公共交通狀況往往體現(xiàn)一個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度、城市規(guī)劃建設(shè)和管理水平，是精神文明的重要窗口?！氨憬荨⒏咝?、舒適、安全”的公交系統(tǒng)將給城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展創(chuàng)造良好的交通環(huán)境。本文提出的“三多模式”是根據(jù)重慶的城市定位、功能布局、地形、道路資源和交通特點(diǎn)，具有針對(duì)性的城市公交線網(wǎng)優(yōu)化布局方法，能夠充分挖掘主城區(qū)公共交通潛力，增強(qiáng)公交吸引力，提高公交服務(wù)質(zhì)量與水平。通過方法和理念上的創(chuàng)新，對(duì)同類城市的公交線網(wǎng)規(guī)劃的制定，具有一定的參考價(jià)值和指導(dǎo)借鑒意義。

［1］張杰林，王煒，陳學(xué)武.城市常規(guī)公交線網(wǎng)的“一路一線”布局構(gòu)想［J］.交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào)，2010，3(1):96-102.

［2］曹國華.城市公交線網(wǎng)布局優(yōu)化的相關(guān)問題探討［J］.江蘇城市規(guī)劃，2008(5):27-28.

［3］LUO Yong.The Study of Bus Stop Spacing Optimizing Model Based on the Minimum System Total Cost［J］.Journal of Sichuan University of Science and Technology，2003(6):74-78.

［4］王莉，李文權(quán).公共交通系統(tǒng)最佳路徑算法［J］.東南大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，34(2):265-267.

［5］胡啟洲，常玉林.城市公交線網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化的建模及其求解［J］.江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，24(6):88-90.

［6］胡啟洲，陸化普，戴帥，等.城市公交線網(wǎng)等級(jí)評(píng)定的物元分析模型［J］.公路交通科技，2010(3):114-118.

［7］楊京帥，張殿業(yè).城市公共交通線網(wǎng)分級(jí)規(guī)劃方法研究［J］.城市交通，2008(3):50-35.

［8］相偉，過秀成，顧志兵，等.城鎮(zhèn)公交線網(wǎng)布局與銜接模式研究［J］.現(xiàn)代交通技術(shù)，2005，5(4):68-71.