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城市交通规划20.社会公平理念下的城乡公交一体化线路规划方法PDF文本
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社会公平理念下的城乡公交一体化线路规划方法于善初，傅白白，尉洪鑫，宋志华，孟凡摘要：以促进社会公平为基本理念，对城乡公交三个层次的线路规划进行了系统论述，将最短路径方法与位置分配模型创新性的应用到线路选址过程，并逐一给出了线路选线的具体方法，通过山东省某县城乡公交一体化规划的具体实践对该方法进行了实证制析，证实了其可用性，为镇村层面的公交线路规划提供了技术支撑，有助于促进城乡公交一体化的健康实施，推动城乡公共服务均等化的有效落实。关健词：社会公平，城乡公交一体化，0D分布预测，最短路径，位置分配引言过去的60年，我国经历了规模与速度空前的快速城镇化进程，城镇设取得了瞩目成就，为社会、经济等各项事业的发展注入了强劲动力。由于发展重心的倾斜与发展资源的不均衡，城差距逐渐拉拜，城镇古据了优势资源，吸收了乡村赖以发展的劳动力基础，压缩烂'心哭.了其发展空间四。过去的60年，农村为整个国家的城镇化进程做出了历史性的贡献，随着城镇发展视角的扩展与城镇化进程的持续推进，城乡之间的人、资源流动日益密切2，在世界经济全球化与我国经济进入新常态的发展背景下，城镇与乡村难以独善其身，城乡之间的均衡化、网络化、一体化发展也将进入新常态，基础设施与公共服务设施设必须就此作出积极承接与有效应对3，。城乡公交一体化是城乡公共服务均等化的一项基本内容，是该体系的重要支撑部分。十六届六中全会首次明确提出实现城乡基本公共服务均等化的发展要求，并将其作为2020年全面成小康社会战略目标的重要构成，将乡村发展提升到了一个崭新的战略高度5，可。由于城乡发展异质性的存在，使得城乡公交与城市公交有着本质上的不同，传统公交规划方法难以完全适用，因此，有针对性的研究城乡公交一体化规划技术方法对于推动城乡公交发展设具有重要的现实意义。1城乡公交客流分布特征所谓城乡公交一体化，是指为适应城乡一体化发展需要，根据城乡客流实际发展需求，*国家自然科学基金资助项目（项目编号71171124）興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
采取一系列有效措施，改革现有城乡客运管理模式，打破原来城市公交与农村客运二元分割的局面门，利用公交化的运作方式，促进客运资源效益最大化，实现城乡公交相互衔接、资源彼此共享、布局合理、方便快捷、畅通有序的协调发展。随着城乡联系的日益密切，城乡公交客流呈现出较为显著的时空分布特征，分析农村公交客流产生的源头、掌握农村居民的出行规律，对于进一步研究公交客流分布特性、预测客流发展需求意义重大。1.1时间分布特征城镇有大量的生产与服务需求，农村则具有充足的劳动力，在农业生产效率低于其他产业时，必定形成农村人向城镇流动的历史性局面。以当前城乡发展态势判断，短期内这种“城市出财、农村出力”的互补发展模式仍将持续，也将在一定程度上推动农村发展，在此外力作用下，农村原有的生活方式受到干扰而发生变异，导致城乡公交客流呈现出明显的日分布特征与季节分布特征。日分布特征主要归因于城乡两个方向客流的不均衡，与农村居民早出晚归的出行特点相匹配。无论购物、娱乐还是通勤出行，早高峰期间，客流整体趋势为由乡入城，晚高峰则呈自城返乡的相反趋势，形成典型的“潮汐”交通：季节分布特性主要表现为不同月份间的客流差异，如浓忙时整体客流相对减少，十衣闲时则生活、购物与娱乐性客流适度增加：此外，主L余个才为.UU.亡城市公交与乡镇公交高峰时段通常存在10-20min的错位，表明两者之间存在一个彼此关联的前后关系，也体现了城乡公交客流之间的方向分布趋势⑧川。1.2空间分布特征城市与乡村的中心-外围关系促成了单中心辐射的城乡空间布局模式，导致城乡资源的向心性流动，形成线性化的城乡公交客流空间分布特征。城镇是一定地域范围内的主导，对区域内部资源具有充分的吸纳能力，当外围次级个体无法与其形成有效竞争关系时，这种吸纳能力愈加明显，使得城乡联系呈现出纯粹的单向性特征。因此，与城市公交不同，城乡公交通常不会形成复杂的交通网络，其脉络较为清晰，客流需求与设施供给容易把握与调控。图1城乡公交客流单中心线性辐射分布示意图興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
