公交服務半徑及服務水平研究

楊曉飛，馬健霄，仲小飛

(南京林業大學汽車與交通學院，南京210037)

隨著城市經濟建設的發展，各種交通問題已成頑疾。很多專家認為，發展城市公共交通才是解決城市交通問題的根本途徑。在國外，公交車以私家車為競爭對手。新加坡規定，在距離住戶門口400m范圍內必須設有公交車站;倫敦的公交廣告標語是“公交就是我的私家車”［1］;國內的公交出行率不高，鮮有城市公交出行分擔率超過20%。針對地面常規公交，一般認為，步行距離不合理、公交運行速度慢、缺乏優先通行保障、舒適性較差、等車時間長等都是造成服務水平低的原因。乘客步行距離不合理在公交服務上表現為公交服務半徑不合理，尋求理想的公交服務半徑是本文研究的重點。

1 公交服務半徑的定義

公交服務半徑是指公交站點發生 (吸引)的所有公交乘客的出發地 (目的地)與站點之間的空間步行 (騎行)直線距離，即出行起點至公交站點之間的直線距離或下車站點與目的地之間的直線距離。最大公交服務半徑是指公交站點發生(吸引)的所有公交乘客的出發地 (目的地)與站點之間的空間直線距離的最大值［2］。

公交服務半徑與公交服務面積覆蓋率之間的關系表現為:理想的公交服務半徑能提高居民公交出行的便利性，其服務面積覆蓋率是建立在理想的城市公交基礎設施水平上的公交服務半徑對應的服務面積所占的比例; 《城市道路交通規劃設計規范》中規定的300m和500m雖然也是業內衡量的標準，但其并不能作為每一個城市建設公交時的標準，也不是最適合于每個城市居民出行的理想服務半徑［3］。

2 公交服務半徑的影響因素

假設小區道路呈方格網形狀，以乘客從出發地到公交站臺的直線距離為例，這個距離一般包括兩部分，一是乘客從小區出發地到垂直于公交線路的道路上，稱之為步行向線，二是乘客從剛才的道路上左轉或右轉到公交站臺的距離，稱之為步行向站(也可以是自行車騎行距離，考慮到一般公交乘客都是步行過來，且步行速度穩定，調查這部分人群的時間或距離數據用來衡量乘客的步行距離并不比自行車差，因此本文在調查時只調查步行乘客)。

如圖1所示，線路1為步行向線距離，線路2為步行向站距離，線路3為公交站臺的服務半徑。由圖可知，影響公交服務半徑的因素主要有兩個方面，一是從出發地到公交線路的距離，二是小區道路出口與公交站臺之間的距離，而出口與公交站臺的距離一般情況下為公交站臺間距的一半，即公交線網密度和公交站臺間距是影響公交服務半徑的兩個主要因素。

圖1 公交服務半徑構成圖Fig.1 Structure map of the bus service radius

根據居民出行問卷調查分析，居民出發點與公交站臺的步行距離越近，乘坐公交就越方便，公交出行分擔率相對高;相反，步行距離超過乘客接受的步行距離，則乘客改選其他交通方式出行，公交出行分擔率下降，如圖2所示。

圖2 公交服務半徑與公交出行率的關系Fig.2 Relationship between bus service radius and bus traveling rate

3 建立公交服務半徑模型

3.1 最大公交服務半徑計算模型

如圖2所示，公交出行率和乘客步行距離是呈對數關系的，隨著步行距離越來越大，乘坐公交的便利程度越來越差，公交出行率也越來越低。為了保證城市或區域的公交出行率，乘客可接受的步行距離在一定程度上反映了公交服務半徑的最大值。

對乘客乘坐公交的情況進行調查，取乘客可接受步行距離的95%的人步行距離。令95%位可接受步行距離為a，那么，由出發地至公交站臺的步行距離為a或者從公交站臺下車去目的地的步行距離為a的點應該分布在面積為2a2的正方形面積內［4］，如圖3 所示。

圖3 步行距離為a的正方形Fig.3 The square of walking distance a

步行至公交站臺的距離為a即正方形上的任意點坐標x與y之和均為a，該正方形面積為2a2。既然步行距離為a已經滿足95%的公交出行人群，而且，他們的出行范圍均在圖3所示的正方形內，因此，服務半徑的圓形面積應該等于正方形的面積，如圖4所示，即:

圖4 公交服務半徑與步行距離關系圖Fig.4 The square of walking distance a

3.2 計算城市現有公交服務半徑

調查95%乘客的步行距離，通過上面的公式計算，即可得到城市現狀公交服務半徑的最大值;同樣的方法，通過調查50%乘客步行距離，即可計算出現狀城市公交服務半徑的平均水平。

3.3 理想公交服務半徑計算模型

在公交線網為方格網的布局中，全市或區域近似的步行到線、到站距離的平均值分別為:

最佳公交站臺間距為 d0=Vb·

式中:δ為公交線網密度;d為公交站距;L為步行距離;Wb為公交運營車輛數，輛;Vb為公交運營速度，km/h;F為城市用地面積;μ為公交線路重復系數;Vw為步行速度，km/h;tsd為公交車輛站點停靠產生的延誤，s;Lc為乘客乘距，km。

補充說明，判斷公交線網密度最佳的標準是使乘客步行到公交線路總步行時間最短的公交線網密度，公交站臺間距最佳的標準是使乘客沿公交線路總步行時間最短，且乘客車內時間最短的公交站臺間距。

4 公交服務水平評價

4.1 評價指標體系的建立

評價指標體系的建立按照系統分析的原理，以綜合性、實用性、可測性和可比性為原則，充分考慮公交總體發展水平、公交出行的便捷性、舒適性和安全性。公交服務水平評價指標體系如圖5所示。

