新時(shí)期公交站場(chǎng)等級(jí)劃分模型研究

陳 軍 鄭波濤 何 川 張 弛

（1.重慶城市交通開(kāi)發(fā)投資（ 集團(tuán)） 有限公司，重慶 401121；2.重慶城市綜合交通樞紐（ 集團(tuán)） 有限公司，重慶 401121；3.重慶交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院，重慶 400074）

隨著小汽車數(shù)量的高速增長(zhǎng)，全球各大城市交通擁堵情況愈發(fā)嚴(yán)峻，優(yōu)先發(fā)展公共交通是解決城市交通問(wèn)題的關(guān)鍵途徑，“公交都市”已經(jīng)成為全球都市的發(fā)展方向。公交站場(chǎng)作為城市公共交通系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其建設(shè)規(guī)模與服務(wù)配置水平對(duì)公交出行體驗(yàn)有著顯著影響，合理規(guī)劃公交站場(chǎng)是引導(dǎo)居民優(yōu)先選擇公交出行的前置條件。

目前對(duì)公交車站規(guī)劃的研究主要集中在站點(diǎn)的選址、布局和建設(shè)規(guī)模，Alonso等[1]、Chen等[2]建立雙層規(guī)劃模型以優(yōu)化公交站間距；魏明等[3]利用兩階段啟發(fā)式算法，計(jì)算站場(chǎng)的最佳位置和泊位數(shù)，獲取最佳的公交站場(chǎng)選址方案；許奇等[4]構(gòu)建基于延誤折算方式的系統(tǒng)延誤模型，判斷不同機(jī)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(duì)道路通行能力的影響；李傳成等[6]測(cè)算鐵路客運(yùn)量、公交分擔(dān)率、環(huán)境空間比等關(guān)鍵年參數(shù)，建立了鐵路客運(yùn)站站前公交車場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)模型。尚未有研究對(duì)公交站場(chǎng)進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃與分類，本文分別從換乘功能和開(kāi)發(fā)模式兩個(gè)角度，構(gòu)建公交站場(chǎng)等級(jí)劃分模型，為科學(xué)規(guī)劃與建設(shè)公交站場(chǎng)提供理論依據(jù)。

1 公交站場(chǎng)等級(jí)劃分模型

1.1 換乘功能分類指標(biāo)選取

根據(jù)公交站場(chǎng)周邊用地性質(zhì)及其可達(dá)性，選取交通樞紐可達(dá)性、軌道可達(dá)性、居住區(qū)可達(dá)性、周邊業(yè)態(tài)種類4個(gè)指標(biāo)[7-13]：

（1） 樞紐可達(dá)性，公交站臺(tái)至最近的對(duì)外客運(yùn)交通樞紐（對(duì)外客運(yùn)交通樞紐指城市本身與城市范圍以外地區(qū)之間的交通網(wǎng)絡(luò)旅客運(yùn)輸線路的交匯點(diǎn)，包括機(jī)場(chǎng)、火車站、汽車站、港口碼頭等） 步行時(shí)間，單位為min，站場(chǎng)周邊1 km范圍內(nèi)無(wú)對(duì)外交通樞紐記為+∞。

（2） 軌道可達(dá)性，公交站臺(tái)至最近軌道車站出入口步行時(shí)間，單位為min，站場(chǎng)周邊1 km范圍內(nèi)無(wú)軌道車站記為+∞。

（3） 居住區(qū)可達(dá)性，公交站臺(tái)至最近住宅小區(qū)出入口步行時(shí)間，單位為min，站場(chǎng)周邊1 km范圍內(nèi)無(wú)住宅記為+∞。

（4） 周邊業(yè)態(tài)種類，公交站場(chǎng)周邊存在的業(yè)態(tài)種類總數(shù)，包括商業(yè)、辦公、住宅、教育、醫(yī)療、公園景區(qū)等，單位為類。

1.2 開(kāi)發(fā)模式分類指標(biāo)選取

根據(jù)公交站場(chǎng)本身及其周邊用地情況、建設(shè)條件，選取占地面積、地理區(qū)位、交通集散條件、道路運(yùn)行條件、商業(yè)體量、住宅體量、開(kāi)發(fā)強(qiáng)度、土地地價(jià)、軌道可達(dá)性共9個(gè)指標(biāo)：

