（交通运输规划与管理专业论文）城市快速公交线网布局规划方法研究与应用.pdf

摘要 经济的快速发展加速了城市化的进程，城市人口的不断增长导致城市机动车 拥有量的迅速增长襁城市居民如行成倍增长。为缓解越来越大的城市交通压力， 我国一些城市开展了城市快速公交系统( b r t ) 的相关研究，但大多借鉴国矫酶 规划、建设和管理经验，尚缺乏结合中国城市交通特点和发展策略方面的系统深 入分析。本文运用城市交通规划、公路网规划、区位论、运筹学和系统工程等基 本理论，综合考虑城市交通、城市布局、生态环境、经济社会发展等因素，以城 市道路总体规划和布局为蓝本，寻求构建与完善城市快速公交系统布局规划体系 的方法。 本文首先分析? 城市快速公交系统的终部条件，主要包括道路条件帮通行条 件，并系统地研究了城市快速公交和其他城市公共交通方式的技术经济指标，提 出将协同学原理运用到适应性分析中，并分析了影响系统适应性的各个因素，同 时建立数学模型对系统适应性进行评价。本文特别针对我国城市的发展现状以及 主要问题的进行研究，在宏观上定性分析了我国城市构建快速公交系统盼可行 性。然后根据已有的方法对城市公交需求进行预测分析。接着通过对城市快速公 交客运走廊、客运集散点进行分析，重点对影响城市快速公交系统线网布局的因 素进行了研究，包括交通方丽的需求、城市道路的条件、不同交通方式闻的整合、 外部基础设施和运营条件等方面。文章总结了城市公交线网布局规划的方法，确 定城市快速公交线网布局规划以运量大和乘客出行时间最少为优化目标进行布 局规划。并考虑几个关键因素，如线路长度、线路上站点闻的直达客流量、站点 闻的距离、平均运行车速、单向客运能力等，在此基础上建立数学模型，运用简 单容易操作的求解算法进行求解。同时对快速公交网络的可靠性也进行了分析。 论文最后运用前文研究的理论和方法去解决实际问题，提出了具体的布局规 划方案，并俸出科学合理的评价。 关键词：城市快速公交系统；适应性分析；城市公交需求预溺；快速公交线霹布 局规划；方案评价 a b s t r a c t r a p i de c o n o m i cd e v e l o p m e n th a sa c c e l e r a t e dt h ep r o c e s so fu r b a n i z a t i o n ，t h e c o n t i n u o u sg r o w t ho fu r b a np o p u l a t i o nl e dt ot h er a p i d g r o w t h o fu r b a n a u t o m o b i l ev o l u m ea n du r b a nr e s i d e n t st r i p i no r d e rt oa l l e v i a t em o r ea n dm o r e u r b a nt r a n s p o r t a t i o np r e s s u r e ，s o m ec i t i e si nc h i n ah a v ed e v e l o p e dt h eb r t s r e l a t e dr e s e a r c h ，b u tm o s to ft h e mp r o f it e df r o mt h eo v e r s e a sp l a n n i n g ，t h e c o n s t r u c t i o na n dt h em a n a g e r i a le x p e r i e n c e ，a n ds t i l ll a c k e dd e e pa n a l y s i s ，w h i c h c o m b i n ec h i n au r b a nt r a n s p o n a t i o nc h a r a c t e r i s t i c sa n dt h ed e v e l o p m e n ts t r a t e g y c o n s i d e r i n gs e v e r a li m p o r t a n tf a c t o r s ，s u c ha su r b a nt r a n s p o r t a t i o n ，u r b a nl a y o u t ， e c o l o g i c a le n v i r o n m e n t ，e c o n o m i cs o c i e t yd e v e l o p m e n t ，a n ds oo n ，am e t h o du s e d t oc o n s t r u c ta n dc o n s u m m a t eu r b a nb u sr a p i dt r a n s i ts y s t e m ，b a s e do nt h eu r b a n r o a dp l a n n i n ga n dl a y o u t ，i sa d v a n c e di nt h et h e s i s ，w h i c hi sd e s i g n e da c c o r d i