在城市交通规划和公共汽车服务领域，线网优化策略的制定是提升服务水平的关键。首先，定义了公共汽车出行密度的概念，并基于对不同城市公共汽车发展数据的统计分析，确定了2000人次·km-2·d-1作为公共汽车低密度地区的量化标准，总结出这类地区城市交通的特征。 面对公共汽车出行低密度地区面临的现实困境，提出了优化目标，包括提高车均载客量、关注运行效率、提升服务水平。同时，从出行时效性、可达性和服务品质三个层面出发，提出了线网优化思路。 以广州市南沙新区为例，从功能层次、线路组织、客流匹配、支线运营以及与轨道交通接驳等方面，提出了具体的公共汽车出行低密度地区线网优化策略。这些策略旨在解决公共汽车拥车率和车站覆盖率等要求，确保线路运营的可持续性，并减少对政府财政投入的依赖。 研究背景指出，中国许多城市存在分担率低、总量小且分布零散的公共汽车出行低密度地区。相比大城市中心区主要面临城市轨道交通客流竞争、公共汽车运行可靠性下降等问题，这类地区的定点、定线公共汽车难以提供高频率、广覆盖的出行服务，且线路因企业争取客流绕行严重、服务水平普遍不高而受限。为满足公共汽车拥车率和车站覆盖率等要求，这些地区需要依赖政府财政投入以维持线路运营，公共汽车可持续发展问题更为突出。传统大城市中心区的公共汽车线路优化方法不完全适用该地区。 针对公共汽车出行低密度地区已有一些研究和实践。例如，王强等人探讨了小城市公共汽车线网优化方法，提出连通热点区域、减少盲区覆盖等策略；高昂等人研究了浙江省小城市公共汽车竞争力不足的原因和提升路径；罗俊则总结了小型公共汽车支线的实践经验。然而，这些研究集中于公共汽车发展问题剖析、竞争力提升探讨、线路运营模式创新等，对线网优化实践的系统性指导偏弱，且在如何区别于大城市中心区、提高优化策略的针对性上研究不足。因此，如何结合地区特点，通过线网优化提升公共汽车服务水平和可持续性，是公共汽车出行低密度地区优先发展公共交通面临的重要挑战。 南沙新区位于广州市南部，自设立以来公共汽车交通系统建设成效显著。截至2019年末，南沙新区已开通公共汽车线路108条，初步形成了“快—干—普—支”四级线网体系。然而，尽管该区人口占全市总人口的5%，但公共汽车日均出行总量（8.8万人次·d-1）仅占全市的1.4%，显示出整体上仍处于低密度公共汽车出行地区。尽管如此，南沙新区仍面临许多问题，如线路绕行远、行程时间长、服务水平低下等。本文将结合南沙新区公共汽车线网优化规划，探讨公共汽车出行低密度地区的线网优化策略。 首先，我们需要明确什么是公共汽车出行低密度地区及其交通特征。根据定义，单位城市建成区面积的日均公共汽车出行量是衡量这一概念的关键指标。它综合反映了城市居民的公共汽车出行意愿，并随时间而变化。 在具体分析中，我们以“十三五”时期开展公交都市创建的地级市为例，通过统计相应城市的日均公共汽车出行量和建成区面积，计算出这些城市的公共汽车出行密度。结果显示，不同城市的公共汽车出行密度差异较大。与超(特)大城市相比，“十三五”时期公交都市创建城市的公共汽车出行密度平均值为2700人次·km-2·d-1，低于超大城市平均值4200人次·km-2·d-1；有约三分之一的城市公共汽车出行密度低于2000人次·km-2·d-1。此外，为了进一步验证公共汽车出行密度的理论值，我们参考了既有研究的参数设定，包括人口低密度地区的下限标准为0.5万人·km-2、人均出行次数为2.3~2.5次·人-1、公共汽车出行分担率为10%~20%。据此计算，公共汽车出行低密度理论值约为1150~2500人次·km-2·d-1。因此，综合考虑中国城市现状和理论测算，本文提出将公共汽车出行密度低于2000人次·km-2·d-1的地区视为公共汽车出行低密度地区。 接下来，我们将探讨这些地区的城市交通特征。同样以“十三五”时期开展公交都市创建的地级市为例，我们统计了这些城区的人口规模。