（载运工具运用工程专业论文）快速公交站点吸引区域的研究.pdf

山东理工大学碳十学位论文摘要 摘要 快速公交( b u sr a p i dt r a n s i t ) 发源于巴西库里蒂巴市，面对f j 益恶劣的城市交通状况， 快速公交的出现无疑为人们解决城市交通拥堵提供了一个值得推广的公共交通方式。快 速公交在运量和运营速度方面可以达到地铁和轻轨等大中运量城市公共交通的水平，但 其造价更低、运营方式更灵活。本文比较详细地介绍了快速公交的发展历史和现状；通 过与城市中其它公共交通方式相比较，得出快速公交在我国城市公共交通中将有意义重 大的应用前景的结论。 快速公交站点是快速公交规划中的重要内容，在居民公交出彳亍中，站点是公交为居 民提供服务的起点和终点；站点的架构决定了快速公交网络的形态。本文通过了对公交 网络拓扑形态的分析，以及对运营中快速公交运营参数进行比较分析得到快速公交站点 的覆盖区、影响区，确定了快速公交站点的合理区域。 本文采用了三角形调查小区计算与站点吸引环的交叉区域来计算快速公交站点的合 理吸引区域。这种方法的优点是在计算公交站点吸引区域的时候，当考虑吸引强度的情 况下，避免了产生过多的估计，从而提高估算精度。另外一个方面，由于三角形小区是 规则的几何图形，这样有利于面积的准确计算。 关键词：快速公交，站点吸引区域，站点合理覆盖区，站点区域 山东理工大学顿卜学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t c u r i t i b a , t h es e c o n dl a r g e rc i t yi nb r a z i l i st h ec r a d l el a n do fb u sr a p i dt r a n s i t ( b r t ) u r b a nt 阻m cc o n g e s t i o nh a dt r o u b l e da l m o s te v e r yl a r g ec i t yw h e t h e ri nd e v e l o p e dc o u n t r i e so r d e v e l o p i n gc o u n l r i e s u n d o u b t e d l y , t h ec o m i n gf o r t ho fb r t g i v e sp l a n n e rag o o dw a y t os o l v e u r b a nt r a f f i cq u e s t i o n s w i t he x p r e s sv e h i c l ea n db u sp r i o r i t ys y s t e m ，b r tc a ng e th i g hc a p a c i t y a n do p e r a t i o n a ls p e e da sl r b u tl e s sc a p i t a lc o s ta n dm o r ef l e x i b l e b r ts t a t i o np l a n n i n gi so n eo f t h em o s ti m p o r t a n tp a r t si n 仃a n s i tp l a n n i n g s t a t i o ni so r i g i n a n dd e s t i n a t i o n st h a tt r a n s i tn e t w o r ko f f e ri t ss e r v i c et op a s s e n g e r t h el a y o u to fs t a t i o nd e c i d e c o n f i g u r a t i o no f t r a n s i tn e t w o r k b ya n a l y z i n gt h et o p o l o g yo f t r a n s i tn e t w o r k ，t h i sp a p e rg i v e s t h ew a yt oc a l c u l a t et h es t a t i o na r e aa n di t si n f l u e n c eb o u n d 。