基于TransCAD的公交線網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)

1、基于TransCAD的公交線網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)姓名：蘇躍江 學(xué)號(hào)：Y07020661 建立公交線網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的必要性通過(guò)實(shí)施高效、合理、經(jīng)濟(jì)的城市公共交通規(guī)劃方案，可以?xún)?yōu)化城市用地布局，提高城市交通效率、減少交通事故、降低環(huán)境污染，為居民提供迅速方便、安全高效、經(jīng)濟(jì)舒適、準(zhǔn)點(diǎn)和低公害的交通條件，從而為促進(jìn)城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和提高市民物質(zhì)文化生活水平提供良好的交通環(huán)境。如何評(píng)價(jià)現(xiàn)有公共交通的運(yùn)行狀況、存在的問(wèn)題及可能發(fā)揮的潛力？如何評(píng)價(jià)公共交通規(guī)劃方案滿(mǎn)足未來(lái)客運(yùn)交通需求的程度？如何反饋和檢驗(yàn)客運(yùn)交通規(guī)劃的實(shí)施效果？這些問(wèn)題對(duì)交通系統(tǒng)管理是非常重要的。為此，必須建立一套科學(xué)、實(shí)用的公共交通規(guī)劃評(píng)價(jià)指標(biāo)

2、體系和評(píng)價(jià)方法。公交線路評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括一些評(píng)價(jià)公交服務(wù)質(zhì)量和數(shù)量的指標(biāo)。早在1984年，美國(guó)交通部（USDOT）發(fā)表了公交服務(wù)評(píng)價(jià)方法，重新提出了這一問(wèn)題并給出了一些補(bǔ)充的資料。公交服務(wù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是很重要的，即使是一些運(yùn)營(yíng)情況良好的公交企業(yè)也需如此，這有利于其可持續(xù)發(fā)展。在北美的一項(xiàng)調(diào)查表明，現(xiàn)在公交企業(yè)中存在著多達(dá)44種的評(píng)價(jià)指標(biāo)，這些指標(biāo)與公交線路設(shè)計(jì)、公交運(yùn)營(yíng)等都有關(guān)系。2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的分類(lèi)與選取2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的分類(lèi)對(duì)城市公交線網(wǎng)進(jìn)行服務(wù)水平評(píng)價(jià)，必須首先客觀準(zhǔn)確地反映公交線網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)狀況和運(yùn)行效果。其次，城市公交線網(wǎng)不是孤立運(yùn)作的，因此還要考慮其子系統(tǒng)之間及其與周?chē)h(huán)境的關(guān)系。對(duì)所有指標(biāo)進(jìn)行

3、歸類(lèi)分析整理后，作者認(rèn)為可分為五大類(lèi)評(píng)價(jià)指標(biāo)： 公交線網(wǎng)技術(shù)性能指標(biāo) 公交線路運(yùn)營(yíng)設(shè)計(jì)指標(biāo) 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo) 公交服務(wù)運(yùn)送指標(biāo) 乘客舒適與安全性指標(biāo)第一大類(lèi)為體現(xiàn)公交線網(wǎng)的技術(shù)性能指標(biāo)。從整體而言，公交系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境影響如何，首先取決于公交線網(wǎng)的技術(shù)性能。因此，公交線網(wǎng)的技術(shù)評(píng)價(jià)是公交系統(tǒng)評(píng)價(jià)中必不可少的重要組成部分。公交線網(wǎng)的技術(shù)性能評(píng)價(jià)是從線網(wǎng)的建設(shè)水平和技術(shù)方面，分析其建設(shè)規(guī)模與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的適應(yīng)性、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能。其目的是揭示公交的運(yùn)行效果，驗(yàn)證公交線網(wǎng)規(guī)劃方案的優(yōu)化程度，為決策層提供技術(shù)方面的信息和依據(jù)。一些主要的公交線網(wǎng)性能指標(biāo)如下： 線路長(zhǎng)度 公交線網(wǎng)密度 線路重復(fù)系數(shù)

