快速公交(BRT)服务水平评价研究

李映红，孙慧娟

(西南交通大学交通运输学院，四川 成都 610031)

快速公交BRT(Bus Rapid Transit)是利用改良的公交车辆，营运在公共交通专用道路空间上，保持轨道交通的特性且具备普通公交灵活性的一种便利、快速的公共交通方式。一般包括:高容量和高品质公交系统、捷运公车、公交专用道路系统等，其发展多以一般公交系统为基础，在软硬件设备上逐步提升，具备类似轨道运输的特性。BRT也是一个整合了设施、服务、便利以及改善速度、可靠度与外观意向等更具亲和力的整合系统。

公共交通是城市基础设施之一，是城市政治、经济、文化生活不可缺少的桥梁和纽带。BRT作为公共交通的一种方式，是为了满足城市交通需要，联结常规交通和轨道交通的桥梁和纽带，它可以缓解目前城市交通问题，改善公交服务水平，提高城市经济效率、保护城市环境、促进城市可持续发展。

BRT服务水平的分析与评价是与城市快速公共交通系统规划与管理密切相关的基本分析技术，是进一步提高快速公交系统服务水平的基本前提。正确、合理、可靠的进行快速公交服务水平的分析和评价，可为城市快速公共交通系统的规划、实施、评价、改进提供有效的支持和帮助［1］。

城市快速公交系统服务水平评价主要目的是通过建立对城市快速公交系统服务水平定性和定量的分析，发现城市公交服务水平内在的规律，找出现行公交运输企业存在的关键问题，为城市快速公交系统规划与管理决策服务。

1 BRT服务水平评价指标体系的构建

1.1 BRT服务水平评价指标及其计量方法

1.1.1 安全

安全行驶间隔里程B1，是指统计期内车辆总行程(L)与发生的乘车责任事故次数(Z)之比，即:

1.1.2 快速

平均出行时间B2，指乘客自出发地步行出发，经步行、候车、乘车等直至到达目的地的一次乘行所花费的时间，即:

式中:Tb(步行时间)为乘客由出发点或目的地到公交站点的平均步行时间;Td(等车时间)为乘客到站至乘上车之间的时间;Tc(乘行时间)为乘客的乘车时间;Th(换乘时间)为乘客在换乘车辆时，在两个公交站点之间的步行时间。

平均运送速度B3(km/h)，是指车辆在运营线路起终点站之间运送时间内的平均每小时行程，用以表示乘客运送的快慢，即:

式中:L为起终点站之间的距离，km;T为运营线路起点至终点的乘客运送时间，h。

1.1.3 准时

平均行车准点率B4，是指运营车辆正点运行次数(Z0)与全部行车次数(Z)之比，即:

通常平均正点率不应低于80% ～90%。行车准点率与企业调度管理、运营组织、道路条件等因素相关。准点率越高，BRT系统的发展水平越高。

1.1.4 方便

换乘系数B5，指换乘人数W与乘行总人数Q之比，用以表示公交乘客总量中有多少乘客不能直达目的地，即:

式中:W为需要一次或一次以上换乘的乘客人数。

换乘系数是反映BRT线路及走向是否合理的重要指标，在布设线网时应根据调查交通量的大小，进行合理布设力求达到换乘系数最小。

平均换乘时间B6，指换乘总时间与换乘总人数之比，反映换乘设施的方便性:平均到站时间B7，反映了乘客到达站点的方便性。

平均候车时间B8，反映了乘客候车时间的长短。

1.1.5 舒适

高峰小时车辆满载率B9，指主要运营线路高峰小时内、单向高峰路段车辆实际载客量Q与额定载客量Q0之比，即:

它是用以表示主要运营线路车辆载客能力最大利用程度和车内的拥挤程度，一般不应超过95%～100%。

平峰小时车辆满载率B10，是指主要运营线路平峰小时内、单向平峰路段车辆实际载客量Q′与额定载客量Q0′之比，即:

用以表示主要运营线路平峰小时BRT车辆运行时车内的拥挤情况和客位利用率。

1.1.6 优先

BRT车辆专用道所占比率B11，指有BRT专用道路总长度(L0)与有 BRT通行的道路总长度(L′)之比，用以表示城市公交政策优先性，即:

1.2 城市BRT服务水平评价指标体系

综合国内外研究分析成果，在进行城市快速公交系统服务水平评价时主要应从营运线路中乘客的方便性、安全性、舒适性、准点性等指标为准则，建立快速公交BRT服务水平的评价指标体系的递阶结构图，见图 1［2］。

图1 BRT服务水平评价体系结构图Fig.1 Level of BRT service evaluation system chat

1)安全性主要是指快速公交在运营过程中，行驶的安全程度、安全行车的指标、安全行驶间隔里程等。

2)快速性即运送迅速，是指快速公交在运送乘客时，使乘客出行所费时间(包括步行、侯乘、乘行及换乘时间)最少，主要评价指标有平均出行时间、平均运送速度等。

3)准时性是指运营车辆要在规定的时刻到达站台，尽量减少乘客的等待时间，其评价指标有平均行车准点率。

4)方便性是指乘客乘坐快速公交的方便程度。影响乘客方便性的基本内容包括:线路网布设的合理性、线网密度的高低、换乘系数的大小、发车频率的高低、站点布置的合理性、大的工业区和住宅区是否有多个方向和不同功能的快速公交线路、不同容量的出行需求等。快速公交对乘客方便性的评价可以通过换乘系数、平均换乘时间、平均到站时间和平均候车时间4个评价指标来实现。

5)舒适性是指为使乘客乘车舒适，公交企业应尽可能最大限度地减少途中的疲劳。主要评价指标:高峰小时满载率和平峰小时满载率。

6)优先性反应了该城市BRT车辆享有优先路权的程度，主要评价指标为BRT车辆专用道所占比率。

2 BRT服务水平的灰色聚类评价

目前用于城市公共交通系统综合评价的方法主要有层次分析法、模糊综合评价法、专家调查法等。各评价方法的关键是对各指标的权重值进行标定，这些方法在确定权重时都存在一定的主观性，大大降低了评价结果的可信性。为了有效地避免主观因素的影响，获得较为客观和准确的评价结果，采用灰色聚类分析法对快速公交系统进行精确、有效的综合评价。

按照聚类对象划分，灰色聚类可分为灰色关联聚类和灰色白化权函数聚类。灰色关联聚类主要用于同类因素的归并，以使复杂系统简化。灰色白化权函数聚类主要用于检查观测对象是否属于事先设定的不同类别，以便区别对待［3］。这里的灰色聚类特指灰色白化权函数聚类，将BRT服务水平评价指标分为 A、B、C、D 4 类。

2.1 灰色聚类的概念

设有n个聚类对象，m个聚类指标，s个不同灰类，根据第i(i=1，2，…，n)个对象关于指标的样本值dij将第i个对象归入第k(k∈{1，2，…，s})个灰类之中，称为灰色聚类。

2.2 灰色聚类分析的具体方法和步骤

2.2.1 白化数矩阵dij的建立

根据各指标的样本值dij建立白化数矩阵

2.2.2 数据量纲1化处理

上述指标的量纲各不相同，根据指标的属性，对参与分析的原始数据进行无量纲化处理，将各分析数据压缩在［0，1］之间，即用{dij，djk} 除相应数据。

2.2.3 确定灰类白化函数fij(dij)

下面给出3类常见的白化函数:

第1类白化函数fj1(dij)，如图2，表达式为式(11):

图2 第1类白化函数Fig.2 The first category of whitening function

第2类白化函数fj2(dij)，如图3，表达式为式(12):

图3 第2类白化函数Fig.3 The second category of whitening function

第3类白化函数fj3(dij)，如图4，表达式为式(13):

图4 第3类白化函数Fig.4 The third category of whitening function

2.2.4 聚类权的确定

在灰色聚类分析法中，权重系数的确定是很重要的，它反映了各个因素在综合决策中所占有的地位或所起的作用，它可以直接影响到评判的结果。

对于灰色聚类，其权重计算式一般为:

式中:Wi为第i评价因子的第j个级别的权重;Sij为第i评价因子的各级分类标准的均值。

2.2.5 求聚类系数

聚类系数反映了各评价对象与各评价级别之间的亲疏关系。各评价点聚类系数的大小，也反映了它们之间服务水平的优劣。聚类系数由式(15)确定:

式中:ηij为第i个评价点关于第j个评价级别的聚类系数;(x)为第i个评价点的第j种指标值在该指标第k类白化函数中的函数值。

2.2.6 聚类

即确定某评价点的评价级别。对某一评价点而言，聚类系数最大者所对应的评价级别，即为该评价点最终的评价级别。

3 济南BRT服务水平评价

3.1 评价指标的等级划分

结合先进公交系统各指标的特点，对于BRT指标的等级划分采取专家咨询的方法，并结合灰色聚类法将BRT服务水平评价指标划分为4个等级:A(高)、B(较高)、C(中)、D(低)。具体分级评定标准见表1。

表1 评价指标分级评定标准Tab.1 Standard grade of evaluation assessment

3.2 济南BRT 1号线服务水平评价

2008年4月22日，济南BRT 1号线全线开通，主轴线即为北园大街，该线由黄岗开往全福立交桥。全长13.02 km，双向6车道，中间2车道为BRT快速公交专用车道。

为了缓解历山路上的交通压力，2007年6月20日，济南正式启动对历山路的改造，针对BRT车辆的通行，开通了2条BRT专用道;2008年9月26日，BRT 2号线全线开通。BRT2号线由北关北路至燕山立交桥首末站双向对发，全长11 km［4］。

针对济南新开通的两条线，结合相关车队提供的数据，具体分析济南BRT的服务水平。

济南BRT 1号线服务水平评价的实际值见表2。

表2 济南BRT 1号线各评价指标的实际值Tab.2 The actual value of evaluation indexes of No.1 line，Ji’nan BRT

根据济南BRT 1号线各指标的实际值，集合灰色聚类分析法对1号线的服务水平进行有效的综合评价。

1)白化数矩阵。

2)数据量纲化，处理结果如表3。

表3 取单位量纲后的指标值及分级标准Tab.3 Index value and the classification standard after taking unit dimension

3)根据表3，采用相应公式，可求出所有的白化函数，列于表4中。

4)由表3和式(14)确定各指标的权重，结果见表5。

5)由表4、表5和式(15)确定各指标属于4个等级的聚类系数:

构成聚类向量:

6)在聚类向量σ(i)中最大聚类系数为0.2826，可知济南BRT 1号线服务水平处于中等，有待于不断提升。

表4 各指标白化函数值Tab.4 Whitening function value of each indicator

表5 各指标标准权重值Tab.5 The value of the standard weight of each index

4 济南BRT服务水平的改进措施

根据现场调研，济南的BRT系统在国内还是比较先进的，但是服务水平在很多方面还是不能满足乘客的需求，特别是在速度、准点性方面的问题，结合济南的实际，如何实现运力供给与客流的合理匹配，对BRT运力资源进行合理的分配，使公交专用道畅通高效，建议在以下几个方面积极改进和实施。

4.1 确立和宣传城市交通政策

确立“以人为本、公交优先、注重环境、支持城市可持续发展”为核心内容的济南城市交通发展政策，向社会颁布和实施，并做好有关的宣传工作，取得社会各方面的理解和支持，达成共识特别是鼓励私家车主选择公交车出行方式，改善交通拥挤现状，保证BRT专用道路网能够顺利实施和高效营运，提高准点率［5］。

4.2 政府相关部门的通力协作

公交优先政策(Transit First Policy)最早起源于美国，含义是指在软硬件方面为公交系统提供比小汽车交通更优待的条件(包括道路空间、车站与枢纽、车辆、线路、收费系统、运营保障体系方面优先考虑公交需要)，是小汽车数量大量增加后，减少小汽车出行量，吸引人们自觉选择通过公交出行，使城市土地利用高密度地区能够继续保持客流系统的经济、高效、舒适、环保、节能与活力最佳途径［6］。由于快速公交车辆也是在城市路网中运行，因此也受到城市交通管理部门的管理。快速公交系统的实施需要在工程设施、政策、法制、管理理念方面许多具体环节落实，政府部门高度配合。

4.3 尽快形成快速公交网络

目前，济南的BRT线路单一，只有1号线和2号线，致使公交换乘不太方便，很多市民放弃了乘坐BRT公交，因此应尽快建成其他线路，编织成快速公交网络，使公共出行的社会效益最大化。

4.4 设置BRT公交专用道

BRT公交车专用道必须要专用，用护栏把专用道与普通车道隔离开来，防止社会车辆进入而影响BRT公交车的运行，这样才能保证BRT的运行速度［7］。中间双向的两个BRT车道最好不要隔离，更不要设绿化带。这样能扩大车道的空间，而且遇到发动机故障等紧急情况时，可以暂时把车辆拖到两个车道的中间，以免影响其它 BRT公交车的运行［8］。在特殊情况下，如果有110、119、救护车等特殊车辆，也可以走BRT专用车道，让专用车道最大程度地发挥社会效益。