（1） 占地面積，公交站場(chǎng)用地面積，單位為萬(wàn)m2。

（2） 地理區(qū)位，分為內(nèi)環(huán)以內(nèi)、內(nèi)環(huán)以外環(huán)以內(nèi)、外環(huán)以外，分別記為1、2、3。

（3） 交通集散條件，根據(jù)交通可達(dá)性情況進(jìn)行判定：有2條及以上的集散通道，且其中1條為具備開(kāi)口條件的主次干路，周邊路網(wǎng)密度較大，路網(wǎng)級(jí)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(duì)較好，能快速進(jìn)入干道系統(tǒng)，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(kāi)口路段，周邊路網(wǎng)密度較小，級(jí)配不合理，為交通集散條件較差，記為3。交通可達(dá)性各情況示意見(jiàn)圖1。

圖1 交通可達(dá)性各情況示意圖

（4） 道路運(yùn)行條件，公交站場(chǎng)周邊道路運(yùn)行情況，分為嚴(yán)重?fù)矶?、擁擠、緩行、通暢，分別記為1、2、3、4。

（5） 商業(yè)體量，公交站場(chǎng)周邊500 m范圍內(nèi)商業(yè)建筑面積，單位為m2。

（6） 住宅體量，公交站場(chǎng)周邊500 m范圍內(nèi)住宅建筑面積，單位為m2。

（7） 開(kāi)發(fā)強(qiáng)度，公交站場(chǎng)地塊周邊500 m范圍內(nèi)建設(shè)空間占該區(qū)域總面積的比例 （不包括道路、公園綠地、防護(hù)綠地等），單位為%。

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

（9） 軌道可達(dá)性，公交站臺(tái)至最近軌道車站出入口步行時(shí)間，單位為min，站場(chǎng)周邊1 km范圍內(nèi)無(wú)軌道車站記為+∞。

1.3 數(shù)學(xué)模型

1.3.1 相關(guān)分析

相關(guān)性較高的指標(biāo)不適宜作為聚類分析的指標(biāo)劃分依據(jù)，為了刪減關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的指標(biāo)，需分析指標(biāo)間關(guān)聯(lián)程度的強(qiáng)弱，具體數(shù)學(xué)處理過(guò)程如下：

（1） 指標(biāo)的無(wú)量綱化處理：

（2） 皮爾遜相關(guān)系數(shù)（ Pearson correlation coefficient） 計(jì)算：

表1 皮爾遜相關(guān)系數(shù)臨界標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2 聚類分析

選擇K-means聚類法，給定k個(gè)類中心，對(duì)于公交站場(chǎng)的樣本集，按照最鄰近原則把待分類樣本站場(chǎng)劃分至各個(gè)類別，然后按平均法重新計(jì)算各個(gè)類別的質(zhì)心，從而確定新的類中心。一直迭代，直到類中心的移動(dòng)距離小于某個(gè)給定的值，則得到站場(chǎng)的等級(jí)簇劃分具體計(jì)算步驟如下：

（1） 從數(shù)據(jù)集D中隨機(jī)選取k個(gè)站場(chǎng)樣本作為初始的k個(gè)質(zhì)心向量：

2 實(shí)例分析

2.1 換乘功能劃分

截至2018年底，重慶市主城區(qū)現(xiàn)狀公交站場(chǎng)共84個(gè) （不包括臨時(shí)站場(chǎng)），其中，樞紐站21個(gè)，首末站41個(gè)，維保場(chǎng)22個(gè)。由于維保場(chǎng)不具備乘客換乘功能，樣本站場(chǎng)為公交樞紐與首末站共62個(gè)，對(duì)其指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，計(jì)算結(jié)果如表2所示。