4、 非直線系數(shù) 公交站點(diǎn)覆蓋率 公交站點(diǎn)間距 公交線網(wǎng)連通度第二類(lèi)是公交線路運(yùn)營(yíng)設(shè)計(jì)指標(biāo)，主要有：l 最大最小發(fā)車(chē)間隔時(shí)間或發(fā)車(chē)頻率l 乘客候車(chē)時(shí)間l 公交線路運(yùn)行時(shí)間第三類(lèi)是經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。公交規(guī)劃的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)是以公共交通規(guī)劃為整體的經(jīng)濟(jì)效益分析。公交規(guī)劃的根本目的和重要原則之一，就是要以最少的投資在滿(mǎn)足社會(huì)對(duì)公交需求的基礎(chǔ)上獲得公共交通系統(tǒng)的最大經(jīng)濟(jì)效益。因此，公共交通的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)也是公共交通系統(tǒng)評(píng)價(jià)中極為重要的組成部分。一般來(lái)說(shuō)，公共交通規(guī)劃的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)主要是指經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面的計(jì)算和分析，通過(guò)比較規(guī)劃方案的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用和效益，并結(jié)合規(guī)劃期末的資金預(yù)測(cè)，對(duì)方案的經(jīng)濟(jì)合理性進(jìn)行分析論證。經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)主要有

5、： 每小時(shí)乘客數(shù) 每公里乘客數(shù) 客運(yùn)周轉(zhuǎn)量 百車(chē)公里成本 百車(chē)公里收入第四類(lèi)是公交運(yùn)送服務(wù)指標(biāo)主要有：u 準(zhǔn)點(diǎn)性u(píng) 發(fā)車(chē)間隔均勻性第五類(lèi)是乘客舒適與安全性指標(biāo)。主要有： 舒適度 事故率2.2 TransCAD空間數(shù)據(jù)分析的特點(diǎn)1、空間指標(biāo)量測(cè)定量量測(cè)是TransCAD具備的功能，計(jì)算機(jī)高速運(yùn)算能力和有效的地理空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使得這種量測(cè)得以高效準(zhǔn)確靈活的實(shí)現(xiàn)。區(qū)域空間指標(biāo)包括：（1）幾何指標(biāo)：如位置、長(zhǎng)度、面積、方位等；（2）自然地理參數(shù)：如坡度、坡向、路網(wǎng)密度等；（3）經(jīng)濟(jì)地理指標(biāo)：如集中指標(biāo)、差異指數(shù)、地理關(guān)聯(lián)度等；（4）與空間相關(guān)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：如人口密度等?？臻g指標(biāo)在區(qū)域定量分析、區(qū)內(nèi)差

6、異分析、區(qū)域?qū)Ρ?、區(qū)域間聯(lián)系研究等方面具有重要意義。2、層狀結(jié)構(gòu)TransCAD的空間數(shù)據(jù)是用層的概念來(lái)組織的，每一層存放一種專(zhuān)題或一類(lèi)信息，整個(gè)地圖是所有層重疊后的結(jié)果。層狀結(jié)構(gòu)分析即是將兩層或多層地圖要素進(jìn)行疊加產(chǎn)生一個(gè)新要素的操作，其結(jié)果將原來(lái)要素分割生成新的要素，新要素綜合了原來(lái)兩層或多層要素所具有的屬性。也就是說(shuō)，層狀結(jié)構(gòu)分析不僅生成新的空間關(guān)系，還將輸入數(shù)據(jù)層的屬性聯(lián)系起來(lái)產(chǎn)生了新的屬性關(guān)系。層狀結(jié)構(gòu)疊置過(guò)程往往是對(duì)空間信息和對(duì)應(yīng)的屬性信息作集合的交、并、差、余計(jì)算，也可進(jìn)一步對(duì)屬性作其他計(jì)算。3、分類(lèi)分類(lèi)是把復(fù)雜的事物進(jìn)行簡(jiǎn)化，以便于觀察和思考。除了在數(shù)據(jù)輸入之前要由人工先分類(lèi)外

