快速公交BRT智能系统研究一.doc

快速公交 BRT 智能系统研究 一文章来自：第一章绪论1.1课题研究背景城市是社会经济发展到肯定阶段的产物，到20世纪30年代，当代意义上的城市已基本形成。1933年，城市规划的纲领性文件-雅典宪章明确提出了城市的四大功能：居住、工作、憩息和交通1，交通是其他三项功能之间接洽的纽带，体现着城市的动态功能关系。亚当斯(Anthony Downs)在深进研究西方国家城市交通征象的基础上提出了著名的亚当斯交通定律：交通需求总趋势于大于交通供给。这是由于：新的道路基础办法可以收缩出行者的出行时间或出行间隔，使其能快速达到目的地，在肯定程度上暂时缓解了交通拥堵标题，但宽广、舒服、便捷的道路条件将很快吸引新的交通量，使得道路交通经过一段时间后又恢复到原来的拥堵水平，乃至达到更为严重的拥堵程度，即所谓的城市交通妖怪循环2。一样平常来讲，城市中央新的道路建设不会改变原有道路的拥堵水平，由于其引发的交通量将很快占有新增的道路办法，这部分暗藏的交通量是受原来交通供给短缺制约而没有实现的。因此，单纯通过促进道路基础办法建设以扩大交通供给是没法从根本上解决城市中央交通拥堵标题的。此外，城市交通交通污染日趋严重，城市居民的生存环境受到极大的冲击和破坏。长期以来，天下各大城市不停在追求改善交通状态的路子和方略。自1980年公布的天下自然保护大纲首先提出可持续发展的概念后3，交通研究人员通过索求和实践，指出优先发展公共交通是解决城市交通标题的根本出路，也是实现城市交通可持续发展的必然选择。即使是交通出行以小汽车为主的发达国家城市也渐渐意识到发展大众化运输的紧张性。我国城市交通现状并不乐观，随着社会经济的迅猛发展、城市化进程的不断加快和城市生齿的持续促进，巨大的交通需求与有限的交通供给之间的抵牾更加凸起。我国城市公共交通而今存在诸多标题1，4，凸起表而今两个方面：一是常规公交体系广泛存在行驶速率慢、延误时间长、不能保证定时性、乘坐与换乘不便、舒服度较差等标题，导致其服务质量和服务水平很低，难以满足人民群众出行的必要；二是轨道交通体系以其快速、高效、高容等特点受到诸多城市的青睐，然而其高昂的建设投资和运营本钱又是当局决策者们必须当真考虑的标题。自1974年巴西库里蒂巴(Curitiba)建成天下上第一条快速公交线以来，各种类型的快速公交体系(Bus Rapid Transit，BRT)在国际间得到了广泛的利用，快速公交体系正在开创城市公共交通大容量、低本钱、环保型的新期间，并渐渐成为环球城市公共交通业的发展方向5。国外实践证实，快速公交体系可以或许满足公共交通可持续发展的要求，是进步公共交通服务质量和服务水平的优选方式之一。联合国人居署(UN-Habitat)、天下银行(The World Bank)、国际能源机构(IEA)和国际公共交通联合会(UITP)等国际构造，都将其作为解决城市公共交通标题的革新性方案并积极向天下各大城市推荐。在城市化、机动化、老龄化等社会经济发展的大背景下，我国城市交通的供需抵牾日趋尖锐，加快城市公共交通的建设与发展，调整和优化城市交通结构，是各大中城市近期所面临的火急任务。城市公共交通的可持续发展应尽量降低居民出行时间与用度，以公道的代价满足未来客运发展趋势。由于交通需求构成的多样性和复杂性，城市公共交通必须考虑动态资源的公道设置，建立多种运输方式结合的多元化、多层次、立体式的交通发展战略6。