t r i a n g l ew a yc a na v o i do v e r f u t l e s t i m a t i o ns ot h ec o n c l u s i o ni sm o l ea c c u r a t e k e yw o r d ：b r t , s t a t i o na r e a ，s t a t i o nc o v e r a g e ，s t a t i o n z o n e 独创性声明 本人声明所呈交的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，也不包含为获得山东理工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。 一虢癯砒 时风2 ，j 年月t j - 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解山东理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送 交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅；学校可以用不同方式在不同媒体上发 表、传播学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇 编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名 对 、 玩地 别雅名。0 二j 缸 l1 71 胁 时间：二椿钼t j 曰 时间：沙订年歹月日 山东埋工大学硕： 。学位论文 第一章绪论 1 1 问题的提出 第一章绪论 2 0 世纪9 0 年代以来，我国经济以平均每年8 左右的速度增长，随之而来的是我国 大城市在数量与规模上迅速增加。国民经济的发展，经济活动日趋活跃，城市的交通量 也在迅速增加。面对城市交通如此快速的增长，原先的城市道路无论从数量、还是结构 上都不能够满足交通的需要。全国各大城市相继出现了严重堵车和交通不畅的局面。 除了城市道路的数量和结构满足不了要求外，我国城市的道路交通管理水平也跟不 上城市交通系统的发展，已有道路利用率不高、出行结构不合理、路面优先权不明确， 诱发了大量的路面使用需求量。这给我国交通政策制定、管理者，交通工程专家提出了 一个急待解决的问题。 1 2 我国城市交通中存在的问题 1 2 1 大城市数量迅速增加，人口有向大城市聚集的趋势 上世纪9 0 年代开始，中国国民经济以平均每年8 左右的速度迅速增加，伴随着经济的 高速发展和生产力水平迅速提高，也开始了我国快速的城市化进程。据统计，十年间( 1 9 9 3 - - 2 0 0 3 ) ，我国非农业人口在1 0 0 万以上的城市数量加速增加，从9 3 年的3 2 个，9 8 年的 3 4 个到2 0 0 3 年的1 6 6 爪 ”。这种加速趋势表明了我国人口有向大城市聚集的趋势。大城 市规模和人1 ：3 数的增加无疑会给城市交通带来很大的压力。 1 2 2 城市道路建设跟不上t t 动车尤其是小汽车数量的增加 相对于城市道路建设受到资金、空间等多方面因素的限制，我国机动车的发展却受到 山东理工人学碘士学位论文 第一章绪论 了居民收入、生活质量提高和国家产业政策的刺激，从上世纪9 0 年代后期，轿车开始逐 渐走进了家庭，我国的机动车进入了高速增长期。虽然每年都有大量的资金用在城市道 路建设上，但最后城市交通状况仍然不窖乐观在很多大城市中，交通状况还在继续恶 化。 以北京为例，北京是我国城市道路建设最好的城市，尤其是近几年来，北京市每年在 城市道路建设上的投资都要超过3 0 亿元人民币，二年来的道路建设超过了过去1 4 年的 总和。与大规模的城市道路建设, g l g ，机动车的增加更匙鼠人，北京的机动车保有量1 9 9 7 年是1 0 0 万台，到了2 0 0 3 年，北京的机动车保有量达到了2 0 0 万台。路多了但车更多， 交通拥挤问题成为了北京市政府必须为居民解决的首要问题。 123i t s 智琵运输系统在大城市交通管理中得到广泛地应用但并不充分 随着电子技术和信息技术的发展，目前我国大中城市相继建立起了智能化的交通指 挥调度系统和现代化的交通管理信息系统。 