運輸部署案例集/2014/美國快速公交

定性分析

介紹 - 模式描述

快速公交 (BRT) 是一種 (非常一般地說) 運營具有火車功能的公共汽車。BRT 是一種基於公共汽車的交通系統，提供及時、舒適且經濟高效的交通 。因為 BRT 是基於公共汽車的，但也包括許多區別於普通路線公共汽車服務的火車式功能，因此它本質上是多種模式的混合體，沒有真正的定義或與所有其他交通模式的排他性。出於這個原因，在美國，人們通常在提到 BRT 時會加上一個描述性的說明，例如動脈 、高速公路 、專用導軌等。雖然快速公交的實施方式多種多樣，但也有一些特徵描述了理想的運營方式。交通與政策部署研究所 (ITDP) 使用以下指標來定義 BRT 的理想運營方式

• 專用和獨享路權
• 無支線的路線
• 中心執行的公共汽車道，沒有交通衝突 (例如轉彎道)
• 標誌性車站
• 車外收費
• 包括交通訊號優先的交叉路口處理
• 站臺式登車
• 高頻率和服務範圍，乘客無需檢視時間表

雖然快速公交是基於公共汽車的，但該模式的特性消除了普通路線公共汽車的主要延誤原因，從而使 BRT 比普通公共汽車服務更可靠、更方便、更快。此外，快速公交不需要像輕軌那樣投入大量資金 (接觸網、獨立的運營和維護設施、列車本身)，使其成為火車具有成本效益的競爭對手。

歷史/場景/發明

有軌電車被普通路線公共汽車取代，同時汽車擁有量增加，為快速公交的誕生奠定了基礎。隨著汽車成為中產階級的主要交通工具，公共汽車越來越不受歡迎。總體而言，交通在 1950 年代至 1980 年代一直在下降；1900 年代初至 1950 年代的有軌電車時代是人均交通里程的巔峰時期。在 1945 年至 1958 年期間，全國公共交通年客運量從 350 億下降到 120 億，公共汽車取代了有軌電車線路。 。郊區化正在將人們從交通工具吸引到私人汽車。

隨著客運量的下降，公共汽車 (當時占主導地位的交通方式) 遭受了損失。交通機構資金短缺，無法依賴售票箱來支付運營成本。越來越多的乘客是“被動”乘客，因為有能力避免乘坐公共汽車的人購買了私人汽車。客運量的下降，加上人們認識到汽車擁有量不可能長期成為整個社會可持續的選擇，促使聯邦政府介入。自 1970 年代以來，聯邦交通管理局 (FTA) 一直是交通大型資本專案的首要資金來源。 在早期階段，這些資金主要用於鐵路專案。然而，隨著時間的推移和資金的減少，FTA 開始除了資助輕軌或重軌交通外，還開始資助快速公交。

此外，在 1970 年代和 1980 年代，許多高質量的快速公交國際案例得到實施，包括庫裡提巴的綜合交通網路和波哥大的千禧年快速公交。許多美國頂級交通官員在 1990 年代前往國際系統，以學習國際成功經驗。

在幾十年後幫助 BRT 創新的最初發明是 1939 年芝加哥的第一條專用公共汽車道 (Weinstock 13)，以及 1973 年洛杉磯的埃爾蒙特公交專線。埃爾蒙特公交專線通常被認為是美國第一個快速公交系統。

早期市場發展

1970 年代是 BRT 創意生成 (特別是專用公共汽車道) 繁忙的十年。

1973 年，洛杉磯開通了一條長 11 英里的公交專線，名為埃爾蒙特公交專線。這再次是為了減少交通延誤帶來的公共汽車運營成本。交通擁堵非常嚴重；這條公交專線將能夠連線洛杉磯市中心的交通。

1977 年，賓夕法尼亞州匹茲堡開通了南公交專線，以應對交通擁堵。這條長 4.3 英里的專用公交專線是該市對升級有軌電車系統的妥協。 這條走廊旨在將西郊的居民帶入市中心。實施專用公交專線是為了透過消除擁堵造成的延誤來降低運營成本。這條公交專線被認為是成功的，匹茲堡正在規劃未來的公交專線，包括東公交專線。