2004年3月6日，建设部等六部委联合发布了关于优先发展城市公共交通的意见(建城200438号)，提出了我国近期优先发展城市公共交通的重要任务、基本方针和相干意见，并指出了因地制宜发展大运量快速公共汽车体系的思路，由此揭开了快速公交体系在我国发展的序幕；2004年6月，国务院总理*和原副总理曾培炎分别对建设部提交的关于优先发展城市公共交通的汇报做出紧张指挥：优先发展城市公共交通是符合中国实际的城市发展和交通发展的精确战略脑筋、建设部要进一步采取措施，引导各地优先发展公共交通；2006年12月1日，建设部等四部委联合发布了关于优先发展城市公共交通多少经济政策的意见(建城2006288号)，进一步明确了城市公共交通的公益性定位和公共交通优先发展的有关经济政策；2007年6月3日，国务院公布了由发改委会同有关部分订定的节能减排综合性方案，提出优先发展城市公共交通，加快城市快速公交和轨道交通建设，这是把优先发展公共交通，尤其是快速公交和轨道交通作为天下节能减排的一项紧张工作和措施。当前，我国快速公交体系建设还处于起步阶段，研究符合我国城市特点的快速公交体系理论迫不及待7。1.2课题研究现状以南美城市(库里蒂巴、波哥大等)为代表，在公交专用道(路)基础上提拔形成的快速公交体系，已成为城市公共交通的重要客运体系之一。快速公交体系在国外已遍布于浩繁国荚冬并有很多成功的案例，与之相干的技术与理论研究也相称广泛。固然快速公交体系的概念引进国内时间不长，但其技术经济特性已渐渐为我国当局和交通部分所器重，针对快速公交体系的理论研究才刚刚开始。1.2.1国外研究现状美国于20世纪30年代首先提出了快速公交体系的有关概念。国外对快速公交体系的研究与利用是在城市化的实践过程中不断美满的，并与地皮使用的发展模式紧密相干，其研究过程大致可分为以下几个阶段6。1.1930年1975年对快速公交体系的假想与初期研究阶段这一阶段的假想与索求以美国为代表，美国快速公交体系的研究基于对高速公路功能的深刻认识与结合使用，其服务的对象在相称长的时间内重要针对城市外围中低生齿密度的地区，并更多关注于快速公交体系办法方面的标题。1937年，美国芝加哥首先提出建设快速公交体系的构想，并规划将西部三条轨道快速交通线路改为快速公交体系专线，在高速公路上行驶；1959年，美国圣路易斯规划了一条长达86英里的快速公交线，个中42英里次用高架公交专用道；1970年，美国密尔沃基规划建设长达107英里、运行于高速公路上的快速公交线。这些规划假想和实践利用促进了快速公交体系理论的发展，1960年以后，大量有关快速公交体系的研究工作渐渐展开。1966年，美国汽车商协会在研究报告城市未来交通和停车标题中指出：BRT在中低生齿密度的地区采用更为得当，而且较之轨道交通更易于根据地皮可使用资源和生齿环境做出相应的规划或模式调整；同时该报告也首次提出快速公交体系在生齿密度较高的大城市也极具利用性；此外，该报告还提出设置公交专用车道和开发火车式公交或非凡计划的汽车。1970年，关于快速公交体系的潜力的研究报告指出高速公路体系暗藏的使用价值，如建设快速公交体系、构筑公交专用路或车道；1975年，题为在麋集型开发地区发展快速公交体系的方式的研究报告介绍并评估了公交车道、公交道路和地道的本钱、服务及公交环境影响等，演示了在市区中央如何和谐应用各种公交优先办法，并建议采用多门铰接车辆实行快速公交体系。2.1975年1990年快速公交体系实践及其与地皮使用相衔接的理论研究阶段20世纪70年代中后期，美国等发达国家将研究精力由基于高速公路的快速公交体系和立体式的轨道交通体系转向高承载车辆(High Occupancy Vehicle，HOV)车道和轻轨交通上，广泛觉得快速公交体系没法达到轨道交通体系在客流吸引和外在形象方面的上风。