表2 相關(guān)分析結(jié)果

交通樞紐可達(dá)性、軌道站可達(dá)性、居住區(qū)可達(dá)性、周邊業(yè)態(tài)種類4個(gè)指標(biāo)的顯著性P值均小于0.05，表明相關(guān)系數(shù)有效，相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值均小于0.3，各項(xiàng)指標(biāo)相關(guān)程度弱，可根據(jù)這4個(gè)指標(biāo)做聚類分析。根據(jù)其換乘功能進(jìn)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(chǎng)附近無(wú)對(duì)外客運(yùn)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(chǎng)；第二類站場(chǎng)周邊無(wú)交通樞紐和軌道車站，且距居住區(qū)較遠(yuǎn)，只能與公交換乘，命名為基本型公交站場(chǎng)；第三類站場(chǎng)距對(duì)外客運(yùn)交通樞紐較近，可與城市周邊或城際聯(lián)系，命名為對(duì)外換乘型公交站場(chǎng)；第四類站場(chǎng)周邊無(wú)對(duì)外客運(yùn)交通樞紐與軌道車站，距居住社區(qū)較近，周邊業(yè)態(tài)單一，以住宅為主，步行換乘可達(dá)目的地，命名為社區(qū)服務(wù)型公交站場(chǎng)。類型劃分結(jié)果如表4所示。

表4 類型劃分結(jié)果

2.2 開(kāi)發(fā)模式劃分

對(duì)重慶市主城區(qū)84個(gè)公交站場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，其中地理區(qū)位和交通集散條件與多項(xiàng)指標(biāo)相關(guān)系數(shù)較大刪除這兩項(xiàng)指標(biāo)，其余指標(biāo)相關(guān)系數(shù)如表5所示。

表5 相關(guān)分析結(jié)果

占地面積、道路運(yùn)行條件、商業(yè)體量、住宅體量、開(kāi)發(fā)強(qiáng)度、土地地價(jià)、軌道可達(dá)性7項(xiàng)指標(biāo)的顯著性P值均小于0.05，其相關(guān)系數(shù)顯著有效且，各項(xiàng)指標(biāo)相關(guān)程度較弱，可根據(jù)以上7個(gè)指標(biāo)做聚類分析。根據(jù)其開(kāi)發(fā)功能進(jìn)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(chǎng)距軌道站近，周邊建有部分住宅與商業(yè)，可將場(chǎng)站的交通功能與居住、商業(yè)、商務(wù)辦公等城市功能綜合在一起進(jìn)行復(fù)合開(kāi)發(fā)，公交、軌道站點(diǎn)與目的地之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接，場(chǎng)站綜合體所具備的功能更加多樣化，吸引力增強(qiáng)，命名為綜合集成型公交站場(chǎng)；第二類站場(chǎng)周邊無(wú)軌道車站，住宅多，可將站場(chǎng)與結(jié)合商鋪、購(gòu)物中心、大廈等商業(yè)物業(yè)結(jié)合，同時(shí)通過(guò)公交服務(wù)聚集人氣，為周邊區(qū)域發(fā)展提供動(dòng)力，命名為商業(yè)集成型公交站場(chǎng)；第三類站場(chǎng)占地面積大，平均地價(jià)較高，開(kāi)發(fā)強(qiáng)度低，周邊無(wú)商業(yè)，道路暢通，可將住宅與場(chǎng)站相結(jié)合，為居民提供更加便捷的交通出行條件，使得“最后1 km”問(wèn)題得到解決，命名為居住集成型公交站場(chǎng)；第四類站場(chǎng)面積小，地價(jià)低，開(kāi)發(fā)強(qiáng)度高，僅作為單純交通功能的場(chǎng)站建設(shè)，不適宜對(duì)其進(jìn)行其他功能的開(kāi)發(fā)，命名為交通功能型公交站場(chǎng)。類型劃分結(jié)果如表7所示。

表7 類型劃分結(jié)果

3 結(jié)語(yǔ)

隨著軌道交通的快速發(fā)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(fā)展，公交站場(chǎng)的功能定位也在向多元化發(fā)展。本文分別從公交站場(chǎng)換乘功能和開(kāi)發(fā)模式兩個(gè)角度，選取可量化的相關(guān)分類指標(biāo)，構(gòu)建了適用于換乘功能與開(kāi)發(fā)模式選擇的站場(chǎng)等級(jí)劃分模型，將其運(yùn)用至重慶市公交站場(chǎng)實(shí)例分析中，模型具有較好的適用性。