（交通运输规划与管理专业论文）城市轨道交通与常规公交协调的实证研究.pdf

摘要 随着城市交通需求的迅速增长，日益严重的交通拥堵已成为众多城市的通病，目前 很多城市的公共交通无论在数量和质量上都远远不能满足市民出行的需求。当前国内众 多大中城市已经初步建成或开始建设轨道交通系统，形成以轨道交通为骨干、常规公交 为主体的一体化公共交通的发展战略。轨道交通和常规公交是否能够合理衔接、协调发 展，直接影响着公共交通系统竞争力的提高。 本文首先对国内外已有城市轨道交通与常规公交协调的理论研究和实践进行了总 结，进而对城市轨道交通和常规公交的技术经济特性、功能定位做了分析比较，阐述了 调整的原则及基本原理；建立评价指标体系，并应用灰色聚类综合评价方法对轨道交通 和城市现有常规公交的协调程度进行定量分析；讨论了常规公交站点的调整目标、原则 和方法，对受到轨道交通影响的常规公交o d 矩阵进行了修正，以作为站点和线网调整 的依据；研究了常规公交线网调整的目标函数，以公交出行总耗时最小和公交运营收益 最大为目标建立模型；最后以大连市轨道三号线和常规公交为例进行实证分析，评价了 其协调程度，并对其站点和线网调整给出了建议。 关键词：城市轨道交通，常规公交，灰色聚类，白化函数 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dg r o w t ho fu r b a nt r a n s p o r td e m a n d ，i n c r e a s i n gt r a f f i cc o n g e s t i o nh a sb e c o m ea c o m m o np r o b l e mo fm a n yc i t i e s ，a n dt h ec u r r e n tp u b l i ct r a n s p o r ti nm a n yc i t i e si nt e r m so f b o t hq u a n t i t ya n dq u a l i t yc a nn o ts a t i s f yt h ep u b l i cd e m a n df o rt r a v e l c u r r e n t l y , c h i n a sl a r g e c i t i e sh a v eb e e nb a s i c a l l yb u i l to rs t a r t e db u i l d i n gr a i lt r a n s i ts y s t e m ，t of o r mt h ep u b l i c t r a n s p o r td e v e l o p m e n ts t r a t e g y , w h i c hw i l li n t e r g r a t e t h er a i lt r a n s i ta st h eb a c k b o n e ，a n d c o n v e n t i o n a lp u b l i ct r a n s i ta st h em a i np u b l i ct r a n s p o r t t h ed e v e l o p m e n to fp u b l i ct r a n s p o r t s y s t e mc o m p e t i t i v e n e s s ，d e p e n d so nt h er a t i o n a lc o n v e r g e n c e a n dc o o r d i n a t e dd e v e l o p m e n to f r a i lt r a n s i ts y s t e ma n dc o n v e n t i o n a lp u b l i ct r a n s i t f i r s t l y , t h et h e o r ya n dp r a c t i c eo fe x i s t i n gu r b a nr a i lt r a n s i ta n dc o n v e n t i o n a lp u b l i ct r a n s i t t r a n s p o r t c o o r d i n a t i o na r es u m m a r i z e di nt h i st h e s i s s e c o n d l y , t e c h n i c a la n de c o n o m i c c h a r a c t e r i s t i c s ，f u n c t i o no fu r b a nr a i lt r a n s i ta n dc o n v e n t i o n a lp u b l i ct r a n s i th a v eb e e na n a l y z e d a n dc o m p a r e da n db a s i cp r i n c i p l e so fa d j u s t m e n th a v eb e e ne x p o u n d e d ；e s t