公共汽车出行低密度地区的公交线网优化思路
公共汽车出行低密度地区的公交线网优化思路
01
公共汽车出行低密度地区定义及特征
1.1 概念界定
公共汽车出行密度尚无界定标准，本文参考城市路网和人口密度的定义，将其定义为单位城市建成区面积上的日均公共汽车出行量，单位为人次·km2/d。该指标综合反映了城市居民公共汽车出行意愿，在一段时间内相对稳定，但又受公共汽车线网布局、服务水平的影响，随城市发展动态变化。
为定量衡量公共汽车出行低密度地区，以“十三五”时期开展公交都市创建的地级市为例，统计相应城市市辖区日均公共汽车出行量和建成区面积，计算公共汽车出行密度，并与广州、北京等超(特)大城市进行对比(见图1)。从结果来看，不同城市公共汽车出行密度差异较大，“十三五”时期公交都市创建城市公共汽车出行密度平均值为2 700 人次·km2/d，低于超(特)大城市平均值(4 200 人次·km2/d)；公共汽车出行密度低于2 000 人次·km2/d 的城市数量约占1/3。为进一步理论验算公共汽车出行密度，参考既有研究，人口低密度地区的下限标准为0.5 万人·km-2，并借鉴《城市综合交通体系规划标准》(GB/T 51328—2018)中人均出行次数为2.3~2.5 次·人-1·d-1、公共汽车出行分担率为10%~20%的参数设定，计算得到公共汽车出行低密度理论值约为1 150~2 500 人次·km2/d。因此，综合考虑中国城市现状和理论测算，本文提出将出行密度低于2 000 人次·km2/d 的地区视为公共汽车出行低密度地区。
图1 公共汽车出行密度对比
1.2 城市交通特征
同样以“十三五”时期开展公交都市创建的地级市为例，按照公共汽车出行低密度地区的界定标准，分别统计城区人口规模 (见图2)。可以发现，属于公共汽车出行低密度地区的城市，城区人口规模在250 万人以内，总体上看，该类地区仍普遍存在于中小城市和部分Ⅱ型大城市。
图2 城区人口与公共汽车出行密度关系
参考既有研究，进一步统计公共汽车出行低密度地区公共汽车拥车率和车站500 m覆盖率(见图3)，并计算公共汽车全方式出行分担率。公共汽车拥车率指标方面，不同地区发展差异较大，指标范围约为2~12 标台/万人，而超(特)大城市这一指标的波动范围为9~16 标台/万人，同时6 标台/万人的平均水平也低于超(特)大城市的13 标台/万人。
图3 公共汽车拥车率及车站500 m 覆盖率对比
车站500 m 覆盖率指标方面，不同地区普遍超过80%，与超(特)大城市基本持平，无明显差距。然而，公共汽车出行分担率和车均日载客量远低于超(特)大城市(见图4)。公共汽车出行低密度地区出行分担率基本不高于10%，平均值约为5%，车均日载客量多低于300人次/d；而特大城市公共汽车出行分担率约为20%，车均日载客量基本超过300 人次/d。总体上看，公共汽车出行低密度地区的出行分担率水平普遍滞后于拥车率和车站覆盖率水平，原因是拥车率和车站覆盖率主要受建设投入影响，通过增加投入能较快提高指标水平，而公共汽车出行分担率影响因素多，通过单一建设投入难以有效提高水平。
02
公共汽车出行低密度地区发展困境及线网优化思路
2.1 现实困境
公共汽车出行分担率与服务水平存在正相关性，公共汽车出行低密度地区普遍面临出行分担率低和服务水平难提升的恶性循环，即线路覆盖率低、候车时间长、绕行距离远降低了居民公共汽车出行意愿，公共汽车出行比例降低反过来又抑制了服务水平的提升，进而制约交通结构转型，导致公共交通发展可持续性问题突出。
