基于大數(shù)據(jù)的公交線網(wǎng)現(xiàn)狀分析

李碩

摘 要：為研究現(xiàn)狀公交線網(wǎng)存在的問(wèn)題，在理解大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用相關(guān)大數(shù)據(jù)手段，將手機(jī)信令、公交IC卡等數(shù)據(jù)融入現(xiàn)狀公交的分析中，診斷現(xiàn)狀公交存在問(wèn)題。首先，利用大數(shù)據(jù)特點(diǎn)，優(yōu)化客流預(yù)測(cè)方法，將“四階段”法優(yōu)化為“三階段”法;其次，結(jié)合實(shí)際公交優(yōu)化項(xiàng)目，從出行特征和公交供給兩方面對(duì)現(xiàn)狀公交線網(wǎng)在需求端和供給端評(píng)價(jià)分析;最后將兩者疊加，分別從線網(wǎng)結(jié)構(gòu)、公交設(shè)施和線路運(yùn)行三方面總結(jié)公交線網(wǎng)可能存在的問(wèn)題，為公交線網(wǎng)優(yōu)化提供思路。

關(guān)鍵詞：公交大數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)分析;公交線網(wǎng)

0 引言

伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市機(jī)動(dòng)車規(guī)模迅速增長(zhǎng)，道路交通擁堵問(wèn)題日益突出，優(yōu)先發(fā)展城市公共交通已在社會(huì)各界達(dá)成共識(shí)。而現(xiàn)狀公交系統(tǒng)存在線網(wǎng)布局不清、公交設(shè)施不全、運(yùn)營(yíng)組織不精等問(wèn)題，導(dǎo)致公交無(wú)法滿足人們?nèi)粘３鲂行枨?。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，公交智能化、數(shù)據(jù)化水平不斷提升，為相關(guān)數(shù)據(jù)挖掘和分析提供了重要支撐，為解決公交問(wèn)題提供了新的思路。通過(guò)對(duì)多源數(shù)據(jù)收集整合加工處理，對(duì)現(xiàn)狀公交進(jìn)行“把脈問(wèn)診”，找到城市公交存在的“癥結(jié)”，做到“精準(zhǔn)定位，對(duì)癥下藥”，從而推進(jìn)線網(wǎng)優(yōu)化，公交精細(xì)化管理，提升公交服務(wù)水平[1-3]。本文根據(jù)在實(shí)際公交線網(wǎng)優(yōu)化項(xiàng)目中對(duì)大數(shù)據(jù)分析運(yùn)用，總結(jié)大數(shù)據(jù)在分析現(xiàn)狀公交線網(wǎng)的應(yīng)用，提出現(xiàn)狀公交線網(wǎng)存在的問(wèn)題，為基于大數(shù)據(jù)背景下的公交線網(wǎng)優(yōu)化提出相關(guān)思路方法，使公交線網(wǎng)優(yōu)化更精細(xì)化、信息化和科學(xué)化，提高公交的便利性、實(shí)時(shí)性和可靠性。

1 大數(shù)據(jù)介紹

大數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是海量的數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)需要經(jīng)過(guò)加工處理，從中提取出有用的數(shù)據(jù)，再進(jìn)行歸納總結(jié)。大數(shù)據(jù)具有四個(gè)特點(diǎn)Volume（數(shù)據(jù)海量），Variety（類型豐富），Velocity（處理速度快），Value（價(jià)值密度低）。與公交有關(guān)的數(shù)據(jù)主要分為2類：①與人相關(guān)的數(shù)據(jù)，包括IC卡數(shù)據(jù)、手機(jī)信令數(shù)據(jù)等;②與公交車相關(guān)的數(shù)據(jù)，包括站點(diǎn)數(shù)據(jù)、公交線路數(shù)據(jù)、調(diào)度數(shù)據(jù)等。 從手機(jī)、公交IC卡等提取相關(guān)OD數(shù)據(jù)、人口信息數(shù)據(jù)、人流量時(shí)空分布數(shù)據(jù)后，結(jié)合公交的站點(diǎn)數(shù)據(jù)、公交線路、調(diào)度數(shù)據(jù)，可用于公交線路網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。本文結(jié)合實(shí)際公交線網(wǎng)結(jié)構(gòu)與運(yùn)營(yíng)優(yōu)化項(xiàng)目，主要從出行需求和公交供給兩方面分析現(xiàn)狀公交線網(wǎng)存在的問(wèn)題[4-6]。

