基于路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)的公共交通站點(diǎn)覆蓋水平評(píng)價(jià)方法

杜光遠(yuǎn)，譚桂菲

（交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院，北京 100029）

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)積極推進(jìn)落實(shí)城市公共交通優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略，城市公共交通站點(diǎn)覆蓋水平受到了各級(jí)各部門的高度重視，從2012年起一系列重要政策文件陸續(xù)出臺(tái)，其中《國(guó)務(wù)院關(guān)于城市優(yōu)先發(fā)展公共交通的指導(dǎo)意見》《國(guó)家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014—2020 年）》《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》等都明確要求2020年“實(shí)現(xiàn)100 萬(wàn)人口以上城市中心城區(qū)公交站點(diǎn)500m 全覆蓋”[1-3]。2013 年，交通運(yùn)輸部將中心城區(qū)建成區(qū)內(nèi)公共交通站點(diǎn)500m 覆蓋率作為公交都市考核的重要指標(biāo)[4]。

公共交通站點(diǎn)覆蓋率，是指城市一定空間范圍內(nèi)公共交通站點(diǎn)覆蓋面積與對(duì)應(yīng)空間區(qū)域內(nèi)適應(yīng)設(shè)置公共交通站點(diǎn)區(qū)域總面積之比，也稱為公交站點(diǎn)服務(wù)面積率，是反映公交站點(diǎn)布局合理性，評(píng)價(jià)公共交通基本服務(wù)水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)[4]。對(duì)城市公交站點(diǎn)覆蓋率的研究也在不斷深入，丁午等基于柵格分析技術(shù)對(duì)公交站點(diǎn)覆蓋率的計(jì)算方法進(jìn)行了改進(jìn)，從高分辨率遙感影像與公交站點(diǎn)信息數(shù)據(jù)疊加得到的柵格數(shù)據(jù)中提取柵格矩陣進(jìn)行分析[5]；王重元基于人口及崗位規(guī)模進(jìn)行站點(diǎn)覆蓋率計(jì)算，較為全面地考慮人口及崗位分布情況[6]；白楊等應(yīng)用GIS網(wǎng)絡(luò)分析工具對(duì)研究區(qū)域公交站點(diǎn)的布局現(xiàn)狀進(jìn)行分析[7]。上述研究都進(jìn)一步優(yōu)化了公交站點(diǎn)覆蓋率測(cè)算的傳統(tǒng)方法，但同時(shí)也都存在前期工作量大、技術(shù)門檻高等不足。

本文將針對(duì)現(xiàn)有公共交通站點(diǎn)覆蓋率方法存在的不足，基于互聯(lián)網(wǎng)開放地圖平臺(tái)的路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)，在細(xì)顆粒度數(shù)據(jù)下，提出公交站點(diǎn)評(píng)估、布設(shè)和優(yōu)化等工作的新思路，總結(jié)應(yīng)用可達(dá)性分析進(jìn)行公共交通站點(diǎn)覆蓋水平評(píng)價(jià)的新方法。

1 我國(guó)城市公共交通站點(diǎn)覆蓋現(xiàn)狀

目前最?？吹降墓徽军c(diǎn)覆蓋范圍計(jì)算方法，是以公交站點(diǎn)為圓心，以300m 或500m 為半徑畫圓作緩沖區(qū)，將緩沖區(qū)覆蓋范圍與城市建成區(qū)的范圍相比，得到公共交通站點(diǎn)的覆蓋率[8-10]，如圖1 所示。該方法標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)可獲取、適用范圍廣，是目前相關(guān)政策、標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)公交覆蓋水平評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)測(cè)算方法。但該方法一直以來(lái)存在一個(gè)問(wèn)題：由于受到城市建筑、道路及城市設(shè)施布局的影響，地圖上某一距離的直線可達(dá)不等同于實(shí)際步行可達(dá)。

