（交通运输规划与管理专业论文）常规公交线网现状分析评价指标及近期调整优化方法研究.pdf

摘要 常规公交线网规划是城市客运交通规划的重要组成部分，对优化城市交通结构起着 举足轻重的作用，线网现状分析评价及近期调整优化是常规公交线网规划的重要内容。 本文提出了优化的常规公交线网的现状评价指标体系，研究了公交线网近期调整规划的 实用方法，主要内容包括以f j l 个方面： 在线网分析评价方面，充分考虑到公交线网与土地利用之间的互动关系，着重分析 了土地利用对公交线网密度的影响，进而对公交线网密度指标提出了改进计算方法。同 时将公交可达性作为线网宏观评价的重要补充指标。 在线路、站点分析评价方面，一是提出新的指标来完善原有的指标体系，提出线路 重叠度、线路重复度等指标来判断线路重复严重程度，提出站点客流方向不均衡系数来 判断乘客步行到站距离的合理性，提出站点饱和度指标来判断站点的停靠能力是否满足 需求等；二是对现有指标的判别标准进行改进，提出用平均运距法来判断线路长度的合 理性；三是对现有的非直线系数、站距合理度指标计算方法进行了改进。 在线路优化调整方面，针对不同等级线路提出了不同的线路优化调整目标。对于干 线调整，以路线效率最大化作为线路调整优化的目标函数：对于支线调整。以公交线网 通达度最大化作为线路调整优化的目标函数，而将路线客流作为约束条件；此外。还对 公交起讫点的确定方法进行了一定的改进，并对线网整体优化调整目标进行了探讨。将 以上调整方法应用于合肥市常规公交线网近期规划，取得了良好的效果。 另外，论文还对中间站点的常见问题、公交运营调度给出了优化调整对策。 关键词：公交线网、评价指标、线路、站点、近期调整 a b s t r a c t a st h em a i np a r to ft h eu r b a np a s s e n g e rt r a n s p o r t p l a n n i n g p u b l i ct r a n s i tn e t w o r k p l a n n i n gp l a y sav e r yi m p o r t a n tr o l e b a s e do nt h ea n a l y z i n gt h ea c t u a l i t yo fu r b a nr o u t i n e p u b l i ct r a n s i tn e t w o r k ，t h i sp a p e rh a sp u tf o r w a r dt h ec u r r e n ts i t u a t i o ne v a l u a t i o ni n d e x s y s t e mo ft h er o u t i n ep u b l i ct r a n s i tn e t w o r ko p t i m i z e d ，p r a c t i c a la p p r o a c ho ft h ei m m e d i a t e t e r m o p t i m i z a t i o np r a c t i c a lt e c h n o l o g yo f n o r m a lp u b l i ct r a n s i tn e t w o r k f i r s t l y , i nt h ec o u r s eo fm a c r o c o s m i ca n a l y z i n gt h ep u b l i ct r a n s i tn e t w o r k ，c o n s i d e r i n g t h ei n t e r d y n a m i cr e l a t i o nb e t w e e np u b l i ct r a n s i ts y s t e ma n dl a n du t i l i z e ，i ti s a n a l y z e dt h a t e a c hf a c t o ro ft h el a n du t i l i z e st h ei m p a c t i o no nt h ed e n s i t yo f p u b l i ct r a n s i t r e g a r dp u b l i c t r a n s i tr e a c h a b i l i t ya st h ei m p o r t a n ts u p p l e m e n ti n d e xo n m a c r o s e o p i c a la p p r a i s a lo f n e t w o r k a t t h es a m e t i m e s e c o n d l y i nt h ec o u r s eo fm i c r o c o s m i ca n a l y z i n gt h ep u b l i ct r a n s i tl i n ea n ds t o p ，s o m e n e wc o n c