深层次原因是出行低密度地区公共汽车相比个体交通不具备竞争优势。首先，时效是决定出行方式的关键因素，个体交通时效性更高，研究表明中国城市小汽车与公共汽车出行时效比通常在2.0 以上，而公共汽车因候车时间长、线路绕行远，整体出行耗时较长。其次，个体交通方式灵活，能实现门到门出行，舒适性较好，而公共汽车线路固定，灵活性不足，且部分地区无公共汽车覆盖。最后，公共汽车出行低密度地区个体交通使用限制少且成本更低，更有利于个体交通尤其是摩托车和电动自行车出行。
当前南沙新区摩托车和电动自行车出行比例达到31%，这对城市公共交通发展带来较大冲击。因此，如何提升公共汽车竞争优势是出行低密度地区破解发展困境的关键。从南沙新区2014—2019 年公共汽车投入与客流增长情况来看(见图5)，公共汽车车辆规模和运营里程增速较快，年平均增速分别达到19%和18%，而客运量增速平缓，年平均增速仅9%，仅为车辆规模和运营里程增速的一半。这表明在公共汽车出行分担率低且服务水平不高的情况下，单纯依靠增加车辆规模和运营里程，难以有效提高公共汽车出行总量，需要结合线路精准优化，综合施策提高公共汽车服务水平和竞争优势。
图5 南沙新区2014—2019 年公共汽车发展增速
2.2 优化目标
公共汽车出行低密度地区尽管出行分担率低，但公共汽车作为一种集约化交通方式和社会公共服务，仍需要鼓励和引导发展。由于交通特征差异，其优化目标有区别于大城市中心区。
大城市中心区公共汽车出行量和车均载客量较高，城市以多中心结构为主，且部分城市建有城市轨道交通，公共汽车线网优化目标侧重于构建适应大城市空间拓展的线网模式，实现公共交通引导城市发展，同时加强公共汽车与城市轨道交通线网融合，共同促进公共交通出行分担率的提升。
公共汽车出行低密度地区车均载客量普遍较低，出行量过低会增加人均占用的道路资源和碳排放，不利于发挥公共交通的集约化优势。因此，线网优化首要目标是提高车均载客量，增强公共汽车发展的适用性；其次，由于客流分散且线路数量少，公共汽车绕行问题更为突出，优化目标需更加关注运行效率的提升，以增强公共汽车出行吸引力；最后，公共汽车出行低密度地区政府资金持续投入难度大，因此线网优化需要在服务水平有提升的基础上，充分实现既有线路运输效率最大化，以缓解财政投入压力、促进公共汽车健康可持续发展。
2.3 优化思路
（1）优化快线、干线组织模式，提升公共汽车出行时效。出行时效影响居民出行方式选择，公共汽车出行低密度地区由于线网层次不清晰、线路绕行远，公共汽车出行时效远低于个体机动化方式，提升出行时效是这类地区发展公共交通的关键。在线网优化上，一是要理清公共汽车线网功能层次，依据线路功能合理确定车站布局及线路走向，形成快慢结合的多层次线网体系；二是要优化线网组织模式，依托快线和干线构建公共交通走廊，完善公共汽车换乘枢纽体系，实现不同功能线路间的协调与整合，并通过缩短走廊上线路发车间隔，提高公共汽车出行效率。
（2）强化普线客流匹配，提升公共汽车可达性。可达性反映居民采用公共交通出行的便捷程度，通过提升可达性实现服务均等化是公共汽车出行低密度地区发展公共交通的基础。一方面需要通过增加线路和提高车站覆盖，扩大公共汽车服务范围；另一方面应全面摸清公共汽车出行需求时空分布特征，精准优化既有线路，尤其是与出行起讫点关系最密切的普线走向和车站布局，使公共汽车线网与客流需求相匹配，并通过自行车、电动自行车等方式完善最后一公里接驳，整体提高公共汽车覆盖范围内人口规模和出行总量。
（3）构建多样化的出行服务，提升公共汽车服务品质。城市居民公共汽车出行需求多样化特征明显，公共汽车出行低密度地区在提升出行时效和可达性的同时，还应提供多样化出行服务，以保障公共交通服务品质和可持续发展。一是需要积极转变线路运营组织，尤其是支线公共汽车，结合新技术积极培育新公共交通方式，增强运力和线路与客流需求的适应性；二是完善与客运站、轨道交通车站等交通枢纽的接驳，以公共交通引导城市交通整合。