结果表明，尽管南沙新区的人口占全市总人数的5%，但其公共汽车日均出行总量仅占全市的1.4%，显示出整体上仍处于低密度公共汽车出行地区。然而，南沙新区仍面临许多问题，如线路绕行远、行程时间长、服务水平低下等。 针对这些问题，本文提出了一系列优化策略。首先，应加强线网规划，优化公交线路布局，减少绕行距离和时间，提高出行效率。其次，提升服务质量，增加班次间隔，缩短乘客等待时间，提高乘车舒适度。此外，还应加强与其他交通方式的衔接，如地铁、出租车等，形成综合交通体系，方便市民出行。最后，鼓励市民使用公共交通工具，通过优惠政策和宣传引导，提高市民的出行意识，促进绿色出行。 总之，公共汽车出行低密度地区面临着诸多挑战，需要采取有效的措施进行优化。通过加强线网规划、提升服务质量、加强与其他交通方式的衔接以及鼓励市民使用公共交通工具等策略，有望实现该地区公共交通系统的可持续发展。 公共汽车出行低密度地区的城区人口规模均在250万人以内。总体上看，这类地区仍普遍存在于中小城市和部分Ⅱ型大城市。 根据既有研究[8]，进一步统计了公共汽车出行低密度地区公共汽车拥车率和车站500 m覆盖率(见图3)，并计算了公共汽车出行分担率(全方式)。公共汽车拥车率指标方面，不同地区发展差异较大，指标范围约为2~12标台·万人 -1 ，而超(特)大城市这一指标的波动范围为9~16标台·万人 -1 ；该指标平均水平约为6标台·万人 -1 ，低于超(特)大城市的13标台·万人 -1 。车站500 m覆盖率指标方面，公共汽车出行低密度地区普遍超过80%，与超(特)大城市基本持平，无明显差距。 然而，公共汽车出行低密度地区公共汽车出行分担率和车均日载客量远低于超(特)大城市(见图4)，公共汽车出行分担率基本不高于10%，平均值约为5%，车均日载客量多低于300人次·d -1 ；而特大城市公共汽车出行分担率约为20%，车均日载客量基本超过300人次·d -1 。 总体上看，公共汽车出行低密度地区的出行分担率水平普遍滞后于拥车率和车站覆盖率水平，原因是拥车率和车站覆盖率主要受建设投入影响，而公共汽车出行分担率影响因素多，通过单一建设投入难以有效提高水平。 公共汽车出行低密度地区发展困境及线网优化思路：

  1. 现实困境：由于公共汽车出行分担率与服务水平存在正相关性，公共汽车出行低密度地区普遍面临出行分担率低和服务水平难提升的恶性循环。车站覆盖率低、候车时间长、绕行距离远等问题的存在降低了居民公共汽车出行意愿，公共汽车出行比例降低反过来又抑制了服务水平的提升，导致公共交通发展可持续性问题突出，进而制约交通结构转型。深层次原因是在公共汽车出行低密度地区公共汽车相比个体交通不具备竞争优势。首先，时效是决定出行方式的关键因素，个体交通时效性更高。研究表明，中国城市小汽车与公共汽车出行时效比通常在2.0以上。 公共汽车在出行低密度地区面临多种挑战，包括长候车时间、线路绕行远以及缺乏灵活性。相比之下，个体交通方式如摩托车和电动自行车提供了门到门的便利性和较好的舒适性，且在低密度地区成本更低。南沙新区的数据显示，尽管公共汽车车辆规模和运营里程增长迅速，但其客运量增速却相对缓慢，这表明单纯增加车辆规模和运营里程并不能有效提升公共汽车的出行总量。因此，需要通过线路精准优化和综合施策来提高服务水平和竞争优势。 为了解决这一问题，优化目标应侧重于提高车均载客量和运行效率。首先，线网优化的首要目标是提升车均载客量，以增强公共汽车的适用性；其次，由于客流分散，优化目标需关注运行效率的提升，以增强公共汽车的吸引力；最后，政府资金投入难度大，需要在服务水平提升的基础上，实现既有线路运输效率最大化，以缓解财政压力并促进公共汽车交通的可持续发展。 针对这些问题，优化思路可以包括：1）优化快线、干线组织模式，提升公共汽车出行时效。出行时效影响居民出行方式选择，因此，理清公共汽车线网功能层次，合理确定车站布局及线路走向，形成快慢结合的多层次线网体系，是关键。同时，优化线网组织模式，依托快线和干线构建公共交通走廊，完善换乘枢纽体系，实现不同功能线路间的协调与整合。 公共汽车服务在低密度地区的优化