n gt o t h et h e o r y sn a m e du r b a nt r a n s p o r t a t i o np l a n n i n g ，h i g h w a yn e t w o r kp l a n n i n g ， a r e at h e o r y ，o p e r a t i o n sr e s e a r c ha n ds y s t e m se n g i n e e r i n g f i r s t ，t h eb r t se x t e r n a lc o n d i t i o n sa r ea n a l y z e d ，w h i c hm a i n l yi n c l u d et h e r o a dc o n d i t i o n sa n dt h et r a f f i cc o n d i t i o n s a n dt h e nt h eu r b a nb r ta n do t h e ru r b a n m a s st r a n s i t st e c h n i c a le c o n o m yt a r g e t sa r es t u d i e ds y s t e m a t i c a l l y ，a n dt h e s y n e r g e t i c sp r i n c i p l ei sa p p l i e di nt h ea d a p t a b i l i t ya n a l y s i s ，a n de a c hf a c t o ro ft h e i n f l u e n c ei na d a p t a b i l i t yi sr e s e a r c h e d ，a tt h es a m et i m eam a t h e m a t i c a lm o d e li s e s t a b l i s h e ds i m u l t a n e o u s l yt oe v a l u a t et h es y s t e ma d a p t a b i l i t y i np a r t i c u l a r ， a i m i n ga to u rc i t y s d e v e l o p me n tp r e s e n ts i t u a t i o na sw e l la st h em a i np r o b l e m s ， t h ef e a s i b i l i t yo fc o n s t r u c t i n gb r ts y s t e m si nc h i n e s ec i t i e si sq u a l i t a t i v e l y a n a l y z e d i n m a c r o s c o p i ca n g l e t h e na c c o r d i n gt o t h ee x i s t i n gm e t h o d ，t h e p r e d i c t i o na n a ly s i si sc a r r i e do nt h eu r b a np u b l i ct r a n s p o r t a t i o nd e m a n d a st h e f o l l o w i n g ，a c c o r d i n gt ot h ea n l y s i so ft h eu r b a nb r tp a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o n c o r r i d o ra n dt h ep a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o nn o d e s ，t h ef a c t o r so fb r ts y s t e m n e t w o r kp l a n n i n gi sr e s e a r c h e da st h ee m p h a s i s ，i n c l u d i n gt r a n s p o r t a t i o nd e m a n d ， u r b a nr o a dc o n d i t i o n ，d i f f e r e n tt r a n s p o r t a t i o ni n t e g r a t i o n ，e x t e r i o ri n f r a s t r u c t u r e a n do p e r a t i o nc o n d i t i o n t h em e t h o d so fu r b a nt r a n s i tn e t w o r kp l a n n i n gi s s u m m a r i z e di nt h i st h e s i s l a r g ec a r r y i n gc a p a c i t ya n dm i n i m u mo