城市公交最佳平均站距的计算与分析

运运 输输 工工 程程 课课 程程 设设 计计 题题 目目 城市公交最佳平均站距的计算与分析城市公交最佳平均站距的计算与分析 院院 (部部) 交通与物流工程学院交通与物流工程学院 专专 业业 物流工程物流工程 班班 级级 物流物流 104 学生姓名学生姓名 李杨李杨 学学 号号 100512415 12 月月 10 日至日至 12 月月 16 日日 共共 1 周周 指导教师指导教师 孟祥茹孟祥茹 2012 年年 12 月月 7 日日 运输工程课程设计 1 摘要摘要 目前，我国城市公交系统的情况与国外的公交系统存在着很大差别：城市 人口的高密度决定了公交需求的重要性，且近年来，城市劳动要素的流动性逐 渐增强。因此，国外很多理论在国内适用性不大。而且，目前国内对于城市公 交站距及站址优化设置的研究比较少，还没有形成比较成熟的理论。本文从乘 客角度出发，以确定最优站距、选择合理站址为目标，在社会总成本最低的约 束下，通过对现有乘客出行模式的分析，结合街道长度、公交线网密度及最佳 平均站距等因素，对乘客出行成本进行量化，从宏观上针对整片区域建立最优 平均站距模型，最后进行实证分析，论证了模型的有效性，从理论上为改进现 实状况提供依据。 关键词：站距 街道长度 线网密度 最佳站距 2 目录目录 1 绪论 3 1.1 城市公交的现状及问题 3 1.2 发展城市公交的战略性思考 3 1.2.1 能源战略.3 1.2.2 环保战略.3 1.2.3 可持续发展战略.4 2 城市公交系统客运线路最佳站距的技术参数 5 2.1 客运路线的线形 5 2.2 街道长度 5 2.3 公交线路网密度 5 2.4 平均站距 6 2.5 站址的确定 7 3 实证分析 8 4 结论 9 5 设计体会及今后改进的建议 .10 参考文献.11 运输工程课程设计 3 1 1 绪论绪论 1.11.1 城市公交的现状及问题城市公交的现状及问题 自 20 世纪 80 年代以来，我国经济持续以较高的速度增长，但是，城市公共 交通发展的现状却不尽如人意。 （1）公共交通的服务水平低。主要表现为速度慢、拥挤、不准时、候车时间 长和乘坐不方便等。 （2）城市公共交通的分担率低。尽管一些大城市实施了公交优先政策，但是， 由于公共交通服务水平低，使得公共交通不但没能成为客运交通主体，而且人 们利用公共交通出行的比例还呈下降趋势。 1.21.2 发展城市公交的战略性思考发展城市公交的战略性思考 进入 21 世纪，传统公共交通已越来越不适应现代城市居民的出行需要。而 城市公交的大运量、快速度、高准点、低能耗和轻污染等优势弥补了传统公共 交通的不足。从长远战略发展看，以城市公交为核心的综合交通系统是解决城 市交通问题的首选。 1.2.11.2.1 能源战略能源战略 我国是个能源尤其是石油资源极为短缺的国家。据统计，自 20 世纪 90 年 代初我国成为石油进口国以来，到 2002 年我国石油对外依存度已经超过 30%， 预计到 2020 年，我国石油对外依存度将会达到 60%左右。而在所有交通方式中， 城市公交是最节能的一种方式。因此，发展以城市公交为核心的城市公共交通 是一个战略性任务。 1.2.21.2.2 环保战略环保战略 当前，我国环保状况不容乐观，在环境污染中比较严重的是大气污染和噪 声污染。如今城市大气污染已由工业和燃煤污染变成了交通尾气污染。据统计， 我国大气污染物主要有悬浮颗粒、氧硫化物、氮氧化物、氮氢化物、一氧化碳 等气体，城市交通是这些污染物的主要排放源。虽然我国目前机动车数量与发 达国家相比仍然较少，但由于车型、燃料、保养维护不善等原因，使单车尾气 和噪声污染均高于国外 4 1.2.31.2.3 可持续发展战略可持续发展战略 城市交通的可持续发展是建立在社会可持续发展理念基础上的，能最大限 度利用城市资源，环境污染排放量最少，并能满足城市经济和社会发展需要的、 高效的城市交通形式。 城市公交可以在很大程度上缓解城市的交通压力，改善交通拥堵，减少交通 事故。同时也能减少汽车尾气的排放，改善城市环境质量，减少城市对环境治 理的投资。同时由于城市公交的安全、正点、舒适、快捷、大容量、污染小的 特点，使其成为新世纪的绿色交通工具。因此，建立和发展以城市公交为核心 的城市综合交通体系是实现可持续发展的必然选择。 1.31.3 城市公交的发展策略城市公交的发展策略 建设城市公交的城市必须具备一定的综合能力。