優(yōu)化城市公交系統(tǒng)助力綠色低碳發(fā)展

　　提要

 

　　公共交通作為城市出行綠色低碳的交通方式，雖然“雙碳”目標(biāo)比較明確，但優(yōu)化途徑還存在一些挑戰(zhàn)。在“雙碳”目標(biāo)下，還需要繼續(xù)完善不同制式公共交通網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)調(diào)機(jī)制，通過(guò)一定的激勵(lì)措施引導(dǎo)乘客改變出行方式，更好實(shí)現(xiàn)城市公共交通系統(tǒng)綠色化發(fā)展。

 

　　交通運(yùn)輸行業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)既是可持續(xù)發(fā)展的重要支撐，同時(shí)也是溫室氣體排放的主要來(lái)源之一，向綠色低碳轉(zhuǎn)型，是交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展的必選項(xiàng)。設(shè)立居民碳積分賬戶、優(yōu)化公共交通系統(tǒng)、倡導(dǎo)綠色低碳交通出行方式，可以作為交通運(yùn)輸領(lǐng)域減排減碳的有效途徑。

 

　　城市交通系統(tǒng)面臨新挑戰(zhàn)

 

　　公共交通作為城市出行綠色低碳的交通方式，雖然“雙碳”目標(biāo)比較明確，但優(yōu)化途徑還存在一些挑戰(zhàn)。在“雙碳”目標(biāo)下，還需要繼續(xù)完善不同制式公共交通網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)調(diào)機(jī)制，通過(guò)一定的激勵(lì)措施引導(dǎo)乘客改變出行方式，更好實(shí)現(xiàn)城市公共交通系統(tǒng)綠色化發(fā)展。

 

　　一是在公交換乘方面，除了原有的換乘時(shí)間、旅行時(shí)間等常規(guī)優(yōu)化目標(biāo)外，在協(xié)調(diào)時(shí)刻表均衡運(yùn)力上納入公交乘客換乘行為本身的時(shí)空異質(zhì)性，對(duì)于不同時(shí)間段和不同地理區(qū)域的公交換乘協(xié)調(diào)制定不同的策略和方案，進(jìn)行分區(qū)優(yōu)化和協(xié)調(diào)，以達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)。

 

　　二是在乘客出行行為引導(dǎo)方面，缺乏針對(duì)“碳積分”機(jī)制下乘客出行行為的定量和定性分析。

 

　　在乘客出行模式引導(dǎo)方面考慮制定激勵(lì)機(jī)制，增加公交系統(tǒng)對(duì)乘客出行的吸引力，優(yōu)化乘客出行行為模式。

 

　　“雙碳”目標(biāo)下交通系統(tǒng)優(yōu)化的可行路徑

 

　　一是探究公共交通換乘在時(shí)空維度的差異及形成機(jī)理。利用公交刷卡數(shù)據(jù)可以識(shí)別公交乘客換乘及其時(shí)空異質(zhì)性，并識(shí)別影響不同乘客群體換乘時(shí)耗的關(guān)鍵因素。使用決策樹(shù)根據(jù)車站乘客量、換乘頻率和換乘時(shí)段將乘客分類為不同群體，分析不同乘客群體換乘時(shí)耗的影響因素。

 

　　從深圳的乘客刷卡數(shù)據(jù)看，換乘站的客流量、乘客的換乘頻率和換乘時(shí)段是影響乘客換乘時(shí)耗的關(guān)鍵因素。此外，換乘時(shí)耗和可達(dá)性等因素也被觀察到對(duì)大多數(shù)乘客群體有顯著影響，在工作日和大型地鐵站周圍擁有更多地鐵線路或公交站點(diǎn)的情況下，改善換乘管理和可靠的換乘引導(dǎo)系統(tǒng)需求更為緊迫。另一個(gè)重要的觀察結(jié)果是連接到換乘站的公交路線數(shù)量對(duì)乘客換乘時(shí)耗有影響。盡管增加換乘站的公交路線數(shù)量對(duì)減少換乘時(shí)耗有積極影響，但這種效應(yīng)相對(duì)較小。對(duì)于與通勤相關(guān)的換乘活動(dòng)，中心區(qū)連接地鐵線較少的換乘站更受歡迎。而對(duì)于時(shí)間表更靈活的乘客，非中心區(qū)的中等大小換乘站更受歡迎。

 