7、，為了某種分析上的目的，還往往要作進(jìn)一步的分類(lèi)，以揭示事物的某些規(guī)律。因此，分類(lèi)是TransCAD的重要功能。常用的單因素分類(lèi)大致有三種：屬性變量區(qū)間分類(lèi)、間接因素分類(lèi)和地理區(qū)域分類(lèi)。多因素分類(lèi)比單因素分類(lèi)復(fù)雜很多，如建立在多元統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上的分類(lèi)方法（主成分分析、聚類(lèi)分析等）需要對(duì)屬性數(shù)據(jù)作大量的統(tǒng)計(jì)計(jì)算。多因素分類(lèi)方法很難事先在軟件中做好，因?yàn)樵诜治鰰r(shí)往往要根據(jù)具體對(duì)象作種種試驗(yàn)后才能達(dá)到目的。4、鄰近（1）緩沖緩沖區(qū)分析是針對(duì)點(diǎn)、線、面實(shí)體，自動(dòng)建立其周?chē)欢▽挾确秶詢(xún)?nèi)的緩沖區(qū)多邊形（富余空間）。圖2-1是三種緩沖區(qū)的示意圖。基于點(diǎn)的緩沖基于線的緩沖基于面的緩沖圖2-1 基于點(diǎn)、線、面的緩

8、沖（2）等值線等值線法將研究的地理范圍看成是一個(gè)可取某種特殊值的三維表面。城市規(guī)劃中常用的服務(wù)半徑就是一種近似的等距線，將停車(chē)場(chǎng)、公交站點(diǎn)看成主體，道路系統(tǒng)、公共交通系統(tǒng)看成條件，時(shí)間看成作用，研究的地理范圍看成鄰近對(duì)象，那么就可產(chǎn)生這些主體的交通等時(shí)線，即在等時(shí)線上的任何一點(diǎn)，到主體的交通時(shí)間都是相等的，把等時(shí)線看成一層多邊形，城市的人口統(tǒng)計(jì)小區(qū)也作為一層多邊形，當(dāng)這兩層多邊形疊合在一起時(shí)，就得到當(dāng)?shù)鼐用竦竭_(dá)這些主體的時(shí)間上的方便程度。5、網(wǎng)絡(luò)分析城市公交線網(wǎng)在城市發(fā)展中占有非常重要的地位。它不僅是城市的一個(gè)重要組成部分，同時(shí)決定了城市居民的出行方式。運(yùn)用軟件進(jìn)行公交線網(wǎng)分析，是根據(jù)未來(lái)的公

9、交需求分配合適的公交資源，以實(shí)現(xiàn)公交資源的最佳配置和高效利用。TransCAD公交線網(wǎng)分析功能主要有公交線路分析、資源分配、通達(dá)性分析和選址。2.3 公交線網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取TransCAD軟件具有強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)分析能力，因此在評(píng)價(jià)指標(biāo)中，一些與空間數(shù)據(jù)有關(guān)的指標(biāo)適合用軟件來(lái)計(jì)算。在上述的五類(lèi)指標(biāo)中，第一類(lèi)公交線網(wǎng)技術(shù)性能指標(biāo)是最適合的。如果沒(méi)有利用軟件，有些指標(biāo)如站點(diǎn)覆蓋率是很難計(jì)算的。因此，筆者建立了適合于TransCAD分析的公交線網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖2-2所示。圖2-2 適于TransCAD分析的公交線網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系3 公交線網(wǎng)性能指標(biāo)的計(jì)算1、線路長(zhǎng)度公交線路的長(zhǎng)度應(yīng)適中，過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致線