因为城市公交建设需要投入 大量的资金，且建设周期长，往往 45 年才初见成效，若要形成网络规模， 则至少需几十年的时间，因此必须有稳定的建设资金来源，才能使轨道交通建 设处于相对平衡的推进状态。 由于地区性核心城市市区的非农业人口众多，经济发展已达相当规模;城市 的公交服务水平较高;为缓解城市交通供给紧张，需在原有城市公交基础上进一 步完善网络。因此，地区核心城市对于发展城市公交系统有着充分的必要性和 紧迫性。根据城市经济的承受能力，应该慎重选择发展城市公交的模式和时机， 千万不可盲目建设，而应当立足于做好城市公交建设的前期各项准备工作（如 研究与城市发展规划相协调的城市公交系统规划等） ，然后选择合适的时机进行 实施。 运输工程课程设计 5 2 2 城市公交系统客运线路最佳站距的技术参数城市公交系统客运线路最佳站距的技术参数 客运线路的技术参数主要包括线路网密度、线路的长度和数目、非直线系 数等。合理选择这些参数，对乘客的乘车方便、快速运达、行车安全、提高公 交车辆的运输效率和效益、改善驾驶员的劳动强度等，具有重大影响。 2.12.1 客运路线的线形客运路线的线形 按照客运路线的平面形状，可以将其分为以下几种类型： （1）直径式路线 通过市中心连接城市边缘 （2）辐射式路线 由城市边缘各点与城市中心直通 （3）绕行式路线 绕过市中心区连接城市的两个区域 （4）环行式路线 把市中心区以外需要有直接交通的各点以环形路线连 接起来 （5）切线式路线 即与环形路线相切，连接城市边缘而不通过城市中心。 （6）辅助式路线 负担主要交通干线之间的交通联系或客流较小区域与 交通干线之间交通联系的辅助连接式路线 2.22.2 街道长度街道长度 确定客运线路的长度，应综合考虑客运服务地区或城市的大小、形状、行 车组织、乘客交替情况、车辆载客量利用程度等因素。实践表明，线路越长， 行车越难以准点，沿线客流量波动变化越大；反之，如果线路果断，又会造成 乘客转成较多，车辆在始末站停歇时间相对增加，营运速度下降，同时也相应 增加了行车管理工作量。因此，线路的平均长度一般应该根据城市大小和形L 状确定，取其直径（大、小城市）或半径（大城市、特大城市）为线路平均长 度；也可以参照线路上的乘客的交替情况来确定，一般约为平均运距的 23 倍。 通常市区（大、中城市）线路长度约为 610km。 2.32.3 公交线路网密度公交线路网密度 线路网密度是指有行车线路的街道长度与服务地区用地面积之比，即 6 sr n= L F 或 n n= r L F 式中 线路网密度 n 有行车线路的街道长度 srL 服务地区区域面积 F 服务地区客运线路网总长度 nL 线路重复系数，是指客运线路网总长度与有客运行车路线的街道 r 长度之比，即 n r= sr L U L 虽然线路重复系数越大，有客运线路的街道单位长度上平均拥有的线路也 越多，可以喝相应减少乘客转乘，但运输企业的经济效益要相应降低，所以公 共汽车的线路重复系数要有一定的限制，一般取 1.21.5 2.42.4 平均站距平均站距 确定站距时，应全面考虑乘客的整体利益需要。乘客在上车前，希望尽早 上车，即步行时间与等车时间短，因而站距越小，上车越方便；然而乘客上车 后，则希望尽早到达目的地，即乘车时间短，因而站距越长越好，最后是中途 不停车。综合起来说，乘客的愿望是希望出行时间最少即当乘客平均等车时间 Tw=0 时， Tsr=2Tst+Tri=最小值 式中 Tsr乘客出行时间 Tst乘客步行时间 Tri乘客乘行时间 考虑车上与车下乘客的整体利益需要，站距的长短应满足车上乘客乘行时间 与车下乘客步行时间都最少的要求。由于 Tst 及 Tri 均为平均站距 Lc 的函数， 因此欲求 Tsr 为最小的最佳平均站距 Lc，可令 st+Tri =0 c d dL （2T） 得 st p s c= 30 V L T L 运输工程课程设计 7 式中 Lc平均站距 Vst乘客步行的平均速度 Lp乘客的平均乘距 Ts平均每站停站的损失时间。 2.52.5 站址的确定站址的确定 中间停车站，按其利用情况可分为固定站、临时站与招呼站。固定站是指 车辆在每单程运输过程中均须按时停车的停车站。临时站是指在一天中的某些 时刻或一年中的某季节需停车的车站。招呼站是指仅在线路上有乘客招呼上、 下车时才停车的停车站。具体确定站址的也时，应注意考虑如下几项因素： （1）设置合适的停车站类型。