地理信息系统简称GIS,是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。该系统的操作对象是地理数据或称之为空间数据，空间数据的基本特点是每个地理事物都会进行记录并对其进行定性、定量的描述。地理信息系统作为本文的技术支持的关键技术优势在于它的独特的空间数据结构可以对地理事物和地理空间进行分析，同时可以生成可视化图像将抽象的地理空间具体表示出来并对空间决策起到支持作用。进入21世纪以来人类社会已然进入全面的信息时代，信息技术正在深刻的改变这我们的生活。而地理信息系统的应用与发展，作为全球信息化的重要组成部分，也势必受到各界的广泛关注。

1.2.1国外研究概况：
国外发达国家城市公共交通事业的研究起步较早，已经形成了较为完善的公共交通线 网规划、站点设置布局、经营管理等方面的理论。
Bielli等（2002）运用遗传算法对公交线路设计的方法进行了描述。在算法过程中，每个种群的解要经历复制、交叉互换和变异等操作过程，直到新一代解的输出。在模型中， 每次迭代包括对解集网络的需求进行分配，并计算分配结果的性能指标。这些指标提供每个网络的多准则分析输入，直到计算适应度函数的值[1]。
Hobeika和Cho（1979）对公交线路系统结构的规划给出了一个方法。首先对现有的公 交站点进行分区，目标为最小化全部公交车的运行距离，应用启发式算法来寻求连接点的 线网。在最优化的过程中，公交车个体要满足载客能力与运行距离约束。要反复迭代改善 调整所建立的路径，在每一次迭代中，采用每个个体选择模型来检验乘客的行为[2]。
Ramirez和Seneviratne（1996）基于GIS技术对多目标公交线网设计提出了两种方法。 两种方法的各条可能路径中都包括阻抗系数，选择具有最小阻抗的路径。第一种方法中， 出行的道路长度和客流决定阻抗系数，该方法采用客流分配模型。第二种方法中，与路径 有合理步行距离的就业人数来决定阻抗系数[3]。
SoehO-Do和Koshi（1999）对常规公交线路的规划与对发车频率的设计问题进行了阐 明。首先创建有可行性的路径，然后选择优化集来求该问题。该问题在传统的过程中增加 了一些独特的过程。且分别建立了子模型，它的另外一个约束是网络流平衡模型。假定需求是弹性的，乘客在各种出行模式之间的转换就起了一个重要的角色，方法中的需求分配 模型有公交和非公交两种[4]。
1.2.2国内研究概况:
国内公共交通事业的研究起步较晚。1949年以前，国内经济相对落后，公共交通组成 较为简单；建国以后，经济开始复苏，国内城市公共交通的发展才迅速起来。近年来，国 内各高校、研究机构的教授、学者及研究生等以国内城市为依托，在城市公共交通评价方 面作了许多探索，同时也取得了一定的成果，但目前还没有形成比较成熟和系统的理论。
东南大学的王炜、杨新苗、陈学武等人专门研究了城市公交站场的一系列规划设置方 法，提出了一种基于所有乘客步行时间总和最小的站点间距最优的模型[5]。
郭中华基于公交车到站停靠的随机性，考虑公交在高峰小时平均发车次数与不同公交 站点等价的载客数，就不同的道路横断断面形式深入分析了公交车 的实际通行能力的影响因 素以及交通流的影响与公交站点公交停车频率的关系[6]。
任芳在硕士学位论文中基于仿真模型对轨道交通沿线居民的总出行时间费用成本最小 为目标函数构建了模型。对轨道交通沿线的公交线路与站点的设置进行了优化分析建议， 在一定程度上为交通规划及建设提供了参考依据，丰富了一体化交通的研究理论[7]。
周韬,邵敏华等基于常规公交与轨道交通要实现的功能为目标建立模型，详细研究在与 轨道交通平行的情况下，影响常规公交线路调整的因素和具体调整的方法，并指出了路况、 出行需求、服务质量、换乘枢纽位置、公交运输能力情况等因素影响平行线路调整；具体 调整平行线路的方法有合并、取消、改道、新增等[8]。
王海涌，刘丽艳, 郑丽英基于城市公交网络各因素基础, 应用模糊数学知识, 将城市公 共交通网络评价内容分为“持续发展、服务水平、网络技术性能、效益水平”为准则的准则 层以及与各准则相关的指标层, 建立了城市公交线网评价多级模糊综合评价模型[9] 。
1.3 本文研究的内容与方法：
改革开放以来，我国城市公共交通建设发展迅速，但随着人口增加和车辆增加，公共交通出现堵塞现象且愈演愈烈，为人们的出行和工作生活带来了诸多不便。为此优先优化城市公共交通，可以促进城市经济发展，提高道路利用率，提高了生活质量，改善城市人民居住的环境，也是促进城市可持续发展的必然要求。
本文研究公交之站点的分布的主要方法：
（1）查阅大量国内外城市公共交通方面的相关资料，主要有公共交通客流特 性、客流小时分布特性、客流空间分布特性与公共交通换乘特性等理论，也参阅了许多基于人口分布的站点优化的文献，为研究临汾市公交站点的分布的合理化奠定了理论基础；
（2）实地考察踩点标记各站点的具体位置以及客流量状况和当地居民的满意度，发现尧都区公交占地的分布存在问题。在公共站点分布特征的基础上进行调查，主要有居民点的分布、站点的分布、公交线路的资料收集等；
（3）在理论和调查数据的基础之上，利用地理信息系统软件，对公交站点及居民点的分布进行空间联系和分析，并给出适当建议。
2尧都区公交站点分布现状和建议
2.1尧都区现状：
临汾市 尧都区位于山西省南部、临汾市中部，地处临汾盆地中央。为临汾市政治、经济和文化中心。全区现有国土面积1316平方公里，辖6乡10镇、9个办事处，381个行政村、44个居委会，人口为944050人（2010年第六次人口普查数据）。
2.2尧都区公交现状：
尧都区的公交从1970年10月起开始运营到现在已经有了较为健全的发展。特别是近年来,随着尧都区经济社会的迅速发展,公交更是成为尧都区人们出行的较为便捷的交通工具。同时公交运营的范围也在逐步扩张,这样可以为市民的出行提供便利，同时对于道路的利用率的提高以及环境的保护都很有利。但是不可否认尧都区的公交仍然存在一定的问题。在此本文将对其公交站点的分布做适当的合理化评价。
目前，尧都区共有20条公交运营线路,163个公交站点，总长201.44km（如图1所示）。
图1尧都区公交总体布局
2.3研究指标：
尧都区现有二十条公交线路，使用地理信息技术软件对尧都区163个公交站点进行基础属性的提取和数据库的建立、站点分布（图2）以及居民点的散落状况（图3）进行处理，根据《城市道路交通规划设计规范》，以中小城市单个公交站点的服务半径为300米建成缓冲区（图4），进而分析站点缓冲区与居民点分布的空间联系分析。