10、路斷面客流分布不均勻、公交調(diào)度難度大、車(chē)間時(shí)距難以控制、站點(diǎn)準(zhǔn)點(diǎn)率低，影響運(yùn)輸效率以及公交線路的非直線系數(shù)大等缺陷；線路過(guò)短，則相應(yīng)增大了公交車(chē)輛的調(diào)車(chē)轉(zhuǎn)向總時(shí)間，降低了公交車(chē)輛的使用率，使公交車(chē)的運(yùn)營(yíng)車(chē)速下降，居民的平均換乘次數(shù)會(huì)增大。公交實(shí)踐事實(shí)顯示：一般公交線路的長(zhǎng)度在5km至10km為宜。TransCAD提供了一套完整的工具，支持圖形化顯示數(shù)據(jù)，查詢(xún)及空間分析。在Route System Query工具欄下拉列表中選擇公交線路即可了解此路線任何一點(diǎn)的校準(zhǔn)里程，如圖3-1所示所示。圖3-1 公交線路線路顯示情況2、公交線網(wǎng)密度公交線網(wǎng)密度：?jiǎn)挝挥玫孛娣e上公交線路的總長(zhǎng)度。式中：線路密度，

11、；公交線路長(zhǎng)度，；用地面積，；TransCAD能夠自動(dòng)計(jì)算各個(gè)交通小區(qū)的面積，如圖3-2所示。例如要計(jì)算交通小區(qū)的公交線網(wǎng)密度，需先利用Route System Query工具欄計(jì)算小區(qū)內(nèi)每條公交線路的長(zhǎng)度，然后將所有公交線路長(zhǎng)度之和除以小區(qū)面積即為線網(wǎng)密度。3、道路網(wǎng)密度是指單位用地面積上有公交線路經(jīng)過(guò)的道路總長(zhǎng)度。式中：道路網(wǎng)密度，； 有公交線路經(jīng)過(guò)的長(zhǎng)度，； 圖3-2交通小區(qū)面積值用地面積，； 舉例如圖3-3所示，通過(guò)疊合可以判斷出L1、L2、L3三段路上有公交線路經(jīng)過(guò)，而L4上沒(méi)有線路所以把L1、L2、L3的長(zhǎng)度之和除以相應(yīng)面積就得到道路網(wǎng)密度。而道路長(zhǎng)度計(jì)算方法如下：道路網(wǎng)層，作相關(guān)

12、路段的選擇集，然后查看選擇路段的Length字段即可統(tǒng)計(jì)出道路長(zhǎng)度，如圖3-4所示。而面積即為公交線路所經(jīng)過(guò)小區(qū)的面積總和。圖3-3公交線路與道路網(wǎng)疊置圖3-4 道路長(zhǎng)度計(jì)算3、線路重復(fù)系數(shù)公交線網(wǎng)總長(zhǎng)度與道路網(wǎng)長(zhǎng)度之比，反映公交線路在城市主要道路上的密集程度。式中：線路重復(fù)系數(shù)；公交線路的總長(zhǎng)度，；道路的長(zhǎng)度，；此項(xiàng)指標(biāo)利用TransCAD中Route System Query工具欄計(jì)算出所有的公交線路長(zhǎng)度，利用上小節(jié)方法計(jì)算出所有道路長(zhǎng)度，前后相除即可求得線路重復(fù)系數(shù)。4、非直線系數(shù)非直線系數(shù)是指公交線路首末站之間的實(shí)際距離與空間直線距離之比，反映了公交線路的曲折程度。式中：非直線系數(shù)；公

