第十三届GIS大赛一等奖作品B组_“乡村振兴，协同前行“-基于GIS的县域公交线网规划研究

一、研究背景

我国持续优化城镇化空间布局和形态，城乡一体化发展不断推进，县域内城乡交流日益频繁，城乡公共交通作为重要的基础设施之一，其规划对于促进县域内部互联互通、优化资源配置具有重要意义。然而，当前县域城乡公交线网规划仍面临着一系列挑战和问题。首先，随着城市化进程的不断加快，城乡人口流动日益频繁，传统的城市公交线网无法满足县域内不同区域的出行需求。其次，县域内部道路条件、人口分布、出行特点各异，如何在保证服务质量的前提下进行线网合理布局成为亟待解决的问题。

针对上述问题，我们团队对江苏省盱眙县县域城乡公交线网规划进行了深入的研究。一方面，借鉴城市轨道交通线网规划经验，探索县域内不同区域间的交通联系模式，提出了一些创新性的规划方案。另一方面，基于需求响应的公交是定制化公共交通体系的基础和核心，为其他营运规划活动奠定了信息基础。通过建立符合居民需求的公交线路，不仅可以减少乘客的经济支出和出行时间成本，还可以减少公交运营企业的运行成本，提高公交运营企业的盈利效率与经济收入，同时为城市环境保护和控制碳排放做出努力，得到城市居民的良好口碑。

二、研究思路

图1 技术路线图

三、现状分析

盱眙县位于长江三角洲，位于淮河下游，洪泽湖南岸，江淮平原的中东部，是江苏省淮安市的下辖县。全县总面积3436平方公里，辖8个镇、2个乡和1个街道办事处。在公共交通系统中，如果公共交通系统中的站点数量较多，则会使出行者在公共交通系统中花费的时间较长，从而使其出行意愿较低；如果站点太少，将导致大多数乘客乘坐公共汽车的路程变长，从而在无形中提高了乘客出行的难度。下图2为盱眙县公交线网与站点分布。

    图2 公交站点与公交线网            图3 盱眙公交等时圈图            图4 服务范围

上图图2为盱眙县公交站点交通可达性空间格局图，这里的交通可达性主要是区域各位置至其他任意位置的交通便捷程度，利用的是最小阻抗的可达性分析。图3为盱眙县公交站点服务范围分析图，公共服务设施的服务区分析在交通规划中起到重要作用。

图5 盱眙县学校分布情况         图6 盱眙县住宅区分布情况   图7 盱眙县公司企业分布情况

结合图5-7盱眙县的学校分布较为分散，主要有盱城镇和管镇镇、明陵祖镇与兴隆乡三个乡镇的交界处上两个集中点。住宅区分布较为集中，集中点主要位于盱城镇的中心区。公司企业分布较为分散，主要有五个集中点，最大密度的集中点位于盱城镇、鲍集镇、马坝镇、穆店乡，王店乡等中心区。

图8 盱眙县2020年人口分布    图9 2021年居民年龄分布情况    图10 2020年夜间灯光

结合图8-10，根据第七次全国人口普查，2020年盱眙县常住人口60.72万人，其中城镇人口37.43万，城镇化率61.66%；盱眙县人口按年龄进行分类后，盱眙县中年人占比最多，其次是老年人。由实际情况和以往的经验分析可得，盱眙县的居民对于公交的需求量相对较多；通过淮安市的夜间灯光图可以清楚的发现，灯光密集区以盱城镇为主要中心点和以马坝镇为次主要中心点不断向四周扩散。

下图11为近二十年来盱眙县交通运输业、仓储业生产总值可视化柱状图，由中看出，除去2019年所受疫情冲击的影响，盱眙县交通运输业生产总值大致趋势为逐年上升。 

图11 盱眙县近20年交通运输业支出

图12 盱眙县公交线路某月客流量可视化        图13 盱眙县2023年某月城区客流量

根据客流量公式计算2025年线路客流预测量。

式中：：某一年份某一公交路线的预测月客流量；：现状某一公交路线的月客流量；：预测年份；：公交线路；：公交路线客流量平均增长率；：现状客流量年份与预测年份的差额。

图14-17为盱眙县2025年和2030年的预测公交线路客流量可视化情况，乡镇公交客流量预测为平稳小幅增长，城区公交线路客流量不断增加，鲍集镇到城区的线路客流量增长最为显著。

四、服务水平分析及站点优化

针对乘客城市内公交的需求大多为了上班出勤、日常生活与娱乐，与城乡公交比较，需求量大，且通勤目的繁多，因此基于道路网络，通过网络分析中的服务区分析，选取乘客较为能接受的十分钟步行圈作为研究对象，结合POI数据，以服务人口，所覆盖的商业区、学校、公司单位、住宅区等五个方面作为服务水平的评价指标，通过下公式，得出公交线路的服务水平。

式中：为公交线路的服务水平，为该公交线路的站点数，为服务水平的修正常数，为服务区范围内所涵盖的人口数，为所涵盖的商业区数量，为所涵盖的学校数量，为所涵盖的公司单位数量，为所涵盖的住宅区数量。