e p t sa r ep r e s e n t e d f o re x a m p l eo v e r l a p p e dv a l u ea n dr e i t e r a t i o na r ep r e s e n t e dt o e s t i m a t et h er e p e t i t i o nd e g r e eo f p u b l i ct r a n s i tl i n e s ，s a t u r a t i o no f s t o pi sp r e s e n t e dt oe s t i m a t e t h es t o p sb a l a n c eb e t w e e ns u p p l ya n dd e m a n d ，a n di m b a l a n c ec o e f f i c i e n to fo r i e n t a t i o no f s t o pp a s s e n g e ri sp m s e n t e dt oe s t i m a t et h er a t i o n a l i t yo ft h ew a l k i n gd i s t a n c e w h a t sm o r e ， t h ep a p e rf o c u s e st h ei m p r o v e m e n to fe x i s t i n gc o n c e p t s ，s u c ha sn o n - l i n e c o e f f i c i e n t ，t h e l e n g t ha n ds o o n t h i r d l y , i nl i n eo p t i m i z er e s p e c to fa d j u s t i n g ，g e td i f f e r e n to p t i m i z a t i o ng o a lo fl i n e ， c h a n g e db yd i f f e r e n tg r a d el i n e t h eo p t i m i z a t i o no b j e c to fm a i np u b l i ct r a n s i t l i n ei st h e m a x i m u mr o u t e e f f i c i e n c y ；t h eo p t i m i z a t i o no b j e c to fl a t e r a lp u b l i c t r a n s i t l i n ei st h e m a x i m u mn e t w o r ka c c e s s i b i l i t y , r e g a r d i n gt h ep a s s e n g e r - f l o w r e s t r i c t i o nc o n d i t i o n w h a t s m o r e ，t h e m e t h o do ft e r m i n a l sf o rr o u t i n e p u b l i ct r a n s p o r t a t i o n r o u t ei s i m p r o v e d o p t i m i z a t i o np r a c t i c a lt e c h n o l o g yi sa p p l i e di nt h e h e f e ic i t yp u b l i ct r a n s i tp l a n n i n g ，a n dg a i n s a t i s f y i n gp l a n n i n go u t c o m e a n dt h e nt h ep a p e rp o i n t so u tt h ec o u n t e r m e a s u r ef o rf a m i l i a r p r o b l e mo f s t o p i na d d i t i o n ，t h eo p t i m i z a t i o no b j e c to f r o u t i n ep u b l i ct r a n s p o r t a t i o nn e t w o r k sa d j u s t m e n t a n do p t i m i z i n g d i s p a t c ho f c i t yb u s r o u t ei sd i s c u s s e di nt h e p a p e r k e yw o r d s ：p u b l i ct r a n s i tn e t w o r k ；e v a l u a t i o ni n d e x ；l i n e ；s t o p ；i m m e d i a t e - t e r mo p t i m i z a t i o n 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示了谢意。 