a b l i s he v a l u a t i n g i n d e xs y s t e ma n da n a l y s i sq u a n t i t a t i v e l yt h ec o o r d i n a t i o nl e v e lo fe x i s t i n gu r b a nr a i lt r a n s i t a n dc o n v e n t i o n a lp u b l i ct r a n s i tw i t ht h eg r e yc l u s t e r i n gc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n ；t h e o b j e c t i v e s ，p r i n c i p l e sa n dm e t h o d so fc o n v e n t i o n a lp u b l i ct r a n s i ts i t ea d j u s t m e n th a v eb e e n d i s c u s s e d ；t h ec o n v e n t i o n a lp u b l i ct r a n s i t0 一dm a t r i xa f f e c t e db yt h er a i lt r a f f i ch a sb e e n m o d i f i e d ，a n dt h er e s u l ti st h eb a s i so ft h es i t ea n dr o u t en e t w o r ka d j u s t m e n t ；t h eo b j e c t i v e f u n c t i o n so fc o n v e n t i o n a lp u b l i ct r a n s i tn e t w o kh a v eb e e nr e s e a r c h e d ，a n dt h em o d e lo f m i n i m u m i n gc o n v e n t i o n a lp u b l i ct r a n s i tt r a v e lt i m ea n dm a x i m u m i n gc o n v e n t i o n a lp u b l i c t r a n s i to p e r a t i n gr e v e n u eh a sb e e ne s t a b l i s h e d ；t h i r d l y , f o rd a l i a nu r b a n3 r a i ll i n ea n d c o n v e n t i o n a lp u b l i ct r a n s i ta sa ne x a m p l e ，e v a l u a t ei t sc o o r d i n a t i o na n dg i v es u g g e s t i o nf o r a d j u s t m e n to fc o n v e n t i o n a lp u b l i ct r a n s i ts i t ea n dn e t w o r k k e y w o r d s ：u r b a nr a i lt r a n s i t ，c o n v e n t i o n a lp u b l i ct r a n s i t ，g r e yc l u s t e r i n g ，w h i t e n i z a t i o n 长安大学硕士学位论文 ， 第l 章绪论 1 1 研究背景 改革开放以来，我国社会经济迅速发展的同时，城市化进程不断提高，随着交通需 求的迅速增长，日益严重的交通拥堵成为众多城市的通病，现有的交通基础设施无论在 数量和质量上都远远不能满足市民出行的需求。现代城市的居民出行和人口流动，在一 天的高峰时间里，客流高度集中、流向大致相同的现象已很普遍，以往使用的公共汽车 和无轨电车已很难适应现代城市交通发展的需要，尤其是百万人口以上的大城市，重点 发展以轨道交通为骨干的城市公共交通网络新体系势在必行。 城市轨道交通在我国的发展起步比较晚，19 6 5 年我国开始修建内地第一条城市轨道 交通系统北京地铁一期工程，1 9 6 9 年建成通车。至2 0 0 9 年9 月，国内已有北京、 上海、广州、深圳等1 0 座城市建成运营3 0 条城市轨道交通线路，运营里程已达8 1 3 7 公里；根据国家已审批2 5 个城市的轨道交通发展规划，未来十年还将新建城市轨道交 通2 5 0 0 公里，总投资额超过l 万亿元。目前国内城市轨道交通发展最快的京、沪、穗 三地的运营里程都已突破百公里，其中运营里程最长的上海已达2 3 5 公里左右，北京达 1 9 8 公里，广州则超过1 1 7 公里。大连、天津以7 0 9 0 公里的规模紧随其后1 1 1 。但从总 体上看，我国内地的城市轨道交通建设仍处于起步阶段，而且，上述开始营运的轨道交 通线路中，除个别线路外，大连、武汉、上海和广州等地的的地铁客流量却无法达到预 期效果。