南岸區(qū)公交樞紐站布局優(yōu)化研究?

任其亮，吳麗霞，馬文俊

（重慶交通大學交通運輸學院，重慶 400074）

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南岸區(qū)公交樞紐站布局優(yōu)化研究?

任其亮，吳麗霞，馬文俊

（重慶交通大學交通運輸學院，重慶 400074）

摘要：優(yōu)先發(fā)展公共交通是緩解重慶南岸區(qū)交通問題的有效途徑，而公交樞紐站作為公共交通系統(tǒng)中的關鍵節(jié)點，其合理布局對于緩解南岸區(qū)交通問題起著至關重要的作用。文中針對南岸區(qū)公交樞紐站數(shù)量不足、銜接不暢、布局不合理等問題，從客流集散量角度提出一種分步驟的公交樞紐站布局選址優(yōu)化思路，采用宏觀布局與微觀選址、定性與定量相結(jié)合的方法逐步選址，并利用層次分析法對優(yōu)化前后方案進行綜合評比。

關鍵詞：公共交通；公交樞紐站；布局優(yōu)化；選址；重慶

南岸區(qū)位于長江南岸，是重慶市主城區(qū)之一，由彈子石、南坪、南山、江南新城4個片區(qū)組成，幅員274 km2。伴隨南岸區(qū)城市化進程和經(jīng)濟的快速發(fā)展，其人口數(shù)量急劇上升，截至2013年底已達到65萬人，居民出行需求和范圍不斷擴增，對公共交通出行的需求也逐漸增大，交通問題愈演愈烈。優(yōu)先發(fā)展公共交通是緩解南岸區(qū)交通問題的有效途徑，而公交樞紐站作為城市公共交通系統(tǒng)的重要節(jié)點，其合理布局不僅能減少居民不必要換乘、節(jié)約出行時間，也可提高整個交通系統(tǒng)的運輸效率和競爭力。

該文針對南岸區(qū)現(xiàn)狀公交樞紐站數(shù)量不足及布局不合理等問題，提出保留現(xiàn)狀樞紐站和新增樞紐站優(yōu)化方法。其中在新增公交樞紐站布局選址方面，針對目前公交樞紐站備選站址選擇中定性分析為主、定量分析較少的狀況，基于對南岸區(qū)公交樞紐站現(xiàn)狀問題的分析，結(jié)合文獻［4］～［7］，提出宏觀布局與微觀選址、定性與定量相結(jié)合逐步選址的方法，先定性、定量分析相結(jié)合確定備選樞紐站址集合，再通過備選樞紐站點客流集散量計算，依據(jù)客流集散強度最大的原則確定公交樞紐站地址。

1　公交樞紐站現(xiàn)狀及存在問題分析

1.1公交樞紐站現(xiàn)狀布局

截至2014年底，南岸區(qū)共有公交樞紐場站3個，占地面積4.47萬m2，主要分布于南坪片區(qū)、江南新城片區(qū)。其中南坪片區(qū)有2處，分別為南坪公交樞紐站和四公里換乘樞紐站，占地面積2.44萬m2；江南新城片區(qū)有1處，為江南換乘樞紐站，占地面積2.03萬m2。依據(jù)樞紐站功能劃分，四公里換乘樞紐站和江南換乘樞紐站屬于綜合樞紐站，南坪公交樞紐站屬于公交換乘樞紐站。公交樞紐站現(xiàn)狀統(tǒng)計如表1所示。

表1　南岸區(qū)公交樞紐站現(xiàn)狀

1.2現(xiàn)存問題分析

（1）公交樞紐站數(shù)量不足，無法滿足實際客流換乘需求。隨著江南新城核心區(qū)域的快速發(fā)展，朝天門綜合交易市場遷入經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，為滿足經(jīng)濟開發(fā)區(qū)內(nèi)部的客流需求及對外客流的有效集散，急需建設相應的公交樞紐站。而江南新城片區(qū)目前僅有1處江南換乘樞紐站，共有3條公交線路，僅能到達南坪、長生鎮(zhèn)政府、明月沱等地，遠遠不能滿足居民的實際換乘需求。同時，隨著彈子石片區(qū)CBD發(fā)展計劃的實施，區(qū)域人口數(shù)量不斷增長，交通出行量也迅速增加，為滿足居民出行需求，急需規(guī)劃新的公交樞紐站。南岸區(qū)公交樞紐站現(xiàn)狀輻射范圍如圖1所示。

圖1　南岸區(qū)公交樞紐站現(xiàn)狀輻射范圍示意圖

（2）公交樞紐站布局不合理，片區(qū)客流換乘不均勻。目前，彈子石片區(qū)等地還未布設公交樞紐站，南岸區(qū)客流換乘點主要集中于南坪片區(qū)的南坪樞紐站和四公里換乘樞紐站，其功能呈向四周輻射狀發(fā)散，乘客通過在該區(qū)內(nèi)和區(qū)間換乘，直接到達渝中區(qū)、巴南區(qū)、彈子石、南山、江南新城等片區(qū)，極大方便了乘客的出行。但過于集中的換乘極易造成南坪片區(qū)客流集散擁擠現(xiàn)象發(fā)生。南岸區(qū)公交樞紐站現(xiàn)狀分布如圖2所示。

