大學校內(nèi)無人巴士規(guī)劃與設計

王晶 李川鵬

摘要：近年來，隨著學校招生規(guī)模的擴張，校園面積的不斷增長，校內(nèi)交通擁堵和師生出行困難問題不斷顯現(xiàn)。本文以天津工業(yè)大學作為考察案例，首先從路網(wǎng)結構和出行區(qū)域兩方面，詳細分析了學校內(nèi)部交通現(xiàn)狀，并指出師生出行不便的區(qū)域。隨后介紹校內(nèi)無人巴士通勤車配置方案，對配套。基礎設施、軟件開發(fā)、車輛本身情況、線路設計、發(fā)車安排和預期每日現(xiàn)金流量展開說明。秉持“綠色環(huán)?！焙汀氨憬莞咝А钡睦砟睿疚膹脑黾有?nèi)無人巴士的角度，提出符合師生需求的校園公共交通系統(tǒng)整體優(yōu)化建議。

關鍵詞：校園公共交通;無人巴士

隨著《教育信息化2.0行動計劃》的發(fā)布，我國已經(jīng)全面進入了以人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術驅動教育教學的全新時代，而《中國教育現(xiàn)代化2035》、《加快推進教育現(xiàn)代化實施方案（2018-2022年）》和《智慧校園總體框架》的相繼推出，給信息化技術在教學中的應用指明了方向。當下加快信息化時代教育變革，推動建設智能化校園，不斷完善校園服務基礎設施，將人工智能系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應用到校園生活等各個領域。城市郊區(qū)大學普遍存在空間尺度過大、人車沖突隱患嚴重、校園缺乏活力等一系列問題，2019年起，美國南德州大學、新加坡國立大學和國內(nèi)上海交通大學均推出了無人小巴校內(nèi)服務，國內(nèi)廈門金龍，一汽紅旗等汽車制造商，聯(lián)合百度等互聯(lián)網(wǎng)公司，也相繼推出了無人電動小巴產(chǎn)品。本文以天津工業(yè)大學西青校區(qū)為案例，分析當前校內(nèi)出行現(xiàn)狀及存在的問題，并制定和規(guī)劃校內(nèi)通勤車的車輛選擇、線路設計與發(fā)車安排，以期進一步完善天津工業(yè)大學校內(nèi)出行體系。

1天津工業(yè)大學校內(nèi)交通現(xiàn)狀

天津工業(yè)大學新校區(qū)位于天津市西青區(qū)，校區(qū)占地面積約為195萬平方米，建筑面積為86萬平方米。校內(nèi)可大致劃分成中心教學區(qū)、行政區(qū)和學生生活區(qū)，教學區(qū)地處校區(qū)中間區(qū)域，行政區(qū)位于校區(qū)東北部，各學生生活區(qū)分散在東苑、西苑和北苑等周邊區(qū)域。各生活區(qū)除學生宿舍外，均配有餐廳、運動場、綜合服務中心和設備站，學生日常生活較為便利。但是各生活區(qū)相隔距離較遠，學生出行以步行和自行車為主，校內(nèi)暫無通勤車。

1.1主要路網(wǎng)結構

天津工業(yè)大學校園內(nèi)部采用“環(huán)路+方格網(wǎng)”狀的混合型路網(wǎng)結構，方便機動車交通組織，對于內(nèi)部區(qū)域起到交通屏障的作用。主干路環(huán)線貫穿整個校園，是該校車輛通行的一條主要交通干道，也是主教學區(qū)和行政區(qū)、生活區(qū)的分界線。主干路環(huán)線地處學校中心，兩側為比較集中的宿舍樓、教學樓、食堂和學生活動區(qū)，有大量的車輛和行人通過，交通繁忙。生活區(qū)內(nèi)部則采用了高密度方格網(wǎng)式的道路結構，提高土地的利用效率，規(guī)則建筑的布置。

1.2學生主要出行區(qū)域

東門和北門為節(jié)假日和周末學生出行高峰區(qū)域。學校北門附近為地鐵站三號線工業(yè)大學站出站口，東門附近為公交車停靠站點。對于大部分居住在東苑和西苑的學生而言，需步行1.2公里-2.3公里不等，才能到達北門地鐵站進站口，按時速5公里每小時計算，學生需花費15分鐘-30分鐘。