ft h ep a s s e n g e r t r i p t i m ea st h eo p t i m i z a t i o no b j e c t i v e ，b r tn e t w o r kp l a n n i n gi so p t i m i z e d c o n s i d e r i n gs e v e r a lk e yf a c t o r s ，s u c h a st h el i n e l e n g t h ，t h ep a s s e n g e rf l o w b e t w e e nt w os t a t i o n so nt h el i n e ，t h el i n ed i s t a n c e ，t h ea v e r a g ev e h i c l es p e e d ，t h e u n i d i r e c t i o n a lp a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o nc a p a b i l i t ya n ds oo n ，t h em a t h e m a t i c a l m o d e li se s t a b l i s h e d ，w h i c hi ss o l v e db yas i m p l ea n de a s ya r i t h m e t i c m e a n w h i l e n t h eb r tn e t w o r k sr e l i a b i l i t yi sa n a l y z e di nt h et h e s i s l a s t ，t h ea b o v em e t h o di st e s t e da n dv e r i f i e dt os o l v et h ep r a c t i c a lp r o b l e m ， a n dab r tn e t w o r kp l a n n i n gi sp r o p o s e d ，m e a n w h i l et h ep l a n n i n gs c h e m ei s e v a l u a t e ds c i e n t i f i c l ya n dr a t i o n a l l y k e y w o r d s ：u r b a nb r ts y s t e m ；a d a p t a b i l i t ya n a l y s i s ；u r b a np u b l i c t r a n s p o r t a t i o nd e m a n dp r e d i c t i o n ；b r tn e t w o r kp l a n n i n g ； p l a n n i n gs c h e m ee v a l u a t i o n i i i 长沙理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得 的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他 个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人 和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由 本人承担。 作者签名： 彳赳目 1 日期：加多年歹月占日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅 和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有 关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学 位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密口。 ( 请在以上相应方框内打“4 ) 日期必潍歹月占日 日期：沙坼r 月名日 1 1 研究背景与意义 第一章绪论 随着经济的快速发展和城市化进程的加快，城市机动车拥有量增长迅速，已 经进入机动化的膨胀发展期，同时城市交通面临实现可持续发展目标的要求。以 我国城市为例，改革开放以来，我国城市经济大幅度提高，社会经济文化活动空 前繁荣，城市居民出行成倍增长。由于城市主缝使用是有限的，因此城市道路系 统面临着巨大的交通压力，同时也给城市的发展带来了负面的影响。 ，“优先发展公共交通作为缓解城市客运交通日益紧张局面的有效手段l l j ，得 到了世界各国的广泛认同。一方面要通过扶持公共交逶劳对其弛交逶方式进行合， 理引导或限制，另方面在公共交通内部协调各种方式，充分发挥其各自功能。 在目前的发展中，如何加快提离公共交通系统的服务水平，需要在轨道建设的同 时，对地面公交系统进行整合，发展多元他的分区分级模式的公交网络，快速公 交系统( b r t ) 无疑将是采用新技术改进传统公交的选择之一。