基于运输可靠性的城乡公交线路运行组织优化研究(WORD档).doc

/sundae_meng基于运输可靠性的城乡公交线路运行组织优化研究摘要：本论文是基于城乡统筹发展推进的背景，对城乡居民之间的出行进行分析，旨在提高城乡居民出行的可靠性。论文分析城乡公交的客流特征，界定运输可靠性的内涵，研究基于运输可靠性的城乡公交线路运行组织模式，最后，以浦口城乡公交为例进行实例验证。关键词：城乡公交；运输可靠性；运行组织1 绪论随着城乡统筹发展的推进、城市化进程的加快、城乡道路交通基础设施建设的完善，城乡居民出行需求日益增长。适应快速城市化与城乡统筹发展要求，在城乡联系日益密切，客运需求不断提高、公路网络逐步完善的背景下，迫切需要基于运输可靠性要求，研究优化城乡公交线路运行组织模式。通过基于运输可靠性的城乡公交线路运行组织优化研究，深入分析城乡客流之间的特点，找出适合城乡客流特点的公交运行模式，从而使城乡之间的交流更加方便快捷，改变城乡之间乘车难的现状。通过优化城乡公交的运行来加速实现城乡一体化的进程，为城乡二元经济向一元转换提供动力。2 城多公交客流特征农村居民出行目的主要分为做生意、购物休闲、看病、进城打工、走亲戚等，其中大多数城乡公交乘客以购物休闲为出行目的。在出行时间上一般呈现三峰型从图1可看出，农村居民上午出门时间一般集中在早上5:309:00时段，此时形成了一个出行早高峰，占全天出行量的64；下午居民返回时间一般在16:0019:00此时形成了一个晚高峰。农村居民出行呈现出较为明显的时间特性，在早、晚呈现出明显的高峰，午间客流量也较大。3 公交系统可靠性内涵3.1 可靠性内涵把公交系统可靠性定义为：公交系统在现有的道路交通、车辆、站点情况下，安全、准时、便捷、舒适地将乘客送达目的地的能力。公交作为一种服务大众的交通方式，衡量其可靠性关键在于定义何种情况下为正常服务，并确定其上下限值1。3.2 可靠性指标(1)乘车时间。乘车时间主要是指乘客从出发地点到目的地的过程中花费在车子上的时间，对于乘客而言越短越好。(2)车辆满载率。车辆满载率是指车中的乘客数量占车辆满载时数量的比率。对于乘客而言越低越好，而对于公交企业而言则越大越好，可获得更多的收益。(3)候车时间。候车时间是指从乘客进站开始等待车辆直到上车所需要的时间，对于乘客而言越短越好。(4)乘客平均换乘系数。乘客平均换乘系数是衡量乘客直达程度的指标，其值为乘车出行人与换乘人次之和除以乘车出行人次。大城市不应超过1.5，中小城市不应超过1.3。(5)到站准点率。到站准点率可以定义为，在考察时段内，在动态的交通网络中，公交车辆能准点到站的能力，是从公交网络的任意起点到任意终点能够在规定时间内到达的概率。(6)发车频率。公交发车频率即单位时间内发出车辆的数量，其单位是辆分钟。发车间隔与发车频率之间成倒数关系，发车间隔侧重表达发车间隔时间的长短；发车频率则侧重于车辆的多少。(7)行程时间可靠度。行程时间可靠度是衡量公交服务水平最直接的指标之一。关于行程时间可靠性的定义有以下几个版本：1)Bell等2研究了在日常交通量变动情况下的行程时间可靠性，将行程时间可靠度定义为在特定服务水平下出行者能够在给定时间内完成出行的概率。2)Asakura3考虑了由于道路损坏而造成路段通行能力下降时的行程时间可靠性，将行程时间可靠度定义为路网在下降和非下降状态下行程时间比率的函数。3)lida4将行程时间可靠性定义为：出行者在指定时间范围内到达目的地的概率。本文将行程时间可靠性解释为：在一定条件下，公交车辆在乘客可接受出行时间范围内到达目的地的概率，用于衡量公交线路的服务能力和服务水平。(8)服务间隔可靠度。公交线路运转的时刻可靠性在事后(已发生时刻之后)量测相对比较容易，要对事前(已发生时刻之前)的可靠性预测就比较困难。本文用公交服务间隔指标定义公交线路运转的时刻可靠性。服务间隔可靠度，定义为公交系统运营中遵循公布(计划)运转时刻表的能力5。4 城乡公交线路运行组织形式4.1 线路分类乘客和企业之间的利益冲突是提高公交运行的可靠性的障碍之一，如何协调好两者之间的关系，达到双赢的目的，要求我们在线路分类时，充分考虑客流的集散程度、客流大小等各方面因素，从而达到各方面配合的目的。