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公共自行车共享系统对城市公共交通网络的影响
来源:YANG X H, CHENG Z, CHEN G,et al. The impact of a publicbicycle-sharing system on urban public transport networks[J]. Transportation ResearchPart A: Policy and Practice (Article in press, available online, 2018-01).
作为一种健康环保的出行模式,迄今为止全球数百个城市的公共自行车共享系统发展迅猛。该系统通常在空间上嵌入原有公共交通网络所在的位置,构成新的城市公共交通系统和公共交通网络。因此,研究公共自行车共享系统对原有城市公共交通网络的影响是一个重要的研究课题。
本研究利用杭州和宁波公共自行车共享系统的实际空间位置数据,提出一个多层耦合空间网络模型,考虑了公交车站、公交车路线和公共自行车站的地理信息,由公交线路网、短距离自行车线路网和短距离步行线路网组成,他们之间相互依赖而非独立。运用该模型研究短距离自行车站对之间的骑行行为和短距离公交站对之间的步行行为对城市公共交通网络性能的影响,结果发现,它们可以显着降低城市公交网络的平均转乘次数,乘客出行的平均路径长度和基尼系数。
1、短距离骑行阈值Tb 和短距离步行阈值Tw对公交线路平均数量的影响
研究发现当骑车和步行阈值都为零时,公交线路平均数量最高。随着阈值增加,线路平均数量呈下降趋势,Tb 和Tw 为小值时下降趋势明显,为大值时下降缓慢。表明Tb 和Tw 不是越大越好,这与人们的出行习惯相一致,人们通常在短距离的情况下选择自行车或步行出行。
2、短距离骑行阈值Tb 和短距离步行阈值Tw对平均路径长度的影响
当骑车和步行阈值都为零时,平均路径长度最高。随着阈值逐渐增加,平均路径长度呈下降趋势,Tb 和Tw 为小值时急剧下降,为大值时缓慢下降。表明Tb 和Tw 的较大值不是越大越好。研究还发现短距离自行车站对和短距离公交站对可以显着降低城市公共交通网络中的平均路径长度。考虑到骑自行车和步行都是短途的,实际上出行的平均公交路程长度也大大减少,也即相同发车频率的公共汽车可以装载更多的乘客,或较低的发车频率公共汽车可以运送相同数量的乘客,这将提高城市公交网络的运营效率,降低油耗,提高全市道路网络的效率。
3、短距离骑行阈值Tb 和短距离行走阈值Tw对城市公交网络基尼系数的影响
作者发现当骑车和步行阈值都为零时,基尼系数最高。随着Tb 和Tw 逐渐增加,基尼系数呈下降趋势,Tb 和Tw 为小值时基尼系数急剧下降,为大值时缓慢下降。表明Tb 和Tw 的较大值不那么有意义。基尼系数随Tb 和Tw 的增加而下降,这意味着短距离自行车站对和短距离公交站对可以有效地改善城市公交网络流量分配的不均衡水平,有助于减小公交的交通流量和缓解交通拥堵,节约能源和保护环境。
研究之后,作者又提出了适宜的主要阈值概念,在该值内,Tb 和Tw 的增量对公交线路有明显影响;而在阈值范围之外,增量影响不大。计算得出Tb = 2.2km 和Tw = 0.5km。之后对在该值下城市公共交通网络的属性和性能进行了分析,发现公共交通网络是一种具有随机附着机制的增长网络;短距离自行车网络模型和短距离步行网络模型都是随机网络,其等级分布是随机的,无明显倾向。公交线路的平均数量和公交网络的平均路径长度是评估城市公共交通网络换乘性能的两个重要指标。短距离自行车站和短距离公交站对引起城市公共交通网络公交线路平均数量和平均路径长度急剧下降。随着自行车和步行模式的出行,乘客将花费更少的时间和路程。此外,研究还表明短距离自行车站对和短距离公交站对可以有效地减少公交平均路径长度,从而运送相同数量的乘客只需要发车频率较低的公交,有利于提高公共交通网络的运营效率和降低燃油消耗。
最后作者根据Dijkstra 算法设计了一种基于三层耦合空间网络模型的改进公共交通网络换乘的算法。该算法能够找到拟建的三层加权有向网络中任意两站之间的最小出行成本的换乘路线,可用于规划旅客的出行路线。
(供稿:赵雨飞)
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