由技术引发的城市公交系统变革

　　随着移动互联、物联网和人工智能等关键技术的发展，城市交通系统正发生着翻天覆地的变化，市民出行行为及出行特征日新月异，涌现了诸如共享出行、定制化出行等新的出行服务。城市公交系统作为城市交通系统中重要的一环，在城市出行中占据相当数量，同时也被视为是解决交通拥挤、交通事故、交通污染等城市交通问题的有力工具。20世纪60年代初，法国巴黎率先提出公交优先发展政策，经过多个国家城市的实践结果，表明其对于城市节能环保、低碳减排等方面具有重要意义，是社会经济实现健康、安全和可持续发展的必然选择。发展城市公交系统是符合我国国情的，是解决未来交通问题的必经之路，因此，有必要剖析城市公交系统在新时期技术革命推动下将发生的变革与发展趋势。

 

　　◇城市公交系统的本质

 

　　为更好地理解城市公交系统的变革，首先需要理解和认知城市公交系统的本质。从根本上而言，传统的城市公交系统是在一定的公交线网条件下，协调公交车和出行者二者之间的关系，因此，公交线网是城市公交系统的框架，限定了整体系统的服务空间，公交相关行为一般不会超脱公交线网而存在；公交车是城市公交系统的服务工具，表征了整体系统的服务效能，出行者依托公交车进行或长或短、或好或坏的公交出行；出行者是城市公交系统的服务对象，是整个系统的核心，公交车在不断服务出行者的过程中产生社会效益。

 

　　根据上述要素的特征与之间的联系，可从数学的角度对其进行表述并建立相应模型，以一个最基本的城市公交系统为例，描述其建立过程：首先通过人工调查的方式，统计各区域间公交出行需求；其次以调查得到的公交出行需求，在系统均衡的目标下，结合若干假设，设计得到公交线网；再以人工的经验，安排公交车在公交线网规定的有限空间下的服务方案；最后设计相应的评价函数，并以其计算值来度量系统公交服务的优劣。整合上述过程，最终可以获得如图1所描述的基本城市公交系统。

 

　　◇局限及相应变革

 

　　上文描述了城市公交系统的基本原理，并通过图1直观展示了城市公交系统的结构组成。可对基本城市公交系统的设计要点作如下小结：以统计模型为技术手段，追求系统均衡。显然这样的系统过于简陋，各要素的信息是抽样的，同时各要素间的联系大多依靠人工，导致信息粗糙、信息间传输效率低下且不稳定等问题，无法为公交相关决策提供足够的支撑。为了突破诸如此类的局限，城市公交系统已经发生了若干次变革，且随着技术革命的推动，未来还将不断发生着变革，同时变革发生的时间间隔也将会越来越短。结合各阶段标志性的特征，城市公交系统的变革大致可分为以下几个阶段。

 

　　第一阶段，城市公交系统的变革以公交IC卡等集成电子技术的发展为标志，发生在1995年前后。随着集成电子技术的发展，公交IC卡逐渐在杭州、广州等地的公交出行中普及。相较于以往月票、现金等乘车支付方式，公交IC卡除了基本的支付功能外，还记录了基于出行个体的丰富出行信息，包括出行者的上车时间、上车站点等，进而可以推测出行者的下车时间、下车站点。这对于城市公交系统而言，具有两个重大的意义：第一次实现了公交出行中个体级别的观测；同时得益于电子化技术，相较通过人工调查的方式，管理者可以获得样本更丰富的、数据更准确的公交出行需求。在此次变革后，个体需求可被观测。

 

　　第二阶段，城市公交系统的变革以车载GPS等定位技术和蓝牙等通讯技术的发展为标志，发生在2008年前后。虽然公交IC卡实现了个体级别的观测，但是在实际的公交运输中，发现仍无法很好的服务出行者。这一阶段城市公交系统的局限在于管理者无法掌握每一辆公交车的实际运行情况，导致基于人工经验生成的公交车服务方案，往往与现实交通情况大相径庭，造成出行者候车时间长、乘车时间波动性大等问题。而随着车载GPS等定位技术和蓝牙等通讯技术的发展，公交车可以实现实时的位置回传，精准的电子报站，管理者依此可以进行公交智能调度，科学设计每一辆公交车的服务方案，实现差异化的发班，从而出现了诸如区间车、大站快车、短线等丰富的公交车运行方式。在此次变革后，城市公交系统进一步升级成了图2所示的拥有智能调度能力的城市公交系统。

 

　　城市公交系统经过了前两个阶段的变革后，管理者拥有了较为准确的公交出行需求与智能化公交车调度方法，可以通过不断迭代优化，将公交服务水平控制在稳定的范围内，似乎就已经可以提供很好的公交出行服务了，但是事实并非如此。根据各大城市的交通综合调查数据，当下北京公交“门到门”平均速度9.9公里/小时，甚至低于自行车的平均行驶速度。上海的调查研究也表明，当存在其他可替代的交通方式时，公交出行对大部分乘客而言，非第一选择。究其原因，虽然前两个阶段的变革帮助管理者获得了更丰富、更准确的信息，但其仍局限在基础城市公交系统的固定式公交线网框架下。在这种框架下，决定了城市公交系统无法切实地考虑到每一个出行个体，实质上仍是在以统计模型为技术手段，追求系统均衡，对于公交服务的评价，仍是断面型、集计型的。