教學樓、南門和體育館為日常學生出行高峰區(qū)域。南門處學校統(tǒng)一設立快遞集中派發(fā)點，但相距各生活區(qū)較遠，學生日常取發(fā)快遞不便。體育館主要提供學生運動場所，北門附近聚集學校的籃球館、羽毛球館和游泳館，距離學生宿舍聚集區(qū)域較遠，影響學生日常體育活動。

2校內(nèi)通勤車配置方案分析

2.1配套基礎設施與軟件開發(fā)

完成校內(nèi)5G網(wǎng)絡鋪設，提高數(shù)據(jù)傳遞和及時反映的速度，5G通訊技術的發(fā)展為實現(xiàn)無人駕駛提供必要的支撐。建設校區(qū)內(nèi)主環(huán)線道路交通指示標識牌，指明無人駕駛通勤車載客區(qū)，提示車輛及早避讓。改造學校已建成新能源汽車充電網(wǎng)，符合通勤巴士用電需求。開發(fā)“智行工大”微信小程序，具備在線約車、在線查詢、以及獲取乘車二維碼等多項主要功能。

2.2 校內(nèi)無人巴士車輛設計

無人駕駛汽車通過車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境，可以自動規(guī)劃行車路線，控制車輛到達預定目標，具有安全穩(wěn)定、智能高效的特點。擬采用4輛無人小巴作為通勤車輛，時速限定15-20公里，限載8人，充電5-6小時，便可續(xù)航一天。小巴使用自動駕駛系統(tǒng)，自動識別攔車動作，擁有車載觸摸屏和人工智能語音交互系統(tǒng)，乘客隨時調(diào)整目的地。

2.3通勤車線路設計與發(fā)車安排

在當前天津工業(yè)大學出行現(xiàn)狀及需求預測的基礎上，結合校門、地鐵站和公交車站等對外交通節(jié)點，最終設計順時針單向環(huán)繞通勤車行駛線路。車輛行駛路線主體為已有校內(nèi)主干道環(huán)線，依次經(jīng)過北門—東門—東苑—南門—西苑—北苑—北門，共設置6個虛擬站點。利用5G微循環(huán)網(wǎng)約公交技術，精準定位乘客當前位置，實現(xiàn)接送區(qū)域的精準投放。正常情況下站點停車1分鐘，運行路線單程為4千米，全程行駛時間為12分鐘-16分鐘，全程共需花費18分鐘-22分鐘。

考慮校內(nèi)出行密集時段，采取分時段調(diào)配安排。早晨8：00北門發(fā)車，周內(nèi)20：10停止發(fā)車，周末21：00停止發(fā)車。普通時段內(nèi)每隔20分鐘發(fā)車一班，在學生上下課的密集時段，每隔5分鐘發(fā)車一班，周末全天每隔10分鐘發(fā)車一班。

2.4車輛運行每日現(xiàn)金流分析

由于無人巴士在國內(nèi)仍處于示范運營階段，相關技術和盈利模式尚未完全成熟，因此仍處于需要行業(yè)補貼的狀況。本著方便校內(nèi)師生的原則，乘車費用采用統(tǒng)一標準，每人每次乘車收取1元費用。假定校內(nèi)無人巴士平均上座率為70%，每天運營超過12小時，則每日收入約為400元。假定巴士固定資產(chǎn)價值為每臺10萬元，折舊期為5年，殘值率為10%;電池總容量為30kwh，充電樁每度電收費1.5元，則每日設備成本約為400元。若每輛車配備一位安全員，后臺運維一名員工，車輛維修一名員工，人均工資每月3000元，則每日人工成本約為600元。從整體來看，未來需要拓展收入來源，制定更合理的乘車收費標準，同時降低車輛運維成本。

3建設展望

面對新時期高校校園開放、周邊環(huán)境急劇變化和機動車保有量的大幅增長的背景，校園無人巴士的提出是為了方便校內(nèi)師生長距離出行，可以相應減少校園內(nèi)部的機動車和非機動車數(shù)量，使校內(nèi)出行實現(xiàn)綠色、高效、安全、和諧。但是在無人巴士的實際運行過程中，僅憑企業(yè)自身是不夠的，需要學校共同參與到管理建設中來。校園智能交通不僅關系到校園的整體環(huán)境，更關系到校園的發(fā)展形態(tài)。通過天津工業(yè)大學校園巴士的示范運營，對我國高校新校區(qū)的交通優(yōu)化改造和具有一定的參考意義。

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