运输部署案例集/2024/悉尼公交
悉尼公交网络的生命周期是通过数据分析和计算机建模来分析其服务的诞生、增长、成熟和潜在衰退。采用时间为基础的方法来绘制网络整个生命周期内每年客流量或轨道长度的规模。采用具有三个参数的逻辑方程的S型曲线模型作为该方法的理论基础。
澳大利亚悉尼的公交网络是新南威尔士州客流量第二大的公共交通方式，仅次于火车线路服务。根据新南威尔士州交通局的数据，2023年，48.9%的单程旅行通过火车/地铁完成，而38.1%的旅行通过公交完成。[1]截至2015年，其路线长度超过25,000公里。[2] 它服务于悉尼大都市区的CBD和郊区地区，并根据2013年至2014年推出的Opal卡计划运营。[3]
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悉尼公交网络的生命周期跨越100多年，并根据城市的技术和政策需求而改变。这个谱系包括早期采用的马车公共汽车，到现代发动机驱动的铰接式和双层巴士。据估计，该市从1900年的840万乘客增长到2014年的3.088亿乘客，这是基础设施、交通和研究经济局 (BITRE) 发布的最新数据，该数据是在推出Opal卡之前发布的。[4]
公交网络被认为是一种相当成熟的交通方式，因为它在过去30年里已经饱和了该地区，客流量没有显著增加。由于最近的事件，例如COVID-19，客流量仍在恢复中，因为它在2023年才再次超过2亿乘客，仍低于2019年3.085亿乘客的疫情前水平。[1]
悉尼公交网络的历史背景将这些数字置于更人性化的视角。公交网络的趋势往往反映了饱和，没有太多增长的空间，只有维护。
在20世纪初，电车网络占据了城市主导地位，其次是渡轮和重型铁路网络。由于现代汽车还没有实现机动化来接管市场，因此公交网络仅仅是由马车公共汽车组成，这些公共汽车在承受很大压力之前只能容纳大约10-15人。这与当时刚刚实现电气化的早期电车形成对比，当时电车可以为普通公交车的两倍以上乘客提供服务，同时拥有更多连接和整合，从而实现更快的旅行时间。
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在大战结束之后，巴士也实现了机动化，并因其多功能性、低维护成本和运行成本而获得了牵引力。这与现代私家车成为必需品同时发生，因为生产成本降低，铺砌道路变得越来越普遍，城市景观也随之增加。这引发了大量私营巴士公司运营，因为州政府还没有正式将运输系统化。1927年，超过500辆行驶在发动机上的巴士服务于该市，但不受监管。[5]相反，电车被该市广泛采用，控制主要公共交通方式的计划是一个重要的机遇。
1930年，新南威尔士州政府通过征税和立法限制了公交网络运营的自由，使其无法开设新的路线和更多服务。[6]1931年通过的《交通法》旨在抑制竞争，因为其私营车主无力支付政府强制执行的高额费用。BITRE的简化时间表显示，公交服务仍处于起步阶段，但随着技术的不断发展，特别是二战后，公交服务越来越受欢迎。
40年代和50年代，与电车系统的比较和竞争仍在继续，因为一种模式的流行牺牲了另一种模式的客流量。二战期间例外，两种服务的整合用于节省巴士和电车的运行成本，这被证明很重要，因为这后来成为一个更大的问题，并在全球范围内出现。[5][7]战后，巴士得到升级并获得进一步的资金，因为广泛的城市公共交通 (UPT) 模式理念变得越来越流行。与美国等海外趋势类似，随着燃油价格下降，金属更强更轻，这意味着政府可以考虑更便宜的选择来获取资本。BITRE展示了一种观点，说明汽油或柴油动力车辆的真实价格与2011-12年的价格相比有多么吸引人。[8]
从二战开始到结束 (1939-1945年)，每年客流量增长了近1亿人，从6580万人增加到1.598亿人。[4]这可以被认为是该模式生命周期中上升幅度最大的拐点。从1946年一直到70年代末，巴士的受欢迎程度稳步上升，因为电车网络实际上被淘汰，取而代之的是能够到达更远距离、在需要时更加灵活和多功能的低容量UPT。1969年，巴士客流量达到每年超过3.281亿乘客的峰值，这是该模式的第一个真正峰值，也是未来十年成熟和饱和的标志。[4]
尽管巴士取代了电车系统并在70年代和80年代成为主要的UPT，但数据显示该服务停滞不前，因为它已经饱和，并且已经覆盖了悉尼大都市区的大部分地区。同样，它遵循了墨尔本等澳大利亚城市的类似路径，由于巴士连接覆盖了大部分地区，其发展停滞不前。然而，墨尔本出现了一个复兴，根据BITRE分析指出的城市界限的边界条件，这种复兴尚存争议。[4]因此，这些数据并非100%具有说服力，因为即使是该局也同意这一点，因为它在悉尼的“UPT公交”数据中包含了不同的准确性分类。
