基于人均步行距离的公交站选址研究

龙 涛，刘媛华 （上海理工大学 管理学院，上海 200093）

0 引 言

随着经济的发展，人们的生活水平的提高，私家车已不再是富人才能拥有的奢侈品了。然而，私家车的普及也造成了当今令人头疼的交通堵塞现象。面对日趋严重的交通拥堵，许多城市已经开始实施一些相应政策，2010年12月24日北京实行限牌购车，2011年7月11日，贵阳决定对汽车牌号分段管理，成为继北京之后中国第二个汽车限牌的城市。然而这并不能真正意义上解决交通拥堵问题。

2012年10月10日，温家宝主持召开国务院常务会议，研究部署在城市优先发展公共交通，以缓解交通压力。公交车作为目前国内大部分城市的主要公共交通工具，它的乘坐率关系到城市的绿色建设与交通拥堵状况。尤其是在没有地铁的中小型城市，公交车的乘坐率就显得格外重要。一个合适的公交站点位置，可以增加人们对公交的选择意愿。

1 研究现状

公交车的设计初衷就是为了解决人们出行的基本需求，而目前关于公交车线路和站点的设计方面大部分都是以公交运行成本最低为目标进行优化，在以人的需求为优化目标主要是针对乘客的时间成本方面[1]。其中缩短乘客的时间成本主要有两个方面：缩短公交等待时间和步行至公交站时间。缩短公交等待时间是从宏观方面对公交系统的优化，通过聚类等相关算法[2-[5]，减少闲置的公交站点，以达到缩短公交等待时间的目的；缩短步行至公交站时间则是从微观角度下对公交系统的优化，选取最优公交站点位置，减少乘客的总出行成本[6-8]。本文的研究是关于城区公交站点的优化选址，相比与郊区，城区的人口密度相对较大，另外，城区的道路约束及小区的特殊性，使其站点的选址更加复杂。

人均步行距离是指公交站点覆盖区域内所有的居民从居住地出发，到达公交站所需要的平均步行距离，一般情况下，步行距离越长，人们对公交的选择意愿就越低[9]。因此公交站的选址直接关系到公交分担率，是公交系统不可忽略的一个重要环节。

2 选址规范

首先，公交站必须位于允许公交车通行的路边，城区道路交错，部分道路是不需要拥有公交站的选址，如：步行街，巷道等一些公交车无法通行的道路。其次，小区都有一定的面积，为了方便计算，可以对小区进行点化，在小区点化方面并不能通过采用小区形心或人口密度来代替，大部分小区都有固定的出口，小区居民在离开小区时必须经过小区门口，因此，本文以小区出口代替小区进行距离的计算。另外，在距离选择方面，本文采用曼哈顿距离而非欧式距离，欧式距离是一种理想的距离，在解决实际问题中，尤其是在具体的选址问题中，欧式距离并不能真实的反映实际距离，本文模型中道路的角度可近似看成90度，因此采用曼哈顿距离进行计算。最后，由于城市道路复杂交错，有很多的交叉口和红绿灯，交通量大且危险性高，因此，在《城市公交车站设计规范》中明确指出，公交站点一般设在过交叉口50米以外处。在大城市车辆较多的主干道上，宜设在100米以外处，公交站的服务范围在500米以内[11]。

3 案例分析

3.1 案例简介。某市的市区路段在经过聚类计算后，准备安排一个公交站点服务于A、B、C、D、E、F、G七个小区，各小区的分布图如图1所示：

图1 某市区路段卫星地图

3.2 模型构建。为了构建理论模型，本文采用小区出口作为居民的出发点，将各个小区按照小区出口分为若干个出发点，由于部分小区拥有不止一个出口点，因此本文在小区出口的选择上也是基于人的角度选择的，在无特殊情况下，人们会选择距离公交站最短的一条路线来抵达公交站。本文为了方便计算，可认为两条公路是垂直相交，如图2所示：

图2 某市区路段坐标图

小区的出口坐标如表1所示。

表1 小区出口坐标表

本文旨在寻找一个满足服务范围内所有小区的一个最优的公交站点，从小区居民的角度选取最优公交站点位置，表2是各小区的常住人口数：

表2 各小区常住人口数

可设公交站P坐标为P x，（）y，建立如下模型：

约束条件：

式中z表示人均出行距离，λi表示各小区的人口总数，式（1）表示覆盖区域内的各小区居民到公交站P的平均距离最短，式（2） 至式（9） 表示各小区到公交站P的距离，其中式（5）、式（6）、式（8）、式（9） 表示公交站设置的位置的不同，D、F小区居民根据最短路径选择不同的小区出口，式（10）、式（11）表示公交站的位置必须安置在距离交叉路口50米以上的道路上。式（12）表示公交站点服务于该范围内所有小区的常住居民。

3.3 模型求解。对可行解存在的八个路段：

进行分类计算，求出各路段的函数单调性，比较各路段的人均距离最小值Minz，得到公交站点的合理位置P（ 0，5 ）0，人均最短出行距离为119.3米。

4 结束语

公交系统作为服务于人的公共设施，在选址优化方面更应该从人的角度去研究，本文引用人的就近原则的心理，结合公交选址的基本规范，对服务范围内包含交叉路口的公交站点进行选址的研究。此项研究旨在寻找一个最优的公交站点位置，使其覆盖范围内所有居民到公交站距离最短，从而提高居民出行时对公交的选择意愿。本文在对人的研究只考虑了人们就近原则的心理，并没有考虑一些特殊情况，如对公交车拥挤环境的抵触心理、对公交等待时间的抵触心理等。这些问题需要在以后的研究中进一步的完善和解决。

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