新時期公交站場等級劃分模型研究

陳 軍 鄭波濤 何 川 張 弛

（1.重慶城市交通開發投資（ 集團） 有限公司，重慶 401121；2.重慶城市綜合交通樞紐（ 集團） 有限公司，重慶 401121；3.重慶交通大學交通運輸學院，重慶 400074）

隨著小汽車數量的高速增長，全球各大城市交通擁堵情況愈發嚴峻，優先發展公共交通是解決城市交通問題的關鍵途徑，“公交都市”已經成為全球都市的發展方向。公交站場作為城市公共交通系統的重要基礎設施，其建設規模與服務配置水平對公交出行體驗有著顯著影響，合理規劃公交站場是引導居民優先選擇公交出行的前置條件。

目前對公交車站規劃的研究主要集中在站點的選址、布局和建設規模，Alonso等[1]、Chen等[2]建立雙層規劃模型以優化公交站間距；魏明等[3]利用兩階段啟發式算法，計算站場的最佳位置和泊位數，獲取最佳的公交站場選址方案；許奇等[4]構建基于延誤折算方式的系統延誤模型，判斷不同機非流量條件下公交車站布置形式的選擇；Yao等[5]分析了港灣式公交車站對道路通行能力的影響；李傳成等[6]測算鐵路客運量、公交分擔率、環境空間比等關鍵年參數，建立了鐵路客運站站前公交車場規模預測模型。尚未有研究對公交站場進行系統的規劃與分類，本文分別從換乘功能和開發模式兩個角度，構建公交站場等級劃分模型，為科學規劃與建設公交站場提供理論依據。

1 公交站場等級劃分模型

1.1 換乘功能分類指標選取

根據公交站場周邊用地性質及其可達性，選取交通樞紐可達性、軌道可達性、居住區可達性、周邊業態種類4個指標[7-13]：

（1） 樞紐可達性，公交站臺至最近的對外客運交通樞紐（對外客運交通樞紐指城市本身與城市范圍以外地區之間的交通網絡旅客運輸線路的交匯點，包括機場、火車站、汽車站、港口碼頭等） 步行時間，單位為min，站場周邊1 km范圍內無對外交通樞紐記為+∞。

（2） 軌道可達性，公交站臺至最近軌道車站出入口步行時間，單位為min，站場周邊1 km范圍內無軌道車站記為+∞。

（3） 居住區可達性，公交站臺至最近住宅小區出入口步行時間，單位為min，站場周邊1 km范圍內無住宅記為+∞。

（4） 周邊業態種類，公交站場周邊存在的業態種類總數，包括商業、辦公、住宅、教育、醫療、公園景區等，單位為類。

1.2 開發模式分類指標選取

根據公交站場本身及其周邊用地情況、建設條件，選取占地面積、地理區位、交通集散條件、道路運行條件、商業體量、住宅體量、開發強度、土地地價、軌道可達性共9個指標：

（1） 占地面積，公交站場用地面積，單位為萬m2。

（2） 地理區位，分為內環以內、內環以外環以內、外環以外，分別記為1、2、3。

（3） 交通集散條件，根據交通可達性情況進行判定：有2條及以上的集散通道，且其中1條為具備開口條件的主次干路，周邊路網密度較大，路網級配合理，為交通集散條件較好，記為1；2條集散道路均為支路或僅1條集散干道，但道路銜接相對較好，能快速進入干道系統，為交通集散條件一般，記為2；僅1條集散支路或周邊主干道為限制開口路段，周邊路網密度較小，級配不合理，為交通集散條件較差，記為3。交通可達性各情況示意見圖1。

