《Case Studies on Transport Policy》：A GIS-based methodology to assess bus public transit supply-demand gaps
哈扎尔·埃尔古尔（Hazal Ergül）|古尔辛·达尔基奇-梅莱克（Gulcin Dalkic-Melek）|赫迪耶·图伊德斯-亚曼（Hediye Tuydes-Yaman）
土耳其安卡拉加齐大学（Gazi University）土木工程系
摘要
公共交通（PT）是可持续交通系统的重要组成部分，促进从私人汽车向公共交通的转变至关重要。然而，公共交通的可及性以及服务质量是实现这一转变的关键因素。仅仅拥有一个公交车站并不能真正反映服务质量，因为这并不能提供有关运营问题的信息。本研究提出了一种评估公共交通服务差距的方法，该方法基于五个因素：公交线路数量、班次频率、服务时间、乘客数量以及周边兴趣点（POIs）。每个因素都会被赋予一个分数（0-3分），这些分数共同用于计算每个车站的供需指数。供需指数之间的差异构成了一个“差距指数”，反映了该车站的服务表现。此外，该系统还可以用于连续评估整个区域的公共交通供需情况，从而识别出需求量大但缺乏公共交通服务的区域。通过在GIS环境中可视化结果，可以更直观地展示城市中的公共交通服务差距。该方法已应用于土耳其科尼亚市的4113个公交车站的评估，研究发现其中有1014个车站尽管需求量大，但供应不足；另有373个车站的供应勉强能满足需求。空间差距分析进一步揭示了需要新增公交车站和线路的区域。
引言
城市交通面临噪音、空气污染、交通拥堵和停车位不足等严重问题。强调高效和便捷的公共交通（PT）的可持续交通解决方案对于应对这些挑战至关重要。虽然鼓励人们从私家车转向公共交通，但快速的城镇化进程往往超过了公共交通基础设施的发展速度，导致服务不足、候车时间过长等问题（Goetz, 2019）。因此，提供可及且高质量的公共交通服务对于提高乘客量和实现交通方式的转变至关重要（Currie & Wallis, 2008）。
公共交通的可及性通常指的是通过公共交通在不同活动地点之间出行的便利性：一些研究关注的是到达商品、服务和目的地的便捷程度，而另一些研究则关注时间上的即时性（Corazza & Favaretto, 2019）。虽然“可及性”一般被定义为“互动机会的潜力”（Hansen, 1959），但公共交通的可及性具体来说是指“服务于特定地点的交通服务的质量以及人们获取该服务的便利程度”（Joyce & Dunn, 2009）。这不仅包括公共交通本身，还包括周边的配套设施。例如，市中心（CBD）由于交通拥堵可能导致出行时间较长，但由于其服务高度集中，因此仍然具有较高的可及性；而在城市边缘地区，配套设施可能较为分散，居民需要依赖公共交通或私家车才能到达这些地方。不过，这些地区的交通拥堵程度较低，出行时间可能较短，从而在一定程度上提高了可及性。这一例子强调了在定义公共交通可及性时需要考虑出行时间和配套设施便利性之间的平衡。全面的评估不应仅关注公共交通服务的存在，还应考虑公交车站与周边兴趣点（POIs）之间的互动。
为了使公共交通能够有效与私家车竞争，对其可及性进行全面评估十分重要。评估应包括两个方面：1）城市内通过公共交通到达目的地的便利性；2）公共交通系统本身的可及性。后者的简单指标是公共交通服务的地理覆盖范围，即以公交车站为中心的400米缓冲区等，并计算该区域内被公共交通服务覆盖的百分比。然而，这一指标对于公交网络来说可能具有误导性——尽管公交网络可能覆盖大面积区域，但如果班次频率较低，仍会显著影响出行时间。此外，一个车站提供的公交线路数量也会影响该地区居民的公共交通可及性。最后，车站和兴趣点的位置可能不匹配，从而降低公共交通的可及性。因此，对公交网络及其运营情况进行全面评估，并结合潜在需求进行分析，对于了解公共交通的竞争力和识别系统中的差距至关重要。
本研究提出了一种基于GIS的新方法，用于评估城市地区的公共交通服务网络设计。该方法同时考虑了供应侧和需求侧，从而能够发现公共交通服务中的不足之处。在每个公交车站选择五个指标进行监测：公交供应情况基于提供的公交线路数量、班次频率和服务时间进行评估；公交需求则通过乘客数量（来自智能卡数据）以及车站步行范围内的兴趣点（POIs）来衡量。这些指标的量化值随后根据观测数据的分位数转换为简单的分数。通过计算供需分数之间的差异，可以识别出相对于当地需求水平而言公共交通服务不足的区域。在评估了各个车站的供需情况后，进一步通过空间差距分析来评估整个城市的公共交通供需平衡。该方法已应用于土耳其科尼亚市的公共交通服务和覆盖情况分析。
方法概述
公共交通服务可及性评估
自20世纪50年代以来，人们就一直在讨论如何评估公共交通运营商提供的服务（Schoon et al., 1999）。结合时间和空间因素的公共交通可及性分析主要是为了改进公共交通系统（Murray, 2001; Ortega et al., 2021）。关于公共交通可及性的研究大致分为两类（Zhang et al., 2021）：一类是采用以应用为导向的量化方法进行评估（Cheng et al., 2018）；
方法论
本研究在现有基于交通沙漠和差距的可及性评估方法的基础上，将分析单元从汇总的空间区域转变为公交车站层面，从而能够发现基于区域分析可能被忽略的局部服务不匹配问题。主要目标是评估公交网络运营商提供的服务（供应）与车站需求之间的差异。
数据收集与预处理
本研究使用的是2018年5月土耳其科尼亚市的公共交通SC数据，包括时间、日期、地点、公交/有轨电车线路以及公交/有轨电车编号等信息。虽然数据中包含了乘客上下车的全部细节，但没有下车信息。数据被整理用于计算每个车站的日均乘客量、线路班次频率以及每个车站服务的公交线路数量。关于兴趣点（POIs）数据，由于土耳其尚未正式发布相关数据集，因此本研究使用了其他来源的数据。
结论与进一步建议
本研究重点关注了单个车站层面及空间维度上的公共交通服务差距。公共交通供应情况通过公交线路数量、每日班次频率和服务时间等指标进行评估；公交需求则通过智能卡数据得出的乘客出行频率以及车站步行范围内的兴趣点分布来衡量，这些兴趣点被用作当地吸引力和活动潜力的实际指标。
作者贡献声明
哈扎尔·埃尔古尔（Hazal Ergül）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、方法论构建、数据分析、概念化。古尔辛·达尔基奇-梅莱克（Gulcin Dalkic-Melek）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、资源收集、调查研究。赫迪耶·图伊德斯-亚曼（Hediye Tuydes-Yaman）：撰写 – 审稿与编辑、数据验证、研究监督、方法论构建、资金筹集、概念化。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