研究生签名：日期：2 q q 生：三 学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档。可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研 究生院办理。 研究生签名：导师签名： 第一章绪论 1 1 研究背景与意义 第一章绪论 城市公共交通是城市的一项重要公共基础设施，是发挥城市功能，体现城市的高度 凝聚效应的一项基本保证，是城市客运交通的重要组成部分。对于我国人口众多、用地 紧张的基本国情，大力发展公共交通，是解决城市交通拥挤的根本出路。 目前我国越来越多的城市开始重视公共交通的建设，但是由于传统的公交布线主要 是根据经验布线，造成许多城市公交线网布局不太合理，许多城市的公共交通线网存在 站点布设不合理、公交线路过长、绕行过多、客流直达率较低等问题，严重影响了公交 整体服务水平的提高。如何通过合理有效的城市公共交通规划使公共交通系统能健康高 效的持续发展是现在大家都十分关注的问题。 城市公共交通规划按规划期不同可分为近期规划、中远期规划和战略规划，规划考 虑的期限越长，研究涉及的范围越广，相应采用的模型和得到的结果也更为宏观，因而 有所谓的“近期宜细，远期可粗”的规划原则。城市公共交通近期规划研究3 - 5 年内 对现有系统的调整和优化找出问题，分析问题并提出相应的措施来解决问题。近期改 善就是更好的更有效的利用原有的设施，在保留大多数公交线路的基础上，一般只能部 分的调整现状线网。以达到接体上的优化。近期规划方案一般对现状系统改动不大，在 适当的资金范围内，可以较快的付诸实施。 目前有许多公共交通线网优化模型，这些模型虽然在进行中远期规划有它的优越之 处，但由于模型过于理想化、对实际现状的模拟程度有限，尤其是在近期只对部分公交 线路进行优化时，需要考虑的因素较多，如果完全采取现有的模型往往并不能得到十分 理想的结果。 本文主要通过对现状公交线网进行诊断性现状分析评价，对不合理的线路、站点进 行优化调整，以求使整个公交线网服务水平在较短时间内得到明显改善和提高。 1 2 国内外研究概况 1 2 1 国外研究概况 国外对公交线网规划的研究起步较早，在六七十年代多是运用运筹学的有关原理、 方法，应用计算机对公交线网实现计算机仿真，在既定的目标函数下进行线网的优化布 设。优化目标一般主要包括： i 根据乘客对公交系统的要求，极大化乘客的满意度； l i 极小化日常运行的经济环境费用，一般采用车辆数和车辆运行时间等成本变量 来表示： i l i 将前边两类加权而得到超目标。 在实际应用中一般取给定日常经济条件下的极大化乘客满意程度作为优化目标。 近几年，国外发达国家在公交线网规划方法研究已步入新的阶段，研究方向注重于 常规的中小运量的公共交通工具与地铁、轻轨等大运量、快速公共交通工具的联合运输 线网、换乘站点布置等的研究：注重考虑土地利用与公交线网一体化优化：还将公交运 第一章绪论 营调度优化纳入线网规划中，实施线网实时优化。 此外，r e e l 在交通软件的开发上已取得很多实践成果，例如美国的t r a n s p l a n 、 u t p 、英国的t r a n s e p t 、瑞典的v i p ，加拿大的e m m e 2 等等。 1 2 2 国内研究概况 1 2 2 1 线网优化理论研究 国内公交线网规划起步较晚，近几年随着公交事业的重要性得到普遍关注，公交线 网规划研究势头迅猛。建设部城市建设研究院、东南大学交通学院等单位以国内城市为 依托，均在公交线网规划方面作了许多的探索，取得了部分成果。目前主要的公交线网 优化思路一般有两种模式：解优法和证优法。在实践经常结合使用。线网优化算法主要 包括单条线路优化算法和线网整体优化模式。 单条路线优化法的基本原理是：从起点出发，向其所有邻接交通区扩展再以各邻 接交通区为新起点继续向所有邻接交通区作连续的扩展，直至到达路线长度限制。对 到达的每个节点考虑约束条件和目标函数，从而求得满足约束条件所有可能路线中的 效率最大的一条或几条线路。 线网整体优化常采用以下方法： “逐条布设、优化成网”法。按照路线直达客流量最大布线，东南大 学的王炜等( 1 9 9 2 年) 在这方面作了深入研究。 经验法。如“台北市大众运输路线研究规划”采用事先设定的公交线 网方案，如方格线网、辐射型线网等等。这方面的优化方法主观性较强，优化 效果并不理想。 拟合客流法。如在系统最优客流分配的基础上，用“取大法”、“舍小 法”截取网络得到初始网络。东南大学的周刚对这方面进行了探讨。 这些方法对中远期线网优化有其优势所在。但在近期线网部分调整中的应用效果并 不十分理想，譬如：这些方法布设的公交线路多数集中在行驶车速较高的主干道上，在 其它道路上容易出现公交空白区，而现状公交线网调整优化的首要任务就是消除公交盲 区。目前对于近期线网的改进一般是采用结合现状公交网络的启发式逐步优化法。 