武汉市公共交通运行评价方法王冠 李建忠 汪涧 孙贻璐【摘要】目前国内大部分城市都已建成公共交通体系，着力发展基础建设，制定鼓励性政策，但是缺少完善的指标体系在充分利用公交数据的基础上评价公交运行状态和执行措施。
本文以公众乘车满意度为目标，尝试从线网性能、客流特征和运营水平三个方面，提出几类指标评价现行公交系统，同时结合武汉市当前公交运行状态量化各指标，提出完善系统的软硬件改造方法。
【关键词】公共交通；评价指标；智能交通；交通大数据0 引言随着国家经济快速发展、人民生活水平快速提高，小汽车规模迅猛增长，交通拥堵问题、环境污染问题日益严重，在种种矛盾和冲突之间寻找资源、环境、经济的平衡是当务之急[1]。
众所周知，公共交通是提高城市综合功能的基础组成部分，对城市产业发展、经济建设、城乡联系、公众出行起着重要枢纽和促进作用，是缓解城市交通拥堵的有效措施，也是改善城市居住环境，促进城市可持续发展的必然方向。
因此政府大力推进公交都市建设，以公交出行为机动化出行的主体，以城市公共交通引导城市规划构建，大力优先发展城市公共交通，提高公共交通系统的整体运行效率，打造与投资环境最优城市、生态宜居幸福城市建设相适应的公共交通系统[2]。
目前国内城市都有各自公交体系，包括调度指挥中心，公交场站、线网、车辆等基础设施，按照规划保持运行或根据市政施工需要临时修改，不一定具备完善的监控评价体系微观评价现行政策措施和运行效率，找出现存问题并发挥体系的最大潜能，结合基础设施改造，为公交的进一步发展提供规划、建设方面的依据。
武汉市所有公交车辆、出租车装载了GPS 设备，定时上传位置信息到指挥中心用于车辆调度，同时形成以IC卡为主的电子车票结算系统，相关部门每天汇集公交出行客流信息，此外结合ETC、电子警察和卡口等车流统计系统初步形成包含人、车、路的城市智慧交通雏形[3-5]，但目前还缺乏数据之间的融合分析应用。
本文以武汉市公共交通为背景，利用本地公交基础数据，从线网设计、客流特征和运营情况等方面评价公交体系，结合智慧城市建设，建立以居民出行满意度[6]为核心的公交运行评价指标体系。
1 公交评价指标体系城市公共交通系统是一个庞大的复杂系统，因此需要建立一套评价体系从各个角度去认识，并且这套评价体系中的各项指标不能相互孤立，而是在一定范围内相互联系制约，通过这套指标体系了解和评价城市公共交通系统的状态和性质[7]。
在参考文献资料初步研究城市公共交通评价体系[7-11]后，结合武汉市公交实际运营情况，从线网性能、服务水平和经济效益三个方面构建公交系统评价体系，分析公交系统的内部结构与功能的合理性、完备性，为公交系统优化与决策提供科学依据。
图1 武汉市公共交通评价体系1.1 公交线网性能城市公交线网性能评价主要从线网密度、线路重复系数、线路非直线系数、站点覆盖率、站点密度等指标进行综合评价。
现状武汉市常规公交站点5000余个，常规公交线路331条，包括专线232条、微循环43条、普线35条、郊线17条、旅游线4条，常规公交线路总长1302公里，轨道线路3条，轨道站点78个，轨道线路总长95.6公里。
1.1.1 线网密度公交线网密度是指每平方公里城市用地面积上公共交通线路经过的道路中心线长度，反映的是城市居民接近公交线路的程度，当公交线路网密度数值越大，城市居民接近公交线路的程度越高。
基于不同区域来计算公交线路网密度大小，可以看出不同区域之间的用地差别。
基于武汉市行政区和武汉市交通小区区域，计算得到公共线路网的密度分布。