圖5 公交服務水平評價指標體系Fig.5 Evaluation index system of bus service level

評價體系的指標可以分為兩大類。第一類為城市公共交通基礎設施，它是決定城市公共交通系統服務水平的物質基礎，包括4個分指標，分別是公交車擁有率、公交線網密度、公交線路重疊系數和公交站臺的間距，公交車擁有率反映高峰時段公交車輛上乘客的擁擠情況，公交線路重疊系數反映公交線路在城市主干道上的密集程度，公交線路網密度反映居民接近公交線路的程度，公交站臺的間距反映居民出行從公交線路上到達公交站臺的便利程度。第二類指標為城市公共交通運輸質量和效率，包括如2個分指標，分別為公交車行車準點率和公交車滿載率。公交車行車準點率是衡量顧客滿意度的一個重要標準，公交車輛滿載率反映公交車輛運行時車上的擁擠狀況或車輛客位的利用程度［7］。

4.2 粗糙集綜合平均法

粗糙集綜合評價法是由波蘭數學家Z.Pawlak于1982年提出的，它是一種處理不精確、不確定與不完全數據的數學理論。本文研究的公交服務水平影響因素中，因素之間的數量級不同，為了更好地對相關數據進行量化，應用粗糙集綜合評價法來確定每個指標的權重。根據專家對多個城市和地區的調查以及粗糙集綜合評價法計算過程，最終各指標權重計算結果為C1(公交車擁有率0.095)、C2(公交線網密度0.238)、C3(公交線路重復系數0.095)、C4(公交站臺間距0.095)、C5(公交車行車準點率0.286)、C6(公交車滿載率0.191)。

4.3 層次分析法

首先將復雜問題分解成遞階層次結構，然后將下一層次的各因素相對于上一層次的各因素進行兩兩比較判斷，構造判斷矩陣，通過對判斷矩陣的計算，進行層次的排序和一致性檢驗，最后進行層次總排序，得到各因素的組合權重，并通過排序結果分析和解決問題。這種方法具有需求信息量少、決策過程花費時間短等特點［8］。根據專家打分及計算，最終計算結果見表1。

表1 層次分析法計算結果Tab.1 Results calculated by AHP

4.4 綜合得分

用線性加權法對城市 (區域)各指標得分進行加權計算，計算公式為:

5 實例

5.1 服務半徑的計算

本文于2009年12月14日早晨8∶00～9∶00以及下午5∶00～6∶00，組織60名調查人員對南京市主城區的公交站臺乘客進行抽樣調查，公交站臺采取分層抽樣法，保證居住小區、商業區、辦公區、混合區的公交站臺各占四分之一的比例。調查問卷共3 000份，其中有效問卷2 865份，無效問卷135份，問卷有效率為95.5%。

根據調查結果，95%的乘客認為最大的步行時間要控制在15min以內，即步行距離在900m的范圍內，根據計算，即最大服務半徑應控制在718m之內。而南京市主城區公交乘客95%步行時間也為15min，即現有的最大公交服務半徑正好為718m。

57%的南京市公交乘客的平均步行距離為300m，即南京市公交服務半徑的平均水平為240m，75%乘客步行時間為9min，換算步行距離為540m，此時的服務半徑約為431m，將以上數據與規范中的標準相比，說明目前南京市主城區步行距離呈現兩極分化的現象，近距離的乘客距離很近，但遠距離的乘客顯得偏遠。

根據公交基礎設施的調查數據，南京市主城區現有公交車輛4 310標臺，公交平均行駛速度為15.3km/h，南京市主城區面積260km2，主城區公交線路重復系數為4.34，行人步行速度為1m/s，公交停靠站一般停靠時間為25s，乘客平均乘距為5.61km，根據最佳公交線網密度和最佳公交站臺間距的計算公式，其計算結果分別為3.29km/km2和0.59km。

則最佳公交服務半徑為r0=0.199km，即平均公交服務半徑應為199m，取整200m。相當于空間直線步行時間為3.5min。

5.2 服務水平評價

對南京市公交現狀水平進行打分，南京市主城區公交車擁有率約為17標臺/萬人，公交線網密度約為1.89km/km，公交線路重復系數為4.34，公交站臺間距約為0.62km，公交車行車準點率為80%，公交車滿載率為82%，各個指標C1(公交車擁有率)、C2(公交線網密度)、C3(公交線路重復系數)、C4(公交站臺間距)、C5(公交車行車準點率)、C6(公交車滿載率)的得分分別為:96、78、75、86、80 和78。

根據粗糙集綜合評價法，南京市目前公交服務的總體水平為80.757;根據傳統的層次分析法，南京市公交服務水平總體得分為81.245。兩種方法計算結果均為81分，說明南京市目前的公交服務水平良好。

6 結束語

公共交通是解決城市交通擁擠、能源緊缺、環境污染的根本措施，公交服務半徑是評價乘客乘坐公交便利性的一個重要指標，同時它也能反映一個城市或地區公交服務的水平。本文建立的理想公交服務半徑計算模型和最大服務半徑計算模型，不僅是城市建設或調整公交的依據，也可用于城市內部片區的研究，同樣，它不僅適合地面常規公交，也適用于BRT快速公交和地鐵服務半徑研究。

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［5］王 煒，楊新苗，陳學武.城市公共交通系統能個規劃方法與管理技術［M］.北京:科學出版社，2002.

［6］葛宏偉.城市公交停靠站點交通影響分析及優化技術研究［D］. 南京:東南大學，2006.

［7］張喜成，汪江洪.粗糙集綜合評價法在公交服務水平評價中的應用［J］. 決策參考，2006，7(2):46－48.

［8］孫 偉.城市道路交通安全評價［D］.南京:南京林業大學，2007.

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