2 出行需求分析

需求分析主要從居民出行特征和公交乘客出行特征兩方面展開(kāi)，通過(guò)需求分析，對(duì)城市客流分布和公交客流分布整體把握，為后期線路調(diào)整提供需求支撐。

2.1 居民出行特征

傳統(tǒng)方法是根據(jù)居民出行問(wèn)卷調(diào)查，結(jié)合現(xiàn)狀土地利用性質(zhì)，城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況，得到居民出行交通生成量，進(jìn)而根據(jù)交通出行生成量進(jìn)行傳統(tǒng)的交通需求預(yù)測(cè)（包括交通生成、交通分布、方式劃分和交通分配）;而基于大數(shù)據(jù)的需求預(yù)測(cè)與傳統(tǒng)的交通需求預(yù)測(cè)流程相似，不同之處在于基于大數(shù)據(jù)的需求預(yù)測(cè)流程中，通過(guò)對(duì)收集的大數(shù)據(jù)研究，例如手機(jī)信令數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)海量數(shù)據(jù)的處理，得到居民的出行軌跡，通過(guò)擴(kuò)算得到交通小區(qū)間的OD，也就是交通分布的結(jié)果。在公交需求預(yù)測(cè)時(shí)省略了四階段中的第一階段，將傳統(tǒng)的“四階段法”簡(jiǎn)化為“三階段法”。利用交通分布得到的結(jié)果，掌握城市人口分布，居民職住關(guān)系，分析特定區(qū)域的出行強(qiáng)度、職住平衡情況;確定城市主要客流走廊，交通樞紐的客運(yùn)特征;同時(shí)了解居民出行習(xí)慣，分析出行需求分布，為線路布設(shè)調(diào)整，運(yùn)行投入尺度提供依據(jù)。

2.2 公交乘客出行特征

基于公交IC卡刷卡，支付寶、微信等掃碼數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的地圖匹配（得到不同站點(diǎn)刷卡數(shù)據(jù)，可以將BRT線路和普通公交區(qū)分），出行識(shí)別（主要通過(guò)停留時(shí)間，以及中間軌跡點(diǎn)的閉合情況進(jìn)行識(shí)別）等處理步驟，得到公交乘客的出行需求客流OD，各線路客流情況。該類數(shù)據(jù)直觀反映了公交客流的特征，根據(jù)出行需求OD，對(duì)站點(diǎn)客流分布特征，公交客流產(chǎn)生吸引，站點(diǎn)上客量的時(shí)變特征，以及公交客運(yùn)走廊進(jìn)行分析，掌握現(xiàn)狀公交線網(wǎng)客流特征;根據(jù)線路客流得到，各條線路日客流，單車客流，線路乘客出行期望線，高峰線路斷面客流，線路客流時(shí)變特征等，掌握各條線客流特征，后期線路調(diào)整時(shí)可以做到有的放矢。

3 公交供給分析

需求端產(chǎn)生的需求，需要公交供給端給出相應(yīng)的響應(yīng)，才能滿足乘客的出行需求。供給端的分析主要從線網(wǎng)布局、公交設(shè)施和線路運(yùn)營(yíng)三個(gè)方面展開(kāi)。公交線網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要從線網(wǎng)長(zhǎng)度、線網(wǎng)密度、線網(wǎng)重復(fù)系數(shù)、線網(wǎng)非直線系數(shù)、站點(diǎn)覆蓋率等角度評(píng)價(jià)分析。

公交設(shè)施方面可以分為站點(diǎn)、車輛和專用道三個(gè)方面。站點(diǎn)包括首末站、中途站和樞紐站，可以從站點(diǎn)位置、面積、設(shè)施、容量、功能定位等方面評(píng)價(jià)。公交車輛分析包括車輛數(shù)、車齡車況、萬(wàn)人公交擁有量和車輛能源類型等方面。公交專用道從專用道類型、布局、長(zhǎng)度、專用道車輛運(yùn)行效率等角度進(jìn)行分析。

線路運(yùn)營(yíng)主要從車輛發(fā)車間隔、平均運(yùn)行速度、運(yùn)營(yíng)時(shí)間、線路配車高峰車輛滿載率、線路配車等方面評(píng)價(jià)。

將公交線網(wǎng)的供給與全市居民的出行需求疊加分析，評(píng)價(jià)現(xiàn)狀線網(wǎng)是否覆蓋城市客運(yùn)走廊，評(píng)價(jià)公交運(yùn)力的投放是否與居民的出行需求一致。