在武汉主城区范围内，公交线网平均密度值为1.5公里/平方公里，其中公交线网密度较高的行政区包括江汉区2.6公里/平方公里，硚口区2.2公里/平方公里，武昌区1.7公里/平方公里。
交通小区密集度区域主要集中在武汉长江大桥的西侧和东侧附近、武汉长江隧道西侧附近、武汉长江二桥西侧附近，三环线以外公交覆盖情况不足。
1.1.2 线路重复系数公交线路重复系数是指公交线路总长度与线路网长度之比，反映的是公交线路在城市主要道路上的密集程度，用来衡量公交线路网的总体结构是否合理。
在武汉主城区范围内，公交线路平均重复系数为4.9。
武汉市目前公交线路高重复率的区域主要集中在大桥和二桥以及与其衔接的主要干道上，这也是造成其上站点公交车辆拥堵的原因。
1.1.3 线路非直线系数公交线路非直线系数是线路首末站之间的实际距离与空间直线距离之比，反映公交线路的曲直程度，用于评价线路的绕行程度。
在武汉主城区范围内，线路非直线系数为1.7，其中普线为1.4、郊线为1.5、微循环为1.6，专线为1.7，旅游线为2.9。
图2 武汉市公交线路重复系数 图3 武汉市公交站点密度1.1.4 站点密度公交站点密度是公交线路全部停靠站点的总数与服务区域面积之比，用以表示公交站点在其服务区域内的平均分布状况及其适应程度。
在武汉主城区范围内，公交站点平均密度为5.4个/平方公里，其中公交站点密度较高的行政区为江汉区为11.5个/平方公里，硚口区为7.7个/平方公里，江岸区6.2个/平方公里，武昌区6.0个/平方公里。
七大主城中洪山区、青山区和汉阳区的站点密度偏低。
1.1.5 站点覆盖率公交站点覆盖率是公交站点服务面积占城市用地面积的百分比，是反映城市居民利用公交方便程度的一项重要指标。
在武汉主城区范围内，公交站点500米服务半径的平均覆盖率为82%，其中在武汉行政区分布图上，公交站点平均覆盖率较高的行政区为江汉区91.4%，硚口区88.7%，武昌区73.2%，江岸区58.5%，二环和三环以内的公交站点覆盖率分别为93%和73%，二环和三环之间区域有增建站点需要。
1.2 公交客流特征公交客流是反映公交系统运行状态的重要量化指标，包括常规公交和轨道交通客流，基于武汉市公交刷卡数据，从客流类型、出行特征和客流量等指标进行综合评价公交客流特征。
1.2.1 客流分类公交客流类型包括普通卡、老人卡和学生卡和其他，其中普通卡占比约88%，老人卡占比约10%，学生卡占比约1%，其他类型占比约1%。
1.2.2 客流出行特征公交客流出行特征主要从刷卡次数、出行时耗、出行距离等反映。
刷卡次数特征指公交乘客日刷卡次数的分布特征，考察工作日、节假日的刷卡次数，以及刷卡次数的分布特征得知，工作日乘客日均刷卡2.0次，周末日均刷卡2.1次，说明工作日和周末对公交出行影响不大。
而公交出行人群中约有78%日均刷卡次数在2次以内，正是由这部分人构成公交通勤出行的主体。
公交出行时间特征关注乘客单次出行平均时间长度。
经统计，所有乘客工作日平均出行时间为25分钟，出行时长在10至20分钟范围内的乘客占比25%，在所有出行时长中比例最高，90%的乘客出行时长在在40分钟以内。
公交乘距特征主要关注乘客单次出行平均乘坐行程距离。
常规公交的乘客日均出行距离为5.9公里，日均出行距离在6公里以下的乘客占比超过50%，随着乘坐距离的增加乘客的比例依次降低，其中81%以上的乘客出行距离小于10公里。
轨道交通日均出行距离为10.4公里，和常规公交相比，轨道乘客出行距离在6公里以下的只占比25%，出行距离在6至10公里的乘客比例占比33%，之后随着出行距离的增加乘客比例依次降低，81%以上的轨道乘客出行距离小于20公里。
