国内外城市公交线网规划方法对比分析

摘要 城市公交线网是整个公交系统的基础，其布设的合理性将直接影响公交运营的效率。国内外常用的城市公交线网规划方法有其各自的优缺点以及适用范围。在城市公交线网规划方法的选择上，要充分考虑方法的适应性，根据规划的期限的远近，确立不同规划目标，循序渐进地设计出科学完善的规划方案。通过对国内外城市公交线网规划方法进行对比分析，可为城市公交线网的规划方法选择提供参考。

关键词 线网规划;公交系统;方法比较;文献综述

中图分类号 U491.17 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）06-0041-03

引言

随着城市建设的发展和机动车保有量的高速增长，我国各大城市的公共交通出现很多问题，比如：运行速度缓慢、同种或者不同种公共交通方式的换乘通道过长、道路客流不均衡、候车不可靠、可达性差等[1]。这些问题的出现，与公交运营管理和城市公交线网规划的不合理有关。因此，选择科学的方法，对城市公交线网进行合理规划，对提高公交系统的运营效率，提升城市公共服务水平，都显得至关重要。

国外基本的规划方法有：规划手册法、系统分析法、市场分析法、交互式辅助系统分析法及数学寻优法等五类[2]。国内的基本方法主要有：“逐条布设，优化成网”法和基于分层的线网规划方法。该文首先对国内外公交线网规划方法进行归纳整理，然后分析各规划方法的优缺点及使用范围。

1 国外城市公交线网规划方法

1.1 规划手册法

规划手册法是一种主观的经验规划方法。规划者根据公交规划手册所列举的线网设计原则或相关的规范，凭借自己的专业知识和技术经验编制公交线网方案。这种规划方法缺乏科学依据、生成的线网效率不高但是操作简单、费用低廉。适用于城市规模小、人们活动范围小的城市发展初期。

1.2 系统分析法

系统分析法是一种基于公交线网评价的规划方法。系统分析法有以下三个实施步骤：首先由规划者根据经验和规划手册法初步设计公交线网;其次，按照公交客流分配理论与方法计算各方案線路的实际运输效果;最后，建立评价模型对公交线网进行综合评价。如果评价结果不满意可以再对公交网络进行调整。这种方法的设计步骤相对较模糊，前期的路网生成和后期的调整都是人工参与比较多，但是这种方法是一种基于建立评价模型进行线网分析的方法，能够比较客观地反映公共客流需求。

1.3 市场分析法

市场分析法是在交通起止点调查（或称OD调查）资料、公交现状成本和收益等资料分析的基础上设定一个优化目标，然后重新设计公交线网方案并预测未来的成本和收益。方案的产生和出行量的预测、分布等需要人工来进行处理，并且方案设计过程中需要反复调整线网直到评价效果满意为止。因此，该方法运用范围具有很大的局限性、仅能够运用于线路少且简单的乡村或者郊区。市场分析法的规划步骤如图1所示。

1.4 交互式辅助系统分析法

随着计算机技术、地理信息系统（GIS）和数据库管理系统（DBMS）的发展，公交线网规划可以借助于计算机的运算功能，直接与用户进行交互式的公交线网优化与评价。如Sullivan等利用流行的桌面GIS对生成等时线地图的可行性进行分析，提供了公交最佳路径选择的分析方法。基于计算机的交互式辅助系统分析法可以集成软件包，如EMME/2、TransCAD、VISSUM等软件，这些软件可以快速大量地处理OD信息、路网信息，并且可以输出直观的多样化图形，规划设计师修改也比较方便。

1.5 数学寻优法

数学寻优法是将公交线网结构与客流需求之间的供需关系简化，建立数学模型来确定最佳的公交线网方案。一般都采用启发式算法或者改进的启发式算法来生成一个公交线网，接着再运用领域搜索法、遗传算法或者改进的遗传算法等进行线网优化。该方法对于较简单结构的棋盘式、环放射型等路网有较好的实现效果。