1 2 2 2 站点优化调整理论研究 目前许多学者注意到站点优化调整的重要性，对于站点优化，国内研究主要包括以 下几个方面： 站距优化：华南理工大学的潘鲁萍对用动态规划方法求解最优合理站距问题作 了深入研究。 站址优化：深圳大学的陈燕萍介绍了香港及其它国家的公交站点在居民的布设 实例、目前南京市也对新街口c b d 的公交站点进行了优化调整等等。 多条公交线停靠站点的停靠能力研究：东南大学陈学武老师提出了多线路公交 停靠站点车辆延误分析与对策。 但是对公交站点优化还没有形成较为系统全面的指标体系。 2 第一章绪论 1 3 研究的主要内容 1 3 1 研究目标 立足于我国城市发展特点，本文主要的研究目标是对现有的公交线网分析评价方法 改进以及对线网、站点进行合理有效的近期调整优化。 1 3 2 主要研究内容 城市公共交通一般指在城市范围内，按固定的时刻表和确定的路线。为运送乘客及 其携带的行李而提供的交通服务。一般包括巴士交通、轨道交通。由于我国大多数城市 仍以巴士交通为主，故本文仅涉及巴士交通，即常规地面公交系统。 ( 1 ) 线网现状分析评价指标体系 近期线网规划与中远期线网规划的显著区别之一就是，偏重于对现状线网的调整。 这是由于规划时限的约束，乘客对现状线网有一定的适应性，必须在保证现有台理线路 继续运行的前提之下。对不合理的线路以及站点进行调整优化。因此判断线网以及具体 的线路、中间站点布设合理性是调整优化的基础。以往的指标规范值都是在一些通用指 标对于个别交通小区、公交线路以及中间站点的合理性还必须根据其自身客流、用地 以及道路网布局等情况进行具体分析。 ( 2 ) 评价方法研究 该部分主要是指在待调整线路过多的情况下，如何决策调整线路的先后次序，以便 使得整体公交线网的改善程度最大化。 ( 3 ) 线路、站点近期调整实用方法研究 该部分主要是对具体的线路或站点进行调整优化，以便实现方便乘客以及提高运营 效益等优化目标。 第二章公交线网现状分析评价指标体系 2 1 概述 第二章公交线网现状分析评价指标体系 城市常规公共交通的要素包括流动的人、行驶的车、变化的路线，是一个非常复杂 的系统。该系统的指标多达数十种，且指标之问存在一定的相关性，并非都是完全独立。 通过筛选，选取了涉及线网、线路、站点三个层次的技术指标作为本次现状分析评价指 标体系，如表2 - 1 所示。 表2 - 1现状分析评价指标体系 层次 研究对象 具体指标 线网密度、公交可达性、公交线网重复系数、 第一层次线网 站点覆盖率等等 线路长度、线路非直线系数、线路重复度、 第二层次公交线路 线路重叠度等等 停靠站饱和度、站距合理度、站点乘客方向 第三层次公交站点 不均衡系数等等 第一层次主要是从宏观上把握线网总体布局合理性程度，找出公交布设的薄弱区 域：第二层次主要是对每条路线逐一进行诊断分析，找出造成线网不合理的症结所在； 第三层次是从单个中间站点着眼，评价线网合理性。 2 2 公交线网密度计算方法的改进 公交线网密度是指公交运营线网长度与所经地区面积的比值该指标宏观上反映了 乘客与线网的接近程度l ij 。以往对于该指标的研究都忽略了土地利用对公交线网布设的 影响。 首先城市土地利用是城市公共交通客流需求的根源，从宏观上它决定了城市交通 源、交通量及交通方式，确定了公共交通的布局和基础1 2j 。合理的土地利用布局。将会 有效的引导居民远离市中心居住、购物、娱乐、工作从而缓解了市中心的交通压力： 同时，在一定程度上的集中发展土地模式有利于减少通勤距离，节省交通能耗，保证公 交客流源的稳定州。由此可以看出。土地利用是城市公共交通可持续发展的坚实基础。 其次，公共交通合理有效的发展也会对城市土地利用产生巨大导向作用。公麸交通 的发达改变了城市结构和土地利用形态，使得城市中心区的过密人口向城市周围疏散， 交通设施沿线的土地开发活动更加活跃，使各种社会基础设施太都集中在地铁和公交干 线周围。例如上海市，由于“明珠一号线”地铁的建成通行，促成大量住宅小区，公共 服务设施聚集在轨道交通沿线，形成城市中密集的带状中心。这些土地利用布局的调整 使得上海市中心区由过去的单中心圈层结构向带状中心转变【4 j 。 由此可见，城市公共交通与土地利用是相互联系、不可分割的整体。采用与土地利 用形式相吻合的公交线网，调节公共交通需求与供给之间的平衡才是可持续发展公共交 4 - 第二章公交线网现状分析评价指标体系 通系统的根本思路。近年来，越来越多的学者开始关注土地利用与公共交通的配合问题。 他们认为恢复公共交通竞争力的关键在于公交线网的布设必须在乘客源的台理步行范 围内。一味地盲目增加公交线路而忽略各类地的客流分布特征，反而会使公交运营效 益降低、资源浪费、公交服务水平下降。 对不同用地的公交线网调查结果表明：不同的用地性质、土地开发强度对应着不同 的客流需求，也就相应的有不同的线网密度需求。例如，以往规范规定中心区的公交线 网密度大于3 0 k m k m 2 ，郊区介于2 0 2 5 k m k m 2 之间。这种划分比较适合于土地利用强 度由中心向外围均匀递减的传统土地利用模式。