通过分析可得，造成地铁客流量低的原因很多，例如票价高、换乘困难、市民 乘车习惯难改等，更重要的一个方面即为城市轨道交通与常规公交缺乏合理高效的协 调。 造成城市轨道交通与常规公交换乘不方便的原因很多，最重要的是规划城市轨道交 通线网时，由于缺乏经验等原因，规划者对建成后的城市轨道交通和常规公交协调方面 的因素考虑欠佳，结果就造成乐两种公交方式换乘不便，如换乘站规模过大或过小，换 乘效率低下；再或轨道交通的站间距不够长，导致其速度方面的优势无法体现，结果导 致对出行者缺乏足够的吸引力；再者，当城市轨道交通线网建设成型后，就会与其二次 吸引范围内常规公交产生相互影响，而对于如何调整常规公交线网来适应城市轨道交 通，目前国内尚未形成成熟的理论研究，导致城市轨道交通客流很难方便地接运和集散， 久而久之，乘客非常深刻地体会到两种公交方式换乘不变带来的烦恼。 【1 我国城市轨道交通发展经历的三个阶段分析h t t p ：w w w c c m c m o e o m n e w s i t e r e a d n e w s a s p x ? i d = 5 5 3 0 5 l 第1 章绪论 众所周知，城市轨道交通建设的投资极其昂贵，技术要求相对其他公交方式来说也 高很多，而且建设周期长达几年，因此只有经过长期的规划建设，才能形成比较系统的 城市轨道交通运营网络。在此背景下就需要常规公交在城市轨道交通客流的吸引与疏散 方面做出积极的配合。换言之，城市轨道交通只有与常规公交的有了合理的配合与衔接， 其高效快速性才能够充分发挥作用。最后，作为城市公交系统中不同层次的两种公交方 式，城市轨道交通和常规公交在城市公交系统中所承担的运输责任，以及所适合的出行 距离都是不一样的，因此配合城市轨道交通对常规公交的站点和线网进行调改，能够达 到避免恶性竞争，进而做到取长补短、共同发展。 由此，以配合城市轨道交通为目的，对常规公交站点和线网的布局进行优化调整， 己成为如今大中城市公交系统发展的客观要求。在此背景下，本文选题为城市轨道交通 与常规公交协调的实证研究。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 在国外发达国家，大中城市各种公交方式的有效衔接和协调已经趋于成熟。在技术 方面，各种公交方式的协调已经可以通过技术手段实现；在管理上，交通部门的合作已 经全面展开。 如莫斯科现有的地铁换乘站( 包括地铁与地铁、地铁与铁路等之间的换乘) 现在共 三十多个，地铁与常规公交站的换乘很普遍，真个城市中六百多条常规公交线路中就有 五百余条可以与与地铁进行换乘。每个地铁站周围几乎都有二十余条常规公交线路进行 接运和疏散。对于相交的线路，当两个车站处于同一平面时，莫斯科地铁采用独特的 设计，使两站站台并列布置，其间用人行天桥相连。两条线路上的列车同时在站台上通 过时，每个站台上的列车来自两条线路，但方向相同。如果换乘客流比较大，则布置在 站台两侧，乘客在站台上就可以进行换乘。在客流量比较小的地段，站点可以布置在 站台外侧，乘客通过人行天桥或者地下通道进行换乘，换乘时间最长仅为1 5 分钟【2 】。 在两种公交方式协调的理论方面上，国外大多采用基于概率统计基础的运营调度的 技术进行研究，主要是通过确定换乘的交通方式和线路间的换乘等待时间后，对常规公 交车辆的到达时间和发车时间通过一定的方法进行细致调整。 s a n d e n 提出了城市轨道交通和其他公共交通方式换乘枢纽的选址方法，m d s h u r y 【2 】世界各国地铁的千姿百态h t t p ：w w w c h i n a m c t r o n e t c o n t e n t d i s p l a y n e w s a s p x ? i d = 1 8 3 6 0 2 长安大学硕士学位论文 探讨了如何通过确定轨道交通发车时间和时间间隔来提高其运行效率；h a n l o n g ，在提 出了不同交通方式协调的评价指标体系研究，讲到如何选择指标、评价方法的选择等； s t e v e nc h i e n 对不同交通方式换乘的技术方面给出对策，通过互联网将同时运行的不同 交通工具联合起来；d i c k i n s ，s j i a n 调查了欧洲和北美的2 1 个城市，了解了其交通基 础设施的情况后，得出各大城市在轨道交通建设和运营的潜在效益，并分析了与两种交 通方式协调有关的诸多因素，以及如何解决换乘中的各种问题。 综上所述，国外在对城市轨道交通和常规公交协调的理论和实践方面，都已达到很 高水平，站点和线网的调整都已经趋于完善，学者的研究也是侧重对其细节上进行微调， 或是通过控制发车频率和车头距离提高协调的效率。 1 2 2 国内研究现状 国内城市轨道交通的建设发展相对比较晚，也就算是刚刚起步，但是发展速度很快， 从2 0 世纪8 0 年代以来，就有北京、上海、广州等大城市相继开始建设轨道交通，虽然 它是高效快速，优势明显，但是发展到如今，城市交通堵塞严重依然没有得到根本解决， 甚至愈演愈烈，因此只有城市轨道交通与常规公交进行有效的协调才能更好地解决城市 拥堵这一通病。 