圖1 交通可達性各情況示意圖

（4） 道路運行條件，公交站場周邊道路運行情況，分為嚴重擁堵、擁擠、緩行、通暢，分別記為1、2、3、4。

（5） 商業體量，公交站場周邊500 m范圍內商業建筑面積，單位為m2。

（6） 住宅體量，公交站場周邊500 m范圍內住宅建筑面積，單位為m2。

（7） 開發強度，公交站場地塊周邊500 m范圍內建設空間占該區域總面積的比例 （不包括道路、公園綠地、防護綠地等），單位為%。

（8） 土地地價，公交站場周邊500 m范圍內所有地塊的平均樓面地價，其中樓面地價等于土地總價/總建筑面積，單位為元/m2。

（9） 軌道可達性，公交站臺至最近軌道車站出入口步行時間，單位為min，站場周邊1 km范圍內無軌道車站記為+∞。

1.3 數學模型

1.3.1 相關分析

相關性較高的指標不適宜作為聚類分析的指標劃分依據，為了刪減關聯性強的指標，需分析指標間關聯程度的強弱，具體數學處理過程如下：

（1） 指標的無量綱化處理：

（2） 皮爾遜相關系數（ Pearson correlation coefficient） 計算：

表1 皮爾遜相關系數臨界標準

1.3.2 聚類分析

選擇K-means聚類法，給定k個類中心，對于公交站場的樣本集，按照最鄰近原則把待分類樣本站場劃分至各個類別，然后按平均法重新計算各個類別的質心，從而確定新的類中心。一直迭代，直到類中心的移動距離小于某個給定的值，則得到站場的等級簇劃分具體計算步驟如下：

（1） 從數據集D中隨機選取k個站場樣本作為初始的k個質心向量：

2 實例分析

2.1 換乘功能劃分

截至2018年底，重慶市主城區現狀公交站場共84個 （不包括臨時站場），其中，樞紐站21個，首末站41個，維保場22個。由于維保場不具備乘客換乘功能，樣本站場為公交樞紐與首末站共62個，對其指標數據進行相關性分析，計算結果如表2所示。

表2 相關分析結果

交通樞紐可達性、軌道站可達性、居住區可達性、周邊業態種類4個指標的顯著性P值均小于0.05，表明相關系數有效，相關系數絕對值均小于0.3，各項指標相關程度弱，可根據這4個指標做聚類分析。根據其換乘功能進行聚類劃分，聚類中心如表3所示。

表3 聚類中心

第一類站場附近無對外客運交通樞紐，距軌道車站近，方便與軌道交通換乘，將其命名為軌道換乘型公交站場；第二類站場周邊無交通樞紐和軌道車站，且距居住區較遠，只能與公交換乘，命名為基本型公交站場；第三類站場距對外客運交通樞紐較近，可與城市周邊或城際聯系，命名為對外換乘型公交站場；第四類站場周邊無對外客運交通樞紐與軌道車站，距居住社區較近，周邊業態單一，以住宅為主，步行換乘可達目的地，命名為社區服務型公交站場。類型劃分結果如表4所示。

表4 類型劃分結果

2.2 開發模式劃分

對重慶市主城區84個公交站場數據進行相關分析，其中地理區位和交通集散條件與多項指標相關系數較大刪除這兩項指標，其余指標相關系數如表5所示。

表5 相關分析結果

占地面積、道路運行條件、商業體量、住宅體量、開發強度、土地地價、軌道可達性7項指標的顯著性P值均小于0.05，其相關系數顯著有效且，各項指標相關程度較弱，可根據以上7個指標做聚類分析。根據其開發功能進行聚類劃分，聚類中心如表6所示。

表6 聚類中心

第一類站場距軌道站近，周邊建有部分住宅與商業，可將場站的交通功能與居住、商業、商務辦公等城市功能綜合在一起進行復合開發，公交、軌道站點與目的地之間實現無縫銜接，場站綜合體所具備的功能更加多樣化，吸引力增強，命名為綜合集成型公交站場；第二類站場周邊無軌道車站，住宅多，可將站場與結合商鋪、購物中心、大廈等商業物業結合，同時通過公交服務聚集人氣，為周邊區域發展提供動力，命名為商業集成型公交站場；第三類站場占地面積大，平均地價較高，開發強度低，周邊無商業，道路暢通，可將住宅與場站相結合，為居民提供更加便捷的交通出行條件，使得“最后1 km”問題得到解決，命名為居住集成型公交站場；第四類站場面積小，地價低，開發強度高，僅作為單純交通功能的場站建設，不適宜對其進行其他功能的開發，命名為交通功能型公交站場。類型劃分結果如表7所示。

表7 類型劃分結果

3 結語

隨著軌道交通的快速發展，城市公共交通格局由公交為骨干逐漸向軌道交通為主公交為輔發展，公交站場的功能定位也在向多元化發展。本文分別從公交站場換乘功能和開發模式兩個角度，選取可量化的相關分類指標，構建了適用于換乘功能與開發模式選擇的站場等級劃分模型，將其運用至重慶市公交站場實例分析中，模型具有較好的適用性。