城鄉(xiāng)公交網(wǎng)絡(luò)一體化研究

李先銘

（唐山師范學(xué)院 物理系，河北 唐山 063000）

城鄉(xiāng)公交網(wǎng)絡(luò)一體化研究

李先銘

（唐山師范學(xué)院 物理系，河北 唐山 063000）

分析了河北省遷安市城鄉(xiāng)公交網(wǎng)絡(luò)一體化情況，并提出了優(yōu)化城鄉(xiāng)公交網(wǎng)絡(luò)一體化的一些建議。

公交網(wǎng)絡(luò)；城鄉(xiāng)公交

近年來，公交的城鄉(xiāng)一體化研究得到了關(guān)注[1-3]。公交的城鄉(xiāng)一體化，實(shí)現(xiàn)了從城市到農(nóng)村的公路客運(yùn)全部公交化運(yùn)營，民眾的出行成本得以降低，有利于廣大人民群眾特別是農(nóng)村群眾出行，有利于促進(jìn)基本公共服務(wù)均等化，有利于強(qiáng)農(nóng)惠農(nóng)政策的實(shí)施和提升人民群眾生活品質(zhì)，有利于形成城鄉(xiāng)良性互動新機(jī)制。

遷安市隸屬于河北省唐山市，總面積1208 km2，總?cè)丝?0余萬，轄19個鎮(zhèn)鄉(xiāng)、1個城區(qū)街道辦事處。改革開放以來，遷安依托資源開發(fā)起步，因鐵而起、因鋼而興，是一座新興的工業(yè)城市，經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚，綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力曾連續(xù)9年位居河北省三十強(qiáng)縣之首，名列全國縣域經(jīng)濟(jì)基本競爭力百強(qiáng)縣前茅。雄厚的財(cái)力為城鄉(xiāng)公交網(wǎng)絡(luò)的建立提供了堅(jiān)實(shí)的保障。遷安市成為河北省最早實(shí)現(xiàn)公交城鄉(xiāng)一體化的城市之一。與此同時，遷安市的城鎮(zhèn)化率高，環(huán)保壓力大，所以實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)公交系統(tǒng)的一體化也是節(jié)約能源、減少污染的必然途徑，是構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的戰(zhàn)略選擇。

1 遷安城鄉(xiāng)公交的基本情況

公交系統(tǒng)包含?？空军c(diǎn)和線路2個基本要素，利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的L空間（Space L）方法研究公交系統(tǒng)[4,5]，即?？空军c(diǎn)視為節(jié)點(diǎn)，若2個站點(diǎn)在某一條公交線路上是相鄰的，那么它們就有連邊（不考慮方向，不考慮權(quán)重）。遷安市的城鄉(xiāng)公交的一體化系統(tǒng)主要包含市區(qū)公交系統(tǒng)和城鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）公交系統(tǒng)兩部分。利用Gephi軟件得到遷安公交模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 遷安公交模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

利用實(shí)際數(shù)據(jù)和Gephi軟件得到遷安市公交網(wǎng)絡(luò)的基本參數(shù)，如表1所示。從表1可以看出市區(qū)公交與城鎮(zhèn)公交有些節(jié)點(diǎn)和連邊是重合的，正是這些重合的站點(diǎn)和部分的線路才能使兩個公交系統(tǒng)組成一個一體化的系統(tǒng)。

下面分析主要的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：

表1 遷安市公交網(wǎng)絡(luò)的基本參數(shù)

1.1 節(jié)點(diǎn)的平均度與網(wǎng)絡(luò)聚類系數(shù)

節(jié)點(diǎn)的度是指與此節(jié)點(diǎn)連接的邊的數(shù)目，所有節(jié)點(diǎn)的度的平均值稱為網(wǎng)絡(luò)的平均度。節(jié)點(diǎn)的聚類系數(shù)被定義為它所有相鄰節(jié)點(diǎn)之間的實(shí)際連接數(shù)目占可能的最大連接邊數(shù)目的比例，網(wǎng)絡(luò)的聚類系數(shù)則是所有節(jié)點(diǎn)聚類系數(shù)的平均值。聚類系數(shù)是針對無向圖而言的，可以識別出網(wǎng)絡(luò)中的密集和稀疏區(qū)域，反映出鄰近節(jié)點(diǎn)之間的集團(tuán)性質(zhì)。