  2. 提升可达性与服务效率 在低密度地区，公共交通的可达性和服务效率是至关重要的。首先，需要通过缩短公交路线的发车间隔来提高运营效率，确保乘客能够快速、准时地到达目的地。其次，应强化普线客流匹配，通过优化线路和车站布局，使公共汽车的服务范围更加广泛，满足居民多样化的出行需求。此外，还应完善最后一公里接驳服务，如自行车、电动自行车等，以实现公共汽车服务的有效覆盖。
  3. 提供多样化的出行服务 在提升出行时效和可达性的同时，还应提供多样化的出行服务，以满足居民的多元出行需求。一方面，积极转变线路运营组织方式，尤其是支线公共汽车，结合新技术培育新公共交通方式，增强运力和线路与客流需求的适应性；另一方面，完善与客运站、轨道交通车站等交通枢纽的接驳，以公共交通引导城市交通整合。
  4. 优化公共汽车线网结构 广州市南沙新区作为典型的低密度地区，其公共汽车线网优化具有重要的示范意义。首先，应优化现有线路布局，合理规划线路走向和车站位置，以提高公共汽车服务的效率和便捷性。其次，应加强与中心区的连接，形成辐射状的线路网络，方便居民出行。最后，还应关注新兴区域的发展，及时调整和优化线网结构，以适应不断变化的交通需求。 总结： 公共汽车服务在低密度地区的优化是一个系统工程，需要从多个方面入手。通过提升可达性、优化线路布局、提供多样化服务以及优化线网结构等措施，可以有效提升公共汽车服务的效率和品质，满足居民的出行需求，促进城市的可持续发展。 服务水平不高。一是公共汽车站500 m覆盖率只有63%，存在较多的服务盲区，见图8。二是线路功能同质化，普线占比高达87%，组团快速公交数量少，难以满足中心区至外围街镇快速出行要求，当前南沙中心区至外围街镇公共汽车出行时间需2小时，而小汽车只需40分钟。三是公共汽车运力投放与出行需求不匹配，高峰时段超过70%的线路发车间隔大于15分钟，60%的线路末班车时间为21:00前，早于地铁末班车时间（23:00）。 图8 南沙新区公共汽车线路及车站500 m覆盖范围 线路绕行远，单程时间长。南沙新区公共汽车线网非直线系数达到1.9，其中76%的线路非直线系数超过规范建议值（1.4），线路偏长（平均21.6 km），单程时间超过1小时，导致出行吸引力不足。 线网优化策略 构建层次清晰、功能明确的线网体系 2.1 南沙新区公共汽车线网虽已形成“快—干—普—支”4个层级，但仍存在结构不合理、功能不清晰的问题。目前快线和干线比例不足10%，支线仅有2条，线网等级结构亟待优化。此外，快线和干线车站数量过多，服务范围和功能与普线同质化，导致快线、干线、普线之间关系以竞争为主，合作、喂给关系弱，影响线网整体效能。以干线南G2路为例（见图9），该线路全长26公里，车站21个，其中沙公堡路口站至蕉门地铁站之间共12个车站，该段与普线南38路线路及停靠站完全一致，功能上与普线并无差异。 图9 干线南G2路与普线南38路线路及车站对比 南沙新区的空间尺度较大，公共汽车出行的时效要求差异明显。因此，需要建立清晰、功能明确的公共汽车线网层次，以适应不同距离的出行需求。基于南沙新区的实际情况，考虑到服务对象的需求和公共汽车的服务范围，在延续“快—干—普—支”的基础上，进一步明确了各层次线路的功能定位，并界定了相关的运营指标。
  5. 快线主要承担点对点的直达服务，连接南沙新区与广州市中心区及周边城市、高铁车站、机场等重要节点，沿高速公路或快速路敷设，定点发车。
  6. 干线是公共汽车线网的骨干，连接南沙中心区、各街镇中心、重要客流集散点及换乘枢纽，沿城市主干路或快速路敷设，采用大站快车模式，通过缩短发车间隔提升跨组团出行竞争优势。