2 国内城市公交线网规划方法

2.1 “逐条布设，优化成网”法

逐条布线法是根据某一个或者多个指标，在可行路线集中、逐条找出最优的公交线路，迭加成完整的公交线网。主要的规划流程见图2。第一步是起讫点拟定过程，即从很多的点中筛选出一部分点作为公交线路的起点和终点;第二步，是线路生成的过程，即根据一定的优化目标再将这些起讫点一一配对，配对后的起讫点之间的公交线路可用最短路方法来布设[3]。

2.2 基于分层的线网规划方法

分层规划是“逐条布设，优化成网”方法的一个优化。在城市公交线路客流特征和公交出行服务水平调查分析的基础上，根据城市的需要将线网规划分成三到四个层次来布设：第一层是公交主干线，主要提供长距离运输，实现跨区域客流在空间上的快速流动，具有速度快、发车频率高、服务水平高的特点;第二层，是公交次干线，满足相邻组团之间或市中心和片区中心的中距离出行;第三层是公交支线，填补公交空白区，满足居民的短距离出行。还可以根据城市的实际情况来布设接运公交，增强轨道交通的服务能力。具体规划的流程如图3所示，首先确定公交主干线网络，其次确定公交次干线网络，最后确定公交支线（接运线）[4]。

3 国内外公交线网规划方法对比分析

规划手册法是一种基于经验的规划方法;系统分析法、市场分析法和交互式辅助系统分析法都是基于现状并在对既有方案进行评价的基础上进行公交线网的优化设计;数学寻优法是基于既有需求数据、通过数学建模直接求解的方案生成型公交线网优化设计方法，是比较理想和科学的方法;王炜教授提出的“逐条布设，优化成网”方法将问题分步解决，不仅提出了模型，还可以比较简单地得到优化后的公交线路，而且过程中不需要人工根据经验进行选择判断，全部可以电脑编程自行处理;分层规划方法是对“逐条布设，优化成网”的改进，通过将公交线路划分为公交主干线、次干线和支线分别进行优化，由于三种层次的公交网的服务水平和功能定位各不相同，因此它们的优化目标也是区别对待的。表1详细给出了各种规划方法的优缺点和适用范围。

从城市交通系统的规划实践来看，不同的规划期限要求有不同的规划方法。近期规划是对现有系统的调整与优化，受到现状系统的约束较多;远期规划则以系统最优为目标，依据远期的交通发展需求设计出科学完善的方案，其灵活性相对较大。因此公交线网设计应该是一个循序渐进，不断修改的过程：在近期要适应乘客出行需要;在远期要适应远期城市发展要求[5]。

既有的公交规划方法一般是以交通需求为基础，从网络交通流量的角度考虑网络的运输能力，一般以网络成本最低即出行者和运营者的总成本最低为系统最优化目标，结合城市用地、道路条件等，通过布设合理的枢纽对现状公交网络结构进行重组与优化。归根结底，现有公交规划方法是一种适应性的公交规划。

4 结论

科学合理地选择城市公交线网规划方法，可以提高公交系统的运营效率以及提升城市公共服务水平。该文综述了规划手册法、系统分析法、市场分析法、交互式辅助系统分析法、数学寻优法、“逐条布设，优化成网”法、分层规划法等七种国内外常用的公交线网规划方法，并分析了各规划方法的优缺点及使用范围。

现有的公交规划方法是以交通需求为基础的适应性的方法。在城市公交线网规划的选择上，要根据规划期限的远近，确立不同规划目标，循序渐进地设计出科学完善的科学方案。

参考文献

[1]王炜， 杨新苗， 陈学武. 城市公共交通系统[M]. 北京：科学出版社， 2002.

[2]刘好德. 公交线网优化设计理论及实现方法研究[D]. 上海：同济大学， 2008.

[3]陆建. 城市交通系统可持续发展规划理论与方法[D]. 南京：东南大学， 2003.

[4]朱跃华. 多层次公交线网的规划方法研究[D]. 北京：北京工业大学， 2008.

[5]王琳颖. 城市常规公交线网规划的基本方法研究[D]. 北京：北京交通大学， 2012.

收稿日期：2022-02-21

作者简介：邓可平（1990—），男，本科，工程师，研究方向：交通规划设计。