乌鲁木齐市城市道路公共交通空间特征分析与改进策略
乌鲁木齐市城市道路公共交通空间特征分析与改进策略
随着我国城市经济和机动化的快速发展，城市扩张和机动车保有量的增加不仅导致了交通拥堵、环境污染和交通安全风险，也加剧了城市的碳排放。在此背景下，发展高效利用能源、对环境影响小的公共交通方式，成为减缓城市碳排放和推进可持续发展的重要途径。本文以乌鲁木齐市为研究对象，通过ArcGIS软件深入分析了其公共交通系统的现状和空间特征，提出了改进公共交通和降低碳排放的策略，旨在为城市交通规划和环境保护提供支持。
在现代城市中，公共交通系统的高效运转不仅是城市功能持续性的基石，也是推动经济发展、保障社会动态平衡和缓解环境压力的关键。有效的公共交通系统能够显著降低交通拥堵和空气污染，减少温室气体排放，提升城市居民的生活质量。因此，加快发展公共交通，不仅满足城市发展的紧迫需求，也是应对气候变化的重要策略。
近年来，广大学者深入研究了城市公共交通系统，包括公交线路网络的综合分析[1]，通过城市公共交通的空间分布研究公交线路长度的合理性[2]，还涵盖了城市公交站点密度与公交站点覆盖度的研究[3]，以及对城市公共交通线网密度的研究[4]。随着GIS技术的发展，丁祥祯[5]使用ArcGIS软件和空间句法理论，对昆明市中心的公交网络关键站点和路段进行了深入分析，并结合地块使用情况评估了公交网络的运营状况；王晓昕[6]采用应用数学领域中的蒙特卡洛方法，成功估算了多个关键参数，包括站点覆盖率、网络密度、线路重叠系数以及网络总长度。
该文运用ArcGIS软件深入分析了乌鲁木齐市公交系统的现状，并基于分析结果，提出了促进公共交通发展和减少城市碳排放的未来发展策略，为城市交通规划与环境可持续性提供相关建议。
研究区域
乌鲁木齐市下辖七区一县，包括天山区、沙依巴克区、新市区、水磨沟区、头屯河区、米东区、达坂城区及乌鲁木齐县。该研究聚焦于天山区、沙依巴克区、新市区、水磨沟区、头屯河区、米东区，这六个区域不仅覆盖了主要的居住和商业区，也是公共交通规划的关键地区。
乌鲁木齐市交通现状
路网现状
乌鲁木齐市的道路网络持续发展，形成了多层次的路网结构。根据《乌鲁木齐市“十四五”公共交通与城乡客运一体化规划》可知，截至2019年年底，城市道路总长达2 645.3 km，其中高速路与快速路合计408.7 km，主干道1917.6 km，次干道362.78 km，以及支路与巷道总长924.78 km。截至2019年年底，乌鲁木齐市已建成487.88 km2的面积，路网密度分别达到高速路与快速路为0.84 km/km2，主干道为3.93 km/km2，次干道为0.74 km/km2，支路为1.9 km/km2。
随着城市的不断扩展，道路长度和路网密度的增加，虽然提高了行驶的便捷性，却也促使更多人使用私家车，加剧了交通拥堵，而且显著提高了城市的碳排放。因此，推广公共交通使用，尤其是低碳和零排放的公共交通工具，成为缓解这一问题的关键策略。
公交现状
乌鲁木齐市的公共交通系统包括轨道交通、快速公交（BRT）和常规公交，覆盖城市主要区域，提供便捷的出行服务。根据乌鲁木齐市2021年交通行业统计信息资料可知，截至2021年年底，全市公交营运线路237条，总长度为3 815.9 km，其中BRT线路长度达到115.7 km。全市共有公交车辆保有量为4 523辆，其中快速公交营运为607辆。
乌鲁木齐市公共交通空间特征分析
线路长度
线路长度指公共交通车辆在城市街道固定线路上，首末站间的单程实际距离[7]，对公交系统设计和评估至关重要。过长的线路会增加延误、影响准点率，而过短则浪费资源。《城市道路交通规划设计规范》（GB 50220—95）建议公交线路长度为8～12 km，但在特大型或地形复杂城市，线路长度往往超过此范围。
以乌鲁木齐市为例，研究该市地面公交系统的235条线路，通过深入分析这些线路的长度，特别是考虑上下行线路长度可能存在的差异，采用上下行中较长的一端作为线路长度的计算依据，发现线路的平均长度为14.63 km，超出《城市道路交通规划设计规范》的建议值，这主要归因于乌鲁木齐的线性布局和公交网络结构，缺乏足够的支线，导致大部分线路需贯穿城市中心，从而需增加线路长度以满足跨区域的连接需求。乌鲁木齐市城市道路公交线路长度如图1所示：
线网密度
公交线网密度是指有公交服务的每平方千米的城市用地面积上，有公交线路经过的道路中心线长度[8]，即
线网密度=城市公交线路总长度 城市市域总面积 （ km/km2 ）
公交线网密度反映了居民出行接近线路的程度和城市公交服务的覆盖水平，线网密度高，居民可选择公交出行的概率就高；线网密度低，居民可选择公共出行的概率就低，是公交服务质量的重要体现。但密度过高可能降低运行速度，延长出行时间。《城市道路交通规划设计规范》建议市中心区的公交线网密度为3～4 km/km2，城市边缘区为2～2.5 km/km2。