圖1 以公交站點(diǎn)為圓心作緩沖區(qū)得到的覆蓋率

目前我國(guó)大部分城市在核心區(qū)范圍內(nèi)已基本實(shí)現(xiàn)了公共交通站點(diǎn)500m 內(nèi)全覆蓋，但在城市邊緣和特殊區(qū)域內(nèi)仍然存在公交站點(diǎn)覆蓋的盲區(qū)。究其原因，一方面，公共交通被動(dòng)適應(yīng)城市發(fā)展的情況尚普遍存在，公交服務(wù)的供給難以適應(yīng)城市建成區(qū)范圍的急速擴(kuò)大。不少城市存在“攤大餅”和新城盲目擴(kuò)張現(xiàn)象，造成城市邊緣建成區(qū)內(nèi)人口和資源的聚集程度較低，從成本效益角度考慮，不適宜開通常規(guī)公共交通服務(wù)，從而導(dǎo)致該地區(qū)公共交通服務(wù)薄弱[9-10]。另一方面，從20世紀(jì)50年代興起的“單位大院潮”，到90年代開始的“小區(qū)封閉潮”，使得城市中出現(xiàn)越來(lái)越多的封閉式區(qū)域，這些區(qū)域在給城市空間帶來(lái)嚴(yán)重的分割，導(dǎo)致土地等資源浪費(fèi)的同時(shí)，也破壞了城市應(yīng)有的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)形態(tài)，不利于城市道路的布局，直接導(dǎo)致了城市公共交通站點(diǎn)覆蓋在這些區(qū)域形成了空心化。此外，由于這類區(qū)域自身封閉等特征，即便屬于公交站點(diǎn)500m 直線覆蓋范圍之內(nèi)，但周邊居民往往需要通過(guò)繞行較大的距離才能抵達(dá)公交站點(diǎn)，實(shí)際的公共交通站點(diǎn)覆蓋水平并不高。通常，越往城市外圍，封閉區(qū)域范圍往往也越大，對(duì)公共交通線網(wǎng)布局和站點(diǎn)布設(shè)的影響也隨之變大。

2 基于路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)的公共交通站點(diǎn)覆蓋水平評(píng)價(jià)方法與分析思路

2.1 基于路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)的站點(diǎn)可達(dá)性分析思路

在對(duì)城市公共交通站點(diǎn)覆蓋水平進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)充分結(jié)合城市道路網(wǎng)的通達(dá)情況，構(gòu)建拓?fù)潢P(guān)系的交通網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行步行可達(dá)性分析評(píng)價(jià)[11-14]?；ヂ?lián)網(wǎng)地圖平臺(tái)數(shù)據(jù)具有覆蓋面全、實(shí)時(shí)性高等特點(diǎn)，目前我國(guó)主要的互聯(lián)網(wǎng)開放地圖平臺(tái)（百度、高德、騰訊）都提供了批量輸入起點(diǎn)和終點(diǎn)位置，輸出自駕車、公交、自行車、步行4 種方式的路線、距離、時(shí)間等路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)的API 接口服務(wù)，如圖2所示。

應(yīng)用這個(gè)數(shù)據(jù)接口，首先利用地理信息軟件，將城市網(wǎng)格化，以公交站點(diǎn)為起點(diǎn)，以城市不同網(wǎng)格為終點(diǎn)，調(diào)用路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)API 接口，得到根據(jù)實(shí)際路網(wǎng)和交通狀況返回的公交站點(diǎn)與城市不同區(qū)域的可達(dá)時(shí)間和距離數(shù)據(jù)，按照給定的步行可達(dá)距離和時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)從站點(diǎn)出發(fā)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間或距離下的城市區(qū)域可達(dá)面積，將該面積與要評(píng)價(jià)區(qū)域總面積相比，得到考慮了可達(dá)性的城市公共交通站點(diǎn)覆蓋率。

圖2 百度地圖平臺(tái)路線規(guī)劃的API接口

2.2 基于路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)的公交服務(wù)覆蓋水平評(píng)價(jià)

本文以合肥市一環(huán)內(nèi)核心區(qū)為例，首先將該區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化處理，按50m×50m進(jìn)行劃分，共劃分了2 226個(gè)網(wǎng)格，如圖3所示。