根据相关调查与研究，城乡公交客流在区、县尺度上主要于国、省及县道沿线呈线状分布，在镇、街尺度上呈分散环状分布，而在城区范围内则呈典型的网状布局结构。由此，本研究将城乡公交划分为三级12,1)：(1)一级公交：服务于中心城区内部，呈网状布局：(2)二级公交：服务于县（区）与周边镇（街道）之间，起快速接驳作用，一般呈线状布局：(3)三级公交：服务于乡镇（街道）与周边农村地区之间，具有集散功能，为提高公交覆盖率通常呈环状布局。城乡公交一体化的本质是通过一系列行之有效的措施将上述三级公交线网有机地融为一体，构便捷、高效、安全、舒适的公交出行网络，满足农村居民基本的出行需求，强化城镇与乡村之间的沟通联系。2城乡公交一体化线路规划技术框架2.1一级公交线路选线2.1.1选线原则a势数筑J.NE可在充分保证公交覆盖率的基础上优化线路网，控制线路总长度与换乘次数。结合城区用地功能布局调整线路走向，确保公交出行需求的有效覆盖：(2)最低限度改变原有出行习惯通常，城区内职住空间布局与公交线路分布已具备一定程度的耦合关系，居民在选择居住与工作地点时己对职住通勤的便捷性进行了直接或间接考量，公交可达性必然成为影响其结果选择的重要因素（其中包括对换乘的回避）。某种程度上，原线路布局存在一定的合理性：(3)保持线路出行目的多样性职住通勤是公交线网的首要服务对象，大量出行通常集中在高峰时段，高峰退去后客流量急剧下降，线路空驶率升高。以增加线路沿线土地利用功能类型的方式补充线路平峰客流，可促使线路上出行者出行目的多样化，降低线路客流量日波动幅度，提高整体运营效率：(4)适应与引导同步在体现公交适应土地利用发展要求的基础上，适度强化公交对城市发展设的引导作用。引入TOD理念，对城镇发展方向上的用地开发进行适度引导。理筑素前阀Z.ZC.ET
2.1.2技术路线当前城市公交规划常用方法为“四阶段”法，此法理论基础虽好，但预测过程较为复杂，且工程操作中常因相关参数及基础数据使用不当而与实际结果产生较大偏离。笔者在此结合具体项目实践经验，提出一种简单、有效的城乡公交一级线路规划方法。具体为：步骤一：OD分布预测在居民出行入户调查分析结果基础上，结合城区交通小区的划分，采用合适的方法（增长率法、出行生成率法、交叉分类法等)预测各交通小区的出行生成量。对出行生成量进行交通方式划分预测，得到公交单方式出行生成量，以此为基础进行交通分布预测，获取各交通小区之间的出行期望线图，作为一级公交线路规划与调整的依据：步骤二：重要单位出入提取利用卫星地图提取主要单位（封闭管理的小区、厂区、企事业单位等）开向各个方向城市道路上的开点，作为交通流注入路网的始发点。目前交通规划常用的做法是以道路所围合的地块为对象，默认其四个方向均有开向城市道路的出入或仅向主、次干路开，该方法忽略了地块出入对公交线路选线的影响，与实际情况有所不符，本研究基于此法对其进行修正步骤三：出入最短路径连接根据预测的OD期望线图、结合公交线路的相关规划标准，综合确定各条线路所需串联的主要单位及区域，采用最短路径法将所选单位的出入进行连接，确保在有效覆盖主要公交出行需求点的同时缩短公交线路运营里程：步骤四：线路优化调整综合其他各方面影响因素（公交场站位置、线路线形、线网整体布局等）对所选线路进行优化调整。城区交通小区划分卫星地图居民出行入户调查重要单位出入提取公公公交出方式交规划标分生量行生成量期出入最短路径连接线公交线路优化调整图2城乡公交一级线路选线技术路线理筑素前阀Z.ZC.ET
2.2二级公交线路选线2.2.1选线原则(1)公平覆盖公平覆盖是保障城乡公共服务均等化的根本前提，是城乡公交一体化规划的基本理念。线路走向应至少确保各乡镇驻地至城区具有便捷的交通联系与可承受的车内乘行时间，在此基础上兼顾沿线一系列重点出行区域的有效串接，尽可能降低线路非直线系数，避免线路迂回、曲折：(2)快速高效作为城乡公交一体化的中间环节，二级线路的首要任务是为乡镇与城区之间提供快速的直达服务，其出行方向分为两类，即各乡镇驻地与城区之间以及乡村与城区之间的交换出行。