數(shù)字管家丨智慧賦能資源調(diào)控，重塑公交管理引擎
在城市軌道大規(guī)模成網(wǎng)運營、共享出行等新出行方式不斷涌現(xiàn)、市民出行需求日益多元化的背景下，地面公交發(fā)展面臨的內(nèi)外環(huán)境愈發(fā)復(fù)雜，傳統(tǒng)治理方式難以應(yīng)對如此多變的局面，變革的方法之一就是利用智慧化手段賦能行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。本文在分析公交行業(yè)發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，提出采用智慧化手段建立公交資源調(diào)控平臺，以解決當前面臨的一系列管理問題，為我國其它城市地面公交的智慧化建設(shè)提供借鑒參考。
01
發(fā)展趨勢
隨著中國城鎮(zhèn)化進入“下半場”，以往“重量輕質(zhì)”的粗放式公交發(fā)展已不能滿足時代的要求。同時，城市軌道交通成網(wǎng)運營、信息技術(shù)快速發(fā)展，使公交行業(yè)呈現(xiàn)出前所未有的發(fā)展態(tài)勢。
1.核心價值：由注重設(shè)施規(guī)模轉(zhuǎn)為注重出行體驗和均等化服務(wù)
為了貫徹以人民為中心的理念，支撐城市競爭力提升和可持續(xù)發(fā)展，衡量城市公交發(fā)展水平的標準將由過去的線網(wǎng)里程、運力投放、站點覆蓋率等規(guī)模性指標，轉(zhuǎn)為出行體驗、可覆蓋的居住和就業(yè)崗位、公共服務(wù)資源可達性等服務(wù)質(zhì)量指標。深圳市的公共交通基礎(chǔ)設(shè)施已較為完善，但小汽車45分鐘出行可獲得的就業(yè)機會仍是公共交通的3.9倍（見圖1），可見，僅注重設(shè)施規(guī)模的發(fā)展無法使公共交通在出行體驗和可達性方面較小汽車更有競爭力。
圖1 深圳小汽車和公共交通45分鐘內(nèi)可獲得的就業(yè)崗位數(shù)量
（資料來源：深城交模型測算）
2.業(yè)務(wù)流程：由依賴人工處理轉(zhuǎn)為智慧驅(qū)動
當前，深圳公交主管部門需要負責全市公交行業(yè)的規(guī)劃、建設(shè)和管理工作，包括900+條線路、1.6萬+輛公交車、3萬+名相關(guān)從業(yè)人員，工作負荷和難度遠超以往。為了提高業(yè)務(wù)辦理效率、減小管理人員壓力、增強決策的客觀性和科學性，政府的數(shù)字化轉(zhuǎn)型是必然的發(fā)展方向。
3.響應(yīng)周期：由“遠期規(guī)劃+近期建設(shè)”的供需響應(yīng)方式轉(zhuǎn)為實時供需響應(yīng)
現(xiàn)代化信息技術(shù)驅(qū)動以及外部環(huán)境的變化莫測，導(dǎo)致城市公交需求變化周期大幅縮短，決策響應(yīng)鏈條和周期也大幅縮短。例如，受疫情影響，深圳市公交客運量從2019年12月的423萬人次/日下降至2020年2月的45萬人次/日，3個月時間降幅達到近60%，后恢復(fù)到5月份的332萬人次/日的較穩(wěn)定水平，也僅用3個月（見圖2）。傳統(tǒng)的“遠期規(guī)劃+近期建設(shè)”的決策模式，已難以應(yīng)對瞬息萬變的供需特征，需要利用智慧化手段進行實時分析，為決策提供依據(jù)，以避免因決策滯后而造成巨大的損失。
圖2 新冠疫情前后深圳公交客運量變化情況（單位：萬人次/日）
（數(shù)據(jù)來源：《2020年度深圳市公共交通發(fā)展報告》）
02
發(fā)展目標
地面公交的智慧化升級需要以“持續(xù)觀測、全視角評估、科學推演”為核心能力，在系統(tǒng)建設(shè)和體制機制兩方面進行創(chuàng)新和探索。系統(tǒng)建設(shè)方面，通過指標體系的重構(gòu)指導(dǎo)公交資源配置的科學化和精細化水平。體制機制方面，在業(yè)務(wù)流程再造、多元主體共治等方面形成一套治理范式。
