编者按
大连理工大学经济管理学院刘锴教授近日接受《人民公交》专访,谈城市公共交通行业绿色转型。现转发全文。
Q1
《人民公交》:请您介绍一下您在城市公共交通行业的研究领域和研究成果,您对目前城市公交企业造血自救有哪些好的建议?
刘锴:我的研究兴趣偏重于基于个人出行行为的公交系统优化和运营管理,近年来重点关注了城市公交电动化转型和灵活公交运营等方向。其中针对城市公交电动化转型,在提高精确化电能能耗预测和充电持续时长的基础上,研发了考虑实际运营需求和电池寿命衰退的大规模公交充电管理——运营调度一体化系统,提供了面对大量不确定因素的鲁棒解决方案。针对灵活公交运营需求,我们跟踪了10 年20 多个城市定制公交的发展历程,调查研究了定制公交使用者的多类出行需求时空特征及长期演化,定量分析了定制公交忠诚用户的影响因素以及运营要素的边界条件,同时也开发了满足不同需求响应策略的公交线路设计和运营算法。
我国公交企业正在面临巨大的经营压力,由于近年来私家车的快速普及和网约出行服务的迅猛扩张,城市公交系统的分担率呈现了不可逆的下降趋势。公交企业可以通过设置需求响应线路或者面向企业的定制化出行服务,把握出行者个性化需求,提高公交供给灵活性和服务范围。同时,公交企业可以应用信息技术和人工智能方法,动态调整运营策略(例如跳站运行、多线路联合运营等),进一步用好公交道路优先使用权,提高服务水平和服务效率。
Q2
《人民公交》:在城市和区域规划的研究中,交通规划无疑是一个前置重要的环节,它的重要性体现在哪些方面?您认为城市公交企业如何参与到城市的交通规划中,科学的交通规划对城市公共交通行业的促进作用表现在哪些方面?
刘锴:这个问题很大,也很难用几句话概括。城市规划学者往往把交通系统看成城市的骨架,交通领域学者更进一步认为交通网络是城市的血管和神经网络,从这些类比中可以看出交通规划的重要性。
公交企业参与到城市交通规划,可以更加合理的设置公交专用车道、开展公交枢纽和站场的规划建设等。科学的交通规划在微观层面可提高公交运营效率和各类设施的可达性,最明显的效果就是缓解最后一公里不便利的问题,减少多方式联合出行的换乘时间,提高公交出行者满意度和忠诚度。在宏观层面科学的交通规划将有助于促进区域一体化发展,增强经济活力,提高社会包容性。
Q3
《人民公交》:您曾深入参与的金州新区“十三五”新能源汽车产业链发展战略研究中,您如何理解新能源汽车产业链与公共交通行业的深度融合,最终实现协同发展,以推动整个行业的绿色转型?
刘锴:大连市金州新区2015 年启动了“十三五”新能源汽车产业链发展战略研究,旨在提前有效布局新能源汽车全产业链条,提升产业聚集度,激发产业创新性,目前已经成为全国氢能车载电池的重要研发和应用基地。大连市在东北地区也是最早全面推进公交行业电动化转型的城市,促进了充电基础设施的快速普及,新能源微公交、自动驾驶电动公交也都开展运营或试运营,从能源结构和需求响应服务等方面不断推进公交行业的绿色转型。
Q4
《人民公交》:在构建大连市绿色交通体系研究中,您认为绿色交通体系的核心要素是什么?大连市在推进绿色交通方面有哪些值得借鉴的经验和做法?
刘锴:大城市绿色交通体系的核心要素是绿色的交通供给、绿色出行需求,以及供需动态平衡。
虽然大连市绿色交通发展仍然有一些不足,但是近10年来有一些较好的经验,包括:根据公共交通导向型(TOD)发展理念开展骨干路网与轨道交通系统的规划建设,积极推进地面公交与轨道交通线路协同发展,大力支持和保障创新型灵活公交和定制公交项目落地和运营,不断提升道路交通智能管控水平、完善智能公交调度和管理等。这些措施相互作用,不断提升城市的绿色交通供给能力、树立绿色出行理念,培养市民潜意识绿色出行习惯,形成良性循环。
Q5
《人民公交》:随着电动汽车技术的日益成熟和共享经济的蓬勃发展,电动汽车分时租赁模式正逐渐崭露头角。结合城市公共交通体系,电动汽车分时租赁应如何与其协同,以提供更加便捷、高效的出行服务?在整合和优化城市交通资源方面,电动汽车分时租赁有哪些潜在的优势和挑战?
刘锴:电动汽车分时租赁已经在国内外众多城市开展大规模运营,在有些城市的运营效果较好,能够把握固定的使用群体,而且利用率较高,符合共享经济的特点。
电动汽车分时租赁系统需要同时考虑站场(充电)资源和运力资源的高效利用,应当与其他交通运输模式共享和优化资源利用,例如,可以跟轨道交通(公交)枢纽共享站场(充电)时空资源,同时与其他交通模式形成高效出行链,通过共享资源和联合运营必然提高交通出行的可靠性和服务水平。
多模式出行系统除了面临成本分摊和利益清算等难题之外,多个系统在运营过程中的信息互通和需求响应也是资源共享的关键,是目前面临的最大挑战。
Q6
《人民公交》:去年在“定制公交用户忠诚度与持续选择行为”报告中,您提到了定制公交在提高城市公共交通效率、便利性以及满足用户出行需求等方面的优势。请您谈谈在实际应用中,如何制定更加精准的定制公交服务策略?同时,您认为在定制公交服务的设计和运营过程中,还有哪些因素是需要特别关注和考虑的?
