隨著移動互聯、物聯網和人工智能等關鍵技術的發(fā)展，城市交通系統(tǒng)正發(fā)生著翻天覆地的變化，市民出行行為及出行特征日新月異，涌現了諸如共享出行、定制化出行等新的出行服務。城市公交系統(tǒng)作為城市交通系統(tǒng)中重要的一環(huán)，在城市出行中占據相當數量，同時也被視為是解決交通擁擠、交通事故、交通污染等城市交通問題的有力工具。20世紀60年代初，法國巴黎率先提出公交優(yōu)先發(fā)展政策，經過多個國家城市的實踐結果，表明其對于城市節(jié)能環(huán)保、低碳減排等方面具有重要意義，是社會經濟實現健康、安全和可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。發(fā)展城市公交系統(tǒng)是符合我國國情的，是解決未來交通問題的必經之路，因此，有必要剖析城市公交系統(tǒng)在新時期技術革命推動下將發(fā)生的變革與發(fā)展趨勢。

 

　　◇城市公交系統(tǒng)的本質

 

　　為更好地理解城市公交系統(tǒng)的變革，首先需要理解和認知城市公交系統(tǒng)的本質。從根本上而言，傳統(tǒng)的城市公交系統(tǒng)是在一定的公交線網條件下，協(xié)調公交車和出行者二者之間的關系，因此，公交線網是城市公交系統(tǒng)的框架，限定了整體系統(tǒng)的服務空間，公交相關行為一般不會超脫公交線網而存在；公交車是城市公交系統(tǒng)的服務工具，表征了整體系統(tǒng)的服務效能，出行者依托公交車進行或長或短、或好或壞的公交出行；出行者是城市公交系統(tǒng)的服務對象，是整個系統(tǒng)的核心，公交車在不斷服務出行者的過程中產生社會效益。

 

　　根據上述要素的特征與之間的聯系，可從數學的角度對其進行表述并建立相應模型，以一個最基本的城市公交系統(tǒng)為例，描述其建立過程：首先通過人工調查的方式，統(tǒng)計各區(qū)域間公交出行需求；其次以調查得到的公交出行需求，在系統(tǒng)均衡的目標下，結合若干假設，設計得到公交線網；再以人工的經驗，安排公交車在公交線網規(guī)定的有限空間下的服務方案；最后設計相應的評價函數，并以其計算值來度量系統(tǒng)公交服務的優(yōu)劣。整合上述過程，最終可以獲得如圖1所描述的基本城市公交系統(tǒng)。

 

　　◇局限及相應變革

 

　　上文描述了城市公交系統(tǒng)的基本原理，并通過圖1直觀展示了城市公交系統(tǒng)的結構組成。可對基本城市公交系統(tǒng)的設計要點作如下小結：以統(tǒng)計模型為技術手段，追求系統(tǒng)均衡。顯然這樣的系統(tǒng)過于簡陋，各要素的信息是抽樣的，同時各要素間的聯系大多依靠人工，導致信息粗糙、信息間傳輸效率低下且不穩(wěn)定等問題，無法為公交相關決策提供足夠的支撐。為了突破諸如此類的局限，城市公交系統(tǒng)已經發(fā)生了若干次變革，且隨著技術革命的推動，未來還將不斷發(fā)生著變革，同時變革發(fā)生的時間間隔也將會越來越短。結合各階段標志性的特征，城市公交系統(tǒng)的變革大致可分為以下幾個階段。

 

　　第一階段，城市公交系統(tǒng)的變革以公交IC卡等集成電子技術的發(fā)展為標志，發(fā)生在1995年前后。隨著集成電子技術的發(fā)展，公交IC卡逐漸在杭州、廣州等地的公交出行中普及。相較于以往月票、現金等乘車支付方式，公交IC卡除了基本的支付功能外，還記錄了基于出行個體的豐富出行信息，包括出行者的上車時間、上車站點等，進而可以推測出行者的下車時間、下車站點。這對于城市公交系統(tǒng)而言，具有兩個重大的意義：第一次實現了公交出行中個體級別的觀測；同時得益于電子化技術，相較通過人工調查的方式，管理者可以獲得樣本更豐富的、數據更準確的公交出行需求。在此次變革后，個體需求可被觀測。

 

　　第二階段，城市公交系統(tǒng)的變革以車載GPS等定位技術和藍牙等通訊技術的發(fā)展為標志，發(fā)生在2008年前后。雖然公交IC卡實現了個體級別的觀測，但是在實際的公交運輸中，發(fā)現仍無法很好的服務出行者。這一階段城市公交系統(tǒng)的局限在于管理者無法掌握每一輛公交車的實際運行情況，導致基于人工經驗生成的公交車服務方案，往往與現實交通情況大相徑庭，造成出行者候車時間長、乘車時間波動性大等問題。而隨著車載GPS等定位技術和藍牙等通訊技術的發(fā)展，公交車可以實現實時的位置回傳，精準的電子報站，管理者依此可以進行公交智能調度，科學設計每一輛公交車的服務方案，實現差異化的發(fā)班，從而出現了諸如區(qū)間車、大站快車、短線等豐富的公交車運行方式。在此次變革后，城市公交系統(tǒng)進一步升級成了圖2所示的擁有智能調度能力的城市公交系統(tǒng)。

 

　　城市公交系統(tǒng)經過了前兩個階段的變革后，管理者擁有了較為準確的公交出行需求與智能化公交車調度方法，可以通過不斷迭代優(yōu)化，將公交服務水平控制在穩(wěn)定的范圍內，似乎就已經可以提供很好的公交出行服務了，但是事實并非如此。根據各大城市的交通綜合調查數據，當下北京公交“門到門”平均速度9.9公里/小時，甚至低于自行車的平均行駛速度。上海的調查研究也表明，當存在其他可替代的交通方式時，公交出行對大部分乘客而言，非第一選擇。究其原因，雖然前兩個階段的變革幫助管理者獲得了更豐富、更準確的信息，但其仍局限在基礎城市公交系統(tǒng)的固定式公交線網框架下。在這種框架下，決定了城市公交系統(tǒng)無法切實地考慮到每一個出行個體，實質上仍是在以統(tǒng)計模型為技術手段，追求系統(tǒng)均衡，對于公交服務的評價，仍是斷面型、集計型的。