快速公交系统是一 种新型的大容量快速公共汽车运营方式，以城市道路网为支撑，结合现代公交车 辆技术，吸取轨道交通有点，具有交通运量大、网络布设灵活、建设周期短、快 捷安全舒适等特点，穗对地铁、轻软系统在经济上具有一定优势，从恧为城市提 高交通服务水平提供一种经济快捷的选择方式，实现了保护城市环境、促进城市 可持续发展等客观要求。并在越来越多的国外城市得到关注和应用。 发展快速公交系统的一个重要内容是对快速公交线网进行布局规划，这是提 高快速公交系统服务水平，提升其竞争力的基础。同时，快速公交线网布局是决 定公交营运效率和服务水平的重要因素之，线路的布设与调整对营运者的收益、 市民的出行和城市交通问题的改善均有很大的影响。在城市交通研究领域中，公 交线溺优化闳题一直是公认的难度较大的闯题。直到现在，各国对予公交线溺优 化问题的研究仍处于初级和探索阶段。 鉴于城市城市快速公交系统线网布局规划的重要性，以及目前我国在快速公 交线圈布局规划方面理论筋欠缺，本文对城市快速公交线网布局规划进行理论与 案例相结合的研究，希望能够对我国城市快速公交线阙规划能起到一定的参考价 值。本文结合国内外该领域发展的经验和理论，对城市快速公交系统适应性进行 了分柝，弗阐释了城市快速公交线网布局规划的基本步骤、内容、常见问题和解 决办法。另一方面，在理论研究的基勰上，结合实例提豳了具体於规划方案，具 有重要的实践意义。 1 2 国内外发展研究现状分析 。2 1 国外发展研究概况 一、囡外发展概况 美国上世纪3 0 年代首先提出b r t 理论i 羽。7 0 年代中期美洲一些城市开始大规 模建设b r t ，8 0 年代末建成，取得了瞩目的成绩。随后越界上其他国家城市也纷 纷开始建设b r t 。 ( 1 ) 美国 美黧是世界上拥有b r t 城市最多的螯家，譬前己建成或规划建设b r t 的城市 已遍布全国各州。1 9 3 7 年美国芝加哥首先提出建设b r t 的构想，规划将西部三条 轨道快速交通线路改为b r t 专线，在高速公路上行驶，同时在市中心和闷市区设 有公交线路。1 9 5 6 1 9 5 9 年美辫善都华盛顿市提出建设b r t 的设想。1 9 5 9 年圣路 易斯市规划建设b r t ，该市计划耗资王7 5 亿美元建设一条长达1 3 8 k m 的b r t ，其 中6 7 6 k m 采用高架公交专用道。1 9 7 1 年美囡密尔沃基市规划建设b r t ，规划方案 中包括运行与高速公路上1 7 1 k m 的快速公交线路和1 3 k m 长的东西向公交线。 美国建设b r t 的城市中比较有代表性的有匹兹堡市和洛衫矾市。匹兹堡市现 有3 条公交专用道在运行，1 9 7 7 年开始运行的南部专用道全长4 英墨，有9 个站， 部分路段和轻轨合用路面，每天的乘客量为1 5 0 0 0 人次。1 9 8 3 年开始运行的东部 专用道全长6 1 8 英垂，有6 个站，利用现有的路瑟，每天的乘客量为2 8 6 0 0 人次， 东线歼通后使公交车辆运行时间降低了1 5 - - 2 3 。2 0 0 0 年开始运行的西部专用 道全长5 英里，使用废弃的铁路路面，有6 个站，每天的乘客量为8 0 0 0 人次。洛 杉砜市2 0 世纪9 0 年代曾致力予发展地铁，但最终因为地铁造价太高丽放弃。为 了缓解交通拥挤压力，该市采用b r t 技术，经过在其两条交通走廊威尔谢惠蒂尔 大道和范杜拉大道上的试行，b r t 技术取得可喜的成绩：威尔谢惠蒂尔大道的乘 客量增加了3 3 ，节省出行时间2 9 脚，范杜拉大道的乘客量增加2 6 ，节省出 行时闻2 3 【羽。按撬划，未来洛杉矾市将形成2 6 条快速公交线路组成瓣褥络，以 彻底改善交通面貌。 2 表1 1 美国快速公交系统带来的积极成果 城市旅行时间减少率乘客增长率 匹兹堡 5 0 8 0 1 0 0 洛杉矶 2 5 2 7 4 1 迈阿密未受影响 7 0 火奴鲁鲁 2 5 4 5 未受影响 芝加哥 2 5 7 0 ( 2 ) 加拿大 加拿大的渥太华市拥有北美最完整和使用率最高的快速公交专用道i4 1 。该市自 1 9 8 2 年以后就开始建设公交专用道，包括1 5 1 5 英里长的高速公路公交专用道、7 1 5 英里长的地面道路公交专用道，以及2 英里长的市中心公交专用道，共有2 2 个车 站和沿线的停车换乘设施，公交专用道每天的乘客量为2 0 万人次。在公交专用道 的建设步骤上，该市采取的是城市外围地区先行建设，城市中间的密集地区有计 划的拆迁和预留，这样就避免了一些不必要的重复建设和浪费。同时还借用了城 郊部分路段的高速公路路肩作为公交专用道，取得了很好的效果。 ( 3 ) 巴西 巴西是拥有世界上最完善的b r t 系统网络的国家：包括3 4 0 条线路、1 5 5 0 辆 车、6 0 k m 快速公交专用道和2 5 0 k m 的快速公交线路i 7j ，日客运量达1 9 0 万人，7 5 的通勤出行采用公交【引。巴西建设b r t 的城市中最有代表性的是库里蒂巴1 5 】【6 】。 该市( 如图1 1 所示) 采用了t o o 的城市发展模式，通过构建b r t 网络引导城市土 地开发，其b r t 系统网络线路按功能分为快速线、支线和区间线，城市任意两点 公交出行采用单一票价制度。