與唐山市區(qū)公交網(wǎng)絡(luò)相比[6]，遷安的公交系統(tǒng)無論是線路數(shù)、節(jié)點(diǎn)數(shù)、邊數(shù)，還是在節(jié)點(diǎn)的平均度和網(wǎng)絡(luò)的聚類系數(shù)均小一些，網(wǎng)絡(luò)的平均度和聚類系數(shù)不到唐山市區(qū)公交系統(tǒng)的一半，這說明遷安的公交網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模要比唐山市區(qū)小。究其原因遷安除了市區(qū)還有廣大的農(nóng)村地區(qū)，民眾出行特別是集中出行的需求相對市區(qū)要少一些，同時說明線路和站點(diǎn)的利用率較低，有很大改進(jìn)空間。

1.2 網(wǎng)絡(luò)直徑與平均路徑長度

從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)角度分析，網(wǎng)絡(luò)中任意兩點(diǎn)之間的距離定義為連接兩點(diǎn)的最短路徑上的邊數(shù)。網(wǎng)絡(luò)直徑則是網(wǎng)絡(luò)中任意兩個節(jié)點(diǎn)之間的距離的最大值，反映乘客一次出行可能乘坐的最多站數(shù)，是網(wǎng)絡(luò)中的一種極限情況，具有一定參考意義。網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長度定義為任意兩點(diǎn)之間的距離的平均值，反映出公交網(wǎng)絡(luò)中任意兩個站點(diǎn)之間平均有多少個站點(diǎn)，是評價公交網(wǎng)絡(luò)模型便利性的一個重要的指標(biāo)。

遷安公交網(wǎng)絡(luò)與唐山市區(qū)公交網(wǎng)絡(luò)相比[6]，網(wǎng)絡(luò)直徑和平均路徑長度相差不大，說明每條線路的站點(diǎn)數(shù)目設(shè)置比較合理；但是從實(shí)際路程長度分析，由于城鎮(zhèn)公交經(jīng)過的村落較多，實(shí)際路程相對市區(qū)公交要長。城鄉(xiāng)公交一體化后，相比單純的市區(qū)公交和城鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）公交，網(wǎng)絡(luò)的平均度和聚類系數(shù)具有增加，網(wǎng)絡(luò)平均路徑長度減少，均說明一體化有效增加了線路和站點(diǎn)等資源的利用效率。

2 存在的問題及優(yōu)化建議

2.1 公交網(wǎng)絡(luò)層次簡單，建議優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)層次

首先，現(xiàn)有的遷安公交系統(tǒng)層次如圖2所示，系統(tǒng)層次比較簡單。其次，公交系統(tǒng)規(guī)模相對小，覆蓋面只是涉及到鄉(xiāng)鎮(zhèn)層次，沒有覆蓋大多數(shù)村莊。遷安現(xiàn)有534個行政村，城鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）公交的站點(diǎn)數(shù)包含部分市區(qū)站點(diǎn)共計(jì)222個，設(shè)在鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村的站點(diǎn)大約為170個左右，不到全部行政村的1/3，大部分行政村沒有通公交，村民出行需要乘坐其它交通工具到達(dá)目的地或者到達(dá)有公交的村莊再換乘公交，非常不便。

圖2 遷安公交網(wǎng)路現(xiàn)有層次結(jié)構(gòu)圖

優(yōu)化之后的遷安公交網(wǎng)路層次結(jié)構(gòu)如圖3所示，將2層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化為3層，同時豐富了各層的內(nèi)容：