智能运输系统用了比城市道路建设少的多的投资实现了城市道路交通能力的优化 挖掘现有道路通行潜力，改变了过去一味对现有道路改扩建的粗放式的发展意识，成为 了中国城市交通管理和建设的一个良好的趋势。但和发达国家大城市相比，我l 羽太中城 市在交通控制水平的道路网监控率、交通信息发布等发丽和发达国家的大城市还存在着 较大的差距。表11 列出了了世界几大城市交通设施指标。 较大的差距。表1 1 列出了了世界几大城市交通设施指标。 表1 交通管理设施指标“ 2 交通标线施划率 8 0 9 9 9 9 从上表可以看出，我国主要大城市，北京、上海和广州虽然都建立了城市交通控制 中心，但在交通信号控制路口、信息发布和交通标线施化率方面都要低于上表列出的国 外其它城市。 1 2 4 我国城市居民出行结构不合理，公交出行率偏低 和其它出行方式比较，公共交通是人均道路利用率最高，资源消耗最少、环境污染程 度最轻的大众交通方式 3 1 。 香港和新加坡有着方便快捷的城市交通系统，这得益于这两个城市一贯的城市交通管 理政策和城市交通发展策略。香港和新加坡同是交通发展受到很大空间限制的城市( 以 后有专门章节介绍这些城市公交发展情况) ，但由于政府多年来一直鼓励居民使用公共交 通工具，这两个城市的公交出行比例分别达到了8 0 和7 1 【3 j 。不仅与私人交通发展受 到严格限制的香港、新加坡相比，我园大城市公交出行率偏低，就是和纽约、巴黎这样 的私人交通发达的城市比较，我国大城市的公交出行比例也是很低的。表1 2 将北京和上 海的城市出行结构和国外其它一些大城市做了比较。另外，表1 _ 3 给出来北京2 0 0 0 年的 城市交通出行结构的详细情况列表。 表1 ，2 出行方式构成比例 表1 ，3 北京2 0 0 0 年出行结构 出行量 出行量 交通方式比例 比例 ( 万人次目)( 万人次旧) 自行 自行车 7 9 9 4 0 0 7 9 94 0 o 笙 公交 4 4 12 2 1 地铁 6 63 3 公共交通6 6 93 3 5 出租 1 6 2 8 ，1 互 面包 6 43 2 r 小汽 个体交通4 0 42 0 2 5 3 02 6 5 车 摩托 6 23 1 生 合计 1 9 9 8 1 0 0 o 1 9 9 8 1 0 0 o 目前在我国居民出行方式中，自行车出行是主体，占5 0 - 6 0 ，其次是步行，占 2 0 - 3 ( p , 嵋公交出行的比例多在3 0 以下。 1 2 5 城市道路资源作为种公共资源，使用缺乏公平性 在经济学中，分配社会资源的社会标准有两类：经济的和道德的，分配公平问题实 际上是效率问题，公平与效率是一致的【5 】。 目前，我国城市道路交通堵塞在表现上主要是机动车在城市道路上的堵塞，所以， 在我国城市道路建设中，考虑最多的是小汽车出行，这在制度上，体现了公共资源利用 的不公平性。受我国经济发展水平、人口数量、土地资源等因素的限制，我国小汽车当 前仍然是少数家庭拥有，这样如果在道路规划与道路建设过程中，仅仅考虑拥有小汽车 的少数的单位和个人，丽忽略了大多数人使用道路资源的权利，显然是不公平的。如果 将m i n t = e r 。作为城市所有居民出行时间最小目标函数来衡量城市道路的利用率的 p 话，只考虑n 4 , 汽车的道路规划建设模式会使多数人出行时间增加，显然，这样的道路 山东理工大学硕士学位论文 第一章绪论 利用效率是很低的。这种道路资源分配方式即不是经济的也不是道德的。 即使同为机动车辆，对道路资源的占有也欠公平。在我国长期使用的机动车养路费， 车主每年交纳一定的机动车养路费，无论每年机动车的行驶里程是多少，占用多少的道 路资源，一定级别的机动车交纳的费用是一定的，体现不出使用道路多少的差别，显然 这也是不公平的。随着小汽车数量的增加，这个问题将更加突出。国家必须尽快出台燃 油税来解决这些问题。 公共交通只所以被认为是一种效率最高的城市交通方式，是解决当前城市交通问题 最行之有效的原则，就是因为，公共交通在某种意义上体现了资源公平分配的手段。如 果从公平分配的经济学原理来解释这个现象的话，要解决当前我国城市面临的城市交通 道路利用率低的问题，就要大力发展公共交通，给公共交通在城市道路中行驶更大的优 先权利。 