5.2.1　線網設計方法

城市公交線網設計的主要內容是確定公交線網的規模、結構及走向，合理的公交線網設計必須以公交乘客出行起訖點OD（o

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）矩陣為依據，以方便居民出行為目的，同時兼顧公交企業的效益。目前，國外在公交線網設計方面已開展廣泛而深入的研究，基於公交線網設計的一般過程形成了多種線網設計方法，比較成熟的方法包括規劃手冊法、系統分析法、市場分析法、互動式輔助系統分析法及數學尋優法等5類，國內常用的線網設計方法主要有“逐條佈設，最佳化成網”法和基於分層的線網設計方法。

其中，規劃手冊法利用設計者已有的專業知識和技術經驗編制公交線網方案，缺乏客觀、科學的依據，因而其適用於規模較小的城市公交線網設計；系統分析法是在規劃手冊法初步設計的公交線網基礎上建立綜合評價模型，對各方案線路的運輸效果進行分析評價，能夠客觀地反映公交客流需求。

市場分析法是在分析OD調查資料、公交現狀成本和效益等資料的基礎上設定最佳化目標，然後重新設計公交線網方案並預測未來的成本和效益，然而方案的產生和出行量的預測、分佈等需要人工進行處理，並且方案設計過程中需要反覆調整線網直到評價效果滿意為止，因此該方法僅適用於線路較少且簡單的公交線網設計。

以上幾種公交線網設計方法均具有一定的侷限性，下面主要介紹適用性較廣的互動式輔助系統分析法、數學尋優法、“逐條佈設，最佳化成網”法和基於分層的線網設計方法。

1.互動式輔助系統分析法

隨著計算機技術、地理資訊系統（GIS）和資料庫管理系統（DBMS）的發展和應用，公交線網設計可以藉助計算機的運算功能，直接與使用者進行互動式的公交線網設計與最佳化。基於計算機的互動式輔助系統分析法在模型的建立和求解時使用了大量的先進演算法，並將其整合軟體包，如EMME、T

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sCAD、VISSUM等軟體，這些軟體可以快速、大量地處理出行OD資訊及路網資訊，輔助生成設計方案並對各方案進行模擬分析，更重要的是可以針對設計方案輸出直觀的多樣化圖形，方便設計者直接進行設計方案的修改，最終生成最優的線網設計方案，這一系統可以有效提高公交線網的設計效率。

2.數學尋優法

數學尋優法是將公交線網結構與客流需求之間的供需關係簡化，透過建立數學模型確定最佳的公交線網方案，一般採用啟發式演算法生成公交線網，然後運用領域搜尋法、遺傳演算法或改進的遺傳演算法等進行線網最佳化。該方法對於結構較簡單的棋盤式、環放式路網中的公交線網設計具有較好的實現效果。

3.“逐條佈設，最佳化成網”法

“逐條佈設，最佳化成網”法根據某一個或幾個指標，在可行路線中逐條找出最優的公交線路，進而疊加生成完整的公交線網。該方法是以乘客換乘次數最少、直達乘客運送量最大為主要目標，透過分析備選線路的起、終站位置及客流分佈，確定線路的最佳配對及各線路的最佳走向，同時滿足其他目標與約束條件。該方法的主要流程如圖51所示。

圖51“逐條佈設，最佳化成網”法設計流程

4.基於分層的線網設計方法

分層公交線網設計是“逐條佈設，最佳化成網”法的進一步最佳化，該方法在公交線路客流特徵和公交出行服務水平調查分析的基礎上，根據客運需求將公交線網分成三到四個層次分別進行佈設。第一層是公交主幹線，主要提供長距離運輸，實現跨區域客流在空間上的快速流動，具有速度快、發車頻率高、服務水平好的特點；第二層是公交次幹線，可以滿足相鄰組團之間或市中心和片區中心的中距離出行；第三層是公交支線，填補公交空白區，滿足居民的短距離出行，此外還可以根據實際情況佈設銜接軌道交通的公交接運線路，以增強軌道交通的服務能力。分層公交線網設計方法的具體流程如圖52所示。

圖52分層公交線網設計方法流程

從以上分析可以看出，不同的公交線網設計方法有其適用性及優缺點。此外，從城市公交線網設計的實踐來看，不同的設計期限也要求運用不同的設計方法。因此公交線網設計是一個循序漸進、不斷修改完善的過程，在實際應用中需要根據城市的發展規模及公交線網設計期限選取相應的設計方法。