通过对乌鲁木齐市公交线路分析，可以得到乌鲁木齐市研究区域内公交线网密度约为1.47 km/km2，其中米东区公交线网密度为0.19 km/km2，沙依巴克区公交线网密度为4.56 km/km2，水磨沟区公交线网密度为3.47 km/km2，天山区公交线网密度为6.14 km/km2，头屯河区公交线网密度为1.81 km/km2，新市区公交线路密度为7.55 km/km2。从结果可以看出，乌鲁木齐市内不同区域的公交线网密度存在显著差异，天山区和新市区的公交线网密度远高于规范建议值，而米东区和头屯河区的密度则低于建议范围。这种差异反映了乌鲁木齐市内部的人口密集度和地理特征对公交线网布局的影响。
乌鲁木齐市城市道路公交线网密度图如图2所示，由图2分析可知中心城区内的公交线路密集度远高于周边区域，可使用色阶法标示不同的密度等级：深蓝色代表高密度区，浅蓝色代表低密度区，红色线条标示公交线路。公交线路从城区向周边延伸，线网密集处颜色深，稀疏处则颜色较浅。
站点密度
站点密度=市域范围内站点个数 市域面积 （个/km2）
站点密度反映了公交站点在其服务范围内的平均分布频率及其对于区域需求的响应程度。较高的站点密度能够降低居民步行至最近公交站点的平均距离，从而提高公共交通的吸引力。
以乌鲁木齐市为例，通过统计发现，城市区域内共有公交站点9 854个，进一步计算得出站点密度为每平方千米2.18个站点，其中以新市区和天山区的公交站点密度最高。
站点覆盖率
公交站点覆盖率可直观地反映出居民步行至公交站点的距离，以及居民乘坐公交出行时所需的步行时间。
站点覆盖率=∑服务区域覆盖面积 市域总面积 ×100%
《城市道路交通规划设计规范》规定，公交站点的服务半径为300 m时，公交站点覆盖率应不小于50％；若服务半径扩展至500 m时，该覆盖率则应不小于90%。该研究采用ArcGIS软件的邻域分析工具，构建了乌鲁木齐市公交站点周围300 m与500 m两个不同服务半径的缓冲区。再对重叠的站点缓冲区进行合并处理，计算出整合后的公交站点覆盖范围。通过将覆盖区域的总面积与乌鲁木齐市全部市域面积相除，从而评估出乌鲁木齐市公交站点在300 m和500 m服务半径下的实际覆盖率。
通过分析发现300 m服务半径下，新市区覆盖率为48%，天山区为35%，均低于建议标准，揭示了公交服务的可达性不足；而其他区域的覆盖率更低，反映了公交服务的分布不均。将服务半径增至500 m后，新市区覆盖率提至72%，天山区则提高至48%，虽有提高，但仍低于建议标准。乌鲁木齐市公交站点的覆盖率图如图3所示：
建议
优化公交线路布局
（1）增加支线和循环线路。针对人口及公交线网密度低的区域，如米东区和头屯河区，考虑增设支线和循环线路以连接偏远区域，缩短居民至主干线的距离与时间，提高公交的便利性。
（2）调整过长线路。优化超长线路，通过短线化提升准点率和系统适应性，满足实际需求，降低运行延误，减少因绕行造成的额外碳排放。
提升公交服务覆盖和站点布局
（1）增设站点。在站点密度低和覆盖率不足的区域增加公交站点，以减少居民至最近站点的步行距离，缩短出行时间，提升公交吸引力，减少私家车出行的碳排放。
（2）优化站点位置。根据居民出行需求和人口分布，重新评估和优化现有的站点位置，提高公交服务的可达性和吸引力，促进低碳出行。
增强公交线网的灵活性
（1）引入微循环公交服务。针对人口密度较低或地理条件复杂的区域，运用小型公交车提高服务水平。此服务模式可根据实际需求调整运营路线和班次，有效填补公交服务覆盖的空白区域。
（2）实施需求响应式公交服务。在特定时段或使用人员较少的线路上，根据乘客需求提供个性化服务。此服务模式能够提供按需服务，在提高服务效率的同时，减少空驶和等待时间，进一步降低碳排放。
完善基础设施建设
（1）加速公交枢纽站构建。建设公交枢纽站不仅能够提升客流效率和交通模式的衔接，还能减少等待和转乘时间。
（2）强化公交设施的维护保养。定期进行公交设施的维护和保养，确保公交服务的可靠性和乘车环境的舒适性。
（3）扩大公交车辆规模。根据乘客需求和线网扩展需要，适当增加公交车辆的规模，提高运力。同时，引入新能源公交车辆，以提升乘车环境，减少环境污染。
总结
该研究深入探讨了乌鲁木齐市的公共交通系统，重点分析了站点覆盖率、线路布局、站点密度和碳排放的问题。通过系统分析，提出了一系列优化策略，包括线路布局的优化、服务覆盖的提升、线网灵活性的增强和基础设施的改进，旨在提高公交服务的可达性和吸引力。通过实施这些策略，不仅可以提升公共交通系统的效率和吸引力，减少私家车的使用，还可以显著降低城市的碳排放。这些建议为乌鲁木齐市构建一个更加高效、环保的公共交通系统提供了实践指南，对推动城市可持续发展和实现碳减排目标具有重要意义。