然而目前我国许多大中型城市都采用多 中心组团式发展模式，土地利用强度由中- 1 1 , 向外围已不再是均匀递减模式而是跳跃式 模式。因此过去的中心区与郊区之分对公交线网的分析评价并非完全适用。 要更好的评价公交线网的实际运营情况找出薄弱环节，关键有二：是合理的小 区划分，二是针对不同的土地利用情况将实际土地面积折算为标准小区面积。 【实例】在市中心区有a 、b 两个小区，其中a 小区为规划新区，其绿化率以及土地 的开发利用强度较高；b 小区为老城区，虽然其开发强度也很高但绿化率极低。通过传 统的计算方法求得a 小区的公交线网密度小于b 小区的公交线网密度。但是根据民意 调查表的数据统计分析得到a 小区的居民对公交线网的满意程度远大于b 小区的居民 的满意程度。分析原因主要就是因为在计算公交线网密度的时候对土地面积数据的处理 上。由此可以看出我们在进行实际分析评价中有必要对原有的计算方法进行改进。 2 2 1 土地利用对公交线网密度的影响因素分析 2 2 1 1 土地类型与结构对公交线网密度的影响因素分析 按照城市用地分类与城市建设用地标准规定，城市用地分为：居住、公共设施、 工业、仓储、对外交通、道路广场、市政公用设施、绿地、特殊用地、水域、其它十大 类。 笔者对郑州市2 0 0 3 年部分用地类型的公交线网密度进行分析，计算结果如表2 - 2 所示。 表2 22 0 0 3 年郑州市现状部分土地类型的公交线网密度一览表 公交线网平均密度用地面积 土地类型 ( 公里，平方公里) ( 平方公里) 公共设施用地 3 2 61 0 5 居民用地 3 0 9 6 8 7 4 工业用地1 8 2 4 5 5 6 对外交通用地 1 2 51 5 5 从中可以看出：公共设施、居民用地的公交线网密度较高，工业用地次之，对外交 通用地的公交线网密度最低。因此，在进行线网密度具体分析时，对于线网密度较低的 区域，不能一味的主观判断城市居民接近公交线网程度较低，还要结合其土地利用情况 进行综合分析评价。 第二章公交线网现状分析评价指标体系 2 3 1 2 土地利用强度对公交线网密度的影响因素分析 上文从不同的土地类型角度对公交线网密度分布特征进行了初步分析，但是忽略了 同类土地的个体差异性。土地利用强度能比较全面的反映这一差异性。土地利用强度是 指单位土地面积的利用程度，是针对城市土地系统内单位面积的土地所承载的物质要素 而进行的。该项指标既考虑了不同类型用地对公交线网的需求差异性，也考虑了同一土 地类型在不同区位上开发强度的差异性，与土地类型相比，土地利用强度指标具有全面 性、可量化性等多项优点。 一般而言，商业用地、居住用地的土地利用强度较高，工业仓储用地的土地利用强 度较低，对于同类型土地，中心区土地开发强度比外围区高。一般在城市规划中，对土 地利用方面的考虑比较全面，在分析某一特定区域的土地利用强度时城规主要采用了人 口密度、容积率等指标。本文考虑到数据的采集难易程度，采用就业岗位密度和居住人 口密度之和，即综合人口密度作为衡量土地利用强度的指标。 过强的土地利用，必将导致拥挤的交通，从而要求高运载能力的交通方式与之对应， 所以公交线网密度就会比较高；反之则可能导致自由方式的交通公交线网密度相对也 会降低“1 。 仍以郑州市现状公交线网密度为例进行分析论证。由表2 - 3 可以看出随着综合人口 密度的增长。公交密度也增长。 表2 - 3 郑州市公共设施用地在不同土地利用强度下的密度分布表 综合人口密度公交线网密度均值 ( 人，平方公里。)( 公里平方公里) 1 0 0 0 0 以下 1 8 7 l o o o o - 3 0 0 0 03 6 5 3 0 0 0 0 以上4 3 7 这里假定一个就业岗位等价于一个人口因此将单位统一为人，平方公里。 通过s p s s 对土地利用强度与公交线网密度进行相关性分析，结果证明两者之间显 著相关。 表2 - 4 郑州市土地利用强度下与综合人口密度对数值相关性分析一览表 公交线网密度综合人口密度对数值 相关系数 l0 7 9 l 1 0 3 公交线网密度 显著性概率( 外侧概率) 0 0 1 2 4 e 0 9 相关系数 0 7 9 1 1 0 31 综合人口密度对数值 显著性概率( 外侧概率) 1 2 4 8 0 90 0 在此基础上笔者对郑州市相关数据进行回归分析，分析结果如下图所示。 - 6 第二章公交线网现状分析评价指标体系 图2 1公交线网密度6 与j o g ( 综合人口密度) 回归分析 通过对郑州市2 0 0 3 年公交现状数据进行回归分析表明，公交线网密度6 与综合人 口密度y 的对数值之间呈线性相关关系。 2 2 2 线网密度计算方法的改进 通过上述分析我们可以看出不同的土地类型以及不同的土地利用强度对于公交线 网密度会产生很大的影响。为了消除这些客观因素的影响，本文采用的是土地面积修正 法，确定一个“标准用地”概念，这样各个小区之间公交线网密度才具有可比性。 公式如下： 如= ( 4 a j ) ( 2 1 ) 产l 式中：ab 标准化以后的小区土地面积： a ；第i 类用地的实际面积； n 第j 类用地的修正系数： n 该小区用地类型的总数。 