不考虑新冠疫情对全球广泛交通网络的外部影响，悉尼公交系统在乘客人数方面保持相对稳定，尽管城市人口不断增长，对更多公交服务的潜在需求也可能增加。
截至 2020 年，该网络规模是 1925 年的 5 倍，而且更多郊区和悉尼外围的公交车行驶更长的距离。[2] 然而，随着郊区蔓延的加剧，汽车已成为大多数居民的主要交通方式，火车乘客人数增加，在 2023 年成为主要的交通方式。[1]
因此，公交网络在使用率方面已达到平衡，或者说并没有像最近一些媒体和政府文章所辩论的那样被充分利用，这些文章都在讨论该系统的有效性。[9][10]
为了进行预测，逻辑 S 形曲线是评估公交网络或任何交通方式或货物运输状态的一种合理方法。该方法能够预测峰值，而不是像指数增长那样无限增长，使其在现实应用场景中更具实用性。然而，需要注意的是，这种逻辑曲线没有考虑滞后现象，这在公交这种交通方式中更为明显，因为它在使用率上没有显著下降，但也没有出现复苏或第二次增长。以下等式为预测网络与实际数据的预测提供了基础。
- S(t) = 给定年份的年度乘客价值
- Sm = 最大预测值
- b = 代表预测饱和值和给定时间实际值之间斜率的系数。
- t = 年份
- ti = 拐点时间
b 系数代表了许多挑战，因为该斜率表示实际值与预测饱和值之差之间的不同情况的自然对数。
- x(t) = 给定时间点
- K = 选择的预测饱和值最大乘客量。
对于该数据集，选择了 114 年或 114 个时间点，b 是它们之间的斜率。还计算了截距。这形成了一个具有截距的直线，可以与实际数据进行比较。R 平方值 (RSQ) 在 Excel 中建模，以评估其在实现逻辑 S 形曲线方面的有效性。它不仅是一种方法方面的近似值，因为它没有考虑偏差或突然下降或上升。
在本例中，对可能的峰值进行了 18 次猜测，峰值范围为 K = 3.3 亿至 5 亿年度乘客，以 1000 万为正增量。
从 18 次计算中选择最大 RSQ。最小值和最大值之间的范围为 0.033967。这表明最大值并不确定，可能介于 3.3 亿至 5 亿之间，区别不大。然而，最大值为 3.6 亿乘客。
| RSQ | 0.769418 |
| b | 0.060491 |
| Sm | 360,000,000 |
该图表可视化了逻辑 S 形曲线及其如何大体上遵循悉尼公交车增长和峰值的趋势。外推没有显示达到预测的 3.6 亿乘客，预计将在 2027 年实现。它还显示了该模型无法解释乘客人数的停滞以及 40 年代到 70 年代的快速增长，这可能因为第二次世界大战导致进度放缓，战争成为政府的主要资本投资方向，再加上限制和配给措施。
结果表列示如下：
| 年份 | 实际
乘客 （百万）[4] |
预测
乘客 （百万） |
| 1900 | 8.4 | 7 |
| 1901 | 8.0 | 8 |
| 1902 | 7.6 | 8 |
| 1903 | 7.2 | 9 |
| 1904 | 6.8 | 9 |
| 1905 | 6.5 | 10 |
| 1906 | 6.2 | 11 |
| 1907 | 6.0 | 11 |
| 1908 | 5.7 | 12 |
| 1909 | 5.4 | 13 |
| 1910 | 4.9 | 13 |
| 1911 | 4.5 | 14 |
| 1912 | 4.1 | 15 |
| 1913 | 3.7 | 16 |
| 1914 | 3.1 | 17 |
| 1915 | 2.5 | 18 |
| 1916 | 2.2 | 19 |
| 1917 | 2.3 | 20 |
| 1918 | 3.0 | 21 |
| 1919 | 4.4 | 23 |
| 1920 | 6.4 | 24 |
| 1921 | 9.2 | 25 |
| 1922 | 12.7 | 27 |
| 1923 | 16.4 | 28 |
| 1924 | 20.4 | 30 |
| 1925 | 24.5 | 32 |
| 1926 | 29.3 | 33 |
| 1927 | 34.6 | 35 |
| 1928 | 39.8 | 37 |
| 1929 | 45.9 | 39 |
| 1930 | 50.5 | 42 |
| 1931 | 51.0 | 44 |
| 1932 | 51.5 | 46 |
| 1933 | 52.0 | 49 |
| 1934 | 54.4 | 51 |
| 1935 | 56.9 | 54 |