城市的5 条放射线包含3 条平行的道路：中央两个 b r t 专用道、两侧为短途交通服务的地方车道、两侧一个街区外为进出市中心区的 过境交通服务的快速道路【引。 图1 1 库里蒂巴快速公交系统 3 ( 4 ) 其他国家和地区 英国、德国和法国具有公交专用道，其中法国鲁昂的公交专用道还安装了光 学导航系统【9 1 。澳大利亚布里斯本的1 0 5 英里长的公交专用道每天的乘客量为6 万人次【1 0 1 ，阿德莱得得装有自动导航系统的公交专用道拥有3 个主要车站，每天 的乘客容量为2 万人次，在高峰时段，该专用道用作快速公交之用，在非高峰时 段，普通公交车也可以使用专用道，这一系统目前正在扩建中【l 叭。哥伦比亚首都 波哥大用了3 年时间建成了一条被誉为“新世纪公交”的b r t 线路( 如图1 2 所 示) ，2 0 0 0 年12 月这条长3 7 k m 的线路投入运营。 图1 2 波哥大快速公交系统 二、国外研究概况 美国对b r t 研究较多，1 9 6 6 年美国汽车商协会的研究报告“城市未来交通和 停车问题”中指出：b r t 在中低人口密度的地区采用更为适合，而且较之轨道交通 更易于根据土地可利用资源和人口情况作相应的规划或模式调整。1 9 7 0 年美国汽 车商协会在“快速公交的潜能”研究报告中指出可以开发高速公路系统潜在的利 用价值，如建设快速公交或修建公交专用道或车道。1 9 7 3 1 9 7 5 年n c h p r 的研究 报告“公交利用高速公路运营”详细讲述了b r t 的发展状况，并提出了规划和设 计指南，报告中以经可能降低乘客因为乘客延迟为指标，提出了高峰时段“公交 优先 设施的车辆应有的客流容量范围。 自9 0 年代初开始，随着拉丁美洲b r t 系统的建成，在世界范围掀起了建设、 研究b r t 的热潮，许多城市纷纷修改交通规划将b r t 纳入城市公交系统中，同时 诸如世界银行、国际能源署、交通发展政策研究所等国际组织和各国相关组织、 部门把b r t 作为解决城市公共交通问题的革命性方案，积极地向世界各大城市推 荐，并组织人力、物力开始全面、系统的研究b r t 。2 0 0 1 年美国国会审计办公室 向国会提交了一份研究报告，对比全美13 个城市的轻轨交通项目和17 个城市的 b r t 示范项目，其基本结论是b r t 在成本上低于轻轨，而在运载客流和运行速度上 接近轻轨。2 0 0 1 年国际能源署的研究报告“未来的城市公交车，实现全球可持续 4 发展 中论述了拉丁美洲成功的b r t 系统，并将其与其他公交方式进行比较，详 述了未来的公交车辆可能采取的清洁燃料和先进技术，并设想了改善公交车辆技 术能够减少能源消耗、降低污染所得的效益。 美国交通研究委员会( t r b ) 于2 0 0 3 年发布了关于快速公交的研究报告 ( t r a n s i tc o o p e r a t i v er e s e r c hp r o g r a mr e p o r t9 0 ) 【1 1 儿12 1 。该报告分两册，第 一册介绍了北美、欧洲、南美和澳大利亚等2 6 个城市的快速公交系统，每个案例 都从机构安排、系统设计、运营情况、效益费用等方面进行阐述。第二册对快速 公交运营所需的公交专用道、站台、交叉口优先信号、车辆、智能公交技术等进 行了详细论述，是快速公交的实施指导手册。德国技术合作公司g t z 在2 0 0 3 年发 布了快速公共汽车运营系统资料手册【1 3 】，介绍了快速公交系统规划的内容， 包括规划前期分析、确定走廊线路位置、车站保养厂设计、智能公交和车辆技术、 与用地规划结合以及财务计划等。2 0 0 4 年g t z 公司又发布了快速公交规划指导 报告1 1 4 l ，该报告将整个规划过程分为十个部分，分别是前期准备、资料分析、听 取公众意见、运营管理、财务计划、设施建设、采用先进技术、与其他交通系统 整合、项目影响分析和实施计划等。 除综合性研究之外，国外许多专家学者也对快速公交系统进行了详细的研究 探讨。k e n n e t hgs i s l a k 在“b u sr a p i dt r a n s i ta sas u b s t i t u t ef o rl i g h tr a i l t r a n s i t l l 5 】”中将快速公交与轻轨进行造价方面的对比，得出的结论是快速公交可 以比轻轨节省4 0 7 0 的建设费用，而且两者服务的水平相近，因而快速公交 可以作为轻轨的替代。l e v i n s o ne ta l 建立以所有乘客出行延误最小为目标的快 速公交规划模型并研究提出高峰时段“公交优先设施的车辆应有的客流容量范 围1 1 6 】。d i a za n ds c h n e c k 认为系统在运输功能基础上，还应强调服务品质和形象 【1 7 1 。m i c h a e lr b a l t e s 在“s t a t i s t i c a le s t i m a t i o no ft h ei m p o r t a n c ep l a c e d o ns p e c i f i ce 1 e m e n t so fb u sr a p i dt r a n s i tb yc u s t o m e r s i s l 通过对两个城 市快速公交系统的调查数据的统计分析，显示出乘客对快速公交的满意程度较高， 其服务水平大大超过了常规公交。