近年来，在新出行方式兴起及新冠疫情冲击下，我国大多数城市都面临着地面公交客流显著下降的难题。要提高公交出行的吸引力，降本增效、科学合理的公交线网布局是公交系统效能提升的关键。当前线网优化过程中往往关注于某条线路的设计，未能实现系统性优化公交网络，借助网络效应拓展公交可达性。但由于公交系统的复杂性，线网优化涉及的要素及参数众多，传统的单独利用TransCAD软件难以真实反映线路优化的制约因素和优化后的效果。因此，在实际开展公交线网优化工作中，探索采用ArcGIS与TransCAD双平台搭建城市公交模型，发挥GIS平台空间关系清晰与多源要素融合便捷，TC平台线网布局灵活及分析方法成熟的各自优势，实现对公交系统的协同分析。同时，在双平台搭建过程中，通过坐标的严格统一，也可实现平台间元素间互通互用。
（1）GIS平台简介
GIS分析平台：地理信息系统（Geographic Information System，GIS），能综合分析道路长度等级与通行能力、交通量、交通分区等方方面面因素，利用系统提供的空间分析功能优化交通网络，可创建分区图和路网图，实现交通可视化、专题地图、信息查询、报表输出等丰富的地理信息功能。GIS在公交应用层面，可实现公共交通可达性、公交服务覆盖强度、城区人口/岗位分布等分析，为公交线网方案提供数据支撑。
GIS分析平台的常规应用
（2）GIS平台模型构建
基于拓扑关系结构的精准路网搭建，通过构建时间成本参数、修正并检查错误节点、添加拓扑规则以及创建拓扑关系，精准的路网构建为GIS与TC平台分析的数据基础。 实现公交站点信息与路网连接，通过公交站点纠偏，避免公交站点POI数据的点位偏移问题从而导致数据分析以及交通建模结果误差较大，之后创建POI连杆，将POI服务点与道路网络进行关联，保证数据分析、可达性评估等操作的可行性。 -
交通小区栅格化，构建与手机信令栅格匹配的交通小区，将交通需求产生的交通出行量与公交站点、POI点、道路线网、公交线网等地理信息数据与手机信令数据等交通出行数据等进行匹配与连接。
扬州、徐州GIS平台模型构建示意图
（3）GIS平台路网建模中的难点
徐州市原始道路数据
数据的处理包括：图层坐标转化与合并、道路数据清洗、交通网络构建
1.图层坐标转化与合并
由于网络获取的数据为地理坐标，无法在ArcGIS软件中进行距离等一系列的计算，因此，首先需要将数据加载至软件后，利用“投影”工具，将数据转换为投影坐标。同时由于不同道路类别数据为多个图层，为简化后续的重复操作需利用“合并”工具将不同道路等级图层进行合并。
图层合并工具（ArcGIS）
利用获取数据自带的数据属性（NAME字段），对合并道路数据进行初步数据清洗。通过“按属性选择”工具，使用“LIKE”函数，对空值，以及包括“出口”、“入口”、“服务区”、“步行街”等字段的数据进行删除。而数据中名称相同的道路被分割成多个线段，需利用“融合”工具，对相同道路的多个线段进行合并。
按属性选择工具
数据中存在双线道路，在进行融合操作后，在同一条道路的双线数据包含在同一要素内，因此，为进行单线处理，需保证同一条道路的双线拥有共同的标识字段。通过在融合道路图层添加“标识”字段，并利用字段计算器赋值，再通过拆分多部件要素工具“”，对双线道路进行拆分。
添加标识字段
合并分开的道路工具（ArcGIS）
最终道路数据
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（a）创建路网数据集 |
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基于上述操作最终构建成的道路网络数据模型，就可实现与TransCAD软件的相互连通。
TC平台公交网络模型构建示意图
在模型基础完备的条件下，采用SUE模型（随机用户均衡法）进行分配。通常情况下，SUE 分配程序比确定性的UE 分配模型的结果更接近现实，因为SUE 允许使用吸引力小的路径，也可以使用吸引力较大的路径。由于该方法的特点，需要使用较多次数的迭代循环，最终获取分配结果。
模型校验的最终结果是获得符合城市现状的合理分配参数与公交出行需求OD，通过多次循环校验后，最终将得到合理分配参数与出行OD。
TransCAD本质上就是一款基于GIS的交通模型软件包，其完全集成了地理信息系统（GIS）和需求模型功能，这也是两大平台能够在统一坐标、统一底图、统一底数的情况下，实现较好融合的关键所在。针对公交线网优化而言，利用ArcGIS平台提供强大的网络分析技术，以及TransCAD平台针对需求预测、公共交通等领域的专业应用模块已可较好实现对城市级公共交通系统的准确分析和评价，并有力支撑线网优化方案的制定及后评估的相关工作。而对于两大平台融合技术的挖潜远不止如此，目前跨平台之间的数据逻辑一致性问题仍然存在，如何在国土空间规划寻求“一张图”大背景下，建立属于公交领域的可滚动、可持续、可复制的“一个平台”，将是接下来的工作重点。