北京工业大学任福田教授等对不同的公交方式的换乘方面颇有研究，他们研究较 早，所做的工作是对市民在自行车与常规公交换乘方面进行调查研究，观察客流量较大 地区的自行车停车地点、停车数量和骑车者换乘到公交车需要的时间，对北京市居民出 行的自行车与常规公交换乘进做了详细的研究；姚新虎在硕士论文城市快速轨道交通 与常规公交的线网协调研中建立了两种交通方式协调的目标函数，并进行了实例分析， 通过数据分析得到了线网协调的最终结果；曹玫的论文基于遗传算法的城市轨道交通 接运公交线网规划通过运用遗传算法，对城市轨道交通和常规公交线网进行调整，使 其配合效率更高。 总的来说，国内对这两种公共交通的协调方面的理论和实践研究尚处于起步阶段， 缺乏研究资料。如对城市轨道交通和常规公交协调评价的相关参考资料尚少，赵鑫在其 硕士毕业论文城市轨道交通与常规公交的协调研究应用到的评价方法是层次分析法， 其中指标权数由多位专家打分确定，因此主观性较强，会直接影响到评价结果的客观真 实性；在对线网进行调整的研究中，所建立的模型，包括常规公交站点调整模型、常规 公交线网优化模型，由于缺乏理论基础，所做的研究比较简单，而且都仅仅考虑了单条 轨道交通线路与常规公交的协调，实际上，轨道交通网络建设完成投入运营后，每条线 3 第1 章绪论 路之间会产生相互影响，仅仅对一条线路进行研究是远远不够的，所以现有研究的实用 性还需要进一步确定。 1 3 研究的目的和意义 无论城市轨道交通还是常规公交，都是城市公共交通中必不可少的交通方式，在城 市轨道交通建成后如何协调两者之间的关系，如何实现城市轨道交通和常规公交的“无 缝连接 ，成为城市公共交通亟待解决的问题。本文的研究目的在于通过对常规公交的 调整，减少其对轨道交通的恶性竞争，增强其在轨道交通的大型接驳站和客流集散点接 运客流的能力，达到两者取长补短，相互协作，最大程度上缓解城市交通拥堵问题的目 的。 本文研究的意义主要有以下四点： ( 1 ) 是“公交优先”发展的需要 “公交优先 策略是针对城市交通拥堵提出来的有效可行的解决方案，只有提高公 共交通的服务水平，才可能减少居民私家车出行比例，日益严重的城市交通拥堵才可能 得以缓解。倘若公共交通无法做到方便、快捷、经济、舒适、安全，那么广大市民在出 行时将不会优先考虑采取公共交通，如果更多的人采取私家车出行，那么城市不但会更 加拥堵，而且还会给能源、安全、土地等各方面带来威胁。若要发展公共交通，并不是 单独地发展其某一种方式，如常规公交，而是将各种公交方式实现有机结合，才能体现 公共交通更大的价值，也才能最大程度地满足城市居民的出行要求，实现公交运营的高 水平化。 ( 2 ) 是城市交通可持续发展的需要 城市交通需要可持续发展，要考虑的因素众多，而其中很重要的就是城市轨道交通 和常规公交的有机结合。目前来看，我国各大城市正处于高速发展的阶段，城市规模日 益膨胀，城市人口急速增长，城市建设日新月异，这些对市民的生活质量提高带来了一 定程度的影响，如目交通问题愈演愈烈，市民出行不便。目前私人交通的比重越来越大， 如果城市轨道交通建成运营后，并不能和私人交通有效抗衡，不能解决城市交通拥堵， 那么在不久的将来，私人交通在城市的地位将难以撼动，那时城市拥堵问题将更加难以 解决。城市轨道交通在保护环境、节约资源、节约土地、减少交通事故等方面比起其他 城市交通方式有很大的优势，所以，城市轨道交通和常规公交的协调问题有利于城市交 通可持续发展。 4 长安大学硕士学位论文 ( 3 ) 是城市轨道交通发展的需要 城市轨道交通在我国发展的较晚，但是近十几年来发展迅速，各大中城市快速发展 轨道交通的原因是多方面的，城市轨道交通具有其他公交方式不可比拟的优势，但是， 轨道交通的建设是一项投资巨大的系统工程，建设周期长达几年甚至几十年，而且不同 线路要分批进行建设，以避免影响城市居民出行和日常生活。但是由于国内缺乏相关经 验，建成后经常会出现轨道交通的站点、线路布局不合理，于其他交通方式缺乏有效的 衔接，会给居民造成换乘不便，进而影响轨道交通客流量，最终会导致收益低，前期建 设投资难以回收。城市轨道交通具有大容量的优势，但是覆盖率低，不能延伸到每一条 街道，需要有其他快捷的交通方式为其接运和集散客流，才能充分发挥其作为公交骨干 的作用，促进城市轨道交通的良性发展，同时也提高它带来的经济效益和社会效益。 ( 4 ) 是调整城市布局的需要 城市布局的形成受多重因素影响，它也是在不断变化之中，交通建设就是影响因素 之一，不同的交通方式形成各具特色的区位可达性分布，城市空间布局也对应各具特色。 不容置疑，城市轨道交通让城市空间布局产生了改变，提高了周围土地的价值。发展城 市轨道交通，提高城市可达性，可以使城市布局更加合理。 1 4 研究的主要内容和技术路线 1 4 1 主要内容 本文对城市轨道交通与常规公交协调进行实证研究，在分析了城市轨道交通与常规 公交的的技术特性和经济特性后，本文从站点和线网两方面对城市轨道交通与常规公交 进行协调分析；既有相关理论理论研究，也有对大连轨道三号线与常规公交协调的实证 分析，对城市轨道交通与常规公交的协调提供科学的理论依据及有效的解决途径。 