而拉美的很多发展中国家城市则结合自身的特点，开始建立以BRT为骨架的公共交通体系，巴西的库里蒂巴是个中的典型代表。真正意义上的快速公交体系于1974年诞生于巴西的库里蒂巴。面对城市生齿的急剧膨胀和私家汽车的敏捷促进所导致的严重的交通拥堵，作为发展中国家的库里蒂巴当时没有充足的资金建设城市轨道交通，在前市长、著名建筑计划师杰米莱纳(Jaime Lerner)的向导下，库市交通研究人员大胆开发并付诸实行了一种新型城市客运方式-用构筑城市轨道交通十分之一的造价来建设具有其运营特性的快速公交体系。在不大力兴建地铁，也没盲目加宽路面的环境下，有用地解决了城市交通拥堵标题，走上了一条独具特点的可持续发展的之路。通过30余年的渐渐研究和改进，库市的快速公交体系收集日趋美满，已成为天下各国学贤锅戒的典范。库市而今现有生齿230多万，私家汽车50多万辆，但每天仍有超过130万的出行者搭乘巴士，占城市总出行人数的50%以上。德拉巴拉在其综合地皮使用与交通建模一书中，通过反馈回路等模型形貌了地皮使用与交通体系关系的互动本质，并且对这一模型在巴西的地皮使用与交通规划决策中的利用作了阐述。以库里蒂巴为代表的拉美城市所创建的良好城市公共交通收集体系，成功地将地面快速公交体系与城市布局相结合，在快速公交引导城市发展模式研究方面做出了有益的索求。3.1990年至今与TOD模式相结合的快速公交体系全面发展和奉行阶段自20世纪90年代初开始，随着拉美快速公交体系的成功利用，在天下范围内掀起了建设、研究快速公交体系并将其纳进城市公共交通体系的*。而今，除南美和北美的城市广泛开展了快速公交体系的建设外，欧洲、大洋洲及亚洲的很多城市也已开始或正在着手进行快速公交体系的工程实行或收集规划，如英国的利兹、法国的里昂、荷兰的埃因霍温、澳大利亚的布里斯班、日本的名古屋、韩国的首尔、印度尼西亚的雅加达等都前后建设了快速公交体系。综合各国发展快速公交体系的状态，这一阶段的研究重要体现了以下三方面的特点：(1)与公共交通引导城市发展(Transit Oriented Development ，TOD)模式的进一步结合。以美国渐渐兴起和演变的新城市主义为代表，国外开始实行通过公交导向开发策略进行体系的、和谐的地皮开发和公共交通建设。在加拿大渥太华，创造性地采用了由外及内的快速公交体系发展策略，使该地区比北美大多数城市都更好地实行了以公交为主导的地皮发展模式；澳大利亚的布里斯班规划通过快速公交体系建设推动以BRT为轴心的TOD模式。(2)充分体现了快速公交体系的机动性和多样性。国外各城市在建设快速公交体系时，每每根据自身特点和经济气力，在以进步运量和收缩时间为方针的条件下，根据不同的功能需求和资源状态采取不同的发展方式。据国外有关机构对全球26座城市快速公交体系的调查统计，80%的体系拥有各种情势的专用车道(路)，67%的体系建有非凡的水平上下车站，40%的体系采用有特点的公交车辆，13%的体系利用了智能化体系，14%的体系建有车外售票办法。(3)通过高新技术的利用进一步进步快速公交体系运载本领。哥伦比亚都城波哥大(Bogota)用了三年时间建成的一条被誉为新世纪公交的快速公交线路就采用了先进的智能化体系。2001年，美国国会审计办公室提交的研究报告对比了全美13座城市的轻轨项目和17座城市的快速公交体系树模项目，其基本结论是快速公交体系在本钱上低于轻轨而在运载客流量和运行速率上接近轻轨。