在 1970 年代，華盛頓特區建造了一條公交專線，後來被改造成高乘車量車道。 1970 年代，美國東北部建造了各種各樣的其他公交專線。

政策在孕育階段的作用

年份：1980 年 - 2000 年 在推出專用公共汽車道的同時，全國各地也推出了新的豪華火車系統。舊金山灣區快速交通系統 (BART) 等新的地鐵系統或舊地鐵系統的改造，在當時獲得了聯邦政府的大部分交通資金。與升級市中心的公共汽車相比，為郊區建設昂貴的交通系統更受歡迎。在這個時代，那些乘坐公共汽車和那些乘坐火車的人之間存在著進一步的鴻溝，這是由於模式資金的空間錯配造成的。

然而，許多希望透過這些改進保持交通行業競爭力的城市正在尋找快速公交式理念作為成本效益的解決方案。

模式的增長

作者估計美國 BRT 的增長階段從 2001 年持續到 2025 年。一種模式的增長階段表明該模式的實施呈指數級增長。在這個階段，模式會發生大量的創新和變化。

在世紀之交的成長階段初期，一個重要的的人口趨勢逐漸浮出水面。儘管郊區發展仍在持續，但速度明顯放緩。嬰兒潮一代和千禧一代顯示出想要更都市化生活方式的跡象。 公共運輸，而不是依賴汽車，開始在都市規劃中變得更加重要。人均汽車行駛里程在過去大部分時間裡一直在下降， 表明這一趨勢在金融危機期間加劇，但不僅僅是金融危機造成的（這一趨勢在金融危機之前就已開始）。

許多城市都轉向巴士快速運輸（BRT）來應對不斷變化的出行模式，以及對抗郊區蔓延和汽車依賴。巴士快速運輸在金融危機之後尤其受到歡迎，因為市政當局意識到預算的重要性， 因為BRT可以成為輕軌的經濟有效替代方案。

許多BRT系統在2000年代開始在美國出現。洛杉磯開通了銀線，克利夫蘭開通了健康線，堪薩斯城開通了MAX，尤金開通了EmX。這些系統經常被認為是美國最初的BRT系統。最初的系統使用了類似的政策和部署策略，以區分其與普通巴士。

• 至少部分專用軌道，將巴士與普通交通隔開
• 下車刷卡
• 平臺式乘車
• 在繁忙、密集的走廊中提供高頻服務，以補充現有的公共運輸
• 一個聰明且引人注目的營銷方案，吸引選擇性乘客使用該系統

隨著這種模式的發展，一些特點正在受到影響。雖然下車刷卡仍然是BRT模式的堅守陣地，但平臺式乘車和專用軌道在許多時候被省略。雙城地區正在規劃一個沒有專用軌道的幹線BRT系統，但它會對街道進行一些幾何改動，以改善巴士體驗並加快執行速度。根據熱衷於巴士快速運輸的愛好者表示，這不是巴士快速運輸。然而，這確實突出了這種模式在成長階段的發展。

隨著巴士快速運輸的變化，相關政策決策也隨之變化。許多區域規劃機構，包括雙城地區的大都會委員會，都定義了不同型別的巴士快速運輸，以便為模式的每種變異分配不同的資金。然而，其他機構則決定避免定義這種模式，表示定義會阻礙實現提高乘客量、減少出行時間和運營成本最終目標的程序。例如，聯邦交通局（FTA）提供了關於BRT實施的指導方針，但並沒有因為某些專案缺少或存在某些元素而拒絕其將自己稱為BRT。 巴士快速運輸的廣泛定義，加上其能夠以經濟有效的方式解決交通挑戰和趨勢的能力，使其在成長階段非常受歡迎。