刘锴:定制公交是大数据和移动互联技术普及后的新型公交服务模式,其成功运营的核心要素是精准需求识别和快速需求响应,由于面临不同类型的出行需求和不同习惯的出行群体,自2013 年青岛和北京首次开通以来,这种模式经历了快速成长—逐步衰退—震荡均衡几个阶段,未来仍有机会找到新的增长路径,需要从基础数据平台、个性化服务设计等方面做好准备,充分拥抱和应用人工智能新技术,因地制宜开展定制公交高水平服务。
面向个性化需求响应而开展定制公交线路设计及调整的灵活性、运营过程中服务水平与乘客满意度的交互机制等因素需要引起特别关注。
Q7
《人民公交》:前不久,您在城市公交新能源充电设施建设与长效运营发展论坛中提到了“车桩源一体化的平台” 发展,能否给我们读者分享下这个平台是如何实现各种网络(如充电网络、车辆网络和线路一体化运营网络)之间的协同优化的?此外,对于目前电动公交充电和运营中存在的难点,您认为通过一体化平台能有哪些针对性的建议?
刘锴:城市公交领域通过“车桩源一体化平台”可以实现电动公交车、充电桩和电网之间的高效协同,优化资源配置,提高能源利用效率。建立统一的数据平台, 实现车辆状态、电池健康、充电需求、电网负荷等信息的实时收集与共享。开发智能调度算法,根据电网负荷、充电资源分布和电动公交充电需求,动态调整充电桩的运行模式和车辆的充电时间。此外建立统一的技术标准和运营规范,确保车桩源一体化平台的安全性和可靠性,建立健全的安全防护措施和应急响应机制。
电动公交充电和运营面临智能调度灵活性不高、充电设施服务质量不稳、车载电池的衰退不可控等问题。通过一体化平台可以提供全面解决方案。例如,建立基于需求响应的动态预测和调度方案,动态监测车辆电池健康水平,识别充电桩异常状态,设置智能控制策略。同时利用储能系统作为缓冲,平衡充电需求与电网供应,提高系统对可再生能源的吸纳能力。
Q8
《人民公交》:在交通节能减排方面,您认为哪些策略或技术最具潜力?针对城市交通节能减排,您认为除了技术手段外,还有哪些社会、经济或政策层面的措施可以发挥重要作用?
刘锴:交通工具的节能减排改造、交通系统能源结构的改变以及因地制宜的奖惩机制都对我国交通领域节能减排产生显著的贡献。我国公交领域的全面电动化转型为交通节能减排作出表率,按照全国60 多万台电动公交车每天运营100 公里计算,每年可至少减排1000 万吨二氧化碳。同时,交通领域率先实现电动化也间接推进了全国能源结构的清洁化转型,太阳能、风能、水力发电等清洁能源的比重快速提升。
从策略上应当结合鼓励+ 收费的模式,鼓励出行者和运输从业人员“精打细算”能耗账单,并对交通运输领域非必要能耗和排放进行高额收费,同时鼓励广大市民自愿绿色出行,把社会、经济和环境外部效益折现返还给绿色出行者。
Q9
《人民公交》:面对交通强国战略和智慧城市发展目标,您对未来公共交通发展的趋势有何预测?大数据、云平台、运筹优化及深度学习等技术在推进智慧城市和智能交通系统发展中扮演了怎样的角色?
刘锴:我国城市公交优先发展已经成为交通行业的共识,未来公共交通将迎来智能化变革,包括自动驾驶、模块化车列系统、无线充电等技术都将结合公交系统,实现更加便利和及时响应的个性化服务。
大数据、云平台、运筹优化及深度学习等技术赋能智慧城市发展,在挖掘影响机理、开展精准预测、改善供需均衡和模拟动态演化等任务中发挥了核心作用。但是这些工具仍然需要具有丰富经验的工程技术人员来使用,需要研究人员根据实际问题提出合理的技术路线。
Q10
《人民公交》:您在教育和人才培养方面也有很深的造诣,能否分享一下您的教学方法和对人才培养的看法?对于交通领域的年轻的研究者,您有什么建议或启示?
刘锴:感谢您这么高的评价,其实跟大多数大学教师一样,我们都在不停地思考需要培养什么样的人才和怎么培养人才这两个核心问题。
我个人理解大学教学目标是培养具有创新精神、实践能力、国际视野和社会责任感的高素质人才。近年来新工科教育是高等教育领域中一个重要的概念,它强调工程教育与新技术、新产业、新业态的紧密结合,以适应快速变化的社会和经济需求。还有因人施教,个性化的人才培养非常有必要。
对于交通领域青年研究人员,我有以下3 个建议:
1. 积极学习交通领域的新技术,如智能交通系统、自动驾驶技术、车联网技术等,以及与之相关的数据分析、人工智能和机器学习等技术。
2. 根植于实践问题,培养创新思维的习惯,不断探索交通领域的新理念、新技术和新方法。
3. 通过跨学科学习形成更全面的视角和更深入的理解,有助于提高解决复杂问题的能力。
刘锴
大连理工大学经济管理学院教授,毕业于同济大学(城市规划专业学士、硕士)和名古屋大学(交通运输规划与管理博士),新加坡国立大学高级访问学者,日本学术振兴会特别奖励教授,目前是大连理工大学经济管理学院教授、博士生导师。担任交通领域国际著名期刊Transportation Research Part D 期刊副主编,长期从事交通规划、交通行为研究和交通信息技术的交叉研究,多次获得省部级科技进步奖励和教学成果奖励。
转自:中国城市公共交通