4 現(xiàn)狀問(wèn)題分析

對(duì)居民出行需求與公交供給的疊加分析，在宏觀層面，從需求與公交供給方面展開(kāi);在微觀層面，對(duì)每條線路具體剖析。通過(guò)兩方面分析，識(shí)別現(xiàn)狀公交在線網(wǎng)結(jié)構(gòu)、公交設(shè)施和線路運(yùn)營(yíng)方面可能存在的問(wèn)題。

4.1 線網(wǎng)布局方面

線網(wǎng)布局與城市用地發(fā)展變化不同，與居民出行需求不匹配。在城市新建成區(qū)，公交線路開(kāi)辟速度慢，站點(diǎn)覆蓋率低，公交線網(wǎng)可達(dá)性不足，無(wú)法滿足居民的出行需求;而在老城區(qū)的商業(yè)中心、辦公、醫(yī)院、學(xué)校等吸引力強(qiáng)的地方，線路布設(shè)密集，往往造成地區(qū)線路重復(fù)率過(guò)高，資源浪費(fèi)。同時(shí)，由于公交布線手段的匱乏，新增或調(diào)整線路往往只采用局部延伸或截短的方法調(diào)整，未統(tǒng)籌考慮整個(gè)線網(wǎng)考慮，往往造成線路功能定位不清，線網(wǎng)結(jié)構(gòu)層次混亂，導(dǎo)致公交供需不平衡，線網(wǎng)無(wú)法滿足居民出行需求。

4.2 公交設(shè)施方面

公交設(shè)施供給與客流需求不匹配主要是站點(diǎn)的容量、設(shè)施規(guī)模，車輛的數(shù)量、容量，專用道的長(zhǎng)度、位置等無(wú)法滿足客流需求。特別是一些客流量大，客流特征存在潮汐的站點(diǎn)、線路，短時(shí)間集聚乘客多，對(duì)站點(diǎn)、車輛和專用道的要求高，但往往這些設(shè)施無(wú)法滿足乘客的需求。

4.3 線路運(yùn)營(yíng)方面

線路運(yùn)營(yíng)管理與客流需求不匹配主要體現(xiàn)在：車輛發(fā)車間隔不滿足客流需求，特別是在客流高峰和平峰，車輛發(fā)車間隔沒(méi)有根據(jù)客流特征靈活調(diào)整;線路運(yùn)行時(shí)間與客流需求不匹配，部分線路運(yùn)行時(shí)間短，特別是晚班車運(yùn)營(yíng)結(jié)束時(shí)間早，無(wú)法滿足乘客夜間出行需求;線路運(yùn)行組織形式與線路客流特征不匹配，比如線路客流存在明顯分段時(shí)，未根據(jù)線路客流精細(xì)化制定發(fā)車計(jì)劃，分長(zhǎng)短線運(yùn)行等靈活的運(yùn)營(yíng)組織模式。

根據(jù)以上基于大數(shù)據(jù)需求分析后，在線網(wǎng)結(jié)構(gòu)、公交設(shè)施和線路運(yùn)營(yíng)方面發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，精準(zhǔn)定位城市公交線網(wǎng)存在的問(wèn)題。做到以客流需求為導(dǎo)向，公交設(shè)施為支撐、線路運(yùn)營(yíng)為保障的調(diào)整思路，對(duì)公交線網(wǎng)優(yōu)化調(diào)整。

5 結(jié)論

本文主要總結(jié)了大數(shù)據(jù)在分析診斷現(xiàn)狀公交線網(wǎng)存在問(wèn)題方面的應(yīng)用，并結(jié)合實(shí)際案例對(duì)大數(shù)據(jù)在公交線網(wǎng)現(xiàn)狀分析進(jìn)行了初步探索和實(shí)踐，運(yùn)用大數(shù)據(jù)的手段把握居民出行與公交乘客出行需求，同時(shí)分析供給端的線網(wǎng)結(jié)構(gòu)、公交設(shè)施和線路運(yùn)營(yíng)是否響應(yīng)出行需求，最后歸納總結(jié)現(xiàn)狀公交在線網(wǎng)結(jié)構(gòu)、公交設(shè)施和線路運(yùn)營(yíng)方面可能存在的問(wèn)題，為下一步公交線網(wǎng)優(yōu)化方案制定打下基礎(chǔ)。

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