1.基于評價指標體系重構(gòu)指導(dǎo)公交資源配置優(yōu)化
近年來，深圳市公交資源投入產(chǎn)出效益不斷下降、服務(wù)水平?jīng)]有明顯提升，在此背景下，依舊以總里程、站點覆蓋率、非直線系數(shù)等較為機械的、以規(guī)模為主的指標進行評估難以滿足行業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型的要求。因此，要通過對海量公交數(shù)據(jù)的收集和整合，構(gòu)建以服務(wù)質(zhì)量和投入產(chǎn)出效益為主，設(shè)施規(guī)模為輔的指標體系，指導(dǎo)公交發(fā)展從重規(guī)模轉(zhuǎn)為重質(zhì)量。
2.提高業(yè)務(wù)流程、方案制定、反饋方式的便利性和精準度
通過構(gòu)建“監(jiān)測-評估-方案-決策-管理”全過程的業(yè)務(wù)流程，大大縮減人工參與程度，讓行業(yè)主管部門從不停應(yīng)對各級領(lǐng)導(dǎo)交代的任務(wù)和市民投訴中解放出來，有更多時間主動監(jiān)測、診斷和解決行業(yè)痛點，推動各業(yè)務(wù)部門由“被動反饋”轉(zhuǎn)為“主動服務(wù)”。
線網(wǎng)優(yōu)化、場站布局等方案制定，利用多源大數(shù)據(jù)綜合分析，實現(xiàn)自動規(guī)劃、評估、調(diào)整，大幅擺脫對技術(shù)人員經(jīng)驗的依賴。并將方案調(diào)整結(jié)果以差異化的方式定向推送給不同群體，如線路調(diào)整后，會將調(diào)整方案及相關(guān)影響靶向推送給沿線受影響較大的社區(qū)，定向征求相關(guān)市民的意見。
圖3 傳統(tǒng)和智慧化方式在業(yè)務(wù)流程、方案制定、反饋方式上的差別
3.形成市民、政府、企業(yè)多元利益主體共治的新局面
以智慧化手段，綜合處理、分析和反饋市民、政府、企業(yè)等多元參與主體的訴求，支持公交業(yè)務(wù)監(jiān)管流程再造升級。市民層面，將其對公交行業(yè)的意見接入數(shù)據(jù)中樞，并進行分析和處理，將結(jié)果反饋給市民和行業(yè)主管部門。政府層面，打通分管市領(lǐng)導(dǎo)、局領(lǐng)導(dǎo)、局內(nèi)主要業(yè)務(wù)處室、相關(guān)行政部門和轄區(qū)局之間的聯(lián)系，提供 “降噪”式的信息推送和業(yè)務(wù)辦理功能。企業(yè)層面，增強其在線網(wǎng)優(yōu)化、設(shè)施調(diào)整、服務(wù)考核的參與度和話語權(quán)，提高其改革的內(nèi)生動力。
圖4 智慧賦能實現(xiàn)多元主體共治
03
核心技術(shù)
為了全面推動公交改革、提高公交資源配置效率，深城交基于“感-知-判-算-治”的相關(guān)技術(shù)（見圖5），開展地面公交資源調(diào)控智慧系統(tǒng)的研究設(shè)計工作。
圖5 “感-知-判-算-治”技術(shù)框架
1.全息感知：從群體特征的模糊掌握到個體特征的精細還原
通過共享、共建等方式，完善交通傳感網(wǎng)建設(shè)，攻克大數(shù)據(jù)與綜合交通普查融合技術(shù)，實現(xiàn)宏-中-微觀“人-車-路-交通事件”特征的全息提取、軌跡完整還原以及持續(xù)觀測，全面掌握城市、廊道、片區(qū)層面人的活動規(guī)律。尤其是已經(jīng)實現(xiàn)基于公交車內(nèi)視頻的公交乘客監(jiān)測跟蹤算法及乘客重識別算法（見圖6），獲取乘客精準OD，從而告別傳統(tǒng)的利用IC卡粗略估算公交乘客OD。
圖6 基于視頻識別精準公交OD技術(shù)