13、交線路的實(shí)際長(zhǎng)度，；首末站的空間直線距離，；求出首末站間的直線距離后，再結(jié)合公交線路的實(shí)際長(zhǎng)度可算出非直線系數(shù)，可以利用Transcad中的工具來(lái)測(cè)量。5、公交站點(diǎn)覆蓋率以公交站點(diǎn)為圓心，用合理的步行距離(一般取300m)為半徑作圓，計(jì)算其覆蓋面積；或以公交線為軸線，用合理的步行距離(一般取500m)為寬度作帶狀區(qū)域，計(jì)算其覆蓋面積，則公交站點(diǎn)的覆蓋率為：式中：公交站點(diǎn)覆蓋率；n公交線路或公交站點(diǎn)的數(shù)量；每條公交線路或公交站點(diǎn)的覆蓋面積，；區(qū)域面積，；圖3-5和圖3-6所示為依托實(shí)例現(xiàn)狀下以公交站點(diǎn)為圓心，300m和500m為半徑，生成緩沖區(qū)的情況。首先計(jì)算出所有圓形覆蓋區(qū)域面積（當(dāng)出現(xiàn)重疊部

14、分時(shí)應(yīng)加以剔除），區(qū)域面積利用交通小區(qū)面積所述方法直接得出，兩者相除即得公交站點(diǎn)覆蓋率。圖3-5 生成緩沖區(qū)的公交站點(diǎn)300m站點(diǎn)覆蓋率圖3-6 生成緩沖區(qū)的公交站點(diǎn)500m站點(diǎn)覆蓋率6、公交站點(diǎn)間距一般來(lái)說(shuō)，在線路長(zhǎng)度相同的情況下，站距長(zhǎng)，則站點(diǎn)少，進(jìn)出站減速、加速時(shí)間損失較小，可以獲得較高的運(yùn)送車(chē)速，節(jié)省長(zhǎng)距離乘客的乘車(chē)時(shí)間，但是站距大會(huì)增加乘客步行到站的時(shí)間。通常，市中心區(qū)站點(diǎn)間距較小，在郊區(qū)間距較大。TransCAD軟件可描述公交線路與公交站點(diǎn)間的線性參照關(guān)系，使用MilePost可顯示公交線路的里程刻度；而利用Route System Query工具欄可查詢(xún)?nèi)我夤痪€路任意站點(diǎn)的標(biāo)定

15、里程，兩個(gè)相鄰站點(diǎn)的標(biāo)定里程之差即為公交站點(diǎn)間距，如圖3-6所示。圖3-6 公交線路里程顯示7、公交線網(wǎng)連通度連通度是衡量公交線網(wǎng)復(fù)雜性的程度。當(dāng)一些新線路被加入到原有的公交線網(wǎng)中時(shí)，因?yàn)榧尤氲奈恢貌煌瑫?huì)導(dǎo)致線網(wǎng)的連通度也不同。有幾種方法可以計(jì)算公交線網(wǎng)連通度這個(gè)數(shù)值，這里采用了指數(shù)。指數(shù)等于給定空間公交線網(wǎng)節(jié)點(diǎn)連線數(shù)與可能存在的所有連線數(shù)之比。式中：公交線網(wǎng)連通度；實(shí)際節(jié)點(diǎn)連線（有公交線連通的節(jié)點(diǎn)間連線）數(shù)；節(jié)點(diǎn)間最多連線數(shù)；節(jié)點(diǎn)數(shù)；考察公交線網(wǎng)的連通度時(shí)，可以把交通小區(qū)抽象為節(jié)點(diǎn)，如果兩小區(qū)間有公交線路經(jīng)過(guò)就認(rèn)為存在一條弧線連接了這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)一條公交線路經(jīng)過(guò)兩個(gè)小區(qū)時(shí)，就在兩小區(qū)的形心間生成一條連線，如果一選則的實(shí)例進(jìn)行計(jì)算分析，如圖3-7所示，即為實(shí)例現(xiàn)狀公交線網(wǎng)連通示意（由于調(diào)查資料不全，小區(qū)內(nèi)的公交線路不完全，但分析有一定的參考價(jià)值）。圖3-7 依托實(shí)例現(xiàn)狀公交線網(wǎng)連通示意經(jīng)計(jì)