最终服务水平结果如下表所示。

表1 各线路服务水平表

结合2025年和2030年客流量预测情况，发下盱眙10路公交线，客流量发展趋势较高但服务水平较差，因此对十号线的站点进行调整。

参照公交站点选址的影响因素，本作品细化路线区域内的POI数据，对所选数据进行数据处理。并以距医院、学校300 m，商业区、公司单位420 m、景点500 m作为地理信息阻抗设置缓冲区，如图18所示。将300米作为覆盖半径，设置车站缓冲区，如图19所示。

                图18 POI点缓冲区示意图                  图19 车站缓冲区示意图

对缓冲区与叠加分析图层进行简单处理与分析，大多数站点能够满足居民的日常通勤需求，建议增添合并的站点如图20-23所示。

         图20 合并站点位置1示意图             图21 合并站点位置2示意图       图22 新增站点位置3示意图

通过对比图20位置1站点和周边需求点情况，发现该位置站点距离较近且周边事业单位较多且分布均匀，考虑到安全和交通流畅问题，因此对原先的站点进行合并。图21位置2位于城乡过渡路段，周围需求点较少，因此对原先站点合并，减少过剩资源的利用的同时仍能满足原本通勤点的需求。图22位置3位于城郊厂房集聚片段，为满足日常的通勤，可在集聚区新增一站点，方便城郊之间的通行与联系。据验证，站点调整后，在原本路线不变的条件下，路线的服务水平也有所提高。

五、场站规划及线网调整

5.1 场站规划

     图23三级哑铃型线网结构               图24站点规划                 图26 城乡线路规划方案总汇图

对于公交线网布局不优的情况，先对现有的盱眙县公交线网进行分析，公交线网基本呈现三级哑铃式布局结构如图23，行政村直达县城比例低，镇村公交客流少，直接导致镇村公交吸引力低，并不利于公交可持续发展。从上面的分析中可以看出盱眙县公交线网顶层设计不完善，城乡公交存在同质化竞争问题。且行政村覆盖率偏低，再加上经营主体不统一、公交管理服务水平落后以及一些经济发展和人口和思想的一些转变，导致盱眙县城乡公交线网日益严重。

针对上述问题，盱眙县公交规划秉承城乡公交一体化为核心，以公交优先和绿色出行为战略方向，坚持财政可支撑、百姓可获得、企业可承受三个基本原则，从场站和线网两个方面进行方案设计，为实现线网规划设置和运营调度优化，市场经营为一个主体，公交服务质量水平上升，智能信息服务跟进的目标。

根据规模测算，近期乡镇场站基本满足需求，主要以功能优化为主，需逐步提高乡镇场站供给。按照一乡镇一站布设，形成10处乡镇客运站，如图24。全部场站配备充电、维保功能，考虑到客运与其他产业融合进一步加强，因此所有场站未来均配备邮政、快递、办公等功能，提高综合利用率。

5.2 线网优化

对于城乡公交，构建村民直接进城与可以多点换乘的双功能城乡网络，满足不同乘客需求，在有部分直达线路覆盖的基础上，剥离城市公交和城乡公交，减少重复度，兼顾行政村通过公交直达城区比例达60%以上达标县创建目标。

结合图26，北部地区两条公交线路，分别是201线路和202线路，其现有的进城模式是衔接至长途汽车站和商贸城。规划后城区段线路做出调整，总体还是衔接至长途汽车站。

西北部地区4条公交线路，分别是101、102、103、104线路，其现有进城模式是衔接至长途汽车站。规划后101和102线路衔接至长途汽车站；103和104线路衔接至盱眙火车站。

东部地区3条公交线路，分别是盱眙-马坝线、盱眙-新街线、盱眙好汉线。其现有进城模式是衔接至长途汽车站和国贸中心。规划后盱眙-马坝线的城区段线路不变，途径盱马线、十里营大街、红日路、山水大道、宝山路，盱眙-新街线和盱眙-好汉线城区段取消，仅连接至城区外围盱眙火车站。

南部地区两条公交线路，分别是盱眙-铁山寺线和盱眙-仇集线。其现有进城模式是衔接至公交总站和龙泉。规划后衔接至盱眙火车站。

六、应用前景及展望

现状分析方面：本作品结合区域内POI数据对公交站点的可达性进行分析，结合匹配度对现状进行评价，对路网及数据进行可视化，融合了宏观数据，对人口、年龄段、夜间灯光数据等进行分析，进一步对集聚点以及当地情况进行了分析，并结合历史数据对未来发展趋势进行分析，适用于研究中小型城市公交演变及发展的时空变化特点。

数据处理分析方面：本作品对原始数据进行处理，并以十分钟步行圈为研究范围，利用服务区分析和统计总和的功能，并结合服务水平模型，对公交路线的服务水平评价，并以地理信息系统技术，使用缓冲区分析与叠加分析，对待优化路线的站点进行选址并进行分析，该方式也对共享单车站点、地铁站点等公共设施的选址也具有一定借鉴意义。

场站规划及线网优化方面：本作品在有规划的基础上进行继承和优化，确定与城市空间结构、线网组织模式、公交运营模式相协调的场站分级体系。其次，结合城市空间结构、用地布局、客流走廊、线路需求等因素，确定场站布局体系。最后，在摸清现状场地、运力需求、规划土地性质等，统筹考虑总体规划、国土用地和场地现状等约束因素，确定公交场站分级、布局、规模及位置的相关方案。