第一，增加城際公交。城際公交是經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、城市化進(jìn)程加快、城市圈逐步形成過程中可滿足人們城際間短途、高頻次出行需要的公交系統(tǒng)。考慮開通遷安市與唐山市區(qū)或周邊縣區(qū)如遷西縣、古冶區(qū)等城區(qū)間的公交，避免了公路客運(yùn)發(fā)車頻次低、換乘不便的弊端，增加人員流動和交流，加速城市間交流和融合，搞活區(qū)域經(jīng)濟(jì)。

第二，城鎮(zhèn)公交覆蓋到鄉(xiāng)鎮(zhèn)層次的同時，應(yīng)該盡量覆蓋到大多數(shù)的行政村，所以考慮組建鎮(zhèn)鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）公交和鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）村公交。鎮(zhèn)鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）公交主要沿鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路，溝通2個或者幾個臨近鄉(xiāng)鎮(zhèn)的公交系統(tǒng)；鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）村公交則主要是沿鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路，在本鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)部運(yùn)行的公交系統(tǒng)。兩個公交系統(tǒng)途經(jīng)盡量多的行政村，同時與市鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）公交相連接，極大地增加覆蓋面，方便農(nóng)村群眾的出行和換乘。從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)角度分析，此舉可以增加節(jié)點(diǎn)的度值，提高網(wǎng)絡(luò)的聚類系數(shù)，降低網(wǎng)絡(luò)直徑和平均路徑長度。

圖3 改進(jìn)的遷安公交網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)圖

2.2 蓄意攻擊的魯棒性較差，需建立輔助公交樞紐

復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的魯棒性是指在網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)（邊）發(fā)生隨機(jī)故障或遭受蓄意攻擊的條件下，網(wǎng)絡(luò)維持其功能的能力，是網(wǎng)絡(luò)重要參數(shù)之一。對公交網(wǎng)絡(luò)而言，就是公交系統(tǒng)遭遇隨機(jī)故障或遭受蓄意攻擊時，公交網(wǎng)絡(luò)維持運(yùn)營的能力。研究表明[7-9]，公交網(wǎng)絡(luò)具有對隨機(jī)攻擊（例如小范圍的交通事故、交通擁堵或者自然災(zāi)害等）的魯棒性較高，同時又具有對蓄意攻擊（特別是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)例如公交樞紐的攻擊）表現(xiàn)出脆弱性。在遷安公交的45條公交線路中，43條線路都是以公交總站這個站點(diǎn)作為起始點(diǎn)（終點(diǎn)）。從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)角度看，如果公交總站這個站點(diǎn)遭到蓄意攻擊，整個公交網(wǎng)絡(luò)幾乎處于癱瘓狀態(tài)。與此同時，隨著經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展，遷安市區(qū)機(jī)動車輛會進(jìn)一步增加，公交網(wǎng)絡(luò)規(guī)模會進(jìn)一步擴(kuò)大，市區(qū)交通會更加的擁堵，合理設(shè)計(jì)輔助的公交樞紐，進(jìn)行分流，勢在必行。建議可在市郊建立1-2個換乘樞紐，提高網(wǎng)絡(luò)的魯棒性。

3 結(jié)束語

本文主要研究了遷安市城鄉(xiāng)公交網(wǎng)絡(luò)一體化的現(xiàn)狀，并針對存在的問題提出了優(yōu)化建議。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法還有很多，例如深挖網(wǎng)絡(luò)潛力，合理調(diào)整路線的布置、合理的更改發(fā)車頻率等。

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（責(zé)任編輯、校對：孫海祥）

Research on the Integration of Urban and Rural Public Transport Network

LI Xian-ming

(Department of Physics, Tangshan Normal University, Tangshan 063000, China)

In this paper, the integration of urban and rural public transport networks in the city of Qian’an are researched. Several suggestions are proposed to optimize the integration.

public transport network; urban and rural public transport

U492.1

A

1009-9115(2015)02-0029-03

10.3969/j.issn.1009-9115.2015.02.009

唐山師范學(xué)院基金項(xiàng)目（10D08）

2014-12-22

李先銘（1981-），男，山東萊蕪人，碩士，講師，研究方向?yàn)榻y(tǒng)計(jì)物理和物理教學(xué)。