各章具体内容如下： 第二章比较了城市轨道交通与常规公交的技术、经济特征、功能定位，探讨了两种 公共交通方式的协调理论方法； 第三章建立指标体系，应用灰色聚类综合评价法对城市轨道交通和现有的常规公交 协调程度进行评价； 第四章通过对常规公交o d 矩阵进行合理修正，确定对其起讫点的调整，以提高城 市轨道交通的吸引力，扩大城市轨道交通的客流吸引范围； 第五章结合第四章常规公交起讫点的调整，研究了已有常规公交线网的调整目标、 5 第1 章绪论 原则，确定线网调整的目标函数及约束条件，以公交出行总耗时最小和公交运营收益最 大为目标建立模型； 第六章以大连市轨道三号线和常规公交为例进行实证分析，评价了其协调程度，并 对站点和线网调整给出建议。 6 长安大学硕士学位论文 1 4 2 技术路线 7 第2 章城市轨道交通与常规公交协调的理论分析 第2 章城市轨道交通与常规公交协调的理论分析 2 1 技术特性分析 城市轨道交通相比常规公交的优势非常显著，表现在车辆容量、路线客运量及旅行 速度等方面。比如，在车辆容量方面，城市轨道交通车辆的最大容量为3 7 5 人车，是常 规公交的三到四倍；线路客运量最大可达7 0 千人d , 时，而常规公交平均只有1 5 千 小时；在运行空间方面，城市轨道交通不像常规公交那样，只能在路面上运行，它有独 立的轨道，因此不会产生交通拥堵，而且发出时间准时、交通事故极少。而一般来说， 常规公交路权形式可以分为三种，与其它地面交通混合行驶，专用线、和隔离线的，特 点是线路设置灵活，但专用线和隔离线要占用宝贵的地面道路空间，造成一定程度的浪 费。具体的技术特性比较如表2 1 。 表2 1 城市轨道交通与常规公交的技术特性比较【3 】 技术特性城市轨道交通常规公交 优点服务质量高，无交通堵塞投资、线路设置灵活，建设周期短 投资巨大，建设周期长，线路设置不灵 缺点服务质量一般，交通堵塞严重 活 路权形式地面高架地下混行专用线隔离线 车辆容量( 人车)3 0 0 3 7 53 0 0 3 7 53 0 08 0 1 2 08 0 1 2 01 2 0 路线客运量( 千人1 1 ) 5 07 07 01 0 1 51 5 2 03 0 旅行速度( k m h )1 5 3 53 0 3 53 0 3 5 1 0 1 21 5 1 81 5 3 0 2 2 经济特性比较 1 节约乘客出行时间的经济效益 节约乘客出行时间的社会经济效益是指乘客出行时选乘轨道交通而不选择其他出 行方式节省的时间所产生的经济效益。对于原来乘坐常规公交出行，现在换作轨道交通， 或换乘轨道交通的乘客，可以直接节约其出行时间，其余的常规公交乘客也因为公共汽 车的压力减轻而获利；采用私家车或自行车出行的乘客也会因地面拥堵程度降低而受 益，节约出行时间。 1 3 姚新虎城市快速轨道交通与常规公交的线网协调研究【d 】【硕士论文】长安大学，2 0 0 5 8 长安大学硕士学位论文 2 安全性能提高的经济效益 轨道交通路权独立，是全封闭全隔离系统，因此发生交通事故的概率要比地面交通 事故要小的多。同时，由于大量客流由其他交通方式转向轨道交通，地面上的客流量相 对之前会有所减少，交通拥堵程度降低，从而间接减少了地面机动车辆发生交通事故的 频率。这不但减少了交通事故损失，还形成了巨大的社会效益，有利于整个社会的安定 团结。、 。3 节约能源产生的经济效益 从节约能源情况看，城市轨道交通系统使用电能，能常规公交和私人交通使用的都 是能源，使用电能具有无污染、廉价的优势，它不仅具有无污染、噪声小等优点，而且 节能、运量大、方便快捷、运输效率高，是常规公交不可比拟的“绿色交通 。现在城 市生态环境日益恶化，节能减排是各种交通工具追求的目标，轨道交通的出现为改善城 市居民生活环境做出了巨大贡献。 4 节约用地产生的经济效益 与常规公交相比，城市轨道交通最突出的特点是它路权独立，而且绝大部分在地下 或高架上运行，对地面土地资源占用比较少，在土地资源日益紧张的今日，轨道交通对 节约城市土地资源方面的贡献是巨大的。即使有一部分仍在地面运行，由于其运输能力 大，单位人公里占用土地面积减少，相对其他交通方式来说也节约了城市用地，目前城 市土地资源宝贵，价格高昂，节约用地的轨道交通是城市交通建设的首选。 2 3 功能定位分析 城市公共交通是城市居民出行的重要方式之一，在日益严重的城市交通堵塞形式 下，如何高效地将多种公共交通方式有机结合，让它们最大化地发挥各自优势，并在此 基础上扬长补短，根据各自特点提供高水平服务，是目前城市交通规划者应该首要考虑 的问题。 2 3 1 城市轨道交通功能定位 城市轨道交通的优势显著，具体表现在运量大，可以达到3 7 0 人车、速度快，高达 3 5 k m h 、由于路权专属，所以交通事故极低，安全性高、发车时间固定准时、乘坐更加 舒适、使用寿命长，具有良好的社会效应、环境效益和交通综合效益，因此城市中客运 量较大、客流比较集中的地方应该首要选择城市轨道交通。 相对来说，城市轨道交通也具有一定的劣势，比如建设投资大，动辄几十亿，路网 9 第2 章城市轨道交通与常规公交协调的理论分析 密度低，不能延伸至每一条街道，因此它是一种适合于中长距离运输的公交方式。而且 目前我国城市正在高速发展，各方面建设都急需资金，故用于轨道交通建设方面的投资 有限，短时期内将其建设成为高密度、发达的轨道交通路网系统并不现实，所以轨道交 通在我国各大城市中虽然非常重要，是公交系统的骨干力量，但不可能成为承担城市客 流的主力军。 