一般情况下，固定站应设在一天中往返乘客 较多、乘客经常交替的地方，如火车站、商店、文化娱乐场所、机关、企业等 附近；临时站应设在一天中某些时刻或一年中某季节客流交替较多的地方，如 集市、庙会、大型文体活动场所等；招呼站则宜设置在较长站距之间或沿线乘 客不多但发生周期性客流的地方。 （2）便于乘客乘车、换车。为此，最好将中间站设在乘客较集中的地点和 十字路口附近，如在同一地点有不同线路或不同形式车辆设站时，应尽量设在 相邻处，以便于乘客换乘车。 （3）便于车辆启动和加速。近战站应尽量避免设在上坡处。 （4）较少十字路口红绿灯对车辆运行速度的影响。中间站设在十字路口附 近时，一般应尽量设在十字路口前，以减少红绿灯的影响，减少速度损失。但 为了不妨碍交叉路口的交通安全，即不阻挡交叉路口视距三角形内车辆和行人 的视线及道路通行能力，一般宜设在距十字路口前停车线一个车长以上处。 （5）上下行方向的对设站一般应错开。对设站的车头相对距离一般应为 3050m 左右。只有在路面宽阔的情况下，才可考虑在道路两侧相对应的位置 设站，以保证交通安全。 （6）不宜设站的地段。如桥梁、涵洞、陡坡、消防栓旁、铁路道口、狭路 及危险地段、车辆进出口及大型建筑物门前等，不宜设站。 8 3 3 实证分析实证分析 某市公交企业拥有公共交通营运车辆 800 辆，全市经营的公共交通线路长 度为 2100 公里，公共交通线路重复系数为 l.4，该城市的用地面积为 400 平方 公里。该公交公司最近决定：在车辆既定的条件下，逐步提高线网密度，使每 位乘客步行距离不超过 l/2 平均站距。据统计，该城市乘客平均乘距为 4 公里， 乘客平均步行速度为 5.5 公里/小时，车辆平均每次停站时间为 1 分钟。 答：（1）确定线路长度 线路长度为 2100km （2）线路网密度 =2100/（400*1.4）=3.75km/km2n (3) 平均站距 =0.8563km 5.5*4*1 c= 30 L 即平均站距为 0.8563km。 近年来，随着城市迅速发展，市区范围不断扩大，居民出行次数日益增多， 道路交通量也迅速增加。这不仅使连接市区及近邻的公共客运路线增加，同时 也造成车辆行驶速度逐年降低。为适应上述情况并加速车辆周转，国内各城市 客运企业实际采用的平均站距一般都略大于计算的理论值。因此，实际应用时， 须对公式进行相应的修正，即 30 tLv L spst C 式中站距修正系数。本例中取值为=1.2。 结合本题目给出的例子，带入数据 =1.2 =1.028 30 tLv L spst C 30 1*4*5 . 5 即最佳平均站距为 1.028 公里。 运输工程课程设计 9 4 结论结论 本文在前人研究的基础上，以确定最优站距、选择合理站址为目的，以社 会总成本最低为目标，通过对现有乘客出行模式的分析，结合出行源点、出行 密度、出行时间等因素，对乘客出行成本进行量化，先从宏观上针对整片区域 建立最优平均站距模型，然后在微观上针对具体路段建立具体站址选择模型， 最后以成都市青羊区光华村街为例进行实证分析，论证模型的有效性，从理论 上为改进现实状况提供依据。我的设计思路是这样的：(1)对乘客出行的各时间 组成部分进行具体量化。(2)将站距站点优化问题分为两部分，先建立最优平均 站距模型，在此基础上再建立具体站址选择模型。(3)把乘客出行时间最小化通 过机会成本理论转化乘客出行成本最小化。(4)考虑同一地区的多个独立出行源 点，分析使乘客出行时间延长的因素，并重点考虑使乘客出行成本最小化。(5) 对模型进行实证分析，检验了模型的有效性，并与现实进行比较。 10 5 5 设计体会及今后改进的建议设计体会及今后改进的建议 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会， 从事职业工作前一个必不少的过程”千里之行始于足下”，通过这次课程设 计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的进行课程设计，学 会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基 础。 设计过程虽然觉得枯燥乏味，但经过这一周的实践和体验下来，对于我们 来说，学到的不仅仅是专业知识，更多的是团队合作。 现在想来，这次课程设计有着它更深远层次的意义。它不仅仅让我们综合 专业知识运用到设计和创新，还让我们知道了一个