4.5 先进的路口BRT信号优先

BRT信号优先权在济南体现不明显，致使BRT的优势得不到充分发挥。在BRT 1号线途径北园大街的28个路口中，大部分小路口实现了BRT车辆的信号优先。当车辆行至路口信号灯200 m左右时，路口绿灯信号将延时或红灯信号加速，使BRT车辆优先通过。但济洛路、历山路、东工商河路口、三孔桥路口等重要的十字路口还未实现信号优先，这些路口交通流量较大，在交通高峰时段容易形成交通拥堵，使得BRT车辆与社会车辆等待信号的时间和几率几乎相等，建议在重要路口对BRT实现信号优先，适当延长放行时间或缩短等待时间，加快BRT车辆的运行，体现其信号优先权。历山路是联系南北的交通要道，但其沿线有和平路等诸多东西干道，因此BRT 2号线的信号优先没有实现，建议在花园路口、解放桥路口实现信号相对优先，在路口绿灯即将结束时，适当延长绿灯时间放行BRT，BRT可以体现信号优先的同时也不会对东西干道的交通产生较大的影响。

最好能信号优先，特别是左转的路口，一定要信号专用，BRT公交车长18 m，转弯半径非常大，BRT公交车左转时，路口其他的信号灯一律是红灯，这样才能保证公交车快速安全地转弯。建议在历山路南口，实现BRT车辆左转信号专用。

4.6 为乘客提供便利的设施

BRT公交车是城市的“窗口”之一，站台最好是全封闭，给乘客创造一个没有风雨的乘车环境，站台内最好设置电视、座椅等简易的设备，站台内的电子屏，要随时和准确地预告下趟车过来的时间，让乘客提前做好准备。站台内设置紧急通道，一旦发生交通事故或车辆发生故障，及时疏散事故车辆的乘客。

4.7 加强站台管理

在BRT站台，乘客经常一哄而上，车上的人下不了，车下的人上不去，BRT站台屏蔽门前的候车1 m线几成虚设，这种乘车方式不仅扰乱了乘车秩序，而且延误了BRT停靠站台的时间。实验表明:排队上车比一哄而上能节约25 s的时间。站务员在加强督导的前提下，乘客也应自觉遵循先下后上的原则并且按次序排队上车，缩短上车时间，提高BRT的运营效率。

4.8 设置独特的乘客过街方式

为保证乘客安全和便于运营管理，规范乘客过街，在路段停靠站乘客利用天桥或地道立体过街，在路口停靠站乘客利用路口斑马线平面信号过街。

济南北园大街BRT专用道护栏高不足1 m，由于BRT的站台在马路中间，行人到达的方式比较单一，其中不少行人要越过跨栏或者穿花坛过马路;在解放桥北路段，也有不少市民下车后纷纷不顾疾驰的车辆横穿马路过街，不仅可能危及到自身安全，同时对于道路的通行畅通造成影响。

建议在解放桥北等行人过街比较集中的地段，设立过街天桥以方便市民过街、保证行人人身安全，同时保证道路通行畅通。

［1］王海霞，宋瑞，李明.城市快速公交系统发展水平评价方法研究［J］. 交通运输工程与信息学报，2008，9(3):76－84.

［2］陈茜，陈学武.城市常规公共交通发展水平综合评价指标体系研究［J］. 城市交通，2003，6(3):14－18.

［3］李煜华，胡运权.灰色聚类法在城市公共交通发展水平评价中的应用［J］.数学的实践与认识，2006(2):125－132.

［4］孙筠.济南快速公交系统的发展［J］.城市聚焦，2008(5):25－28.

［5］赵杰，胡子祥，刘丽亚.国外发展快速公交的经验及对我国城市交通发展的启示［J］.中国城市交通，2004，2(3):56－57.

［6］吴书峰，李强.BRT系统与济南城市交通发展刍议［J］.山东交通科技，2008，5(3):78 －81.

［7］盛志前，赵杰，赵一新.济南快速公交系统规划实践［J］.国外城市规划，2006，3(21):42 －47.

［8］李光辉，赵顺波.我国城市快速公交系统关键问题研究［J］.公路工程，2008，8(4):157－160.