圖2　南岸區(qū)公交樞紐站現(xiàn)狀分布

2　公交樞紐站布局優(yōu)化方法

2.1優(yōu)化思路

公交樞紐站可從宏觀與微觀、定性與定量相結(jié)合的層面進行優(yōu)化。通過分析南岸區(qū)公交樞紐站現(xiàn)狀，鑒于現(xiàn)狀公交樞紐站數(shù)量不足及布局不合理，采取保留現(xiàn)狀公交樞紐站和新增公交樞紐站的方法進行優(yōu)化。新增公交樞紐站選址優(yōu)化方法為：1）根據(jù)南岸區(qū)經(jīng)濟發(fā)展情況和居民數(shù)量與出行特點，初步在彈子石片區(qū)和江南新城片區(qū)各新增1處公交樞紐站。2）按照公交樞紐站設置原則及站點公交線路數(shù)量，得到第一次備選樞紐站站址。3）對第一次選定的備選樞紐站站址進行篩選，得到第二次備選樞紐站站址。4）運用客流集散量法對第二次備選樞紐站站址進行客流集散強度計算。5）利用選址優(yōu)化目標函數(shù)，確定最優(yōu)公交樞紐站站址。優(yōu)化流程如圖3所示。

圖3　南岸區(qū)公交樞紐站布局優(yōu)化流程

2.2選址原則

結(jié)合城市規(guī)劃與用地情況，依據(jù)站點覆蓋密度、服務半徑、線路起終點，公交樞紐站一般均勻布設在各區(qū)公交線網(wǎng)的重心處，主要分散布置在靠近核心商業(yè)區(qū)或大型居住區(qū)的位置，且需大、中、小相結(jié)合，體現(xiàn)“以人為本、以流為主”的核心要求。選址中遵循以下原則：

（1）與公交車輛的發(fā)展相適應，并具有一定的超前性。

（2）與城市規(guī)劃和綜合運輸網(wǎng)相協(xié)調(diào)，增加公交樞紐站選址的可行性。

（3）盡量避開商業(yè)區(qū)、學校、醫(yī)院等地，避免客流量過于集中造成交通擁堵。

（4）盡量選擇現(xiàn)狀預留地，避免拆遷。

2.3優(yōu)化選址方法

南岸區(qū)公交樞紐站選址采用宏觀布局與微觀選址、定性與定量相結(jié)合的方法。在確定備選樞紐站站址后，利用客流集散量法和選址優(yōu)化目標函數(shù)得到最優(yōu)公交樞紐站站址。

2.3.1客流集散量法選址

根據(jù)城市公交線網(wǎng)的線路客流量，求出各備選樞紐站站址的客流集散強度Ea：

根據(jù)南岸區(qū)規(guī)劃樞紐站類型，令εi=1，i=（1，2，3，4），則有：

式中：uli（i）、dli（i）分別為路線li在站點i的上、下客量（人）。

2.3.2選址優(yōu)化目標函數(shù)

假設規(guī)劃區(qū)域內(nèi)有n個備選樞紐位置，擬選址m個進行建設（n≥m），則公交樞紐選址優(yōu)化目標函數(shù)可表示為：

式中：Z為規(guī)劃公交樞紐的備選集合；Ea、Ei為備選樞紐的客流集散強度指標；a=1，2，3，…，m；i= 1，2，3，…，n。

3　公交樞紐站站址確定

3.1備選站址的選取

按照上述公交樞紐站選址原則和方法，確定南岸區(qū)公交樞紐站備選站址。

（1）根據(jù)公交樞紐站選址原則及各片區(qū)居民數(shù)量與出行特點，在彈子石片區(qū)和江南新城片區(qū)各新增1處公交樞紐站。

（2）選出南岸區(qū)彈子石片區(qū)及江南新城片區(qū)公交線路數(shù)量大于5條的所有站點作為公交樞紐站第一次備選站址。經(jīng)過現(xiàn)場實際調(diào)查統(tǒng)計，第一次備選站址及其公交線路數(shù)量如表2所示。

（3）結(jié)合備選站點周邊用地利用狀況進行第二次篩選，選取適宜站點作為第二次備選樞紐站。第二次備選站站址及其公交線路數(shù)量如表3所示。

表2　第一次公交樞紐站備選站址

表3　第二次公交樞紐站備選站址

3.2最優(yōu)站址的確定

最優(yōu)站址確定采用各站點總的上、下車客流量作為客流集散強度的指標。根據(jù)查閱相關資料及部分備選站點實際上（下）車客流量調(diào)查結(jié)果，選取備選站點作為首末站時每輛車上（下）車乘客數(shù)為30 人/h，中間站點的上（下）車換乘量為10人/h。