圖3 城市核心區(qū)網(wǎng)絡(luò)分格圖

接下來(lái)，將網(wǎng)格中心點(diǎn)與公交站點(diǎn)兩兩配對(duì)，并將點(diǎn)對(duì)作為輸入項(xiàng)，調(diào)取百度路徑規(guī)劃API 接口，查詢所有點(diǎn)對(duì)之間的步行距離和步行時(shí)間。將返回的查詢數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，取每組點(diǎn)對(duì)距離或時(shí)間數(shù)據(jù)的最小值，共得到2 226 個(gè)網(wǎng)格中心點(diǎn)與其最近的公交站點(diǎn)的步行距離和步行時(shí)間，通過(guò)聚合和再分類，得到任一步行距離的站點(diǎn)覆蓋范圍，根據(jù)評(píng)價(jià)需求統(tǒng)計(jì)出不同實(shí)際步行距離和步行時(shí)間下，覆蓋了核心區(qū)范圍內(nèi)2 226個(gè)格子的比例，即得到了該步行距離或時(shí)間下的公共交通站點(diǎn)覆蓋率，從而對(duì)公交站點(diǎn)服務(wù)薄弱區(qū)域進(jìn)行識(shí)別，為站點(diǎn)新設(shè)和優(yōu)化提供了相較于直線緩沖區(qū)評(píng)價(jià)更細(xì)致的數(shù)據(jù)分析和評(píng)價(jià)，如果將公交發(fā)車班次放進(jìn)去，還可以綜合加權(quán)分析每一網(wǎng)格的公交便利度等。基于步行距離與步行時(shí)間的公交站點(diǎn)覆蓋水平評(píng)價(jià)分別見圖4、圖5。

圖4 基于步行距離的公交站點(diǎn)覆蓋水平評(píng)價(jià)圖

圖5 基于步行時(shí)間的公交站點(diǎn)覆蓋水平評(píng)價(jià)圖

此外，還可以結(jié)合城市建筑輪廓數(shù)據(jù)，將一個(gè)個(gè)城市建筑輪廓作為人們出行的發(fā)生點(diǎn)，應(yīng)用相同方法，調(diào)用不同建筑物與城市公共交通站點(diǎn)間的步行距離和時(shí)間數(shù)據(jù)，來(lái)評(píng)價(jià)城市中每個(gè)建筑到公交站的距離和時(shí)間。合肥市核心區(qū)建筑輪廓與公交線網(wǎng)分布見圖6。

圖6 合肥市核心區(qū)建筑輪廓與公交線網(wǎng)分布

從圖6 中可以看出，該區(qū)域公交站點(diǎn)直線500m 緩沖區(qū)覆蓋率早已達(dá)到100%，但通過(guò)步行可達(dá)性分析，站點(diǎn)500m步行可抵達(dá)的覆蓋率只有86.06%。因此，對(duì)于類似城市500m 公交站點(diǎn)覆蓋率早已經(jīng)達(dá)到了100%的區(qū)域，并不是沒(méi)有提升的空間，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注那些尚未步行可達(dá)覆蓋的區(qū)域，將其作為提升覆蓋水平工作的重點(diǎn)。以城市建筑輪廓為對(duì)象的公交站點(diǎn)覆蓋水平評(píng)價(jià)，見圖7。

圖7 以城市建筑輪廓為對(duì)象的公交站點(diǎn)覆蓋水平評(píng)價(jià)

應(yīng)用此方法，不僅可以進(jìn)行區(qū)域整體分析，還可以對(duì)單條線路的站點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。把人口數(shù)據(jù)也計(jì)入在內(nèi)，將人口數(shù)據(jù)和步行距離數(shù)據(jù)疊加分析，可進(jìn)一步評(píng)價(jià)不同站點(diǎn)布局方案下，線路周邊公交服務(wù)覆蓋人口和便利水平等。核心區(qū)某公交線路周邊建筑銜接關(guān)系，見圖8。

圖8 合肥市核心區(qū)某公交線路周邊建筑銜接關(guān)系

2.3 拓展應(yīng)用

此方法不但適用于公交站點(diǎn)布局的評(píng)價(jià)，還可以對(duì)自行車?？奎c(diǎn)、P+R 設(shè)施、交通樞紐等交通設(shè)施以及快遞服務(wù)點(diǎn)、公共廁所等生活服務(wù)設(shè)施進(jìn)行可達(dá)性分析和布局優(yōu)化。例如，近年來(lái)共享單車快速發(fā)展，不少城市公交+共享單車的組合出行方式，已成為不少市民的日常選擇之一。通過(guò)獲取的騎車、步行的距離和時(shí)間，不但可以對(duì)不同區(qū)域的公交+自行車的便利度進(jìn)行分析，還可以對(duì)共享單車停放區(qū)（很多城市通過(guò)電子圍欄指定共享單車可停放區(qū)域）以及公共自行車停靠點(diǎn)的管理和布局進(jìn)行優(yōu)化。