m a n u e lj m a r t i n e z 在“v a l h eo ff a c i l i t i e sa n d a t t r i b u t e so fn e wh e a v yr a ila n db u sr a p i dt r a n s i tp r o j e c t si nad e v e l o p i n g c i t y 1 9 】中通过对秘鲁利马居民进行意向调查，研究了交通模型中时间价值等参 数的选取，为模型预测快速公交系统的客运量提供帮助。t i m o t h yn i c h o l a s p a p a n d r e o u l 2 0 】通过对快速公交项目进行评估，得出结论：实施快速公交后乘客量 增加很明显，且行程时间大大缩短。w i l l i a mg b a r k e r 在“i s s u e sr e l a t e dt ot h e f e d e r a lf u n d i n go fb u sr a p i dt r a n s i t 1 2 1 】中针对美国出现的快速公交建设热 潮，提出联邦政府应对快速公交项目采取的资助策略。e r i ch o l e m a n 在“s e l e c t i n g c o r r i d o r sf o rb u sr a p i dt r a n s i to p e r a t i o ne v a l u a t i o na n ds e r v i c ep l a n n i n g ” 【2 2 】中提出了一种动态交通分配拟建的框架，用以在城市交通网络中评估和规划快 5 速公交设施。 1 。2 。2 国内发展研究概况 一、国内发展概况 我国城市中首条b r t 线路北京南中轴线一期试验段予2 0 0 4 年1 2 月投入运营， 2 0 0 5 年王2 月全线通车。杭州的快速公交8 l 线也建成运营，取得了较好成效。瑟 安市区规划建设5 条b r t 线路，西安都市圈也将通过建设b r t 增强城市问的密切 联系。目前已有北京、上海、天津、沈阳、杭州、昆明、西安、成都等城市开展 了b r t 的相关研究，餐大多借鉴国外的规划、建设和管理经验，尚缺乏结合中毽 城市交通特点和发展策略方面的系统深入分析。 二、国内研究概况 我国是二十世纪末才开始弓l 入b r t 理念的，目前我国对b r t 研究理论的发展 还处在匿芥理念弓| 进期与冒内分析的萌芽期。王晟武、歪健等对我豳j | ：京、昆瞒 目前开展的快速公交研究和实施项目现状进行了总体概括1 2 3 1 1 2 4 1 。徐康明在中国 快速公交系统的战略发展1 2 5 】中论述了快速公交系统的要素、实施快速公交的优 势、快速公交在公共交通系统中酶运用形式以及在中国推广快速公交的紧追性。 殷广涛在建设快速公共交逶系统实现北京交通可持续发展1 2 6 l 中对= l 艺京发展快 速公交进行了设想，认为可以选择轨道交通没有覆盖的放射轴线以及一些主要客 流集散走廊建设快速公交系统，以形成多层次的快速公交系统网络。清华大学的 杨新菌1 2 7 l 等人对厦门市发展以快速公交为核心的绿色快速公交系统进行了初步探 讨。武汉交通规划设计研究院的胡润州在快速公交系统综合效益成本比较分析 1 2 8 j 中将快速公交和轨道交通的投资、效益进行对比，得出的结论是并非只有轨道 交逶才+ 麓作为城市公共客运交邂的骨干，才麓解决城市大运量的公共客运需求， 丽可以在经济麓力还不允许大规模建设轨道交通之前，依靠快速公交系统来承担 起骨干交通的重任。 | l 。3 本文研究的主要内容和思路 本文首先针对城市的实际条件和合理需求，结合目前b r t 的发展水平和发展 环境，遴过对b r t 和城市萁他公共交遥方式的技术经济特征进行研究，并裰据协 同学原理提出快速公交系统的适应性分析的方法。然后根据已有的方法对城市公 交需求进行预测分析。接着对城市快速公交系统线网布局规划的模型和方法进行 研究，同时对快速公交网络的可靠性也进行了分析。最后用上述研究的成果去解 决实际闯题，著作如科学合理的评价。本文的研究思路，见墨l l 。 6 l背景分析 上 适应性研究 j 规律和解决方法探索 上 实践应用 j 研究结论与展望 图1 1 论文的研究思路图 第一章分析了论文研究的背景和意义，同时回顾了国内外对城市快速公交系 统发展和研究的现状，并简要概括了论文研究的主要内容和思路。 第二章首先研究了城市快速公交系统发展模式，对其布设的外部条件及优缺 点进行了分析，同时对快速公交与城市其它公共交通方式的技术经济指标进行比 较，在此基础上利用协同学原理进行快速公交系统的适应性分析。 第三章通过对影响城市公交需求预测的因素进行分析，利用现有的城市公交 需求的预测方法对公交的需求进行预测。 第四章首先分析了城市快速公交客运走廊和客流集散点的特性和城市快速公 交线网的规模。然后研究了影响城市快速公交系统线网布局的因素，重点构建了 城市快速公交系统线网布局规划的优化模型，并提出简单实用的求解方法。