数据驱动下的骨干公交通道客流特征分析研究——以上海北横通道为例1

汪 津

上海市交通发展研究中心

0 引 言

“公交优先”是我国各城市构建可持续交通体系的根本战略，国务院于2012年发布了《国务院关于城市优先发展公共交通的指导意见》（国发〔2012〕64号），提出要提高运输能力、提升服务水平、增强公共交通竞争力和吸引力，构建以公共交通为主的城市机动化出行系统。上海市于2017年也率先成为了国家首批“公交都市建设示范城市”。近几年，随着全市轨道交通网络不断完善以及网约车、共享单车等其他多元交通出行方式对原有的地面公交乘客进行分流，地面公交客运量逐年下降，但公交运营成本和补贴却在不断增加，因此提升公交服务品质和运营效率是国内特大城市普遍面临的难题。然而，由于缺少基于交通大数据的多元融合分析工作，传统的地面公交规划以经验为主，缺乏较为全面、系统的客流特征分析手段，公交供给服务往往不能及时响应动态变化的需求，公交供给与乘客需求之间的矛盾愈发突出，公交运营效率有待进一步提升。

城市公交系统能否正常和高效地运营，不仅取决于道路和车辆等设施条件，更有赖于运营管理手段和技术手段的先进性，对公交客流特征的全面、准确把握是公交管理工作的基础。随着上海市全面推进城市数字化转型，在公共交通领域应推动以数据要素为核心，形成新治理力和生产力，以新技术广泛应用为重点，大力提升交通创新能级已成为交通领域高质量发展的重要抓手。通过构建基于多源数据融合的公交客流特征分析技术体系，为提升公交运营管理的智能化、精细化水平提供支撑，对建立高效合理的城市公交系统具有决定作用，对确立城市公交的主体地位具有重要意义。

1 公交客流特征分析技术

利用交通卡数据等多源数据进行客流OD推算，主要包括上车点匹配，换乘识别，下车点推算以及扩样分析。

（1）上车点匹配主要将车辆卫星定位设备的车辆轨迹数据、电子路单数据、线路信息数据等进行匹配，进而推算各条线路各个班次每个站点的停靠时间，基于POS机与公交车辆关联关系，通过时间插值算法，将刷卡数据交易时间与车辆站点停靠时间进行匹配，从而获取上车站点；

（2）换乘识别主要从时间、空间两个维度进行是否存在换乘行为识别；

（3）下车点推算是对具有规律出行的乘客基于连续公交出行链假设进行推算，其他出行使用概率分布模型进行推算。

（4）根据乘客刷卡、扫码率等调查数据得出线路扩样系数，对线路站点OD进行扩样，再基于出行链计算相关线路平均扩样系数，对乘客出行起讫点OD进行扩样，进而对站点、线路、断面、区域进行多层次客流分析。

2 北横通道公交客流需求特征

本次研究基于对2022年2月份期间工作日全市POS机刷卡数据、扫码数据、车辆运行轨迹数据等多源数据进行公交客流OD推算，进而对北横通道工作日公交客流特征进行分析。

2.1 公交供给特征

（1）通道总体情况

北横通道东至军工路，西至剑河路，全长21.2 km，是市中心北部东西贯通性较好的一条客运通道。通道沿线以居住区为主，其中涉及的商圈35处，涉及的医院10处，涉及的学校32处，涉及的居民区218处。中山西路—定西路、江苏路—军工路区段设置有公交专用道，长约14.8 km，占通道长度的70%。

通道两侧600 m范围内涉及12条轨道交通线路，其中9条轨道交通线路（1、3、4、7、8、10、11、14、15号线）与通道垂直；2条线路（2、12号线）与通道平行；1条线路（13号线）与通道共线，共线2.8 km。

（2）站点公交服务特征

通道内共有公交物理站点63个，根据是否在地铁站点600 m服务范围内，分为地铁衔接站点（50个）、普通公交站点（13个）。

日到站车辆数反映了途经公交站点的线路运力配置情况。对于公交站点而言，运行线路配车数量越大，运力也就越大。北横通道上各公交站点日到站车辆数统计如图1所示。北横通道上97%的公交站点日到站车辆数在1 000辆以下，其中500～1 000辆的站点占33%，250～500辆的站点占26%，250辆以下的站点占38%。

图1 通道公交站点途径班次数分布图

（3）公交线路服务特征

截止到2022年初，通道内共有公交线路70条（分方向线路139条，其中1219路为环线），根据分方向线路是否在通道站点停靠，分为过境线路（40条）、服务线路（99条）。

通道停靠站点比率是指公交线路通道上停靠站点占总停靠站点的比率。对于通道而言，公交线路通道停靠站点比率越大，与通道关联性就越强。该通道上99条分方向公交服务线路停靠通道站点比率分布情况如图2所示。13路公交线路通道停靠站点比率最高，达到75%；通道停靠站点比率在50%以下的公交线路占到95%，其中通道停靠站点比率在10%以下的公交线路占50%。由此可见，北横通道上有近50%的公交线路在通道上停靠的站点数量只占总站数的10%。