1 2 6 我国城市规划体制不够完善 城市规划是根据一定时期城市经济社会发展目标和发展条件，对城市土地及空间资 源利用、空闯布局及各项建设做出的综合部署和统一安排，是城市建设、发展和管理的 重要依据。 虽然我国已经建立了城市规划法为基础的“一书两证”为核心的城市规划管理 制度，但在执行过程中，存在着很严重的问题。这些阀题表现在：首先是城市规划法制 还不健全，有法不依、执法不严、违法难究的现象相当普遍；二是规划实施缺乏有效的 监督制约机制，无视城市建设客观的发展规律，随意违反经批准的城市规划，浪费土地 资源、破坏城市布局、危害城市环境、损害城市整体和公众利益的现象比较严重；在城 市规划实施过程中，行政权利对规划、设计和建设进行不恰当的干预，常常按照领导的 主观意志盲目决策，从而导致城市交通网络拓扑结构、城市道路网络布局不合理，造成 交通堵塞。另外，在我国的城市建设中，还没有建立起有效的重大规划项目公众参与制 度。与城市建设密切相关的城市居民没有有效的途径来参与城市的规划。 1 2 7 道路使用者遵守交通法规的意识淡薄 由于社会、文化、习俗的影响，我国的道路使用者( 包括行人、骑自行车、机动车 驾驶员) 遵守道路交通法规的观念比较淡薄。行人横穿马路、自行车随意行驶、机动车 到处停放等现象随处可见，这样既造成了交通的混乱，同时也使交通事故的发生率远远 可于发达国家城市。 对道路使用者的法制观念的培养是一个长期的过程，拿邻国日本为例，为解决城市 交通问题，日本对市民大力宣传交通法规，并从小学生的教育抓起。自五十年代起，用 了2 0 年的时间提高全民的交通意识，为后来的城市交通建设和和安全管理奠定了重要的 基础。相比之下，我们国对交通法制教育投入要少的多，没有形成全面关心交通法制和 交通安全教育的环境。 1 3 公共交通 城市公共交通是城市客运交通系统的主体，是城市建设和发展的重要基础之一。随 着生产力的发展，当城市的人口和用地扩张到一定规模后，便产生了干道网和公共交通。 公共交通是一种消耗少，效能高的交通方式，有着私人交通不可替代的长处。 城市公共交通按照其运营速度、运营方式和交通工具主要分为以下几类，中小运量 的普通公共汽车交通，快速大运量( m r t ) 的公共交通( 地铁、轻轨、高速铁路) ，同时 也包括本文要讨论的快速公交( b r t ) 。另外，城市公共交通系统中，常见的还有无轨电 车、有轨电车、出租车和轮渡等。 1 3 1 发展城市公共交通的优势 与其它类型的城市交通工具相比，公共交通工具是道路占用率最小的交通工具，公共 交通人均道路占用面积是自行车的十分之一，是小汽车的十五分之一；和小汽车交通相 比，完成相同的载客量，油耗只是小汽车的2 2 ，这样既节约了能源，又有利于环保； 以公共汽车为主导的城市交通政策是社会公平性的体现，它代表了城市中大多数人的利 6 山东理工大学硕士学位论文 第一章绪论 益。 基于以上认识，政府部门应该在城市交通策略和实践中，大力发展公共交通、下大 力气提高公共交通的服务水平，吸引出行采用公共交通的方式，以减少城市道路交通的 拥堵、提高城市环境质量。 132 世界公共交通的发展 世界公交发展历史 1 6 0 0 年，第一辆出租马车出现在伦敦街头。经过了2 6 0 多年后，18 6 3 年第一条地铁 又在伦敦运茜，是公共交通的初级阶段。从1 8 6 3 年至1 9 5 5 年，是公共交通的成熟阶段， 其间，于1 8 8 8 年第一条电车线出现在美国的弗吉尼亚州、1 8 9 9 年，英国产生了第一条公 共汽车线路。人们把这些交通工具称为常规公交，它们对城市的发展起了相当的促进作 用。但后来由于受到私人小汽车的冲击，在很多国家的城市中，公共交通开始衰退。1 9 5 5 年，德国的杜塞尔多天有了第一辆现代化铰接式电车( 轻轨) ，从此开始了公共交通的现 代化阶段。 在发达国家，到了2 0 世纪7 0 代年代，小汽车交通得到了空前地发展，此时的公共 交通经营条件开始恶化，公共交通的市场不断萎缩。随着政府开始认识到发展公共交通 的重要性，开始制定一系列发展公共交通的政策，诸如对公交企业进行财政补贴、公交 企业私有化、将经营管理权下放给企业，按商业化原则经营、公交企业实行市场竞争等 政策。虽然这些政策总体上来说改善的公共交通的经营服务水平，但公交出行人次并不 是在每个国家都是在上升的。