基于ArcGIS 的城市公交可达性评价方法

■邓兴婷

（福建省交通规划设计院有限公司，福州 350004）

城市公共交通是重要的城市基础设施，是关系国计民生的社会公益事业。 优先发展公共交通是缓解城市交通拥堵、提升人民群众生活品质、构建资源节约型、环境友好型社会的战略选择[1]。 本文主要通过分析城市公交可达性评价方法，提出提高公交出行分担率的思路和对策，推动城市公交可持续发展。 众多研究表明，公交车站所在节点的人们可借助公交网络到达公交系统覆盖的任何区域，但这仅反映了“可以达到”，人们并不会因此选择公交出行。事实上，由于公交线路的长度、线路的非直线系数、运行速度、发车频率、拥挤程度，甚至换乘次数等因素，都会导致不同公交车站可达性的巨大差异[2]。 因此单纯用覆盖域或者覆盖率表现城市公交可达性均存在一定局限性，需要更加系统更加直观地反映城市各个区域的公交可达性，即本文提出的城市区域公交可达性评价指标体系。

1 城市区域公交可达性评价方法

本文选择莆田市为研究区域，将中心城区划分为55 个小区， 不同小区公交可达性评价按照以下思路进行，评价方法技术路线如图1 所示。 （1）建立城市公交可达性评价指标体系， 由站点覆盖率指标、线网覆盖域指标、服务水平指标构成，建立区域公交可达性评价指标计算模型[3]；（2）基于ArcGIS建立莆田市公交数据库，数据库包含线路、站点、客流量等各种属性数据；（3）对莆田市中心城区进行小区划分，根据可达性评价指标模型计算各小区可达性值；（4）利用ArcGIS 对中心城区不同小区公交可达性进行可视化分析，并得出结论。

图1 城市区域公交可达性评价方法技术路线

2 公交可达性评价指标计算模型

公交可达性即乘客从小区内部乘坐公交车到达目的地的便利程度[4]。 通常影响便利程度的主要因素包括乘客步行距离、候车时长、公交车到达目的地耗时及最短路径长度、乘客换乘次数以及乘坐舒适度，这里舒适度主要指车内拥挤程度。 以上与便利程度相关的指标通常与公交线网的布局、公交站点位置以及发车频率、准点率等息息相关。

为了系统清晰地表达中心城区不同小区公交可达性的差异，本文将影响公交可达性的相关指标系统分为3 大类，分别是站点覆盖率、线网覆盖域、服务水平， 具体的可达性评价指标体系如表1 所示。 其中站点覆盖域主要反映该小区公交站点覆盖程度，体现乘客到达公交站点的便捷程度，包含公交站点300 m 半径覆盖率、公交站点500 m 半径覆盖率以及公交站点密度指标[5]。 线网覆盖域反映乘客从该小区到达其他小区可选择的公交线路以及该线路到达目的地需要的换乘次数及路径长度，包含公交线网密度、公交线路网比例、公交线路非直线系数、公交线路重复系数指标。 服务水平反映乘客在公交站点的候车时间、公交车辆拥挤程度以及乘客到达目的地的准点率，包含公共交通乘客满意度、早晚高峰时段公共交通平均拥挤度、公共交通正点率、公交专用车道设置比率指标[6]。

表1 城市区域公交可达性评价指标体系

为了将各小区公交可达性进行量化，将一级指标和二级指标根据其对可达性影响程度赋予权重，同时用打分法量化可达性指标，将各小区指标的计算值划分为5 类， 评分标准从低到高分别为1～5 分。各小区公交可达性计算模型表达式如下：

式中：Di为小区i 公交可达性量化值，Ti为小区i 站点覆盖率指标，Ri为小区i 线网覆盖域指标，Li为小区i 服务水平指标，Wt、Wr、Wl分别为站点覆盖率、线网覆盖域、服务水平的权重占比。

3 基于ArcGIS 的公交数据库搭建

建立公交数据库所需要的基础数据包括社会人口经济数据、综合交通数据、公交线路数据、公交站点数据以及公交客流数据等。 主要通过部门访谈、跟车调查、问卷调查等调研方式获取相关基础数据[7]。ArcGIS 公交数据库包括空间数据库和属性数据库，各种数据涵盖的数据类型如表2 所示。

表2 ArcGIS 公交数据库数据类型

4 基于ArcGIS 的公交可达性评价

4.1 莆田公交现状

（1）线路分布

莆田市中心城区公交线路沿主要道路干线呈现带状多组团的空间布局，中心城区公交覆盖率较为密集，支路和城市边缘公交覆盖率较低。 莆田市公交线路现状分布见图2。 公共交通线路网密度是指每km2城市用地面积上有公共交通线路经过的道路中心线长度， 其大小反映居民接近线路的程度。 根据计算， 莆田市中心城区公交线网密度为2.57 km/km2，建成区公交线网密度为1.97 km/km2。

图2 莆田市公交线路现状分布图

（2）线路长度

截至2021 年5 月，莆田市公交线路（不含旅游线路和定制线路）总长2559 km，平均线路长度23.5 km。其中，莆田市公交线路超过12 km 的线路共89 条，占比82%，超过25 km 的线路共43 条，占比39%。 据调查，济南市平均线路长度为16.5 km，福州市平均线路长度为18.1 km，南昌市平均线路长度为18.6 km。与这些城市相比较，莆田市的平均线路长度在这些城市中是最长的。 从总体上看，莆田公交线路长度相对较长，特别是长线路占比较高，虽然直达线路有助于吸引客流，但过长的线路容易增加线路运营成本，司乘及公交车辆周转率较低。