图2 通道公交线路停靠站点比率分布图

2.2 站点客流特征

（1）站点上下客量分布特征

北横通道上公交站点工作日全天上下客总量分布特征如图3所示，可以看出除海宁路吴淞路站点以外，北横通道长寿路区段站点群客流量较大，其中长寿路常德路（双向）站点上下客总量达到约6 000人次/d。

图3 通道站点全天上下客量分布图

（2）换乘客流分布特征

根据换乘客流分析结果，50%的站点上下客换乘客流比例不超过10%，27%的站点上下客换乘客流比例在10%～25%之间，海宁路晋元路站点（西向东）换乘客流比例最高达到40%。如图4所示，通道上站点换乘地铁客流主要集中在中山公园站、长寿路站地铁站，总体上呈现出换乘地铁步行距离越长、换乘客流越少的客流分布特征。

图4 通道站点换乘比例分布图

2.3 线路客流特征

13路是北横通道上线路复线率高（75%），通道站点停靠比率最高（75%），贯通性最好的线路，线路上下行站点OD分布如图5所示，可以看出上行方向的主要OD对在天目西路恒丰路、长寿路西康路，以及曹家渡（长宁路）与中山公园（长宁路）之间，下行方向的主要OD对在中山公园（长宁路）与曹家渡（长宁路），以及曹家渡（长宁路）与长寿路常德路之间。

图5 13路公交线路站点OD分布图

2.4 断面客流特征

北横通道全天最高断面客流出现在长寿路（武宁路—安远路）断面，断面客流量（双向）达到18 500人次/d；三高断面客流出现在长寿路（武宁路—安远路）西向东方向，高峰小时（早上8:00—9:00）客流量为1 420人次/h。

如图6所示，80%的北横通道断面上，与通道相关客流（除去过境客流）占总断面客流比例超过50%，其中20%的断面上与通道相关客流比例超过75%。断面与通道相关客流（除去过境客流）比例分布情况如图6所示，从分布上看与通道相关客流比例小于40%的断面主要集中在周家嘴路（大连路—双阳路）区段，这个区段过境客流比例较高。

图6 通道断面与通道相关客流比例分布图

2.5 通道客流特征

（1）通道客流OD分布特征

根据客流OD点是否与通道上的公交站点有关联，将通道上70条公交线路站点OD分为三类，分别是：①过境OD，即客流OD起讫点均不在通道上；②到发OD，即客流O起点或者D讫点在通道上；③内部OD，即客流OD起讫点均在通道上。北横通道上公交线路客流过境OD比例、到发OD比例及内部OD比例分别为36%、53%、11%。

与通道相关客流（除去过境客流）OD分布特征如图7所示，可以看出北横通道现状功能以服务到发交通为主。客流主要集中在通道北侧2 km区域范围内，以及外滩、真如、大华等区域。

图7 与通道相关客流腹地分布图

（2）通道换乘客流分布特征

通道换乘客流中，换乘公交客流比例为67%，换乘地铁客流比例33%，其中通道上换乘客流分布情况如图8所示，可以看出通道上进行换乘公交的客流腹地主要在真如、大华、甘泉宜川以及黄兴公园区域附近，通道上进行换乘地铁的客流腹地主要在武宁路两侧区域、真如以及上海站附近。

图8 通道换乘客流腹地分布图

3 北横通道公交乘客出行特征

3.1 出行时间分布

北横通道站点上下客量均呈现出“双峰”时间分布特征：上客量早晚高峰相对较为均衡，早高峰系数达到11.4%，晚高峰为9.6%；下客量早晚高峰差异性相对较大，早高峰系数达到14.0%，晚高峰为7.7%。

3.2 出行距离分布

北横通道到发出行平均乘坐距离为5.1 km，90%乘客出行乘坐距离在9 km以内；内部出行平均乘坐距离为2.6 km，90%乘客出行乘坐距离在5 km以内。

3.3 常乘客比例

将一周内超过三天以上，每天有相同出行起讫点的乘客定义为常乘客，北横通道公交线路常乘客占总乘客比例达到20.6%，其中通勤（早晚高峰期间）常乘客比例为63%、固定（其他时段）常乘客比例为37%。

4 结 语

在利用交通卡数据等多源数据进行客流OD推算技术的基础上，以北横通道为例对通道公交站点、线路供给服务特征进行分析，从站点、线路、断面、通道四个方面对公交客流时间、空间、OD三个维度分布特征进行深入分析，以及对通道公交乘客出行时间、出行距离和常乘客比例进行分析，提出了一套全面、系统的骨干公交通道客流特征分析方法，对推进骨干公交通道重塑工作，提升地面公交服务品质和运营效率，促进城市公共交通可持续发展有重要意义。