成熟階段的發展

巴士快速運輸的成熟階段尚未開始，但估計該模式將在大約2040年成熟。當巴士快速運輸成熟時，我們可以預期看到各種政策影響。由於這種模式的普及，它很可能會被進一步定義和縮小，以便可以在許多競爭機構之間公平地分配資金。這種定義將限制模式可能發生的創新，並且可能會使許多走廊的實施成本比成長階段高得多。此外，BRT在這個時期很可能會更加主流，甚至可能修改了當今公共運輸系統的整個理論基礎。例如，雙城地區正在計劃改變其走廊中的公共運輸模式，這些走廊將包括BRT。與依靠普通路線全天候提供高頻服務並在高峰時段增加有限停靠站路線不同，幹線BRT將成為走廊中全天候的主要服務，而低頻普通路線巴士則用於填補停站間距。這種模式可能會在BRT成熟階段在全國各地變得更加流行，因為BRT的建設基本完成，這種模式的創新很少。

定量分析

用於分析美國巴士快速運輸生命週期的資料來自全國巴士快速運輸協會。 雖然此資料來源會不斷更新，以反映當前和歷史的BRT發展，但作者使用Google、新聞文章和其他次級資料來源填補了部分走廊狀態指標。

資料注意事項

該資料集在識別巴士快速運輸走廊方面非常全面，但它在完成所有相關資訊的方面卻不完整。一些走廊擁有所有選項和標準，而其他走廊只描述了一些標準。雖然使用巴士快速運輸系統的資本成本可能是一個更具描述性的狀態指標，但成本資料極其不完整。里程或走廊的長度則要完整得多，而且對於那些缺少該資料的走廊，估算起來也相對容易。乘客量也應該是BRT生命週期的更好指標，但與資本成本類似，這些數字也不完整。該資料集包含了美國所有主要的BRT走廊。實際上，它可能過於包容。該資料與BRT的定義不一致，它選擇允許任何將自己描述為BRT的走廊都包含在資料集中。似乎大多數走廊，即使是那些只具備BRT實施理想標準中的一兩個的走廊，只要它們自己聲稱是「BRT」，就會被包含在資料集中。隨著BRT實施的越來越多樣化，隨著時間的推移，尋找有關BRT的全面資料將越來越具有挑戰性，因為擁有BRT元素的普通路線會繼續被標記為「BRT」，無論它們是否真正是真正的系統。

方法

已實施的BRT走廊的長度是選擇用於分析美國BRT生命週期的狀態指標。美國BRT的總公里數隨著時間的推移穩步增加，通常遵循S曲線的初始（遞增）部分（圖1）。在三引數邏輯函式中使用此資料，建立了一個預測的生命週期。S(t) = K/[1+exp(-b(t-t0)] 其中

• S(t) 是狀態指標（即已實施的BRT走廊的公里數）
• t 是時間（即年份）
• t0 是拐點時間（達到1/2 K的年份）
• K 是飽和狀態水平，或系統過於成熟的年份
• b 是描述曲線陡峭程度的係數

分析和結果

表1：美國BRT實施公里數的曲線擬合分析

估計各種飽和值 (K) 的結果如表 1（左）所示。

最佳擬合模型得出的飽和狀態為 4200 公里（承載能力）。模型中達到飽和狀態一半的拐點發生在 2013 年。成熟期大約始於 2040 年（增長顯著放緩，模式改進減少）。

雖然該模型準確地預測了美國BRT的整體趨勢（隨時間推移的指數增長），但它在實際上對大多數十年的個別預測都是錯誤的（表 2，右）。在 1970 年至 1990 年之間，該模型低估了已實施的巴士快速運輸公里數，而在 1995 年至 2013 年之間，該模型高估了已實施的巴士快速運輸公里數。這表明了一個良好的最小二乘模型：正誤差和負誤差相互抵消，以達到可能的最小值。該模型的R-squared值也非常高，為0.937（值為1表示該模型是一個完美的擬合，資料沒有偏離模型）。

表 2：美國BRT實施公里的實際值和預測值