2 3 2 常规公交功能定位 常规公交的发展经历了半个多世纪，理论和技术方面相对来说也趋于成熟，而且常 规公交线路灵活，可以深入到城市中的每条线路，投资较小，车辆和站场建设所需资金 相对轨道交通来说很少，更适合于中短途客运。常规公交在轨道交通建成使用之前是城 市公共交通的单独力量，建成后不但可以继续发挥以往的功能，也可以为城市轨道交通 接运换乘客流。所以结合我国城市发展的实际情况，常规公交在城市公共交通中仍然起 着不可替代的作用。 综上所述，结合我国国情，我国对城市轨道交通和常规公交的功能定位应该是：以 城市轨道交通为骨干，常规公交为主体，形成“鱼骨结构网络，城市轨道交通借助常 规公交的辐射功能提高自身辐射功能。也就是说，城市轨道交通是进行客运的大干道， 常规公交则是一条条小支流，连接着大干道，并为其接运和疏散客流。 2 4 城市轨道交通吸引范围确定 根据吸引范围不同，轨道交通的吸引范围可以分为是一次吸引范围和二次吸引范 围，其中一次吸引范围就是直接吸引范围，是指乘客不乘坐任何交通工具，直接步行能 够到达的范围，是轨道交通中乘客能够接受的到达步行范围。二次吸引范围也称间接吸 引范围，是指通过常规公交、自行车、私人交通等非步行交通方式到达城市轨道交通站 点，进而换乘城市轨道交通。同理，通过步行到达轨道交通的客流则是直接吸引客流， 通过交通工具换乘进入轨道交通线网的客流则是间接吸引客流。直接客流的吸引能力取 决于城市轨道交通站点附近居民能够承受的步行的距离，而间接客流的吸引能力取决于 城市中不同交通方式间的合理衔接与协调。 对莫斯科、圣彼得堡、北京等城市的调查显示，步行去车站的几乎全部乘客( 9 8 ) 都是位于轨道交通站点附近的范围，步行时间不大于1 5m i n 的范围内，居住在此范围内 利用非交通比步行去车站节省时间的效果不明显。居住在5 1 0m i n 步行距离范围内的乘 客分别占这组乘客的6 0 和8 0 左右。故可得知，轨道交通车站的一次吸引范围是在半 1 0 长安大学硕士学位论文 径6 6 0 m 内，在这个区域内居住着利用轨道交通并步行上车站的绝大多数( 8 0 以上) 乘 客。乘交通工具去车站的乘客，7 0 的乘客接运距离不超过3k m ( 直线距离r - 2 5k m ) ， 而仅有6 5 的乘客接运距离大于6k m ，综上可得，轨道交通的一次吸引半径是6 6 0 m ， 二次吸引半径是2 5 k m 4 1 。 r - - o 图2 - 1 城市轨道交通吸引范围示意图 2 5 两种交通方式相协调的基本理论 2 5 1 城市轨道交通与常规公交协调的涵义 城市轨道交通和常规公交是两种不同的公共交通方式，但是具有相同的使命，就是 共同解决城市交通问题，满足居民出行的需要，如果两者各自为政，完全没有关系，则 新建成的城市轨道交通将会在某些地区对常规公交产生恶性竞争，导致常规公交收益受 损，同时常规公交也会给城市轨道交通带来换乘不便等影响，对轨道交通的运营也极为 不利，只有两者积极协调，共同创建一个高效的公共交通系统，才能充分发挥各自的优 势，达到经济利益和社会效益的最大化，两者协调的涵义是指两种交通方式在站点、线 网和运营等方面，通过合理的衔接与合作，取长补短，相互配合，能够有效的共同完成 城市居民的出行需求。 众所周知，城市轨道交通建设的投资极其昂贵，技术要求相对其他公交方式来说也 高很多，而且建设周期长达几年，因此只有经过长期的规划建设，才能形成比较系统的 【4 1 蒋冰蕾，孙爱充城市轨道交通接运公交路线网规划川系统工程理论与实践1 9 9 8 ( 3 ) ：1 3 0 1 3 4 ，1 3 9 第2 章城市轨道交通与常规公交协调的理论分析 城市轨道交通运营网络。在此背景下就需要常规公交在城市轨道交通客流的吸引与疏散 方面做出积极的配合。换言之，城市轨道交通只有与常规公交的有了合理的配合与衔接， 其高效快速性才能够充分发挥作用。最后，作为城市公交系统中不同层次的两种公交方 式，城市轨道交通和常规公交在城市公交系统中所承担的运输责任，以及所适合的出行 距离都是不一样的，因此配合城市轨道交通对常规公交的站点和线网进行调改，能够达 到避免恶性竞争，进而做到取长补短、共同发展。 2 5 2 城市轨道交通与常规公交协调的基本特征 1 系统性 城市轨道交通与常规公交的协调构成一个大系统，该系统由这两种不同的公交方式 构成，此外还包括众多的外部其它影响因素，这些内、外部因素相互制约，关系复杂， 其协调产生一系列问题，必须通过系统的方法进行解决。 2 全方位性 城市轨道交通与常规公交换乘协调是多方位的，其中包括众多因素，这些因素只有 实现有机结合，才能发挥两种公交方式的高效协调。 3 动态性 常规公交和城市轨道交通的协调不是一成不变的，因此两者之间的协调不是一种静 止状态，而是需要实时关注和更新。这就需要在协调时根据实际情况的变化，及时对协 调方案进行不断的微调，以满足乘客出行实时需求。 4 层次性 两种公交方式的协调是有层次性的，其中第一层即是城市轨道交通和常规公交系 统，第二层是两种交通方式系统内的各个因素形成的小系统，协调要求每一个小系统都 做好协调，才能保证整个系统达到协调。 2 5 3 协调的思路 配合城市轨道交通的常规公交调整，最终目的是使两种公交方式有机高效结合，最 大程度的满足居民出行需要，降低城市交通拥堵，同时也避免城市轨道交通和常规公交 之间的恶性竞争，使两种相互配合，提高城市公交的效率。