1.2.2中国研究现状我国在20世纪90年代开始引进快速公交的概念，陆锡明、陈必壮于1994年提出通过设立封闭式快速公交运营体系来缓解市区乘车难的新假想8；而直到2003年，BRT这个舶来词才第一次出而今中国巴士与客车年鉴图书(重庆电子音像出版社，2003)上；2003年第1期城市交通杂志体系地阐述了BRT的基本脑筋和原则9。国内对快速公交体系的研究大体上可分为两个相互交错的阶段6。1.1994年2002年快速公交体系的概念引进和理论研究的抽芽阶段在这一时期，随着快速公交体系在天下范围内的发展和奉行，引发了国内交通界的关注和器重，也有很多介绍国外快速公交体系发展历史与实践经验的文章公然发表10。在理论索求方面，国内首先开展的是对公交专用道的引进和研究。1994年，昆明与苏黎士开始交通规划合作，在国内最早明确提出公交优先的交通发展政策11；杨晓光、马林(1997)提出新型公共汽车专用道(路)的概念，研究了城市公交专用道(路)的计划要点及优先控制管理体系12；胡润洲觉得城市公共交通专用道(路)是进步大城市公交运输水平的紧张路子13；1999年4月，昆明建成首条当代公交专用道，在中国最早开始了快速公交体系的实践14。陈艳艳(2002)介绍了美洲7座城市的快速公交体系的运行现状，并分析了改善体系的不同措施10；2002年11月，在中国土木工程学会城市公交学会六届四次理事扩大会议上，专题报告巴士技术与城市公共交通体系的发展介绍了BRT的概况，同期在上海召开的国际公共交通联合会亚太区大会上，介绍了澳大利亚的布里斯班和悉尼和印度的班加罗尔发展BRT的成功经验9。2.2003年至今快速公交体系的深进研究和技术奉行与实践阶段2003年3月，北京市交通委员会在京举办了北京快速公交发展战略研讨会，并邀请了包括有快速公交之父之称的巴西库里蒂巴前市长杰米莱纳等国内外专荚冬探究在北京实行快速公交项目的必要性和可行性，这是国内快速公交发展史上的一个紧张里程碑15；2003年12月，中国土木工程学会城市公共交通学会和昆明市人民当局在昆明联合召开了中国巴士快速交通发展战略研讨会，并通过了中国巴士快速交通体系举措纲要(昆明宣言)；2005年4月，中国土木工程学会、中国市长协会、建设部城市建设司、上海市建设和管理委员会在上海联合召开了中国巴士快速交通举措大会，并通过了BRT城市同盟合作协议(上海协议)；2006年11月，中国土木工程学会城市公共交通学会在济南召开了中国巴士快速交通运营实践大会，并举行了巴士快速交通技术运营研究、巴士快速交通自动导航体系等两项课题开题会，这两项课题均被列进建设部2006年科学技术项目计划；2007年8月，由建设部城建司主办的城市快速公交体系发展研讨会在北京召开，来自北京、杭州、昆明、深圳、济南、合肥、西安、大连等8城市为代表的公交团体向导和各地规划研究院代表等参加了此次会议。国内外专家针对BRT在中国城市的发展进行了广泛的接头，为其在国内的深进研究和奉行实践奠定了坚实的基础。2005年4月，民间非营利构造-宇恒可持续交通研究中央(CSTC)在北京注册成立，该中央由威廉与佛洛拉休利特基金会、美国能源基金会供应支持，旨在帮助国内城市计划和实行可持续的、多元模式的城市交通体系，分外是快速公交体系；2006年9月，中国城市公共交通协会快速公交专业委员会成立，这标志着我国快速公交的发展步进了一个新的阶段；此外，国内很多高校如长安大学(原西安公路交通大学)、重庆交通大学(原重庆交通学院)等也纷纷成立了专门研究快速公交体系的机构。在这一时期，国内对快速公交体系的理论研究可分为三个层面：(1)在交通战略层面有关城市公共交通模式和快速公交发展对策的研究。