图2临汾市区公交站点图

图3临汾市区居民点分布图

图4公交站点缓冲区图

表1 尧都区公交线路指标表
编号 线路长度/km 重叠路段长/km 重叠度
3路 6.99 6.99 1
4路 5.16 3.64 0.71
7路 9.39 7.09 0.76
8路 8.61 3.95 0.46
9路 9.29 8.1 0.87
10路 11.87 6.89 0.58
11路 10.68 10.68 1
17路 9.5 9.03 0.95
20路 10.13 8.84 0.87
21路 10.49 10.49 1
22路 10.49 10.49 1
23路 10.15 10.15 1
101路 10.36 2.96 0.29
105路 7.41 3.47 0.47
106路 10.62 2.84 0.27
107路 14.58 3.38 0.23
108路 16.51 4.14 0.25

3尧都区站点合理化分析
1、西城近年来公交有了很大的发展：
由于临汾市近年来对于汾河生态园的重视，带动了西城的强劲发展，再加上自2014年开始，大西高铁开通，高铁公交线1路、2路分别经过鼓楼北大街，鼓楼西大街到达市中经济繁华区百汇，平阳广场，火车站附近 ，加强了西城和城中的联系，而且，根据居民分布点图的分析，西城本就是居民点较为稀疏的地区，1路和2路的开通基本满足了当地的出行需求，但还是有一些不足之处
2、城中公交站点分布不均匀：
通过图2 ，我们可以看到城中尤其是鼓楼及火车站附近，站点分布过于集中，单个站点的服务范围多有重叠，公交线路重叠度高，（表1），依据《城市道路交通规划设计规范》，某条公交线路与其他公交线路重叠的部分和这条公交线的总长度的比值为线路重叠度。如果重叠度为0，则表示不重叠；重叠度为1，则表示完全重叠。重叠度反映的是公交线路合理化布局的程度,通常情况应在0.5以下，而由上表可得出，尧都区公交线路平均重叠度高达0.64,个别线路甚至为1，重叠度太高，多条公交中间站点完全相同，在一天之内的某些时段甚至出现多辆公交车内人数极少的情况，增加了运输成本，造成了公交公共资源的浪费。
而城中有些区域如五道庙附近，沿路公交站点少，经过公交线路少且公交线路过长。居民往往需要经过长时间的等待才能坐上公交车，不仅浪费时间，更无法为当地居民提供便利的的服务，而如果居民选择诸如出租车、小三轮车、电动车这些交通工具出行，会无形中增加城市的交通压力。还会对坏境造成一定的负担，不符合当今环保、节能、绿色出行的社会主题。
3、东城公交站点稀疏：
根据临汾市政府近年来的发展规划，东城区是一个重要的发展区域，当地已有很多新型小区建成并有市民入住，而且可以从图3 中分析得出，尧都区的人口分布是偏向于东城区的，但从图 2可知，东城区公交站点分布极少，不能涵盖当地居民点，配套的公共基础设施并没有发展完善，给当地居民的生活带来极大的不便，有些区域甚至没有公交站点，下面重点分析两个区域;
师大二校区以北区域，（汾河东路，育红路沿路），从图 3可以看出，该区域为人口密集分布区，并且有山西师大二校区，学生流动量大，尤其是节假日时，学生出行有聚集的特点，而当地公交站点分布很少，以北区域甚至于无，带来很大的交通压力，衍生出一定的社会隐患，并且该区域内还有临汾经济技术开发公司，第一工程公司，市物资局等，需要脑力及体力劳动者。交通不便可能会阻碍这些公司的交流合作与发展，还会造成一定的人才流失。
信合东路沿路附近，沿路附近都是尧都区城郊的村庄，有很多年轻人就业于城中的各种岗位上，或者有很多外来务工人员由于当地的房价偏低，是他们的租房聚集地，对于村民和外来务工人员而言，公交以其低廉的价格及便利性成为重要的出行工具，而从图 2看出，沿路附近并没有公交站点的布设，而他们选择电瓶车，摩托车等出行工具，不仅增加了当地居民的经济负担。而且容易造成交通安全及环境污染问题。
所以说，东城区的公交合理化发展亟待解决。

山西师范大学第八届“挑战杯”青年学生课外学术科技作品大赛二等奖