优化城市公交系统助力绿色低碳发展

文章来源:深圳特区报宫磊2025-02-18 14:44

　　提要

　　公共交通作为城市出行绿色低碳的交通方式，虽然“双碳”目标比较明确，但优化途径还存在一些挑战。在“双碳”目标下，还需要继续完善不同制式公共交通网络之间的协调机制，通过一定的激励措施引导乘客改变出行方式，更好实现城市公共交通系统绿色化发展。

　　交通运输行业长期以来既是可持续发展的重要支撑，同时也是温室气体排放的主要来源之一，向绿色低碳转型，是交通运输行业发展的必选项。设立居民碳积分账户、优化公共交通系统、倡导绿色低碳交通出行方式，可以作为交通运输领域减排减碳的有效途径。

　　城市交通系统面临新挑战

　　一是在公交换乘方面，除了原有的换乘时间、旅行时间等常规优化目标外，在协调时刻表均衡运力上纳入公交乘客换乘行为本身的时空异质性，对于不同时间段和不同地理区域的公交换乘协调制定不同的策略和方案，进行分区优化和协调，以达到整个系统最优。

　　二是在乘客出行行为引导方面，缺乏针对“碳积分”机制下乘客出行行为的定量和定性分析。

　　在乘客出行模式引导方面考虑制定激励机制，增加公交系统对乘客出行的吸引力，优化乘客出行行为模式。

　　“双碳”目标下交通系统优化的可行路径

　　一是探究公共交通换乘在时空维度的差异及形成机理。利用公交刷卡数据可以识别公交乘客换乘及其时空异质性，并识别影响不同乘客群体换乘时耗的关键因素。使用决策树根据车站乘客量、换乘频率和换乘时段将乘客分类为不同群体，分析不同乘客群体换乘时耗的影响因素。

　　从深圳的乘客刷卡数据看，换乘站的客流量、乘客的换乘频率和换乘时段是影响乘客换乘时耗的关键因素。此外，换乘时耗和可达性等因素也被观察到对大多数乘客群体有显著影响，在工作日和大型地铁站周围拥有更多地铁线路或公交站点的情况下，改善换乘管理和可靠的换乘引导系统需求更为紧迫。另一个重要的观察结果是连接到换乘站的公交路线数量对乘客换乘时耗有影响。尽管增加换乘站的公交路线数量对减少换乘时耗有积极影响，但这种效应相对较小。对于与通勤相关的换乘活动，中心区连接地铁线较少的换乘站更受欢迎。而对于时间表更灵活的乘客，非中心区的中等大小换乘站更受欢迎。

　　二是制定考虑换乘模式聚类结果的运力与需求匹配策略。由于公交在道路上运行存在一定的不确定性以及乘客的时空分布不均衡性，需要在考虑系统不确定性的情况下优化公交车和地铁在换乘站的衔接以及在关节站点的到达准时性，使得公交车的实际运行情况与计划的最优时刻表尽可能地契合，从而获得更好的公交地铁衔接水平。通过设计一套基于协同调度与关键控制点的公交线路时刻表设计方法，构建考虑公交运行时间随机性、驾驶员恢复行为和乘客换乘行为的混合整数线性规划模型，旨在减少公交车辆实际运行与计划时刻表的偏差，进而减少地面公交与轨道交通间的换乘等待时间。

　　从深圳的仿真优化结果来看，优化后的时刻表在处理不确定因素时显著提高了公共交通系统的效率和可靠性。车辆运行偏差、车内乘客延误总成本和换乘衔接耗时均大幅减少，从而可以显著提升公共交通系统的整体性能。这为公交运营企业提供了一个有效且现实的定量分析工具，可用于协助调度管理。通过应用这一方法，公交运营企业可以更好应对运行中的不确定性，提高服务质量和乘客满意度。

　　三是制定因人而异的碳积分激励策略，鼓励各类绿色出行。碳积分政策下，选择步行、自行车、共享单车、地铁和公交车等绿色出行方式能让居民获得一定的碳积分，从而兑换相应的奖励，其奖励能够激励人们选择绿色出行。

　　第一，完善政策措施。制定采用绿色交通出行的碳积分奖励政策，设立个人碳积分账户，积累的碳积分可以换取奖励；增加非绿色出行的碳积分支付成本，减少非绿色出行。

　　第二，完善交通设施。努力打造高效便捷、安全舒适、经济可靠、绿色低碳的城市公交系统，加快提升城市公交的服务保障能力、可持续发展能力和综合治理能力，持续满足人民群众的交通需求，增强公共交通对居民的吸引力。

　　第三，加大知识普及。开展教育普及，提高居民对碳积分制度的认知水平，增强居民低碳生活意识，使居民选择绿色的交通方式出行。

　　第四，优化积分平台。通过提高数字化技术水平，完善碳积分系统的统计和监测模块，优化量化算法，提高平台对绿色出行行为记录的准确性、对碳积分份额发放的准确性；通过完善碳积分兑换模块，提高兑换奖励的多样性。同时，政府和平台可以通过加大对碳积分平台的宣传力度，提高碳积分平台的知晓度，吸引居民使用碳积分平台。【本文系深圳市哲学社会科学规划课题《“双碳”目标下深圳建设绿色城市交通系统优化及出行模式引导研究》（编号：SZ2022A009）结项成果之一】

　　（作者系深圳技术大学城市交通与物流学院副教授、硕士生导师）