关于修正系数c i 的求解方法本文主要介绍三种方法，在实践活动中规划者可以根据 自己的实际情况决定具体的取值方法。 方法一：对a 的取值进行定性分析 通过对各类型土地与交通生成的定性分析我们可以确定各类型用地的t 2 1 基本取值 范围。具体取值情况见表2 - 5 。 表2 _ 5 各类用地推荐修正系数 城市用地类型各类用地推荐修正系数 公共设施用地1 0 居住用地1 0 工业用地 o 4 o 5 仓库用地 0 2 对外交通用地 0 3 市政设施用地 0 1 广场停车场用地 0 1 - - 第二章公交线网现状分析评价指标体系 城市用地类型 各类用地推荐修正系数 普通绿地 1 2 k m 或线路长度与线路平 不合理线路标准 3 或 郊区线： 2 0 k m 2 一方面平均运距法对以往不合理线路进行筛选，将其中合理线路保留，因此该方法 得到的“不合理”线路条数远小于以往的判别法：另一方面平均运距法对以往无法准确 判别的近远郊区线路长度进行合理有效的判断。 2 1 第二章公交线网现状分析评价指标体系 【实例】2 3 5 路是由开发区发往老城区的郊区线线路长度为1 8 6 k m ，符合规范规定的 1 5 2 0 k m ，但按平均运距法计算，其线路长度与线路平均运距的比值为4 ，大于合理范 围2 3 ，所以实际上该线路长度过长，有待调整。 2 7 公交站点的现状分析评价指标 目前涉及中间站点的现状评价指标只有平均站距以及站点覆盖率。本文从定性定量 两个角度对中间站点进行现状分析定性分析侧重于站点站址设置合理性，定量指标主 要采用站点的饱和度、站距合理度以及站点客流方向不均衡系数三个指标对公交中间站 点进行量化分析。 2 7 1 公交停靠站站点位置定性分析 关于公交停靠站在交叉口附近的位置的合理性问题，国内外已有不少研究涉及该问 题。但由于交叉口的道路几何条件、车道功能划分、信号配时方案，以及公交车流量大 小、交叉口附近土地利用性质等千差万别，通过某一特定的指标使公交停靠站在交叉口 附近的评价工作统一化，有可能使得评价方法复杂化，不便于工程上的运用。现从工程 运用角度出发，建议采用定性分析来判断其设置合理性。主要包括以下几个方面： 交叉口附近站点设置过于接近交叉口，判断依据为在前方路口红灯状态下。公 交车不能够顺利进站停靠。 交叉口附近站点设置不方便乘客出行判断依据为大部分乘客离站或到站必须 穿越交叉口。 路段上站点设置不方便乘客出行，判断依据为乘客违章穿越马路现象严重。 路段上站点设置严重影响道路通行能力，判断依据为公交车进出站对道路其他 机动车出行有很大干扰。 如果站点存在上述任何一方面的问题，则判断该站位合理性较差，需要进行调整。 2 7 2 公交站点饱和度 站点饱和度是指站点实际车流量与该站点通行能力的比值，一般以0 8 5 左右为宜， 过大过小都不合理。公共汽车站点通行能力是指公交停靠站没有发展到不能接受的长队 之前，所能容纳的最大公交车辆数。目前许多城市忽视站点停靠能力的有限性，一味的 增加线路，不仅无法方便乘客上下车，反而会造成站台车辆排长队，产生延误。例如杭 州市半道红站点，高峰小时公交车排队长度经常达到7 辆，是站台实际长度的2 倍多， 严重影响道路其他机动车辆的正常通行。 站点通行能力求解步骤如下： 1 计算单个站位公共汽车通行能力，可以采用下述公式计算j 。 纠卵，毒斋+ y 式中：n 在i 服务水平下，每小时单个站位所能适应的公共汽车数； g 每一信号周期绿灯( 加黄灯) 时间，以s 计： c 信号周期，以s 计； 2 2 第二章公交线阿现状分析评价指标体系 d 用于乘客上下车的停站时问； t c 每辆汽车进站的间隔时间，一般公共汽车停靠时可能的最小间隔时间 1 0 s ，大多数情况下应采用1 5 s ； y 公共汽车受到道路总通行能力和其他交通的影响修正系数，对于公交 专用道，其值为1 0 ，对于混行道路当站在线外时为0 9 ，站在线上时为o 7 ； r 为停站时间和到达车辆时间变化而进行校正的折减系数，如果运营车 次正点率达1 0 0 且停站时间在1 5 m i n 高峰期内均匀分布则为理想条件此时的r 为1 0 ，但在不同的服务水平下r 的取值也不同，一般小于10 ，具体取值见表 2 2 3 。 表2 - 2 3 公共汽车停靠站位服务水平” 服务水平车辆进站排队概率( )r 值 al 0 4 b2 5 0 5 c1 00 6 6 7 d2 00 7 5 e3 50 8 3 3 e 通行能力理想条件 3 51 0 0 2 计算有效站位数多站位停靠站的通行能力与一个站位停靠站不同。这是因 为多站位的乘车位置是不能等量使用的，或者说乘客不能均匀分布在每一个站 位。而且相邻的站位的车辆还可能互相干扰，延误进出站时间。因此引入“站 位使用效率”概念。各个站位使用效率以及有效站位的具体取值见表2 2 4 。 表2 - 2 4 公共汽车停靠站有效站位列表“1 站在线上站在线外 站位数量站位使用效率 有效站位数站位使用效率有效站位数 11 0 01 0 01 0 01 0 0 27 51 7 58 51 8 5 35 02 2 57 52 6 0 42 02 4 56 53 2 5 552 55 03 7 5 注：站在线上是假设公共汽车不能相互超车。 