陈雪明(2003)就BRT在中国的发展提出了初步建议16；陈凌青(2004)对大城市发展高档快速公交进行了探究17；全永燊、孙壮志(2005)对快速公交体系的功能定位及其与轨道交通体系、常规公交体系的关系进行了分析18；宋炜、蒋葛夫等(2005)采用层次分析法，建立了快速公交体系建设决策综合评价模型19；魏涛、金凡(2007)总结了雅加达快速公交发展的经验和遇到的标题，以期对中国城市的快速公交体系建设供应参考和鉴戒20。(2)在交通规划层面有关快速公交体系具体规划标题的研究。陈爱萍(2004)分析了快速公交规划工作的流程及重要内容的规划方法21；陈钦水(2004)在快速公交收集结构规划方法上进行了肯定的创新，提出了分级规划、分区布线的快速公交线网规划方法，并对收集结构中的换乘办法规划计划进行了研究，建立了一套公交线网规划的评价指标体系22；于星涛(2006)提出和叙述了快速公交体系团体化规划理论和三元构建体系6。(3)在技术实行层面有关快速公交体系实行和建设的研究。陆锡明编著出版了国内第一部介绍BRT的理论著作-快速公交体系(2005)23；张骏(2004)对快速公交票制进行了初步研究24；罗大明、季晓京(2005)介绍了北京南中轴快速公交智能体系的计划方针和计划原则25；高杨斌、李旭宏等(2005)等论证了10种快速公交中央专用道的布置情势26；马莹莹、杨晓光等(2006)提出了得当我国混合交通特性的快速公交站台情势及位置最好布置方法27；王海霞、宋瑞(2006)提出了基于预旌旗灯号控制的快速公交旌旗灯号优先方法28；胡兴华、周广振等(2006)提出了基于运行图的快速公交运营体系的概念29；柴毅、冯磊等(2006)提出了光学导航技术在快速公交体系的具体实现方法30；孙传姣、王元庆等(2007)对快速公交体系的运营管理进行了研究31。而今，国内对快速公交的认识渐渐得到同一，并将其视为供应高效服务的绿色交通体系和缓解城市交通供需抵牾的有用本领，有关快速公交体系的理论研究正在深进展开。我国快速公交体系发展实践环境综述以下：(1)台湾快速公交体系近年来在国际间受到推许，台湾也在2002年开始大力奉行快速公交体系的规划观念。早在1996年，受大众捷运体系施工阶段的交通影响，台北市当局即同时推动8条公交专用道建设，成效明显。台中、高雄于1999年也分别进行了快速公交体系规划。(2)北京在北京市交通委员会的向导下，北京公共交通总公司和北京交通研究中央提出了在南中轴建设快速公交的假想，项目可行性研究工作于2003年4月展开32，项目建设于2004年初开工。2004年12月25日，前门至木樨园的南中轴路快速公交一期线(全长约5公里)正式运营，它预示着一个新的公共交通发展理念开始正式进进中国，预示着一个以人为本的城市交通管理新期间渐渐来临。经过两年多的紧张规划、化妆水计划、施工和运营，国内第一条真正意义上的快速公交线-北京南中轴路快速公交1号线于2005年12月30日全线通车并投进运营，首日客流量突破10万人次，该体系成为北京市南北公共交通的大动脉，为沿线近20万居民供应了出行便利，有用改善了南中轴路的交通环境，同时也加快了北京南城建设步伐，为经济发展供应了有力的支持。作为中国交通拥堵最严重的城市之一，南中轴快速公交体系的建设在于索求一种能改善北京公共交通体系的新型和高效方式。南中轴路大容量快速公交线北起前门，经天坛穿越二环、三环、四环和五环路，南至德茂庄，全长15.8公里，共设车站17座，均匀站距940米，并在前门站实现了与地铁环线的接驳。为避免公交车与其他机动车混合使用导致公共汽车的运营服从下落，在路段范围采用了全封闭、位于道路中央隔离带两侧并通过物理隔离情势与社会车辆完全隔离的公交专用车道。