预约技术提升公交专用道利用效率的建议
-BEIJING TRANSPORT INSTITUTE -
预约技术提升公交专用道
利用效率的建议
背 景
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公交专用道面临利用率不高的问题
以北京市为例，公交专用道自1997年启用以来，在提升公交服务水平、倡导市民绿色出行、推动城市可持续发展方面发挥了重大作用。当前公交专用道总里程已达1000公里，一直以年均30-40公里的规模推动公交专用道的施划工作，覆盖了主要环路、放射线及骨干道路等大客流走廊，有效提升了公交运行速度。预计到2035年，公交专用道总里程将超过1500公里，将持续贯彻 “慢行优先、公交优先、绿色优先” 的发展思路。
图 1 北京公交专用道网络
当前，公交专用道在提升公交运行效率的同时，也存在车道利用率低的问题。一方面，公交专用道在部分时间段存在闲置，如京藏高速公交专用道，早高峰（7:00-8:00）时段利用率仅23%左右，而与其邻近的社会车道高峰严重拥堵，形成强烈对比；
图 2 京通快速路（远通桥段）
另一方面，社会车辆违规走公交专用道导致效率下降，以京通快速路（远通桥段东向西）为例，早高峰（7:30-8:30）每10分钟通过车辆数约400辆，其中约70辆小汽车违规使用公交专用道，违规率17.5%。
我国大城市为了深入贯彻落实“公交优先”的发展理念，保障公交车辆的行驶路权，规定公交专用道在启用的时间内只准公共汽车、电车通行，其他车辆不得进入专用道行驶。这一措施是受实施条件限制，采取的较为粗放的路权管控方式，缺少灵活、精细化的路权管控手段，闲置的道路资源得不到有效利用。
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当前具备路权精细化管控的条件
近年来，国内外如纽约、上海、沈阳等城市，选取个别利用率不高的公交专用道，设置“公交专用道+多乘员车道”的复合型集约车道，尝试提升公交专用道利用效率，但仍是粗放的管理方式。随着移动通信、精准定位、车联网等技术发展，对路权的精细化管控已具备条件，能够充分利用智能化的手段对公交专用道实施灵活管控，动态调整车辆行驶的时间和路段，引导出行时空合理分布，提升有限道路资源的利用效率。
图3 纽约与上海设置公交+多乘员车道
预约出行的作用
采用预约的方式，可在保障公交车正常运行的前提下，允许部分高载客率和新能源车辆使用专用道，充分利用公交专用道的闲置能力。
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预约出行可提升车道利用率
目前已具备路权精准控制的基本条件。依托交通大数据和车联网技术，可实时掌握公交车辆运行情况，精准预测公交车道的流量和利用率，并有效监控车辆行驶状况。通过预约的手段，在不影响公交车正常行驶的前提下，对公交车专用道富余能力实施灵活、精细化的配置，可以减少资源闲置，提升车道利用率。北京地铁预约出行的实践表明，信息化技术可以实现对大众出行的精准管理，减少不必要的排队时间，证明了面向公众的预约出行是可行的。
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预约使用公交专用道有助于
减少污染物排放、降低能耗
当公交专用道存在富余能力而相邻的社会车道拥堵时，在保证公交车辆正常行驶的前提下，准许一部分高载客率和新能源车辆通过预约使用公交专用道的富余能力，鼓励共享、多人合乘模式发展，提高道路资源利用效率。此举在保障公交优先、合乘优先的基础上，能够缓解社会车道拥堵，减少拥堵造成的能源消耗和尾气排放。
仿真测试结果显示，典型公交专用道采用公交优先的预约出行模式，在不影响公交车通行（速度不变、流量不变）的前提下，公交车道利用率由20.1%上升至50%。现状小汽车速度26.1km/h，预约后速度提升至41.9km/h（预约车）和29km/h（未预约车），整体能耗、碳排减少5%（减少624kg/h，每天减少1248kg）
图 4 公交优先道设置前后仿真效果
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为无人驾驶时代的出行管理
积累经验
未来无人驾驶车辆逐步由大规模路测转向实际运营，与社会车辆混行，将面临着路权再分配、无人车预约服务、精准调度等问题。依托预约实施精细化的路权管理，可为未来无人驾驶时代的出行管理积累经验，通过对系统资源精细化管理，实现道路资源利用最大化，逐步向未来新型出行管理模式过渡，最终打造无拥堵的城市交通系统。
建议与展望
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将部分公交专用道调整为
公交优先道
优先选取公交专用道有较大富余能力的道路开展试点。考虑到主干路的公交专用道情况复杂，存在信号交叉口延误时间长、专用道连续性不足等问题，暂不适宜开展试点。建议先期选取快速路放射线（如京藏高速、京港澳高速），将公交专用道调整为公交优先道，再逐步扩展到其他道路。
图 5 快速路（京藏高速）公交专用道状况
图 6 主干路（广渠路）公交专用道状况
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出台临时管理措施
制定实施细则和违规处罚办法
配套出台临时管理措施，在不影响公交车辆正常运行的前提下，优先允许班车、大巴车等使用公交专用道，允许部分高乘载率车辆、新能源车辆通过预约的方式使用公交优先道，进一步优化公交优先道的路权分配，制定实施细则和违规处罚措施，可参照以下方案实施：
1.系统计算专用道的开放配额
在保障公交运行顺畅，不降低公交服务水平的前提下，按照公交的发车时刻表和公交运行状况，计算专用道富余通行能力，通过仿真评估，确定各时段可开放给其他车辆的最佳名额，编制配额方案。
2.车辆预约流程
符合条件的车辆，通过移动终端提前注册登记车辆信息，提交预约申请（包括预约的路段、时段、同乘人数）。系统依据配额方案，按规则为预约车辆分配路权。
3.核验与违规处理
系统依据用户行程信息，配合摄像头监控，核验预约车辆是否符合时间段、路段、乘载率要求。核验结果上传交管部门，为预约用户设置白名单，免除使用公交专用道的处罚。对于未预约以及没有按预约规则行驶的车辆，按违规处理。
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完善出行一体化服务平台
的预约功能
北京交通绿色出行一体化服务平台（MaaS平台）已集成了道路运行、实时公交服务、多方式联动等信息，且受众广，有条件服务于公交优先车道的预约。可借助MaaS平台的一体化、全流程服务特色，增加地铁预约和公交优先道预约服务，开发预约管理与验证功能，建成以预约模式主导的一体化出行平台。
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结合预约出行
尝试开展碳激励试验
为促进低碳交通发展，建议尝试通过碳交易方式实施公交专用道的通行权管理，在预约模式下，用户可通过碳积分换取公交优先道的行驶权限。建议借助MaaS平台开展碳激励试验，优化新型路权管理机制，并逐步将碳激励下的路权管理方式扩展到重点道路和区域，为低碳引导下的精细化交通管理提供新的手段，为低碳引导下的精细化交通管理提供新的手段，为出行者提供更快捷、方便的出行服务，为城市交通管理提供高效手段，为绿色交通可持续发展提供助力。
在保证公交优先的前提下，采用预约出行模式对有限的道路资源进行最优化配置，将富余的资源开放给其他车辆使用，是对交通资源精细化管控的一种途径，是智能交通向智慧交通转换的一个可尝试的切入点。
供稿:郭继孚、研发中心课题组