基于机会累计的公交网络时空约束评价模型

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1、基于机会累计的公交网络时空约束评价模型孙刚【摘要】本文提出的基于机会累计的公交网络时空约束评价模型突破了传统的公交网络设施供给评价框架体系，从城市用地开发和乘客出行需求出发，以通过公交网络可获得的累计机会数量来表示公交网络通达能力，并以城市公交网络期望服务能力和出行时间阈值为时空约束条件，给出城市公交网络综合评价思路和指标定义，最后以上海浦东金融城为实证分析对象，将评价模型应用于实践，计算结果表明公交网络服务能力与城市用地功能布局密切相关，而公交系统运行效率和换乘效率的提升可以帮助提升既有公交网络的服务水平。【关键词】公共交通；用地开发；时间阈值；机会累积

2、1背景既有的城市公交网络评价分析研究主要集中于公交网络设施供给水平和网络服务水平两个方面，公交网络设施供给水平评价的研究认为一个区域的公交服务能力与该区域的公交设施数量和覆盖范围有关，公交设施数量越多或覆盖范围越广则表示该区域的公交服务能力越强，主要评价指标主要包括公交线网密度、站点覆盖率、线路重复系数和线路非直线系数等，而实际上，公交网络服务能力与设施供给水平并非正比关系，换而言之，从某个区域出发乘坐公交车所能到达的范围并非完全取决于该区域的公交站点或线路数量，而与公交线路走向及线路运营时刻表相关，因此公交网络服务能力的评价同样需要关注通过公交网络所能抵

3、达的范围。公交网络服务水平评价的研究内容主要包括公交安全性、线路准点性和车内环境舒适性等，是某一条或几条公交线路的服务频率或乘客对公交线路的主观感受，一般难以用具体的指标来量化分析，而已有的评价指标也更多关注公交网络中的具体站点和线路，无法反应公交网络的整体服务水平。综上所述，尽管公交网络服务能力和服务水平的既有研究成果综合考虑了公交网络中的静态设施和动态服务两类影响因素，但仍然局限于交通网络本身，没有跳出“就交通论交通”思维框架，缺乏对交通本源——城市用地布局和乘客需求——出行成本的考虑和研究。一般而言，城市用地布局的直接表现是城市可获得机会数的空间分布

4、，即城市居民获得就业、就学、购物休闲的机会数量，而公交的出行成本可以反映乘客的基本需求，因此本文试图从公交网络与城市用地开发间关系及乘客实际出行需求着手，提出一种同时考虑城市可获得机1会数和公交网络出行成本的综合网络评价模型。2模型构建本文提出的公交网络评价模型构建思路为：在城市用地开发布局和乘客出行需求特征两个模型关键因素分析的基础上，讨论公交出行成本时间的组成部分和公交网络评价模型的约束条件，最后给出模型的评价指标的定义和计算公式。2.1关键因素分析2.1.1城市用地布局城市用地布局是城市不同功能在空间上的映射，作为城市功能使用主体的人，为了达成某种目

5、的，在不同城市功能板块间的交流便形成了交通出行，如城市就业通勤出行是人从居住地出发前往工作地，采用某种交通方式来完成上班的目的，除此以外还包括就学通勤及购物休闲等非通勤出行。因此，城市用地开发是城市交通生成的源头，而不同功能用地的空间分布直接影响人口和岗位等的空间分布，进而决定了城市交通的产生和吸引分布。城市公交网络作为城市公交出行的主要载体，不仅需要满足空间覆盖指标，同样更应关注城市公交网络本身的可达性，即采用公交方式出行所能抵达的区域。但城市不同区域间的发展存在差异，一般而言，中心城区居住和就业机会数多于外围区域，而中心城区的地面公交车速却低于外围区域

6、，因此单一的可达区域面积指标不能完全体现城市不同区域间的差异性。因此，本文以一定公交出行时间范围内，公交网络可达区域累计的机会数（人口和岗位数）来表示城市某个地块的公交网络可达性，以此来消除单一覆盖区域面积指标的负面影响。2.1.2乘客出行需求对每个乘客而言，每人每天用于交通出行时间的比例或数量是有限的，用于交通出行的时间变长势必使得其它活动的时间缩短；对于城市而言，居民的人均出行时间也是有限的，不会因为城市空间的增长而无限扩大。以上海为例，2004~2013年上海建设用地面积从2337km2增长到3075km2（增幅32%），如图1所示，而交通出行时间并

7、未明显增加，单次出行时间自2009年后并未增长，居民日均出行时间仅增幅5%，如图2所示，这体现了城市交通中出行时间预算（TTB）的规律性。公共交通作为城市交通重要组成部分，其出行时间同样符合城市交通TTB的规律。2图1上海建设用地规模和日均出行总量图2上海市交通出行时间2.2公交出行时间与小汽车交通不同，公交出行一般无法实现“点对点”出行，一次公交出行通常包含多个环节，主要分为车内行为和车外行为。其中，公交车外行为包括起讫地点或小区至起讫公交站点的步行行为（或自行车或其它接驳行为）、起始公交站点的候车行为和不同线路间的换乘行为，公交出行时间计算公式如下：其

8、中，T为公交出行时间，Tiv为公交车内时间，Tov为公交车外时间，