北京市当局对快速公交体系建设十分器重，而今已计划在2008年6月前开通安立路和朝阳路两条快速公交线，同时还将开始研究广渠路、阜石路快速公交体系方案和南中轴路快速公交线南延至亦庄的方案。(3)杭州杭州快速公交B1线是国内第二条真正意义上的快速公交线33，全线贯串杭州城中部，西起黄龙公交站，路过天目山路、环城北路、艮山东路等道路，东至下沙高教东区，贯串六个行政区，连接杭州市主城和下沙副城，全长28公里，计划运力为1万人次/小时/方向，于2006年4月26日开通运营。开通初期设13对半途停靠站，均匀站距为2公里，按照终极计划要求，杭州快速公交一号线将设置23对半途停靠站，均匀站距1.17公里。到2020年，杭州将建成由11条线路总计183公里的快速公交线网，个中城市中央区(以武林广场为中央，半径五公里范围内)的快速公交，均匀速率为20公里/小时，非中央区均匀速率为30公里/小时。(4)常州2008年1月1日，国内第三条真正意义上的快速公交线-常州快速公交一号线正式开通运行。常州快速公交一号线全长23.77公里，北起新北公交中央站，南至武进公交中央站，是贯串常州南北的公交客运走廊，其特点是专用道设置在道路中央，车站在专用道两侧，是国内第一条中央侧式站台公交项目，将为快速公交的发展供应有益经验；此外，常州快速公交一号线还采用了组合模式，即开通快速公交一号线主线的同时分批开通3条支线，以便充分发挥快速公交专用道的交通走廊作用，使市民享受到快捷、安全、方便、舒服的高品格的公交服务，这类1主3支的组合线路运营模式，可实现主线和支线同台同向免费换乘，在确保快速公交专用路权的同时，方便乘客，进步运能。(5)其他2007年2月13日，天津市1路快速公交正式开通运营，这是规划新建220公里快速公交收集上运行的第一条公交线路，意味着天津市酝酿规划多年的快速公交体系有了实质性的突破；根据上海BRT项目概念性报告的规划，到2010年，上海将建成100至150公里的快速公交体系(BRT)，至2020年，上海还将建设200至300公里的BRT体系；根据广州交通发展纲要(草案)，广州将使用BRT实现公交车站与地铁站的对接，2010年亚运会前可以建成；武汉将在十一五期间筹建4条快速公交线路，2020年将再规划3条，以缓解日趋严重的城市交通拥堵标题；2006年5月25日，深圳市快速公交体系(BRT)规划正式对外公示，到2010年，深圳将建成5条BRT线路；济南是美国能源基金会在中国的第一个BRT奉行项目树模合作城市，两边确定北园大街作为首条BRT线路，也是中国第一条双快公交体系，济南将在未来5年内，计划建设45条BRT快速公交线路，以解决而今交通拥堵标题；西安已完成了快速公交的近期发展规划34，正在准备相干的实行计划。今后5年内，国内将有10座以上的城市建成快速公交体系，预计其总长度将达到300500公里，日客流量达到200400万人次。1.3课题研究意义在过往的10年中，中国的公交优先战略首先体而今大力发展轨道交通上，并经历了从地铁到轻轨的渐渐变化15，在天下诸多城市建设快速公交体系的大力影响和我国相干政策的有力推动下，国内交通界和各大城市开始把快速公交体系推到了缓解城市交通压力的前台，但如何在中国特定的城市交通环境中，实行公交优先战略并取得杰出的效果，是具有庞大实际意义的课题。快速公交是落实公交优先政策的最高情势，它的核生理念是将城市有限的道路资源，优先分配给人均道路使用服从更高的公共交通，以确保公共交通的服务水平，吸引更多的出行者采用公共交通方式出行。因此，劈头于南美洲的快速公交体系对我