（3）线路非直线系数

非直线系数是指道路起讫点间的实际交通距离与两点间空间直线距离之比。 莆田市公交线路平均非直线系数为1.30。 其中，35 条线路的非直线系数大于1.4，占公交线路总数的29%，有6 条线路的非直线系数超过了2.0。 非直线系数大说明公交线路绕行严重，会增加乘客的出行时间成本。

（4）公交站点覆盖率

城市公共汽（电）车交通覆盖率按一定的车站服务半径计算，是指城市公共汽（电）车交通覆盖面积与城市建成区面积之比。 GB/T51328-2018《城市综合交通体系规划标准》[5]里要求城市公共汽电车的车站服务区域，以300 m 半径计算，不应小于规划城市建设用地面积的50%； 以500 m 半径计算，不应小于90%。 根据调查数据显示，目前莆田市中心城区公交站点500 m 覆盖率为100%， 公交站点300 m 覆盖率为60.4%。

4.2 交通小区划分

交通小区是规划调查的基本单元，也是交通需求预测的基本单元。 为了区域公交可达性分析的需要及更好地利用已有调查资料、相关规划和统计数据，根据交通小区的划分原则，将莆田市中心城区划分为55 个交通小区， 作为进行公交可达性分析的基本单元。 莆田市规划区各交通小区划分如图3所示。

图3 莆田市交通小区划分

4.3 基于ArcGIS 的公交可达性计算

分别计算55 个交通小区公交站点覆盖率、公交站点密度、公交线网密度、公交非直线系数等各二级指标值，得到指标计算值后，根据评分标准为各项二级指标打分， 通过可达性评价指标权重表，计算公交站点覆盖率、线网覆盖域、服务水平权重值，根据区域公交可达性计算模型得出各交通小区公交可达性量化值如表3 所示。

表3 莆田市各交通小区公交可达性量化值一览表

以ArcGIS 为可视化分析工具， 对莆田市各区域公交可达性进行可视化评价。 根据各小区可达性量化值对其设置不同颜色，更加直观地展示现状莆田市不同区域公交可达性的差异性，如表4、图4～5所示。

表4 莆田市各交通小区公交可达性量化值一览表

图4 公交可达性量化值可视化过程图

由图5 可见，莆田市老城核心区、涵江区等人口密集的区域公共可达性水平较好，公共交通资源配置较为合理， 公交可达性水平值为3.34～5.31，约占莆田市中心城区面积的14.5%。 莆田市东桥、湄洲岛北岸、东庄等区域公交可达性水平较低，公共交通资源配置相对匮乏，公交可达性水平值为0.3～2.34，约占莆田市中心城区面积的69.3%。莆田市中心城区公共交通可达性水平存在整体的不均衡性， 目前主要公共交通资源依旧集中在人口密集的老城核心区。 随着新一轮国土空间规划的实施，跨组团联系日益紧密， 城市公共交通分担率及出行品质与居民日益增长的出行需要还存在一定差距，需根据各组团土地利用规划、人口规模及岗位对公共交通线路、站点、车辆配置及管理水平进行优化提升。

图5 莆田市各交通小区公交可达性水平

5 公共交通改善对策

莆田是典型的带状组团城市，东西长20 km，南北长近40 km。规划城区空间结构为构建莆田主城、滨海城区两大城区， 整体上形成以主城为核心、滨海城区为副中心，多片区带状延展的空间格局[8]。 为提高莆田市中心城区公交的可达性和便捷性，提升公共交通服务水平。 结合城市空间布局、发展特征、道路交通条件和公共交通需求，莆田市需构建“以轨道交通和快速公交为骨架， 常规公交干线为主体，支线为补充，郊区线为外联”的多元化公共交通网络，运行模式涵盖轨道交通、快速公交、常规公交、微循环线、区间车等方式，积极发展商务班车、定制公交、社区公交、旅游观光专线等多种形式的特色服务，提高城市公交的服务水平、吸引力与承载力，扩大公交服务覆盖范围，更好地满足上班、上学、旅游、购物等多样化出行需求。 此外，要加强公交与出租车等其他交通方式的主动衔接和协调发展，扩大公交服务广度和深度。 规划期内力争实现以下发展指标：全方式出行公共交通分担率达25%；公交车辆拥有量达7 标台/万人；居民单程公交出行最大时耗不超过50 min；新能源、清洁能源公交车辆比例超过100%；公交线网密度达3.2 km/km2，其中中心城区线网密度为3.5～4 km/km2、城市边缘区线网密度为2～2.5 km/km2；努力提高公交线网的覆盖率，力争远期公交站点500 m 覆盖率达100%，公交站点300 m覆盖率达75%；公共交通乘客满意度超过95%。

6 结论

本文综合分析总结了影响城市公交可达性的站点覆盖率、线网覆盖域、公交服务水平3 大类指标，建立了区域公交可达性的评价指标体系。 利用公交可达性评价指标计算模型对中心城区不同小区公交可达性进行量化，得出莆田市中心城区55个交通小区公交可达性量化值， 利用ArcGIS 进行可视化分析，从而更加清晰明确不同交通小区可达性差异化程度，根据莆田市国土空间规划中中心城区土地利用规划、人口规模预测及岗位分布等提出了莆田市公交改善对策及公交发展指标。