  7. 普线是公共汽车线网的主体，承担快线、干线及换乘枢纽的接驳功能，高峰时段发车间隔小于15分钟。
  8. 支线深入社区及村庄，承担覆盖公共汽车服务盲区的作用，灵活确定发车间隔，积极推动定制公交、需求响应公交服务，形成以定线为主、定制为辅的支线网络。 针对上述功能定位，快线和干线的优化重点是结合客流分布及枢纽布局减少车站数量、缩短发车间隔；普线的优化重点是结合线路客流强度将部分线路整合成干线或调整为支线，依据公共汽车出行时空特征优化线路走向及车站设置，加强与轨道交通车站的接驳；支线的优化重点是增加线路数量，扩大覆盖范围，结合客流强度优化运营组织和车型。 此外，为了加快形成区内公共交通廊道，需要优化线路组织模式。城市中心区的公共汽车出行范围集中，线路客流强度高，线路组织力求顺直并减少换乘，以实现出行起讫点的快速直达。而在公共汽车出行低密度地区，采用这种线路组织模式易造成线路过于分散且单条线路客运量低，难以有效形成公共交通走廊，影响公共汽车整体出行效率。因此，有必要结合城市空间结构和公共汽车出行需求特征，优化形成适宜公共汽车出行低密度地区的线路组织模式。 南沙新区公共汽车出行OD分布中跨中心区的出行需求较少(见图7)，而目前南沙新区有40条跨中心区公共汽车线路(线路起终点不在中心区，但线路经过中心区)，平均长度达到26公里，严重影响运营准时性和可靠性，同时由于线路分散，亦未形成公共交通廊道。 为了解决上述问题，规划采用了“廊道整合、枢纽锚固”的思路来优化线路组织模式（见图10）。结合线路的客流强度，将部分客运量较低的跨中心区线路整合为干线，形成公共交通走廊。通过缩短发车间隔、减少停靠站，实现街镇中心与南沙中心区的快速直连。跨中心区公共汽车出行在枢纽进行换乘，提高换乘效率以缩短全程出行时间，并利用同向同站台免费换乘保持出行费用不增加。基于上述组织模式，规划干线公共汽车9条（见图11），其中保留线路1条、优化线路3条、新增线路5条，形成环网状公共汽车走廊，包括市南大道、南沙大道、黄榄干线等道路，同时依托蕉门公交总站、横沥总站、高铁庆盛总站及各街镇公共汽车总站，共同构成南沙新区公共交通廊道及换乘枢纽体系。 图10 公共汽车线路组织模式转变 图11 干线公共汽车线网优化方案 强化出行需求分析，提高线路与客流匹配性 2.3 公共汽车出行低密度地区客流分散，线网优化需要以需求和服务为导向，全面客观把握客流时空特征，保障线路走向与客流分布相匹配。规划充分利用手机信令、公共汽车刷卡等多源数据开展量化分析。 1）通过手机信令数据研判客流分布。 客流分布是公共汽车线网优化的重要依据，手机信令和公共汽车刷卡数据是分析客流分布的两种主要数据。刷卡数据基于既有线路及车站，主要分析站间OD，无法识别无公共汽车服务区域的客流分布情况。手机信令数据能反映个体出行轨迹，通过数据挖掘可得到不同区域间全方式出行量，它不受既有公共汽车线路和车站布局影响，因此能较好地支撑线路新增及调整。以普线南64路为例（见图12），该线路从蕉门公交总站至广州南站，2018年快线南64路开通后，普线南64路客流严重不足，上下行客流集中在番禺境内。利用手机信令数据分析市南大道沿线前往番禺区的客流分布情况，发现出行终点集中在番禺广场、市桥街、桥南街及祈福新村周边，而南沙新区至桥南街和祈福新村尚未开通公共汽车线路。因此，规划调整普线南64路番禺区段线路走向，并更名为快线南K8路，串联德宝花园、禺山中学及祈福新村等主要客流集散点。 图12 普线南64路优化方案 2）利用公共汽车刷卡数据分析站间OD。 站间OD反映不同车站间的公共汽车出行量，能为绕行远、里程长的线路截弯取直及拆分提供量化支撑。利用羊城通刷卡数据详细分析每条线路各车站的上客量，并通过一个月内刷卡车站数据识别各线路站间OD，作为公共汽车线路与车站布局调整的主要依据。以普线南8路为例，该线路从珠江电厂站至新中国造船厂总站，全长21 km，车站25个，非直线系数达到2.82，高峰时段客运量为281人次·h -1 。