最后 对城市快速公交的停靠站点和换乘站点的布局方法进行介绍，并对快速公交网络 的可靠性进行了分析。 第五章是对城市快速公交系统线网布局规划的评价。通过上述方法得出具体 的布局规划方案，然后选取规划方案的评价指标并建立评价指标体系，提出多层 次加权灰色模糊综合评价的方法对方案进行评价。 第六章是实例研究。通过理论联系实际，将前面几章提到的理论方法运用到 实际中去。以我国a 市为例，利用上述方法得出具体的快速公交线网布局规划方 案，并对方案进行评价选优。 第七章是结论与展望。总结了论文研究的主要成果和不足以及今后的研究展 望。 7 _ 1 4 本章小节 本章首先阐述了研究城市糗速公交系统豹背景翻意义，然螽对国杰舞豹瑗获 进行分析，重点举出几个很有代表性的城市快速公交系统，并对国内外关于b r t 的磅究残榘进行了总结，在此基旗上确定本文研究的主要杰容，并嚼确本文的研 究思路。 8 第二章城市快速公交系统适应性分析 随着城市经济的快速发展，城市化、橇动化水平的不断提高，丽弓l 发的城市 交通拥挤、空气污染、噪声和交通事故等问题，世界各图城市交通都面临着巨大 的压力，这些问题不仅影响了城市居民的生活，同时也制约了城市以及经济的发 展。 城市交通的发展必须与城市入口、经济、环境等因索综合承载力相适应，必 须在满足社会发展的要求的同时，保证其自身发展及社会复杂大系统发展的可持 续性的要求，因此，要建立超与其适应的可持续城市交通发展模式。近年来，常 规公交、b r t 、轻轨、地铁等城市公共交通方式被大力推广，已经成为许多城市重 点投资的发展项目，然而每种交通方式都有自身的优缺点和与其相适应的外部条 ，件，如何根据本城市的经济条件、环境条件、交通条件等，合理、科学的选择适 应该城市发展的交通方式，将成为城市发展所探讨的重点闯题。借鉴国外成功的 实例，发展城市快速公交( b r t ) 已经成为我国很多大城市交通发展的重要策略之 2 1 城市快速公交系统发展模式研究 对b r t 发震模式研究，首先要分析不同的城市条件下的城市发展情况，如表2 一l 所示。 一 表2 1 不同规模的城市发展情况 城市规模特大城市大城市中小城市 城市形态带状、组团式、多中心圈层式单中心、戆形特 殊受限 经济基础强一般弱 管理体制一体讫不统一、霹协调部门分割、多头 管理、难以协调 政策环境宽松、政府和公众支持无明显倾向存在障碍 机动化程度 低中 菇 公交系统不发达、缺乏快速大运量方式有轨递交通不够发达 发达、常规交通 欠发达 交通筑划规划可行袈楚可调整援划不可调整 根据城市的交通需求，土地使用规划以及财政状况的不同，b r t 在城市公共交 9 通系统中的具体运用形式可分为六种，如表2 2 所示。 表2 28 盯具体运用形式及特点 应用模式特点 公交主体建立完整的b r t 网络覆盖城市 轨道交通的延伸b r t 作为一种经济方式将轨道服务延伸到城市外围 与轨道交通混合使用b r t 与鞔道交道共网组成城市快速公交系统 作为轨道交通接运线路通过b r t 连接轨道交通枢缀站，提供接运服务 作为轨道交通的过渡为今后建设轨道交通保留道路用地，培养客流 独立使用建设一条或多条互不关联的快速公交走廊 在实际的应用中可以将快速公交系统的发展模式归纳为主要是激下几种： ( 1 ) 快速公交成为整个公交的主体。将常规公交网络中大部分主要线路均升 级为快速公交线路，使快速公交成为地面公交的主体。这实际上是对常规公交的 全面舞级。 ( 2 ) 快速公交作为轨道交通的替代或过渡。快速公交与轻轨的运输能力相当， 在中高轻度的客运走廊上可以考虑用快速公交代替轨道交通，或作为远期轨道交 通的近期过渡。 ( 3 ) 快速公交作为地面交通的骨干。将常规公交网络中少数客运量很大的线 路升级为快速公交线路，提高其服务质量和运输能力，把快速公交线路作为地面 公交的骨干。 ( 4 ) 与遗铁、赣轨混合使用。地面快速公交与孰道交遥共同组成城市公交系 统网络。快速公交线路的布置以及与轨道交通的换乘。 2 。2 城市快速公交系统外部条件及技术经济特点分析 影响城市快速公交线网布局规划的因素很多，其中快速公交线路布设的外部 条件尤为重要，只有先进行快速公交线网布局的适应性分析，才能确定在何种外 部条件下才适宜布设快速公交线路。同时如俺正确、科学的选择城市快速公交系 统的发展模式，不仅影响快速公交系统的运营效益，也影响到了整个城市的发展。 只有解决好b r t 与城市其它交通方式的关系，选择正确的发展模式，才能充分发 挥b r t 的优势。嚣此，必须对其优缺点进行比较分橇。 2 2 1 外部条件分析 影响城市快速公交线路布设的外部条件有城索道路状况、道路交通量、公交 客流量、城市规模、城市发展空间等。本节主要从城市道路和公交客流量两个方 l o 面去分析快速公交系统的适应性。 2 1 1 1 城市道路条件 在研究快速公交线路时，应首先研究城市道路上实施快速公交的可行性。 ( 一) 道路等级 快速公交系统所能利用的道路类型包括：公交专用道、高速公路的h o v ( h i g h o c c u p a n c yv e h i c l e ) 车道，以及公交专用路、隧道或桥等，少量快速公交也可以 运行在混合车道上。按照我国城市道路的分类标准，可分为快速路、主干路、次 干路和支路。其规划指标如表2 - - 3 所示。 