图1 1 和图1 2 是世界上一些大城市公交供给指标。 图1 1 公交线路总长度嘲 图1 2 公交优先道长度 我国的公交发展 我国城市公交有1 0 0 多年的历史，1 0 0 年来，城市公交发生了翻天覆地的变化”3 。由 于受到土地、能源、经济发展等方面的限制，我国政府十分重视公共交通行业的发展， 明确了扶持公交交通发展的政策，在制定的“十五”纲要中，明确提出了发展公共交通。 现在我国城市公交基本形成了以大运量的轨道交通和公共汽车、电车为骨干，以专线车、 小公共汽车、出租汽车等交通工具为辅助的公共交通结构布局。2 0 0 0 年，全国总客运量 达到了3 2 1 亿人次，作为城市公交主体的公共汽车、电车，在“九五”期间发展到2 2 6 万辆。 尽管如此，作为一个经济持续高速增长的发展中国家，我国城市公共交通的建设和发 展一直滞后于社会经济和居民生活的需要。主要体现在： ( 1 ) 由于经营机制、公交企业的性质等原因，使得公交企业亏损严重。 公共交通企业具有公益性很强的企业性质，关系到成千上万居民的出行和社会的稳 定。政府对公交企业的改革一直都持比较谨慎的态度，这使得公交企业缺乏改革和创新 机制，对市场的反应能力差。造成公交企业亏损严重。公交企业亏损的后果是公交企业 很容易进入公交车辆更新困难、公交服务降低，城市公交出行萎缩的恶性循环。 ( 2 ) 城市中心地区拥挤现象日益_ 严重、其它地区网络密度低 由于受到城市布局的影响，我国很多大城市具有明显的单中心特征，致使城市中心 的人流量和机动车流量都比较大，加上缺乏有效的组织，在市中心地区的公共交通相当 混乱，表现为乘客在车站候车时、公交车进站、公共汽车内的拥挤、混乱状况。与此相 山东理工大学硕士学位论文 第一苹绪论 对应的是，在城市中，有的区域公交网络密度低，甚至出现了公交服务盲点。 ( 3 ) 道路交通环境差，缺乏公共交通优先措施 虽然我们也提出了优先发展公交的口号，但公交的优先发展缺少法律和制度保障。 另外，在加上经济水平的限制，我国大部分城市没有足够的资金发展建设轨道交通网络， 造成公交出行速度底、公交服务差。图1 3 、图1 2 将北京市与国外一些大城市公共交通 优先情况进行了比较。 图1 3 公交线路网密度对比图 公共交通的发展趋势 随着人们对公共交通认识的加深、受到环境、能源、土地等各方面的限制，城市公 共交通将在城市交通中扮演主要的角色。 在公共交通结构上实现合理的公共交通层次分布，各种公共交通方式相互补充，城 市中，普通公交、快速公交、轨道交通各种交通方式相互衔接，为满足各种层次的需求、 提升公共交通系统整体服务水平发挥重要的作用。 我国城市用地布局随着经济的发展将进一步调整，我国大城市将继续向外延伸，人 们为了追求更好的生活方式和生活环境，在我国特大城市中，将出现居民居住位置郊区 化的趋势，出行距离增加、出行的时间要求将更严格。这时候，作为一种新型的公共交 通方式的快速公交的引进具有很重要的意义。 高新技术将逐步应用于城市公共交通，在城市公共交通系统规划、建设及运营管理 中，将大力推广高新技术。智能交通在快速公交中的应用，将在以后详细讨论。 9 2 1 快速公交的起源 第二章快速公交 快速公交起源于巴西的第二大城市库里蒂巴市( c u r i f i b a ) 。是一种基于公共汽车、 在专用公交道路上行驶、充分采用智能运输系统进行运营管理和组织的一种城市快速的 公共交通方式。 上世纪6 0 年代开始，拉丁美洲国家的城市进入了城市化进程，城市人口开始大量地 增加。当时的库里蒂巴市有3 6 0 , 0 0 0 人口，由于快速工业化的结果，库里蒂巴和其它的拉 丁美城市一样，人口大量的涌入，到了今天，库里蒂巴的人口已经达到了1 , 6 0 0 ，0 0 0 9 。 与其它第三世界国家城市化进程必须经历的一样，在库里蒂巴，由于城市大规模地扩张、 人口迅速增长给城市带来了贫困、失业、犯罪、环境污染、交通状况恶化等一系列的城 市问题。1 9 7 4 年，j a i m el e m e r 任库里蒂巴市长，改变了在城市快速增长中大量建设快速 路来减少城市病的做法，将政府城市建设的投资主要应用在和土地结合的公共交通方面， 由于建设轻轨交通需要大量的投资，对于库里蒂巴市来说，要建立个有效的解决城市 交通的轻轨网络是不可能的。