调整的具体思路如下： ( 1 ) 与城市轨道交通平行的常规公交线路，会造成与轨道交通的恶性竞争，分流 其客流量，使其运营不善；与轨道交通交叉或垂直的常规公交线路，可以为轨道交通疏 散和接运客流，两者更容易合作，相互影响，因此应该结合城市轨道交通线路的分布， 增加与轨道线路垂直或交叉方向的常规公交线路，根据需要适当减少平行方向的常规公 1 2 长安大学硕士学位论文 交线路，尤其是在城市轨道交通刚投入运营使其，可以通过各种方式引导常规公交客流 向城市轨道交通转移。 ( 2 ) 城市轨道交通的起讫点周围可以设置更多的常规公交线路站点，用以接运更 多的客流，增加轨道交通的收益。 ( 3 ) 在城市繁华地段，客流量已经超饱和，常规公交和城市轨道交通可能都无法 满足其增长迅速的需求，在这些路段，可以适当保留一些常规公交线路，为城市轨道交 通起到一定的分流作用，但重叠长度不宜过长，根据以往经验，一般不超过4 k m 5 1 。 ( 4 ) 城市轨道交通建设周期长，一般需要几年甚至十几年的时问，一般可分为近 期方案和远期方案两个方面，规划时近期方案与现有常规公交网络相配合，远期方案与 近期方案相配合。另外城市常规公交在城市中存在多年，市民对其线路已经熟悉，如果 进行调整，会给居民乘车带来不便，因此市民需要一个很长的适应过程。 2 5 4 协调的方法 对常规公交进行调整时，要以配合城市轨道交通为目的，在轨道交通线路已经确定 的前提下以其影响范围为研究对象，协调过程需要很多基础数据，其中必不可少的是城 市居民客流o d 矩阵，有了这些数据，才能够对常规公交的站点和线网进行规划调整。 国内常规公交调整方面的理论方法和实践研究目前较少，下文介绍目前通用的一种 较为简单易操作的方法。此方法设定了一系列的约束条件和目标函数，通过对站点和线 路的调整，最终实现常规公交接运和换乘客流最大化，最大程度地与城市轨道交通协调 衔接。此方法是实践过程中也有一定的困难，城市各小区的出行矩阵可以通过调查得到， 但是如何要配合城市轨道交通，得到换乘客流的方向和客流量，这些数据不易得到，具 体的做法如下： ( 1 ) 先得到城市轨道交通建成钱的小区o d 矩阵，再对其进行修整，减去城市轨 道交通客流中的直达部分，加上常规公交与其的换乘客流； ( 2 ) 按约束条件确定对起讫点，通过o d 矩阵的基础数据分析，将客流量较大的 点进行设站，最后根据线路最短和实际情况设置线路； ( 3 ) 逐条设置完成后，进行微调，原则是增加与城市轨道交通垂直和交叉的线路， 以接运和分散客流，尽可能减少平行方向的线路，以避免两种公交方式的恶性竞争。 1 5 l 蒋冰蕾，孙爱充城市轨道交通接运公交路线网规划四系统工程理论与实践1 9 9 8 ( 3 ) ：1 3 0 - 1 3 4 ，1 3 9 第3 章城市轨道交通与常规公交协调评价研究 第3 章城市轨道交通与常规公交协调评价研究 评价是一个非常复杂的过程，是对事物的准确性、时效性、标准型等方面做出评判 的一个过程，对城市轨道交通与常规公交的协调程度进行综合评价，就是通过定性分析 和定量研究的方法，对两种交通方式协调的各个方面进行分析，为制定或改进协调方案 提供可靠的依据。 3 1 评价方法的选择 评价是决策的前提，评价的水平直接影响到决策的质量，目前就城市轨道交通和常 规公交的协调评价研究比较少，方法较为单一，主要是专家评价法和层次分析法。 1 专家评价法 专家评价法又称作专家打分法，是比较简单实用的一种方法。通过邀请一些专家， 对指定指标进行打分评价，根据专家打分对评价对象进行定量和定性分析。其优点是简 单易操作，可以在缺乏数据和资料的情况下得到评价结果，同时缺点是人为因素过多， 评价结果与专家的阅历、知识面直接相关，每个专家对同一评价对象的意见不同，甚至 差异很大，这样就缺乏一个统一的标准，专家不同而导致的评价结果会大相径庭。 2 层次分析法 层次分析法( a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s 简称a h p ) 的层次可以分为目标层、准则 层和方案层，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。这种方法的特点是在对复 杂的决策问题的本质、影响因素及其内在关系等进行深入分析的基础上，利用较少的定 量信息使决策的思维过程数学化，从而为多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题 提供简便的决策方法。尤其适合于对决策结果难于直接准确计量的场合。 这两种方法共同的缺点是指标权数均由专家确定，因此主观性太强，会直接影响到 结果的客观准确性，为了让评价结果更加公正合理，本文采取灰色聚类综合评价方法进 行评价，最大程度上保持结果的客观性。 灰色聚类综合评价方法是模糊数学中应用的比较广泛的一种方法。在对某一对象进 行评价时常会遇到这样一类问题，由于评价事务是由多方面的因素所决定的，因而要对 每一因素进行评价；在每一因素作出一个单独评价的基础上，如何考虑所有因素而作出 一个综合评价。灰色聚类综合评价法是一种基于模糊数学的综合评价方法。