其出行需求具有“两点一线”的共性，中途下车几率较小，直达需求较高，但需适当考虑沿途上车需求：(3)方便换乘二级线路两端通常为城区与乡镇驻地的交通枢纽或交通流密集区，所有出行目的地的覆盖需要一级线路进行补充因进二级公交线路应与其他等级线路立方便快捷的公交换共里票门艺.乘体系。(4)路况优良由于快速、直达的需求特点，二级公交对道路线形、坡度、等级、断面宽度、路面质量以及道路服务水平均具有不同程度的要求，线路选线时应综合考虑诸上因素。2.2.2技术路线城乡公交二级线路选线主要针对线路公交出行需求特点选取较为实用的方法进行规划布局。具体方法为：步骤一：OD分布预测在居民出行入户抽样调查及二级公交跟车调查分析结果基础上，结合区域交通小区的划分，采用合适的方法预测各交通小区的出行生成量、公交方式划分比例，以此为基础进行交通分布预测，获取各交通小区之间的出行期望线图，作为二级公交线路规划与调整的依据：步骤二：适宜通车道路的筛选通过现状地形图与卫星图，结合路况调研，优选区域范围内适宜通行城乡公交二级线路的主要区域性干道（国道、省道、县道、乡道）：步骤三：线路首末端点定位興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
确定各乡镇驻地的交通枢纽、中心城区的换乘枢纽或交通流集散点，作为二级线路首首末端点的候选点，候选点的选择需充分考虑与一、三级公交组织换乘的可实施性：步骤四：区域内其他重点节点提取重点节点是指乡镇驻地与城区之外、有一定公交出行需求的交通节点，通常为一些独立成片的工业区、农村社区以及发展条件较好的村庄，二级线路选线时需对这部分出行需求进行考虑，应结合现状将此类节点落在与之最邻近的区域性干道上：步骤五：首末端点与重点节点的线性分布趋势分析通常，区域性道路是影响城乡居民点、工矿企业发展的重要条件，形成沿路分布的空间结构，即呈现出一定的线性分布态势。所谓线性分布趋势分析是将上述过程所提取的重点节点向其最近邻的区域性干道求垂足所得到的线（区域性干道）与节点（重点节点在区域性干道上的垂足)的组合形态，以此辅助确定二级线路选线数量：步骤六：首末端点与重点节点的最短路径连接结合上述预测的OD期望线图与线性分布趋势分析结果，采用最短路径法对首末端点与重点节点进行连接，在线路运营里程最短的前提下初步确定二级线路选线方案：步聚英袋跨优化调率筑综合考虑各方面影响因素（公交场站位置、线路线形、线网整体布局等）对所选线路进行优化调整。OD分布预测适宜通车道路的筛选区域首末端点与重点节点的线性分布分析内首首末端点与重点节点的最短路径连接点位点提线路优化调整取图3城乡公交二级线路选线技术路线2.3三级公交线路选线2.3.1选线原则(1)全面覆盖，服务均享城乡公交三级线路与传统意义上的公共交通有所不同，实地调研发现农村居民对公交车内乘行时间关注度不高，而对公交线路（站点）可达性的要求较为敏感，宁愿延长乘车时间也不希望居住地距公交站点过远，将此诉求解译到公交线路上即为：线路非直线系数可适度理筑素前阀Z.ZC.ET
增大，可通过弯曲环路的设置增加对沿途公交出行需求的覆盖。(2)中心放射，灵活布局根据出行最终目的地不同，农村居民点的对外交通可划分为至乡镇驻地的出行与至城区的出行，而后者需在前者基础上通过城乡公交二级线路的换乘接驳来实现。因此，乡镇驻地是整个镇域的中心，对周边乡村公交出行具有绝对的吸引力，也就促成了三级公交线路单中心向外放射的线网结构(3)路况良好，行车通畅乡村是城乡设与管理的末端，基础设施设较为薄弱，从道路质量、道路纵坡、断面宽度以及道路线形等方面看，并非所有道路都适宜公交车通行，在进行线路选线时需予以充分考虑，避免因选线不合理而为公交运行埋下安全隐患。2.3.2技术路线笔者结合三级公交线路的公交出行需求特点，以公平共享为根本出发点、以LA(locationallocation)模型为基本工具，提出一种新的线路选线方法，具体为：步骤一：可通车道路的梳理在矢量地形图与卫星地图基础土，结合现状路况调研，对区域范围内符合城乡公交三级王子系个为2.。.二线路通车条件的道路进行梳理，作为选线的基础：步骤二：村庄质心点提取基于各村庄轮廓，计算其几何中心（质心），作为公交出行需求点。各村庄质心点到其临近道路的距离理论上等于村庄内所有位置点到该道路距离之和的平均值：步骤三：LA模型站点选址LA(location allocation)模型即位置分配模型，包括最小化阻抗、最大化覆盖范围、最小化设施点数、最大化人流量、最大化市场份额以及目标市场份额六种模型，位置分配模型在本研究中主要用于确定三级公交站点的位置。由于公交站点的设置需要一定的财政资金支持，且过于密集的站点容易降低线路的整体运行效率，对于该问题的求解，最小化设施点数模型较为适用。具体做法是在上述梳理出的可通车道路沿线以50m为间距均匀放置三级公交候选站点，且距交叉50m内不得放置候选站点，以村庄质心为公交出行需求点在已梳理出的可通车道路网基础上，采用最小化设施点位置分配模型进行三级公交站点的选址，选址结果将从候选站点中产生：興尚理筑素衬网Z.ZC.ET