基于以上原因，库里蒂巴创造性地发明了快速公交的公共 交通形式。 表2 1 库里蒂巴发展快速公交历史 1 9 7 4 年，最早的两条s a n t ac a n d i a 到r u ir a r b o s a 和c a p a or a s o 的快速公交线路建成， 并辅以支线公交使得大部分的城区得以覆盖。 1 9 7 7 年，系统进入b o q u e i r a o 中心区 1 9 8 0 年，开始运行e a s t - w e s t 线，并建立起各区内公交线路和不需经过中心区各区之间联 系的公交线路，从各小区区内线路乘坐公交出行，出行在快速公交站点换乘不需要在支 付任何费用，使得覆盖整个城市乘坐公交的实行单一费制成为可能。 1 9 8 0 年，大容量的铰接公共汽车开始投入使用。 山东理工大学硕士学位论文第二章快速公交 1 9 9 1 年，通过减少线路中间站点数量而提高快速公交运营速度的直达线投入使用。该线 路的快速公交被称为“s p e e d y ”。 1 9 9 2 年，可以乘坐2 7 0 人的高容量的铰接公共汽车开始投入使用，该车的特点是有着和 库里蒂巴快速公交管状车站同一水的底板，以方便乘客上下车，减少快速公交车辆在车 站等待的时间，在运量上，可以达到每小时2 3 0 0 0 入。这个数值甚至超过了某些地铁系 统的运量1 7 】。 车辆开始使用颜色标记在识别车辆的速度，使城市公共交通层次和结构更清楚。黄色表 示普通公交、橙色表示支线公交、红色表示快速公交。 1 9 9 6 年，引进了高技术含量铰接公共汽车的n o r t h - s o u t h 线路开通，标志着以快速公交为 主，普通公交和支线公交为辅的覆盖整个城市的公交网络形成，见图2 1 。 在此公交结构下，乘客到城区任何一个地方，只需要支付一次费用。 从表2 1 可以看出，库里蒂巴经过2 0 多年的发展，建立起了一个以快速公交为主体， 普通公交、支线汽车为辅助的高效的城市公共交通运输体系。如今，该系统拥有1 9 0 0 台 公共汽车车辆，每天运送乘客1 , 9 0 0 ，0 0 0 人& t t j 。另外，大量高技术，人性化的措施应用 在城市的快速公交站点设计和运营管理中，如采用更为环保、安全的公共交通车辆，公 共汽车驾驶员工作时间限制、专门为轮椅设计的升降装置、公共交通交叉口信号优先等。 这些措施投入使用的结果是让更多的出行放弃使用私人交通工具、汽车的排放减少了 4 3 、环境得到了改善，如今，库里蒂巴被成为巴西的生态之都。 图2 1 库里蒂巴快速公交网络 l l 山东理工大学硕士学位论史 第二章快速公交 2 2 快速公交系统简介 与其它公共交通方式相比较，快速公交的特点主要体现在公共交通车辆、公共交通 运营管理等方面。为了提高系统的运输能力及运输成本，快速公交系统的车辆一般选择 1 8 2 5 m 长的大容量的铰接公共汽车，该种公共汽车载客人数可达2 7 0 人。快速公交系统 r 同侧公交专用道 公交专用道 路中公交专用道 l 路侧公交专用道 主要运营在专用车道或者道路上，这样保证了系统的大容量和高速度。快速公交的运营 能力可达到1 5 ，0 0 0 2 5 ，0 0 0 人匆小时，同时，由于在专用的道路上行驶，避开了其它车辆 的干扰，快速公交的运营速度一般能够达到2 0 k m h 3 5 k k m h 。 快速公交专用车道 公交专用车道是快速公交运营管理的一个主要特点，是公交优先的一个重要体现。 它是指在城市原有的道路中开辟出来或者新建的专门供公交车辆行驶的道路，公交车辆 可以全天或者高峰小时拥有该专用道的路权。为了更好地体现优先，增加系统速度，快 速公交专用道路可以通过高架、地下等形式，避开交通信号，从而进一步减少公交运行 中的延误。 快速公交专用道路在城市中的布局主要有以下三种形式，规划者可根据不同情况选 择。图2 2 、2 3 、2 4 分别给出了快速公交车辆在不同形式的车道上运行睛况。 1 _ r ， 锄 _ _ 锄 衄 曲 一 曲 图2 2 同侧公交专用道 1 2 山东理工大学硕士学位论文 第二章快速公交 +4-+4- t - 十十 口c衄 l i - _ g 臻峥+ + + + + 4 + 七l l - - l l i - - l l i m - p 、1pg 一 、 皿一 - h 、。 