由此可见在出行距离在5公里以内的市民更多选择常规公交，而10公里左右则选择轨道出行。
1.2.3 客流量公交客流量指标主要包括常规公交和轨道交通的站点客流、线路客流，两种方式之间的换乘客流，走廊客流以及OD客流。
公共交通客流量在工作日的一周中总量维持在570万人次，周末维持在565万人次，周一和周五的日客流量在一周中最高，均维持在580万人次，周日客流为一周最低，维持在550万人次。
常规公交和轨道交通在工作日和周末的客流分担比基本相当，常规公交为76%左右，远大于轨道交通客流的24%。
工作日公共交通出行时变客流量曲线全天趋势呈“M”形状走势，早高峰客流量主要集中在7-8点，高峰小时客流可达到60万人次，占日客流量的10%，晚高峰客流量主要集中在17-18点，高峰小时客流达到50万人次，占日客流量的8.5%。
而周末客流量趋势呈“几”形状走势，与工作日走势不同，客流量高峰集中在7-18点，小时客流量维持在35万人次。
对比三条线轨道日均客流，2号线客流量总体高于1号线和4号线，达到70万人次，1号线日均客流量维持在35万人次，4号线二期工程开通之后4号线日均客流量维持在30万人次。
站点客流方面，客流量最大的轨道站点是循礼门，站点客流排名前十的轨道站点中有七个属于2号线。
而客流量比较大的常规公交站点是解放大道中山公园、中山路武昌火车站、珞喻路光谷广场、徐东大街徐东一路、解放大道宗关、中山路大东门。
据统计，每天约有65万人次公共交通的换乘量，其中常规公交换乘常规公交占比44%，轨道交通换乘轨道交通占比33%，其余是常规公交和轨道交通之间的换乘。
3个轨道换乘站点中，循礼门站点换乘客流量最大，其中绝大部分属于1号线与2号线之间的直接换乘，只有不超过10%的乘客通过循礼门在1号线和4号线之间进行换乘。
现状常规公交换乘系数不到1.1，而轨道交通换乘系数是1.3。
常规公交客流走廊集中在常青路-青年路-江汉桥-长江大桥-武珞路-珞瑜路，黄埔大街-长江公路桥-徐东大街，解放大道、中山大道、和平大道、汉阳大道、龙阳大道等主要干道。
轨道交通方面断面客流量最大的江汉路-积玉桥，并且轨道交通排名前十的OD客流中有六个通过2号线过长江，说明轨道交通丰富了公交过江方式，在高峰期分流作用明显。
图4 武汉市常规公交客流走廊 图5 武汉市轨道交通断面客流 常规公交OD主要分布于各相邻行政区之间，洪山区与武昌区，江汉区与江岸区，江汉区与硚口区之间交换量较大。
轨道网运营之后促进了跨行政区的客流分布，轨道客流轴向明显，这也在客流走廊分布中有所体现。
1.3 公交运营水平公共运营水平主要考察公交在运行过程中各个特征维度，主要包括公交时间可用性特征分析，公交便捷性特征、公交舒适性特征、公交运行稳定性特征、乘坐安全性特征等方面。
1.3.1 发车间隔公交发车间隔主要关注同一线路不同班次之间发车间隔大小特征，反映线路运营频率。
现状三环以内平均高峰发车间隔为10.5分钟，各线路车型中专线车高峰发车间隔最短，为8分钟，55%线路全天发车间隔在10分钟以内。
1.3.2 服务时长公交服务时长主要关注公交线路在一天内服务时间长度的大小，反映公众可以选择公交出行的时间跨度。
现状全网平均服务时间15.9小时，各线路中专线车服务时间最长，为17小时，73%的线路服务时间在15小时以上。
1.3.3 线路到离站时间稳定性公交线路到离站时间稳定性是到站间隔标准差与发车间隔均值的比例，反映线路到离站平均水平，代表线路准点率，其值越低表示线路运行越稳定。