步骤四：站点的最短路径连接采用最短路径法将已选站点进行连接，在区域内形成一条串接所有站点的环线，在充分保证村庄公交覆盖率的基础上选择最优路径：步骤五：线路优化调整根据上述步骤获得的链接路径，结合乡镇驻地主要交通集散点，以中心放射模式为线网骨架，对链接路径进行拆分并结合其他影响因素进行优化调整，形成最终的三级公交线网。可通车道路梳理候选站点设置村LA模型站点选址庄质站点的最短路径连接点提线路优化调整图4城乡公交三级线路选线技术路线3实证应用以某全国综合实方声强县的玻乡公交体化规划为例对其近期规划实施方案中所提出的线路选线方法进行实证阐述。该县在2011年被山东省交通运输厅确定为第一批全省城乡客运公交化试点单位之一。目前，已初步形成了以城区为中心，辐射各镇、街、村的城乡公交一体化运营格局，年运送乘客2400万人次。为继续提升公交发展水平、优化城乡公交网络体系，县交通运输局组织编制城乡公交一体化规划，规划编制中结合项目自身特点对三个层次公交线路的选线进行了技术创新，形成一套可操作性强的城乡公交线路选线方法。3.1城乡公交一级线路选线规划中将中心城区划为16个交通小区，在此基础上进行居民出行入户调查，预测各交通小区规划目标年的出行生成量，根据总体规划确定的公交分担率对目标年公交出行OD分布进行预测。结合卫星地图对城区中被封闭围墙所围合、用地尺度较大的机关、企事业单位通向城市道路的出入进行梳理，并将其出入垂直定位到城市路网中，最后综合考虑现状线路走向、居民出行习惯、公交出行OD分布等相关影响因素，在最短路径连接的基础上初步确定出便于近期实施的18条城乡公交一级线路。理筑素前阀Z.ZC.ET
图5中心城区公交出行生成与出行分布预测图筑素@J图6一级公交线路规划图3.2城乡公交二级线路选线与一级公交线路相仿，将整个县域划分为26个交通小区，采用同样的方法对公交OD分布进行预测，作为城乡二级公交线路规划与调整的依据。日道直自时同图7县域公交出行生成与出行分布预测图興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
在现状卫星地图基础上，结合对路况的实地调研，对县域内适宜通行二级公交的道路进行筛选，综合考虑各方面条件识别各乡镇驻地的交通枢纽以及中心城区的换乘枢纽，作为二级线路可能的首末端点：同时对县域内的重点节点单位进行提取，并将其以点的形式落在与之最邻近的区域性干道上。结合预测的公交OD分布结果及线路现状走向，采用最短路径法对首末端点与重点节点进行连接，初步确定二级线路的选线方案，最后综合考虑公交场站位置、线路线形、线网整体布局等对所选线路进行优化调整。J图8二级公交线路规划图3.3城乡公交三级线路选线在对各乡镇的访谈调研中发现，农村居民对三级公交的核心需求是提高覆盖率、减少步行距离，因此规划重点考虑了所选线路对现状村庄的整体覆盖程度，在此基础上缩短线路运营长度，提高运营效率。选线过程分为两个阶段：站点选址与线路选线。站点选址的基础对象是公交出行需求点与公交站点候选点，需求点通过几何运算在村庄用地轮廓基础上进行质心提取：候选点则是在卫星地图与现状已通车道路基础上、结合实地路况调研，先确定出三级公交线路选线的可用路网，继而在每条可用道路上以50为间隔距离逐一放置的。为避免所选站点过于靠近交叉而影响交通，设定规则禁止在交叉50m范围内设置站点。采用LA模型的最小化设施点法，以300m为半径进行站点优选，确保各村庄几何中心到被选站点的距离在300m以内，满足公交覆盖需求，选站结果如下（以县域内某镇为例)。興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
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