从站间OD来看(见图13)，该线路以南沙街道内部出行、黄阁镇内部出行及南沙街道来往黄阁镇的公共汽车出行为主，占比达到87%；黄阁镇至造船厂段出行量占比仅为13%。考虑该线路绕行远，黄阁镇至造船厂段客运量低，规划将终点调整至汽车城地铁站，造船厂—东里村段由新增支线替代。 优化支线运营组织，以随需公共汽车响应少量分散化出行需求 南沙新区面积大，外围各街镇人口分布零散，部分公共汽车线路客运量严重不足，日客运量不足100人次·d -1 的线路数量达到10条，公共汽车出行需求以镇街办事出行为主，这些线路主要集中在榄核镇及万顷沙地区，采用定线运营组织，由于线路绕行远、发车间隔大，既占用较多配车资源，又无法较好地满足出行需求，迫切需要转变线路运营组织模式。 在定线支线公共汽车基础上，规划引入随需公共汽车，由随需公共汽车和定线公共汽车共同组成支线网络，并依据片区客流及线网特征区分两类公共汽车服务范围。定线公共汽车有固定线路和车站，按间隔发车，服务具有一定客流量的村村通公共汽车及部分地铁站接驳线，重点承担普线和干线的接驳功能。随需公共汽车作为定线公共汽车的补充，在一定范围内开设(见图14)，其服务范围按照全程行车时间不超过30 min控制，有固定车站，但不固定行车线路。乘客通过提前预约确定上车点和出发时间，发车前根据上客点分布按照最短线路原则制定行车路线。该模式能积极响应市民出行需求，实现线路客流与配车相匹配。 基于普线调整和公共汽车衔接需求，规划在蕉门河中心区、榄核西片区、新沙片区及万顷沙西片区开设随需公共汽车(见图15)，目前已在蕉门河中心区试运营。考虑到公共汽车线网形成历史与居民出行习惯改变带来的问题，随需公共汽车的实施采取渐进式策略，初期与对应的定线公共汽车共存，待居民接受及客流稳定后再取消或调整对应的定线公共汽车。 图15 随需公共汽车规划方案 完善轨道交通车站接驳，促进轨道交通与公共汽车两网合一 2021年底，地铁18号线开通运营后，南沙新区至广州市中心区的轨道交通出行时间从90 min缩短至30 min，南沙新区至广州市中心区的公共交通出行方式由地铁4号线转变为“公共汽车+地铁18号线”，因此迫切需要强化轨道交通车站的公共汽车接驳。 目前轨道交通车站公共汽车接驳存在两大问题：一是地铁18号线横沥站经停公共汽车线路只有6条，数量不足；二是既有接驳线路末班车时间远早于地铁末班车，运营时间不协调。规划以问题和目标为导向，从两个层面进行优化。针对横沥站接驳公共汽车，现状6条线路尚无法覆盖出行热点区域(见图16)，如黄阁镇、环市大道沿线及大岗镇，规划调整干线南G4路和普线南36路2条线路，新增普线南11路、普线南17路、干线南G5路和干线南G7路4条线路，结合横沥站公共汽车首末站，形成5条始发线路、5条经停线路，基本覆盖出行热点和各街镇中心。针对末班时间问题，规划筛选出客运量较大且主要联系南沙中心区的11条线路，将末班车时间调整至23:15，与地铁末班车时间紧密衔接。 图16 地铁18号线公共汽车接驳方案 结论 本文在分析公共汽车出行低密度地区城市交通特征的基础上，以南沙新区为例总结公共汽车线网优化的实践经验，主要结论如下： 1）公共汽车出行低密度地区普遍存在于中小城市和部分大城市，该类地区公共汽车出行密度低于2 000人次·km -2 ·d -1 ，出行分担率多在10%以内。 2）公共汽车出行低密度地区面临出行分担率低和服务水平难提升的恶性循环，原因是公共汽车相比个体交通优势不足，如单纯依靠增加车辆规模和线路运营里程，将难以有效提高公共汽车出行量，需结合线路精准优化提升公共汽车出行竞争优势。 3）公共汽车线网优化应着力提升出行时效、可达性和服务品质。提升出行时效是关键，需要以线网功能层次优化为基础，形成快慢有序的多层次网络体系，为地区未来公共汽车线网拓展提供方向；以快线和干线为骨架，构建地区公共交通廊道，提升出行效率。