2.知識提取：從顯性關(guān)聯(lián)關(guān)系的提取到隱形互動機理與規(guī)律的挖掘
構(gòu)建交通知識圖譜，在人、運載工具、交通設(shè)施、城市功能、產(chǎn)業(yè)布局等信息之間建立關(guān)聯(lián)，協(xié)助決策者充分挖掘分析難以捕獲、經(jīng)驗判斷難以揭示、藏匿于“冰山以下”的深層次規(guī)律?？衫每臻g范圍、線網(wǎng)類別等參數(shù)，支持“站-線-網(wǎng)”的人口、崗位等覆蓋水平評估，識別覆蓋盲區(qū)，為提高覆蓋均等化水平提供支撐。
3.綜合研判：從單階段、小尺度網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測到多節(jié)點、大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的研判
攻克了基于大規(guī)模路網(wǎng)分布式并行計算策略的車道級短時預(yù)測技術(shù)，以城市底座、交通大腦建設(shè)為基礎(chǔ)，創(chuàng)建了“區(qū)域-城市-片區(qū)”多分辨率的交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生世界，實現(xiàn)城市級公共交通網(wǎng)絡(luò)運行實時推演和管控能力，包括實時監(jiān)測和推演公交車速、公交-小汽車速度比和客流比等短時數(shù)據(jù)（見圖7）。
圖7 公交、小汽車車速情況實時監(jiān)測
4.協(xié)同計算：從長周期的數(shù)據(jù)分析到強大算力和秒級響應(yīng)
為滿足全網(wǎng)信號及時調(diào)控、按需響應(yīng)調(diào)度等場景的算力要求，采用“云-邊-端”協(xié)同計算的架構(gòu)，科學動態(tài)配置計算資源，兼顧秒級響應(yīng)能力和降低數(shù)據(jù)治理成本。通過強大算力，能夠?qū)崿F(xiàn)對每個數(shù)據(jù)的溯源，實時反饋公交車到站時間、到站間隔、列車化等情況，實現(xiàn)從線路級到班次級的精細化服務(wù)水平評估，最大程度減少大間隔和串車，保證運行的可靠性。（見圖8）
圖8 公交車實施運營組織情況
5.精細治理：從“大步慢跑”到“碎步快跑”
基于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)實時在線動態(tài)推演模型，識別多層次協(xié)同關(guān)系，建立“節(jié)點-線路-網(wǎng)絡(luò)”的運行分析模型，顛覆傳統(tǒng)線網(wǎng)優(yōu)化方式，改變調(diào)整速度慢、評估因素不全面等問題，同時對多個公交線網(wǎng)優(yōu)化方案進行快速、準確評估，通過動態(tài)線路體檢排名，滾動實施“末位淘汰”，推動公交線網(wǎng)優(yōu)化及一系列配套工作從“大步慢跑”向“碎步快跑”轉(zhuǎn)變。
結(jié)語
深城交研究設(shè)計的地面公交資源調(diào)控智慧系統(tǒng)不僅能全面、精準、實時反映公交運營狀況，還實現(xiàn)了業(yè)務(wù)流程再造和多元利益主體共治，促進城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化向前邁進。
深城交深耕公交行業(yè)二十余年，對公交改革有著深入的思考，并通過大數(shù)據(jù)、模型研發(fā)、新技術(shù)等手段，形成了一套以公交資源管控平臺為支撐，集“規(guī)劃+方案+設(shè)計+實施+評估”為一體的公交全周期服務(wù)體系。展望未來，深城交將繼續(xù)以“讓交通與城市更美好”為愿景，助力政府部門以數(shù)據(jù)驅(qū)動城市治理升級，為國家推進治理體系和治理能力現(xiàn)代化提供先行示范。