按式（2）進行備選站點客流集散強度計算。根據(jù)表3，彈子石群慧路站共有13條線路經(jīng)過，其中4條線路為首末站，9條線路為中途站點，經(jīng)過計算得Ea=4×30+9×10=210人次/h。依次采用同樣方法計算，得到彈子石片區(qū)、江南新城片區(qū)各備選樞紐站站址客流集散強度如表4所示。

表4　備選樞紐站站址客流集散強度

根據(jù)表4中各備選樞紐站站址客流集散強度值，按式（3）計算得到彈子石片區(qū)、江南新城片區(qū)最大客流集散量分別為Z1=max｛210，90，100，80，100，90｝=210，Z2=max｛100，60，130，90｝=130。由此得知最優(yōu)備選樞紐站位置P0為彈子石群慧路和迎龍。南岸區(qū)優(yōu)化后公交樞紐站分布及輻射范圍如圖4所示。

圖4　優(yōu)化后公交樞紐站分布及輻射范圍示意圖

由圖4可以看出：公交樞紐站優(yōu)化后，其輻射范圍基本包含了南岸區(qū)客流集中區(qū)域，公交樞紐站布局更為合理，能滿足實際客流的需要，可方便居民的出行，有效緩解南坪片區(qū)公交客流壓力，保證各片區(qū)間較好的可達性，實現(xiàn)客流的極大化；彈子石群慧路公交樞紐站的建設，可有效解決片區(qū)內(nèi)部客流集散與換乘，乘客根據(jù)需求可換乘直接到達渝中區(qū)、江北區(qū)等地及江南新城、南坪等片區(qū)，避免南坪片區(qū)集中換乘擁擠現(xiàn)象的發(fā)生；迎龍公交樞紐站的建設，可滿足經(jīng)濟開發(fā)區(qū)內(nèi)部的換乘需求和對外客流的有效集散。

3.3優(yōu)化方案評價

采用層次分析法對優(yōu)化前后南岸區(qū)公交樞紐站狀況進行綜合評價比較。從方便性B1、適應性B2、環(huán)境影響性B3三方面建立評價指標體系，其中方便性B1包括公交車輛?？糠奖阈訡11和客流換乘方便性C12，適應性B2包括城市發(fā)展協(xié)調(diào)適應性C21和高峰客流適應性C22，環(huán)境影響性B3包括自然環(huán)境影響性C31和社會環(huán)境影響性C32。采用層次分析法，通過建立相應的判斷矩陣，計算理論權重，評價方案的優(yōu)劣。計算過程略。優(yōu)化前后方案綜合評價總排序如表5所示。

表5　南岸區(qū)公交樞紐站布局優(yōu)化前后綜合評價總排序

由表5可看出：優(yōu)化后方案的權重值W2= 0.750，高于現(xiàn)狀權重值W1=0.250，說明南岸區(qū)公交樞紐站優(yōu)化方案在方便性、適應性、環(huán)境影響性三方面都優(yōu)于現(xiàn)狀方案，具有可行性。

4　結(jié)語

優(yōu)先發(fā)展公共交通是緩解重慶南岸區(qū)交通問題的有效途徑。公交樞紐站作為公共交通中的重要節(jié)點，是推動優(yōu)先發(fā)展公共交通策略的基礎，公交樞紐站的合理布局是解決公共交通問題的關鍵所在。該文通過對南岸區(qū)公交樞紐站發(fā)展現(xiàn)狀的實際調(diào)查，針對存在的問題提出宏觀布局與微觀選址、定性與定量相結(jié)合，保留和新增公交樞紐站的布局優(yōu)化方法；在對新增公交樞紐站初步選址的基礎上，采用客流集散量法和選址優(yōu)化目標函數(shù)共同篩選得到最優(yōu)位置。層次分析法評價結(jié)果表明南岸區(qū)公交樞紐站布局優(yōu)化方案可行，可為今后公交樞紐站布局優(yōu)化提供參考。

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式中：ε1、ε2、ε3、ε4為各種客流換乘類型群眾系數(shù)，與規(guī)劃的交通樞紐類型有關；Ra為經(jīng)過a的公交線路集合；e（li，lj）為公交線路li、lj間的換乘量（人）；e（li，bi）為公交線路li與自行車方式bi間的換乘量（人）；e（li，wa）為公交線路li與步行方式wa間的換乘量（人）；e（li，ou）為公交線路li與其他交通方式ou間的換乘量（人）。

中圖分類號：U492.1

文獻標志碼：A

文章編號：1671-2668（2016）03-0025-04

基金項目：?重慶市科委基礎與前沿研究項目（cstc2014jcyJA30007）；重慶市教委自然科學研究項目（KJ130422）

收稿日期：2015-12-04