由客流出行特征分析可知，县城、乡镇、村庄的居民出行特征在客运量强度、出行高峰时段分布等方面存在差异，针对为不同区域服务的线路客流强度特征以及服务功能的差异性，线路分为干线和支线。干线：承担大型集散点之间联系客流强度高，以县城(城区)一乡镇线路最为常见，多沿县域内国，省、县道设置；行车速度快、发车频率高、服务水平较好。支线：对干线网起补充作用，多为深入各行政村的乡镇村线路以及填补各乡镇之间线路空白、加强乡镇之间联系的线路，提高城乡公交线网覆盖率。支线与干线应有较好的换乘，起到接驳干线客流的作用。具体分类如表16所示。4.2 发车模式根据客流量的大小，客流的稳定程度以及线路特点等情况发车模式分为以下情况：(1)公交化发车组织。城乡公交干线客流量较大、客源稳定，一般采取公交化发车组织形式。即每隔一个固定时段发次车，在高峰期、平峰期、低谷期平均发车间隔不同。(2)灵活组织形式。乡镇-村的城乡公交支线与加强乡镇之间、乡镇-村联系的补充联络线客运需求少，需要采取灵活的组织形式。本文提出通村支线有以下几种发车组织形式：“干线延伸”：一般是城乡公交干线客流低峰期利用富余运力延伸线路至周边村庄，解决通车问题；“专线定点”：固定支线走向、定班次、定站点，与城乡干线公交化发车不同的是每日行车班次数较少；“四不定”：对一些偏僻支线采取不定线路、不定班次、不定站点、不定票价、来回时间协商决定；“干支线路对接”：对偏僻支线组织小型客车定点运行，将乘客运送至干线乘车点，实现干线公交与支线小客车对接。4.3 车型配置车辆条件包括车辆的物理特征、操作性能、载客指标和车辆数。公交车按容量大小可分为4种：1)小型公共汽车(适用于：客运量小的郊区长距离路线；市区客运量较小到客运量中等，但要求发车频率高的环行路线；通宵服务的夜客车)；2)标准型公共汽车(是最常用的单节客车)；3)铰接式公共汽车；4)双层公共汽车。车辆的选择必须符合实际客流和一定服务水平需要的功能定位。还须与道路本身的条件相适应。针对农村公路通行条件特殊、客流分散且少、乘客携带农产品多，企业运营资金紧等特点，城乡公交车型配置要从以下几方面因素综合考虑。(1)与客流强度相适应，结合不同级别线路服务强度选择容量大小适宜的车辆。(2)与线路长度相适应，较长线路一般需要容量较大车型。(3)城乡公交通行道路条件对车型的选择有较大影响，选择车型时要充分考虑车辆通过性，安全准点性，以适应农村公路等级和基础设施条件。(4)针对不同服务对象特征选择不同的车内配置。乘客携带农产品、行李较多的线路车辆应适当增加并合理布局行李舱；特殊服务线路(赶集、旅游线等)可配置专用车型。(5)车辆物理特征、辅助功能设施的配置应城市形象特色一致，更新车辆提升车辆性能，淘汰年数较久车辆；车型选择与地区经济社会发展阶段特征一致。(6)与客运市场阶段特征相适应，市场的不同培育期配置不同车型。信息化时代要求公交车辆装备逐渐满足智能化、信息化的需求。适应发展惯性和连续性，促进时空资源的合理组织分配及客运市场的健康有序发展。(7)与绿色环保理念相适应，响应环保交通、绿色交通建设要求，发展电动车、天然气汽车等污染少的公交车辆，对公共汽车逐步安装机动车尾气净化装置，减少排污量，达到较高的排放标准。公交网络中各条公交线路的公交车车型配置必须考虑该线路的功能性质、所运输乘客的出行特点、运行道路的几何条件加以考虑。车型选择情况如表2所示。4.4 发车频率论文将针对高峰时段干线和支线的客流特点讨论其发车频率。(1)干线发车频率。根据运力配备的原则，运送能力必须不小于高峰小时线路的最大客流量即UQ其中，U为运送能力(U=mHn；n为发车频率；mH为车辆的额定载客数)，Q为高峰小时线路的最大客流量。农村客流在一天不同时段呈现出“高峰”、“低谷”特点，因此对于某条城乡公交主干线路，其运力应不小于高峰小时线路最大流量，因此高峰小时线路最大客流量Q即为线路的最小运能Umin，进而可以得出发车频率n。具体计算过程如下：由UQ得出线路最小运能Umin=Q。求出发车频率n，具体计算方法如公式(1)所示。式中：ni发车频率，标台h；Q高峰小时线路的最大客流量，人h；i满载率，一般在0.60.8之间；mH城乡公交线路投放车辆的核载人数，人辆。