表2 3 我国城市道路分类标准及规划指标 项目城市人口快速路主干路次干路支路 ( 万人) 机动车设计 2 0 08 06 04 0 3 0 车速( k m h )2 0 06 0 8 04 0 6 04 0 3 0 道路网密度 2 0 00 4 一o 5o 8 1 21 2 一1 43 4 ( k m k m 2 )2 0 0o 3 一o 40 8 一1 21 2 1 4 3 4 道路宽度 2 0 04 0 一4 54 5 5 54 0 5 01 5 3 0 ( m )2 0 03 5 4 04 0 5 03 0 一4 51 5 2 0 由于快速路与主干路自身的等级高，出入口控制严，基本能达到满意的运行 车速。次干路和支路所受干扰较多，运行快速公交难度大。 ( 二) 通行条件 ( 1 ) 路段机动车道数 为保障设置b r t 专用道后道路上的其它机动车仍可以交织和超车，剩余的机 动车道数单向不应少于两车道，即路段双向机动车道数低于6 条不宜设置b r t 专 用道。实际设置中都优先考虑双向6 车道以上的路段。 ( 2 ) 交叉口进( 出) 口车道数 结合b r t 的流量和转向在交叉口进口车道进口尽可能设置专用或优先排队道。 考虑到尽量不对社会车辆进口造成挤压，只有进口车道数不低于4 条时可以考虑 设置b r t 专用进口道。同时考虑到路口b r t 出口方向社会车辆的出口能力，交叉 口出口车道数最好不低于3 条。 ( 3 ) 车道宽度 我国城市道路设计车速一般为6 0 k m h 以下，参考城市道路交通规划设计规 范建议设置b r t 的道路宽度条件如下( 影响系数见表2 4 ) ： b r t 专用道：b r t 车辆的车体宽基本在2 5 2 6 米，b r t 专用道的宽度最低 不小于3 5 - - 4 0 米，交叉口进口道宽度不小于3 0 - - 一3 5 米，停靠站b r t 超车道 宽度不低于3 2 米。 表2 4 车道宽度影响系数 车道宽度( 米 2 533 5 4 5 6 影响系数( ) 5 07 51 0 0 l l l 1 2 61 3 0 站台：b r t 车站站台宽度不低于2 5 米。 隔离设旄：b r t 专用道与其它机动车道的物理隔离带宽度不小于0 5 米。 其它：路段单条小汽车道路宽最低不小予3 。0 - 3 ，2 5 米，路口进翻道不小 于2 7 5 - 3 0 米。人行道单边最低不小于1 5 - 2 0 米，非机动车单边最低不小于 2 5 3 5 米。测算得知设置b r t 道路红线宽度应不低于4 0 米。 2 2 1 2 城市客流条件 ( 一) 快速公交系统运力研究 ( 1 ) 影响快速公交系统运力的因素 快速公交车的容量 快速公交车的容量对系统运力裔很大的影响。从国外的时闻经验看，快速公 交车的车型选择较多，有1 2 米的标准车、1 8 米的单绞车和2 4 米的双绞车等，容 量从7 0 人车一直增大到2 7 0 人车。在实际中，采用何种车型需要根据客流情况 来决定。 发车频率 发车频率决定了系统在一定时间内发车的数量，发车频率越高运力就越大， 反之就越小。高峰时期为了增加系统的运力，缝往采用提高发车频率的办法。发 车频率也决定了乘客的候车时间长短，但在实际运营中，发车频率不能无限制的 提高。 站台停靠泊位数 站台停靠泊位数指站台上能同融箨靠的车辆数，它对系统的运力大小也有很 大的影响。若一个站台有很多泊位，则可以同时有多辆快速公交车进站，这样便 提高了系统的运力。 此外，还有其它影响因素，如超车道的设置情况、交叉霜信号控制方式和线 路的组织形式等。 ( 2 ) 城市快速公交系统基本运力计算 由于部分因素难以定量分析，因此在计算快速公交系统运力的时候需要对闻 题进行篱化，谈为系统斡运力只与快速公交车容量、满载率、发车频率和站点停 靠泊位数等因素有关，其它因素的影响可忽略。这样就可以计算出城市快速公交 系统的基本运力： s ：p 。f 。瓣。3 6 0 0 ( 2 一重) 。h 式中：s 一快速公交系统基本运力( 人单向小时) ； p 一每辆快速公交车的最大载客数( 人车) ； 厂一满载率； 万一站台处能同时停靠的车辆数( 辆) ； h 一发车频率( 秒车) 。 ( 二) 客流条件 通过b r t 运力的实际测算和参考各国成功b r t 案例，快速公交系统的运力范 围大致为8 0 0 0 4 0 0 0 0 人单向小时。当断面单向客流量达到8 0 0 0 4 0 0 0 0 人 单向小时，可以考虑实施快速公交的可能性。对于一般城市来说，采取路段单 向开设一条公交专用道，站点处设2 , - - , 3 个泊位，有条件的站点处设超车道等方法， 来满足断面单向客流量为8 0 0 0 - 2 5 0 0 0 入单向小时比较实际。 2 2 1 3 b r t 走廊规划区域条件 通过上述对b r t 适用条件和客流运送能力的分析，以下几种情况适合规划设 置b r t 走廊区域： ( 1 ) 城市中心区具备道路条件的客流规模达不到轨道交通要求的干道； ( 2 ) 中心区与城市外围地区之间的放射型道路； ( 3 ) 连接城市中心与外围组团和卫星城的客流干道； ( 4 ) 大型组团式卫星城和城市新区内部主干道； ( 5 ) 中远期待建的轨道交通走廊但近期客流规模不足