| 1936 | 59.8 | 57 |
| 1937 | 60.4 | 60 |
| 1938 | 62.9 | 63 |
| 1939 | 65.8 | 66 |
| 1940 | 71.0 | 69 |
| 1941 | 92.6 | 73 |
| 1942 | 129.3 | 76 |
| 1943 | 143.1 | 80 |
| 1944 | 150.4 | 84 |
| 1945 | 159.8 | 88 |
| 1946 | 167.9 | 92 |
| 1947 | 179.0 | 96 |
| 1948 | 193.6 | 101 |
| 1949 | 231.1 | 105 |
| 1950 | 262.0 | 110 |
| 1951 | 268.0 | 114 |
| 1952 | 264.3 | 119 |
| 1953 | 257.3 | 124 |
| 1954 | 262.8 | 129 |
| 1955 | 269.2 | 134 |
| 1956 | 275.6 | 139 |
| 1957 | 235.9 | 144 |
| 1958 | 251.1 | 149 |
| 1959 | 275.9 | 155 |
| 1960 | 290.4 | 160 |
| 1961 | 311.6 | 166 |
| 1962 | 307.7 | 171 |
| 1963 | 295.4 | 176 |
| 1964 | 297.8 | 182 |
| 1965 | 301.8 | 187 |
| 1966 | 326.7 | 193 |
| 1967 | 323.3 | 198 |
| 1968 | 323.1 | 203 |
| 1969 | 328.1 | 209 |
| 1970 | 324.3 | 214 |
| 1971 | 319.8 | 219 |
| 1972 | 286.8 | 224 |
| 1973 | 300.5 | 230 |
| 1974 | 298.8 | 234 |
| 1975 | 289.5 | 239 |
| 1976 | 270.0 | 244 |
| 1977 | 266.6 | 249 |
| 1978 | 268.4 | 253 |
| 1979 | 260.9 | 258 |
| 1980 | 264.4 | 262 |
| 1981 | 269.6 | 267 |
| 1982 | 263.4 | 271 |
| 1983 | 265.3 | 275 |
| 1984 | 263.4 | 279 |
| 1985 | 268.5 | 282 |
| 1986 | 269.5 | 286 |
| 1987 | 275.5 | 289 |
| 1988 | 281.5 | 293 |
| 1989 | 280.7 | 296 |
| 1990 | 273.6 | 299 |
| 1991 | 282.7 | 302 |
| 1992 | 281.7 | 305 |
| 1993 | 270.1 | 308 |
| 1994 | 271.7 | 310 |
| 1995 | 274.7 | 313 |
| 1996 | 282.8 | 315 |
| 1997 | 288.9 | 318 |
| 1998 | 293.2 | 320 |
| 1999 | 295.8 | 322 |
| 2000 | 291.6 | 324 |
| 2001 | 286.6 | 326 |
| 2002 | 274.5 | 328 |
| 2003 | 275.1 | 329 |
| 2004 | 273.1 | 331 |
| 2005 | 278.6 | 333 |
| 2006 | 279.0 | 334 |
| 2007 | 283.7 | 336 |
| 2008 | 291.7 | 337 |
| 2009 | 297.8 | 338 |
| 2010 | 292.5 | 339 |
| 2011 | 299.0 | 341 |
| 2012 | 304.3 | 342 |
| 2013 | 306.7 | 343 |
| 2014 | 308.3 | 344 |
- ↑ a b c 新南威尔士州交通部 (2023-06-22). "公共交通出行 - 所有模式". www.transport.nsw.gov.au. 检索于 2024-03-03.
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