一般城市内公共交通的乘客在车内的时间不长(平均15min左右)，而城市道路又比较平坦，所以车辆内站立的人数能比坐的人多些，但对于郊区线路和长途线路，坐的比例则应增加，甚至全坐。在遇到上下班高峰时段，允许暂时形成超载。满载率尤其是高峰时段满载率是决定一条线路配车数的关键参数。当满载率低时，乘客平均等待时间减少，乘客满意度提高；当满载率高时，公交企业固定成本减少，公交企业的满意度增加，两者满意度的平衡是满载率取值的优化目标。满载率在实践中常凭经验取值。如南京市市政公用局制定的南京市城市公交行业管理规范中规定：营运车辆高峰时段线路平均满载率控制在85以下，平峰时段线路平均满载率控制在60以下，全日线路平均满载率控制在80以下；常州市城乡公交高峰时段线路平均满载率控制在90以下，满载率计算中额定载客数即按照机动车运行安全技术条件(GBT7258-2004)中取值计算。这种经验性的规定，各个城市都不同，没有形成统一的规范值效果也一般。城乡公交发展初期，干线客流特征明显，客流变化小且在调度员能力范围内，一般采用该法，线路高峰时段满载率通常控制得相对较高，取值结果保证运营成本在公交企业可承受范围之内。车辆在整条线路的运行过程中，为了保证中途乘客能上下交替，多是控制车厢在线路两端空些，中间挤些。因此全线平均满载率系数总小于1的，通常约为0.60.7。然而以车辆全天工作时间的实际客运情况来看，由于早晚和上下班以外时间乘客是比较少的，所以，日平均满载率系数为0.50.6。(2)支线发车频率。由于客流波动性较大，对城乡公交线网中的支线发车频率的设置不宜采用传统方法，在实际应用中通常根据实地调查与相关经验总结，按照整体设置，局部调整的方法。主要发车策略有以下几种情况：1)对于片区内部线路，即二级线网的支线，应当与线路运营方式相适应，对于公交化运营线路可按照干线方法确定发车频率；2)对于每日仅开几趟班车，体现社会公益性的支线班车可以根据所在片区干线的客流服务时间差，灵活调用主干线路的运营车辆，做到资源的充分高效利用，避免重复投入造成浪费；3)对于道路条件不太理想，位置较偏远的行政村支线线路，应当根据运量需求和客流特征进行动态的运力配备，在框定局部运力的基础上采用符合技术标准的小客车(6至9座)进行营运，在规划时可根据当地群众出行需要，核定线路，适当固定班次(如早中晚“三班制”方式)，或与其它支线开展联合行车组织，以解决偏僻村庄、山区群众的出行。5 实例应用5.1 浦口区概况浦口区地处南京市西北部，目前，浦口处于快速发展阶段，未来发展定位是南京市“一主三副”的其中一副江北副城，将要打造成百万人口的城市副城。5.2 城乡公交可靠性现状分析通过乘客对公交运营整体状况满意情况的调查来看(如图1、图2所示)，浦口区居民对公交的满意程度处在一般至比较满意这个层次。总体来讲，乘客对浦口公交的评价比较中性，浦口区的公交服务水平还是有很大的提升空间。5.3 浦口城乡公交运行现状及组织方案设计浦口区境内共有城乡公交线路20条，运营车辆约98辆(包括村村通线路)。主要有：中心城区至西葛、汤泉农场，星甸、余家湾、乌江、石桥、扬子，西江，花旗、狮子岭的10条辐射线路，街镇至南京主城线路2条，其余的均为街镇之间，村村之间线路共8条。目前全区已初步形成一个以浦口中心城区为中心，辐射街镇及镇村，干支相通的道路客运网络。下面本文将选择几条具有代性的线路进行具体讨论，所选线路为：602、608、江石线、石乌线、桥星线，排班情况见表3。从表3可以发现，浦口城乡公交线路中高峰时期发车间隔最短为每710分钟一班，客流量较大的主要线路发车间隔均在15分钟以内。5.4 发车模式选择虽然浦口城乡间的公交客运量有一定的大小差距，但总体都具有客流量大、客源稳定的特点，所以采用公交化发车组织。在具体设计每条线路的发车时间表时要充分考虑客流量在各个时段的特点，采用与其相适应的发车时间表。5.5 车型配置综合考虑公交网络中各条公交线路的功能性质、所运输乘客的出行特点以及沿途经过道路的几何条件，表4给出了浦口公交线网公交车车型配备方案。5.6 运力配置根据浦口的交通现状和发车班次制定原理得发车间隔，得城乡公交各线路配车数量如表5所示。(作者：温旭丽 东南大学成贤学院，讲师；王丹 上海海事大学交通运输学院，硕士研究生