　　二是制定考慮換乘模式聚類結(jié)果的運(yùn)力與需求匹配策略。由于公交在道路上運(yùn)行存在一定的不確定性以及乘客的時(shí)空分布不均衡性，需要在考慮系統(tǒng)不確定性的情況下優(yōu)化公交車和地鐵在換乘站的銜接以及在關(guān)節(jié)站點(diǎn)的到達(dá)準(zhǔn)時(shí)性，使得公交車的實(shí)際運(yùn)行情況與計(jì)劃的最優(yōu)時(shí)刻表盡可能地契合，從而獲得更好的公交地鐵銜接水平。通過(guò)設(shè)計(jì)一套基于協(xié)同調(diào)度與關(guān)鍵控制點(diǎn)的公交線路時(shí)刻表設(shè)計(jì)方法，構(gòu)建考慮公交運(yùn)行時(shí)間隨機(jī)性、駕駛員恢復(fù)行為和乘客換乘行為的混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，旨在減少公交車輛實(shí)際運(yùn)行與計(jì)劃時(shí)刻表的偏差，進(jìn)而減少地面公交與軌道交通間的換乘等待時(shí)間。

 

　　從深圳的仿真優(yōu)化結(jié)果來(lái)看，優(yōu)化后的時(shí)刻表在處理不確定因素時(shí)顯著提高了公共交通系統(tǒng)的效率和可靠性。車輛運(yùn)行偏差、車內(nèi)乘客延誤總成本和換乘銜接耗時(shí)均大幅減少，從而可以顯著提升公共交通系統(tǒng)的整體性能。這為公交運(yùn)營(yíng)企業(yè)提供了一個(gè)有效且現(xiàn)實(shí)的定量分析工具，可用于協(xié)助調(diào)度管理。通過(guò)應(yīng)用這一方法，公交運(yùn)營(yíng)企業(yè)可以更好應(yīng)對(duì)運(yùn)行中的不確定性，提高服務(wù)質(zhì)量和乘客滿意度。

 

　　三是制定因人而異的碳積分激勵(lì)策略，鼓勵(lì)各類綠色出行。碳積分政策下，選擇步行、自行車、共享單車、地鐵和公交車等綠色出行方式能讓居民獲得一定的碳積分，從而兌換相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)，其獎(jiǎng)勵(lì)能夠激勵(lì)人們選擇綠色出行。

 

　　第一，完善政策措施。制定采用綠色交通出行的碳積分獎(jiǎng)勵(lì)政策，設(shè)立個(gè)人碳積分賬戶，積累的碳積分可以換取獎(jiǎng)勵(lì)；增加非綠色出行的碳積分支付成本，減少非綠色出行。

 

　　第二，完善交通設(shè)施。努力打造高效便捷、安全舒適、經(jīng)濟(jì)可靠、綠色低碳的城市公交系統(tǒng)，加快提升城市公交的服務(wù)保障能力、可持續(xù)發(fā)展能力和綜合治理能力，持續(xù)滿足人民群眾的交通需求，增強(qiáng)公共交通對(duì)居民的吸引力。

 

　　第三，加大知識(shí)普及。開(kāi)展教育普及，提高居民對(duì)碳積分制度的認(rèn)知水平，增強(qiáng)居民低碳生活意識(shí)，使居民選擇綠色的交通方式出行。

 

　　第四，優(yōu)化積分平臺(tái)。通過(guò)提高數(shù)字化技術(shù)水平，完善碳積分系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)和監(jiān)測(cè)模塊，優(yōu)化量化算法，提高平臺(tái)對(duì)綠色出行行為記錄的準(zhǔn)確性、對(duì)碳積分份額發(fā)放的準(zhǔn)確性；通過(guò)完善碳積分兌換模塊，提高兌換獎(jiǎng)勵(lì)的多樣性。同時(shí)，政府和平臺(tái)可以通過(guò)加大對(duì)碳積分平臺(tái)的宣傳力度，提高碳積分平臺(tái)的知曉度，吸引居民使用碳積分平臺(tái)?！颈疚南瞪钲谑姓軐W(xué)社會(huì)科學(xué)規(guī)劃課題《“雙碳”目標(biāo)下深圳建設(shè)綠色城市交通系統(tǒng)優(yōu)化及出行模式引導(dǎo)研究》（編號(hào)：SZ2022A009）結(jié)項(xiàng)成果之一】

 

　　（作者系深圳技術(shù)大學(xué)城市交通與物流學(xué)院副教授、碩士生導(dǎo)師）