该综合评价 法把定性评价转化为定量评价，即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一 1 4 长安大学硕上学位论文 个总体的评价。它具有结果清晰，系统性强的特点，能较好地解决模糊的、难以量化的 问题，适合各种非确定性问题的解决。 3 2 灰色聚类综合评价法的原理与步骤 灰色聚类分析法1 6 】是一种综合评价方法，它建立在灰数的白化函数的基础之上，它 的一大特点是最大程度地使模糊信息明朗化，最终给出公正、客观的评价结果对。灰色 聚类是将聚类对象对于不同的聚类指标拥有的白化数，按几个灰类进行归纳，通过计算 得出该聚类对象属于哪一类。 其中i - - 1 ，2 ，n 为聚类对象，如各个城市轨道交通和常规公交的协调程度；j = l ， 2 ，m 为聚类指标，即评价指标；k = - i ，2 ，p 为聚类灰数( 等级) ，即评价标准， 如高水平、较高水平、中等水平、低水平；d i i 为聚类白化数，表示第i 个聚类对象第j 种聚类指标所拥有的白化值；k 为第j 个指标对第k 个评价级别的白化函数贝0 灰色聚类 综合评价法的步骤如下： 1 构成样本白化矩阵，一般通过测试或统计等手段给出。 d nd 1 2 吐id 2 2 d = l 喀。 d l _ ， d 2 j d l 。 d 2 。 d f 2 d u d 砌 吸ld n 2 d 哪屯 2 数量的无量纲化处理。指标的量纲各不相同，相互之间无法进行比较，故可以根 据指标的属性，对参与分析的原始数据进行无量纲化处理，将各分析数据压缩在【0 ，1 】之 间。 3 确定灰类白化函数f j k ( d i j ) ，即将聚类指标j 按聚类等级k 规定白化函数f j k ( d i j ) ， 一般根据评价标准或聚类白化数d i i ，结合实际情况确定。 第一类，对于指标j 规定白化函数f j , ( d o ) 为 觚蛳= r - m 鬈翟2 卜k 。” 略f 哪! 臻j t ( 詈) 】( 3 1 1 ) 九队，l ( 2 ) ，o o ) 。 【6 】李煜华等基于灰色聚类方法的城市公交发展水平综合评价唧哈尔滨理工大学学报，2 0 0 4 ，9 ：7 6 - 7 9 1 5 第3 章城市轨道交通与常规公交协调评价研究 第二类，对于指标j 规定白化函数f j 2 ( d i j ) 茭3 驭呦“蕊端凇：弛出2 茎苏戮曷 第三类，对于指标j 规定白化函数f j 3 ( d i j ) f f ：j 以啪= k 郴勰_ 犯，暴嚣鲁鼢 ( a ) 4 计算聚类权重矩阵国业 2 ( 1 )2 ( 2 ) x j 2 ( 3 )d i ( c ) 图3 2 灰类白化函数图像 国业= l a 肚 j = 1 1 6 ( 3 1 2 ) ( 3 1 3 ) ( 3 1 4 ) 长安大学硕士学位论文 其中国业称为j 指标的第k 个灰类的聚类权，k 为j 指标的第k 个灰类的临界值或 阀值。 5 ) 计算灰色聚类系数a l k ，并判断各聚类对象的灰类 o , l k = 厶( 匆) ( 3 1 5 ) = l q l k 为第i 个聚类对象对于第k 个灰类的聚类系数。 若有仅l k 满足仅l k m 。a xo t l k = n l a x o 【l l ，1 2 ，a l n ，则聚类对象i - t - 灰类k 。 3 3 评价指标选取的原则 评价是一项非常严谨的工作，指标选取、评价方法选取等过程都需要根据实际情况 逐一对比，它遵循一定的规则与方法，对评判对象进行系统全面的评价。轨道交通与常 规公交线网协调程度评价应遵循以下原则： ( 1 ) 系统性原则 评价对象是一个多层次的有机整体，因此评价过程及其复杂，评价指标建立应该考 虑系统性的原则，而不能单考虑其中某一方面而忽视其他方面的因素，否则就会得到一 个失真的评价结果，对规划起误导作用，城市轨道交通与常规公交的协调评价应该从不 同层面着手，细化评价指标，以保证评价的全面性和可靠性。 ( 2 ) 实用性原则 评价指标确定后，就要开始搜集数据，如果指标难以量化或者获取，就会影响到评 价的进程，而且如果指标不使用，也会影响评价，让评价结果毫无意义，故评价指标的 选取应该明确实用，并于获得相关资料。 ( 3 ) 可比性原则 在选取指标时，应该考虑选取在时间和空间上具有可比性的指标，可以在同一时间 内不同地区进行比较，也可是同一地区不同时间进行比较，这样容易得出一些规律性的 东西，对规划者更有参考意义。 ( 4 ) 相容性原则 评价指标非常多，各个指标之间不能呼吸矛盾或冲突，否则无法进行评价。 3 4 评价指标体系的建立 1 7 第3 章城市轨道交通与常规公交协调评价研究 城市轨道交通与常规公交的协调评价指标体系，应根据系统的协调目标来建立。城 市轨道交通与常规公交协调的目标，可以分为站点协调和线网协调两方面，主要是指常 规公交站点是否选址合理，站间距规范；线网协调方面，主要是指常规公交线路走向、 长度是否合适，是否对城市轨道交通起到集散和分流的作用，有没有与其形成恶性竞争， 具体指标如下图。 城市轨 道交通 与常规 公交协 调综合 评价指 标 线路重复系数 线路交义系数 运能匹配程度 站点覆盖率 换乘系数 平均换乘时间 图3 1 城市轨道交通与常规公交协调综合评价指标 3 5 指标计算 1 线路重复系数 在城市轨道交