合肥市核心區(qū)基于騎行距離和騎行時(shí)間的設(shè)施便利度評(píng)價(jià)，分別如圖9、圖10所示。

圖9 合肥市核心區(qū)基于騎行距離的設(shè)施便利度評(píng)價(jià)

圖10 合肥市核心區(qū)基于騎行時(shí)間的設(shè)施便利度評(píng)價(jià)

3 提升城市公共交通覆蓋水平的措施建議

提高城市公共交通站點(diǎn)覆蓋率，最有效的途徑是通過(guò)擴(kuò)大公共交通線網(wǎng)覆蓋范圍，以提升公共交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)深度，具體可以從內(nèi)外兩個(gè)角度來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3.1 向內(nèi)深挖自身潛力

一方面通過(guò)科學(xué)規(guī)劃、調(diào)整優(yōu)化城市公共交通線網(wǎng)，以提升公共交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)深度。綜合應(yīng)用城市多元大數(shù)據(jù)，在詳細(xì)把握城市空間特征、居民出行規(guī)律和公交客流時(shí)空分布特征的基礎(chǔ)上，充分考慮居民的步行可達(dá)能力，以提升公交客運(yùn)量為核心，提高公交服務(wù)可達(dá)性為重點(diǎn)，通過(guò)對(duì)城市公交線網(wǎng)布局的優(yōu)化重構(gòu)以及相關(guān)配套措施的實(shí)施，全面提升城市公共交通服務(wù)均等化水平。

另一方面，創(chuàng)新服務(wù)模式，不斷推進(jìn)城市公共交通供給側(cè)改革。在充分掌握不同區(qū)域、不同類型出行主體出行需求的基礎(chǔ)上，積極發(fā)展商務(wù)班車、定制公交、社區(qū)公交等特色服務(wù)。特別在城市邊緣區(qū)和公共交通客流尚未成熟區(qū)，有針對(duì)性地完善多元化公交服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，提供更豐富的服務(wù)形式，彌補(bǔ)站點(diǎn)覆蓋率的不足[15]。

3.2 向外爭(zhēng)取良好環(huán)境

一方面，用城市公共交通重塑城市結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)城市空間有序擴(kuò)張，促進(jìn)公共交通引導(dǎo)城市發(fā)展理念的落地。在新型城鎮(zhèn)化推進(jìn)過(guò)程中，城市公共交通的發(fā)展應(yīng)由被動(dòng)適應(yīng)向主動(dòng)引導(dǎo)轉(zhuǎn)變，樹立公共交通引導(dǎo)城市發(fā)展的理念，促進(jìn)城鎮(zhèn)空間有序擴(kuò)張發(fā)展，為新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略和公共交通優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略的落實(shí)創(chuàng)造良好外部環(huán)境。

另一方面，落實(shí)中央城市工作會(huì)議提出的“街區(qū)制”城市規(guī)劃理念，減少封閉式區(qū)域。積極推進(jìn)落實(shí)國(guó)家關(guān)于住宅小區(qū)街區(qū)制，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部道路公共化等相關(guān)政策，擴(kuò)大適宜設(shè)置公共交通站點(diǎn)的區(qū)域范圍的同時(shí)，加快完善優(yōu)化外圍建成區(qū)的城市交通網(wǎng)絡(luò)，為公共交通站點(diǎn)覆蓋率提高創(chuàng)造良好的外部環(huán)境。

4 結(jié)語(yǔ)

本文基于互聯(lián)網(wǎng)開放地圖平臺(tái)的路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)，提出了公共交通站點(diǎn)覆蓋水平評(píng)價(jià)的新方法。該方法與傳統(tǒng)以直線距離作緩沖區(qū)的方法相比，考慮了實(shí)際步行可達(dá)性，更貼近實(shí)際；與通過(guò)構(gòu)建路網(wǎng)模型評(píng)價(jià)的方法相比，具有前期工作量小、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性好、適用面廣等優(yōu)點(diǎn)。此外，本文提出了提升城市公共交通覆蓋水平的措施建議。在未來(lái)城市公共交通的研究中，可進(jìn)一步拓展對(duì)城市公共交通綜合服務(wù)水平評(píng)價(jià)的研究，以及多元異構(gòu)大數(shù)據(jù)在城市交通中的綜合應(yīng)用研究。