【实例】某一公交停靠站，其设站形式为“站在线上”，站位数量为3 ，其三个站位的使 用效率分别为1 0 0 、7 5 和5 0 ，则实际能够使用的站位数，即“有效站位数”为 l + 1 0 0 + 1 * 7 5 + 1 5 0 0 o - - 2 2 5 个。 3 将单个站点站位公共汽车通行能力乘以有效站位数即为站点通行能力。 【实例】对杭州市高峰时段4 0 个主要公交集散点的站位数和停车时间进行晚高峰交通 调查和统计分析。求得下述代表性数值。 2 3 - 第二章公变线网现状分析评价指标体系 表2 2 5 杭州市站点调查数据统计分析结果一览表 道路类型站位数 g c停站时间( s )建议服务水 m 专用通行权道路 4o 56 0e 共用通行权道商业区主干道 30 56 0e 路郊区干线街道30 53 0c 将上述各项指标带入公式2 - 1 5 计算得到各类典型站点通行能力。 典型公交站位通行畿力 表2 - 2 6( 单位：标台d 时) 单个站位通行站点通行能 道路类型间隔时间有效站位数 能力力 2 4 5 ( 线上)9 3 。基本型专用通行权道路 1 03 8 3 2 5 ( 线外) 1 2 3 共用通 商业区 1 5 2 3 2 2 5 ( 线上) 5 1 行权道 主干道 3 0 2 6 ( 线外)7 8 郊区干线 2 8 2 2 5 ( 线上)6 3 路1 5 街道3 62 6 ( 线外)9 3 注：绿倍比为0 5 2 7 3 公交站点站距合理度 合理站距对于方便乘车和缩短旅行时间以及缓解与交通流的干扰，都具有极其重要 的意义。因为在公共交通线路长度一定的情况下，如果站距过小，就要在道路上设置很 多的停车站增加了车辆的停站时间和启动加速、进站减速的时间，使运送速度不高。如 果站距过大虽然车辆的运送速度可以提高，乘客的乘车时问可以减少。但乘客上下车 前后的步行距离和时间就要增加，乘车也不方便。 目前，一般采用线路的平均站距来判断站距的台理性，该值只能宏观上反映平均情 况，不能微观上反映各段站距的合理性，假如一条线路中一部分站距过大，另一部分站 距过小，其均值可能正好在台理范围内，这时平均站距就无法判断该条线路的站点设置 合理性。因此笔者引入站距合理度概念。 站距合理度a 是指相邻站点间距离在合理范围内的数目与总数的比值。计算公式如 下： a ：n u m 5 “棚 ( 2 1 6 ) 式中：n u m 线路中站距在 d 。0 1 5 d n ，d 。+ 0 1 5 d 。 范围内的站距个数 s u m 线路站距总个数： d | i 一第b 段站距。即站点n 与站点n + l 之间的线路长度。 d n 的取值通过下述计算公式求得： 2 4 第二章公交线耐现状分析评价指标体系 见= 毒+ 愫，卜 沼m 嘲r ( 。r + l o ) i ( 2 - 1 8 0 3 1 令p = 等i ，- ，詈：扛主咕+ “， 式中：，一乘客平均运距( k m ) ； s 广一第n 个中间站点的客流集散量。 s 第i 个中间站点的客流集散量； k 线路的站点数： v 公交车在路段上的运行速度( k m h ) ： a 公交车进站减速时间( s ) ； 卜公交车出站加速时间( s ) ； 瞄乘客步行速度( m s ) ； k 车辆停站时间( s ) 。 在实际工程应用中，为了简化计算往往将线路平均最优站距和线路平均客流量作为 中值，在两侧对客流分段分别对应不同的站距。表2 - 2 7 列出的是典型情况下的西的 推荐值。 表2 - 2 7 公交线路最优平均站距建议值m 1 2 7 4 站点乘客方向不均衡系数 站点客流方向不均衡系数是指进( 出) 站点客流单侧最大值与双侧客流平均值之间 的比值，如果站点两侧客流相等，则不均衡系数为1 0 ，如果只有一侧有客流则不均衡 系数为2 0 。该项指标可以反映乘客平均到站步行距离的合理程度。证明如下： 定义到站平均步行距离z 为各个出行产生点的客流量与公交站台的距离的加权平均 一2 5 第二章公交线网现状分析评价指标体系 值。公式见( 2 1 9 ) 一f f = 土l t ( 2 1 9 ) 式中：f 乘客到站平均步行距离： l 站点服务范围内的某一客流生成点i 至站点的步行距离： x i 站点服务范围内的某一客流生成点i 吸引( 产生) 客流量： n _ 一站点服务范围内的客流生成点的总数。 由于我国大多数道路网布局以棋盘式为基础，因此假设站点服务范围为一矩形区 块，区块长为a 米宽为b 米，站点距区块某一角距离为a o ( 如图2 - 7 所示) 。 a 图2 - 7 假设条件示意图 区块内的出行是均匀分布( 单位面积客流生成率为t ) 且人们步行方向必须平行于 区块的边。计算乘客到站平均步行距离f 如下式所示： ba - - c 1 0b f 小+ _ y ) 触咖+ 肛+ y ) t d x d y l ：q ! qq a b t 磅x 2 堋b a o 等训卜0 ) 】咖 c z = = j ：! j i 一 2 口：6 + a 2 b + 曲2 2 a a o b = - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 一 2 a b 为了使i 最小，对j 求偏导，令娶堕= o ，求得a 0 ：a 2 。