提升公共汽车可达性是基础，需要扩大公共汽车服务范围，以普线为主体，强化出行需求时空特征分析，使线网布局与需求分布更匹配。提升服务品质是保障，通过优化线路运营组织，完善轨道交通车站公共汽车接驳，实现公共交通可持续发展。 南沙新区作为典型的公共汽车出行低密度地区，其线网优化思路对类似大城市外围新区具有普遍适用性。然而，由于不同城市的发展特征存在差异，实际应用中公共汽车线网的层级结构和组织模式需要根据地区出行特征进行适当调整。此外，随需公共汽车仍处于试点运营阶段，本文尚未深入研究服务对象、运营范围确定原则以及模式的适用性，这些内容有待后续进一步总结。 参考文献包括：张海涛和单静涛（2019）探讨了大城市常规公交发展面临的困境及其对策；罗俊（2014）分析了适应于低密度开发区域的公交运营模式，并以深圳市小型公交支线为例；王强、宫晓刚和朱琛（2020）研究了小城市公交线网优化，以山东潍坊高密市为例；高昂、盛飞和朱小康等（2020）分析了浙江省小城市公共汽车交通竞争力不足的问题。这些文献为本研究提供了宝贵的理论支持和实践经验。 浙江小城市公交竞争力分析 GAO A, SHENG F, ZHU X K, et al. 浙江小城市公交竞争力研究[J]. 《中国城市交通》，2020，18(4): 22-29. 国家统计局城市社会经济调查司. 中国城市统计年鉴 (2020) 李和平，刘志. 中国城市密度时空演变与高密度发展分析：从1981年到2014年[J]. 《城市发展研究》，2019，26(4): 46-54. LI H P, LIU Z. 中国城市密度时空演变及其高密度发展：1981-2014年分析 中华人民共和国住房和城乡建设部，国家市场监督管理总局. 城市综合交通体系规划标准：GB/T 51328—2018[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2018. 杜光远，张建华，赵向宇，等. 43个正在开展公交都市创建的地级市公交数据[EB/OL]. 15527649518[15527649518]. https://mp.weixin.qq.com/s/OTnYn8mVom4w3J8YpZOfvg. 韩兵，樊钧，奚振平，等. 基于大数据的公共汽车主干线识别方法：以苏州市为例[J]. 《城市交通》，2019，17(5): 47-53. HAN B, FAN J, XI Z P, et al. Bus arterial line planning based on big data: a case study in Suzhou[J]. Urban transport of China, 2019, 17(5): 47-53. 饶明华，周涛. 重庆市公共汽车客运量变化趋势及应对举措[J]. 城市交通，2019，17(6)：49-54. RAO M H, ZHOU T. Solutions to the declining bus passenger volume in Chongqing[J]. Urban transport of China, 2019, 17(6): 49-54. 代琦，宋同阳，孙小丽. 武汉市公共汽(电)车线网结构优化[J]. 城市交通，2019，17(6)：35-41. DAI Q, SONG T Y, SUN X L. Structural optimization of bus network in Wuhan[J]. Urban transport of China, 2019, 17(6): 35-41. 《城市交通》2022年第6期刊载文章 曾滢，曾令宇 点击“阅读原文”查看 “案例研究”栏目更多内容 关注解锁更多精彩 15527649518期 编辑 | 耿雪 审校 | 张宇 排版 | 耿雪