數字管家丨智慧賦能資源調控，重塑公交管理引擎
在城市軌道大規模成網運營、共享出行等新出行方式不斷涌現、市民出行需求日益多元化的背景下，地面公交發展面臨的內外環境愈發復雜，傳統治理方式難以應對如此多變的局面，變革的方法之一就是利用智慧化手段賦能行業轉型升級。本文在分析公交行業發展趨勢的基礎上，提出采用智慧化手段建立公交資源調控平臺，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提供借鑒參考。
01
發展趨勢
隨著中國城鎮化進入“下半場”，以往“重量輕質”的粗放式公交發展已不能滿足時代的要求。同時，城市軌道交通成網運營、信息技術快速發展，使公交行業呈現出前所未有的發展態勢。
1.核心價值：由注重設施規模轉為注重出行體驗和均等化服務
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發展，衡量城市公交發展水平的標準將由過去的線網里程、運力投放、站點覆蓋率等規模性指標，轉為出行體驗、可覆蓋的居住和就業崗位、公共服務資源可達性等服務質量指標。深圳市的公共交通基礎設施已較為完善，但小汽車45分鐘出行可獲得的就業機會仍是公共交通的3.9倍（見圖1），可見，僅注重設施規模的發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分鐘內可獲得的就業崗位數量
（資料來源：深城交模型測算）
2.業務流程：由依賴人工處理轉為智慧驅動
當前，深圳公交主管部門需要負責全市公交行業的規劃、建設和管理工作，包括900+條線路、1.6萬+輛公交車、3萬+名相關從業人員，工作負荷和難度遠超以往。為了提高業務辦理效率、減小管理人員壓力、增強決策的客觀性和科學性，政府的數字化轉型是必然的發展方向。
3.響應周期：由“遠期規劃+近期建設”的供需響應方式轉為實時供需響應
現代化信息技術驅動以及外部環境的變化莫測，導致城市公交需求變化周期大幅縮短，決策響應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%，后恢復到5月份的332萬人次/日的較穩定水平，也僅用3個月（見圖2）。傳統的“遠期規劃+近期建設”的決策模式，已難以應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，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）
（數據來源：《2020年度深圳市公共交通發展報告》）
02
發展目標
地面公交的智慧化升級需要以“持續觀測、全視角評估、科學推演”為核心能力，在系統建設和體制機制兩方面進行創新和探索。系統建設方面，通過指標體系的重構指導公交資源配置的科學化和精細化水平。體制機制方面，在業務流程再造、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指導公交資源配置優化
近年來，深圳市公交資源投入產出效益不斷下降、服務水平沒有明顯提升，在此背景下，依舊以總里程、站點覆蓋率、非直線系數等較為機械的、以規模為主的指標進行評估難以滿足行業發展轉型的要求。因此，要通過對海量公交數據的收集和整合，構建以服務質量和投入產出效益為主，設施規模為輔的指標體系，指導公交發展從重規模轉為重質量。
2.提高業務流程、方案制定、反饋方式的便利性和精準度
通過構建“監測-評估-方案-決策-管理”全過程的業務流程，大大縮減人工參與程度，讓行業主管部門從不停應對各級領導交代的任務和市民投訴中解放出來，有更多時間主動監測、診斷和解決行業痛點，推動各業務部門由“被動反饋”轉為“主動服務”。
線網優化、場站布局等方案制定，利用多源大數據綜合分析，實現自動規劃、評估、調整，大幅擺脫對技術人員經驗的依賴。并將方案調整結果以差異化的方式定向推送給不同群體，如線路調整后，會將調整方案及相關影響靶向推送給沿線受影響較大的社區，定向征求相關市民的意見。
圖3 傳統和智慧化方式在業務流程、方案制定、反饋方式上的差別
3.形成市民、政府、企業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、企業等多元參與主體的訴求，支持公交業務監管流程再造升級。市民層面，將其對公交行業的意見接入數據中樞，并進行分析和處理，將結果反饋給市民和行業主管部門。政府層面，打通分管市領導、局領導、局內主要業務處室、相關行政部門和轄區局之間的聯系，提供 “降噪”式的信息推送和業務辦理功能。企業層面，增強其在線網優化、設施調整、服務考核的參與度和話語權，提高其改革的內生動力。
圖4 智慧賦能實現多元主體共治
03
核心技術
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”的相關技術（見圖5），開展地面公交資源調控智慧系統的研究設計工作。
圖5 “感-知-判-算-治”技術框架
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，完善交通傳感網建設，攻克大數據與綜合交通普查融合技術，實現宏-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觀測，全面掌握城市、廊道、片區層面人的活動規律。尤其是已經實現基于公交車內視頻的公交乘客監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
2.知識提?。簭娘@性關聯關系的提取到隱形互動機理與規律的挖掘
構建交通知識圖譜，在人、運載工具、交通設施、城市功能、產業布局等信息之間建立關聯，協助決策者充分挖掘分析難以捕獲、經驗判斷難以揭示、藏匿于“冰山以下”的深層次規律?？衫每臻g范圍、線網類別等參數，支持“站-線-網”的人口、崗位等覆蓋水平評估，識別覆蓋盲區，為提高覆蓋均等化水平提供支撐。
3.綜合研判：從單階段、小尺度網絡的預測到多節點、大規模網絡的研判
攻克了基于大規模路網分布式并行計算策略的車道級短時預測技術，以城市底座、交通大腦建設為基礎，創建了“區域-城市-片區”多分辨率的交通網絡數字孿生世界，實現城市級公共交通網絡運行實時推演和管控能力，包括實時監測和推演公交車速、公交-小汽車速度比和客流比等短時數據（見圖7）。
圖7 公交、小汽車車速情況實時監測
4.協同計算：從長周期的數據分析到強大算力和秒級響應
為滿足全網信號及時調控、按需響應調度等場景的算力要求，采用“云-邊-端”協同計算的架構，科學動態配置計算資源，兼顧秒級響應能力和降低數據治理成本。通過強大算力，能夠實現對每個數據的溯源，實時反饋公交車到站時間、到站間隔、列車化等情況，實現從線路級到班次級的精細化服務水平評估，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”
基于大規模網絡實時在線動態推演模型，識別多層次協同關系，建立“節點-線路-網絡”的運行分析模型，顛覆傳統線網優化方式，改變調整速度慢、評估因素不全面等問題，同時對多個公交線網優化方案進行快速、準確評估，通過動態線路體檢排名，滾動實施“末位淘汰”，推動公交線網優化及一系列配套工作從“大步慢跑”向“碎步快跑”轉變。
結語
深城交研究設計的地面公交資源調控智慧系統不僅能全面、精準、實時反映公交運營狀況，還實現了業務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代化向前邁進。
深城交深耕公交行業二十余年，對公交改革有著深入的思考，并通過大數據、模型研發、新技術等手段，形成了一套以公交資源管控平臺為支撐，集“規劃+方案+設計+實施+評估”為一體的公交全周期服務體系。展望未來，深城交將繼續以“讓交通與城市更美好”為愿景，助力政府部門以數據驅動城市治理升級，為國家推進治理體系和治理能力現代化提供先行示范。