此时站点两侧的客流达到均 d n o 衡。莲理芝堑型堑重蒸星尘醴堑虚丝重堙氆望塑蓬堕z 甑丝： 2 6 - 第二章公交线阕现状分析评价指标体系 在站点服务范围内客流分布不均衡的情况下上述观点是否依然成立? 假设上述小 区分为a 、b 两个子区块，其中a 区块的长为a ，宽为b ，单位面积客流生成率为1 0 ， b 区块的单位面积客流生成率为2 ，其他假设条件不变则乘客到站平均步行距离，为 ：5 5 。+ l 嘶+ 6 5 ”7 l 蛐+ “) ( x + y ) t 2 蛐 a l b t i + 一a i ) b t 2 1 t c 孚+ 帅l 翟+ c 孚+ 硼。卜：叫+ c 了x 2 ，。：卜( a 。- 一a 0 ) 协 a l b t i + f 口一a 1 ) b t 2 l c ! ：+ a 。，+ 华+ ( a 1 - a o ) y ，一+ ! ! 二：! ! 掣+ ( a - a i ) y ，：) 咖 ( 口一a i ) b t 2 。，a2，+!：j!掣+：c。一。，a2rz a l b t l + f 口一a i ) b t 2 对j 求偏导，j 、i o l = 0 时ii 最，j 、。求得口。= 生掣_ 0 1 口+ o 4 q d 口0廿l 计算站点两侧客流均为+ 4 a ，) b 。即站点两侧客流分布均衡。说明在客流分布不均衡 情况下，步行到站距离晟小的站点位置两侧客流也是均衡的。鱼鲨壁丛型这遮型翊! 星茁 盛蕉疸玄虚丕垫短歪蕴丝塑型麴丝盘睡塑筮垄瑾堡强硷望丝趁理进援纪国煎 一般而言，在实际站点布设时由于考虑到平均站距、交叉口车辆的交通通畅等多种 因素完全实现步行到站距离最优化可能有较大难度，因此当站点客流方向不均衡系数介 于1 0 一1 3 可视为合理，若大于1 3 ，则说明站点的布设会给沿线居民出行带来许多不便。 【实例】杭州市3 9 路公交线路的望江门外一美政桥段的各站距均大于8 5 0 米，微观分析 其中的三廊庙、二凉亭的站点客流不均衡系数都大于1 5 。这说明一侧客流是另一侧客 流的3 倍，即该站点3 0 0 米半径的有效服务面积仅有6 5 ，实地调查发现两侧乘客步行 距离普遍大于或接近服务半径3 0 0 米。这说明客流少的一侧乘客有可能因为步行距离过 长所以不选择公交出行方式。而客流多的一侧乘客虽然选择公交方式，但由于步行距 离过长所带来的不便一旦有其他出行方式极有可能放弃公交出行。杭州市公交近期调 整方案中在该线段新增了站点“木材新村”调摧后该线路段平均站距为6 2 0 米， 且站点客流不均衡系数明显下降。 - 2 7 - r 。泌 一 芷：殳： 旷u 第三章近期公交网络调整方法 第三章近期公交网络调整方法 近期规划作为现状与中远期之间的过渡，必须解决_ 卜述几大问题： 1 、理顺层次：将线网以及站点进行合理分级，并对线路、站点进行现状诊断分析 为今后中远期线路优化调整打好基础。 2 、公交线路的优化调整：首先根据线路等级采取相应的单条线路调整方法，然后 再进行线网调整优化。 3 、公交站点的合理布设：针对现状站点布设常见问题提出相应的调整对策。 4 、公交运营优化调度措施：通过对车辆运营调度进行优化，来提高车辆利用率和 公交服务水平，以便更加有效合理的利用现有的公交设施。 为了解决上述几大问题，近期公交线网优化调整的工作基本步骤如下： 第一步：现状诊断分析： 第二步：进行线路调整优化； 第三步：进行站点调整优化； 第四步：提出运营调度优化常用方法。 3 。1 现状诊断分析 对于公交网络，现状线网覆盖水平在空间上存在不均衡性，决策者需要知道城市不 同区域的公交网络的覆盖水平，尤其需要知道现状线网覆盖的不合理区域。只有充分掌 握公交线网覆盖水平空间分布，才能有针对性地制定出与不同区域相适应的公交线网调 整方案以及今后的发展方向f 1 3 】。 对于单条公交线路和单个站点，既要保留现状公交线网中合理的公交线路、站点， 又要对不合理的线路、站点进行必要的改进和优化。如果将所有公交线路一起进行分析， 容易层次不清而且工作量很大，因此建议首先将线路分为主干线、次干线、支线，然后 分层次进行诊断分析，对站点也进行相应的分层诊断分析。 本文以线路现状诊断分析为例进行详细阐述，站点诊断流程与线路诊断流程基本一 致。因此省略。 线路诊断流程图如图3 1 所示。 - 2 8 - 第三章近期公交网络调整方法 图3 - 1 调整线路筛选流程图 通过诊断分析生成调整线路集具体数据结构如表3 - 1 所示。 表3 - 1待调整线路数据结构表 线路号等级 程度第一症结 第二症结第三症结 非空非空非空 非空可空 可空 不管选择哪些指标来进行诊断分析，必须注意到各条线路或各个站点在各指标上的 表现优劣不一，而非简单的一优俱优、一劣俱劣的关系。因此必须权衡利弊，抓住主要 矛盾。现采取多维排序法来确定不合理线路的主要症结以便指导