斗+ + + + + x + + + + 十+ 十+ _ * i ! 用邋“ # * l ” 图2 3 路中型公交专用道 囤2 4 路侧型公交专用道 将专用道设在路侧或者是路中主要由系统的运量、系统要求的运行速度、投资限制 和城市道路条件等几方面因素来决定。设在路中一般受到的横向干扰少，系统运行速度 快、运量大，但要求建设专门的乘客进出站设施，占用的道路资源多、要求的投资高。 路侧型公交专用道路要求的投资低、容易实现。由于受到路侧停车、转弯的影响，系统 速度较路中型的要低。 快速公交交叉口信号优先系统( t r a n s i ts i g n a lp r i o r i t y ) 快速公交交叉口信号优先指的是公交车行驶到交叉口时，得到绿色信号，在不需要 停车等待的情况下穿过交叉口。对于快速公交来说，交叉口信号优先是非常重要的，据 美国国家审计署2 0 0 1 年9 月向国会提交的关于快速公交的报告中，对洛杉矾快速公交交 叉口信号优先的统计结果是，实施了信号优先后的快速公交系统的时间延误减少10 9 6 左 右。 ( 1 ) 快速公交信号优先系统的控制策略 城市道路交叉口对快速公交的优先与对紧急车辆入救护车、救火车优先的性质是不 一样的。如果仅仅利用相位跳跃( p h a s es k i p p i n g ) 或者是红灯切断( r e dt r u n c a t i o n ) 山东理- 1 2 大学硕上学位论文第二章快速公交 这样的简单策略，无疑会对其它交通车辆造成混乱和大的延误。所以，在快速公交进入 城市道路交叉口任何给出一个交叉口的信号优先控制策略就变的相当重要。对于如何给 出一个即可以对公共交通优先，又可以在不延长其它车辆延误的交叉口信号优先的问题， 加州交通运输部c a l t r a n s ( c a l i f o r n i ad e p a r t m e n to ft r a n s p o r t a t i o n ) 给出以下的建 议： a 优先信号只能给那些延误了的公共汽车 b 在交叉口多余的绿灯时间 c 不能够出现相位跳跃现象 d 信号设置要大于最大流量的行人和其它车辆在延伸l o _ _ 2 0 9 6 的相位时间 根据具体的交遇睛况，快速公交在交叉口的信号优先熏要又以下几种方式； a 通过延长绿灯时间来实现公交优先： g p s 接受器给信号的交通控制中心或者由检测器给信号的信号控制器，得到在绿灯 快要结束的时候，快速公交车辆进入交叉口，这时候，对交叉口绿灯信号给予适当的延 长，让快速公交车辆顺利地通过交叉口。图2 5 表示了绿灯信号延长的快速公交交叉口信 号优先。在图中，s 表示交叉口( f _ ( 1 4 ) ) ，横坐标表示公交车在整个行程中的时间， 竖坐标表示行驶的距离，黄色线的斜率表示公交车行驶速度，绿色段表示交叉口信号绿 灯相位、红色段表示交叉口信号红灯相位。上面的图给出了绿灯信号延长策略的快速公 交行驶过程。下面的图表示了没有公交信号优先的行驶过程。图中标出了绿灯延长时间 和公交经过四个交叉路口的总行驶过程中，有无信号优先的时间差既减少延误时间。 b 通过缩短目日口相位来实现快速公交优先 如果公交车在红灯相位到达交叉口，这时，可以适当减少红灯相位的时间来实现快 速公交交叉口信号优先。这样做的结果可能缩短了这一个相位周期。由于我们讨论的是 给延迟了的公共交通车辆以信号优先，这时候，对于交叉口信号装置来说，必须要自动 调整到原来的信号周期。 c n k 生插入公交专用相位来实现快速公交信号优先 当公交到达交叉口时正好时红灯相位，由于交叉口下一个相位也不允许公交车辆通 过，这时候，可以考虑插入一个绿色信号让公交车辆通过。在这个时间里，社会车辆也 可以随公交车辆起通过。 山东理工大学硕 学位论文第二章快速公交 以上叙述的都是单个公交优先信号控制策略，若将来各个交叉口协调起来控制，问 题要复杂的多。 另外，以上的策略必须满足以下条件 a 交叉口的交通秩序良好 b 一定的道路饱和度 c 道路几何形状 d 交通信号控制的软、硬件系统 圈2 5 通过延长绿灯时间的快速公交信号优先 ( 2 ) 速公交信号优先系统构成 图2 6 给出了快速公交优先系统的系统构成 图( a ) 由车载单元、控制中心、信号接收装置和g p s 全球定位系统构成了公共交通 信号优先的硬系统。公共汽车上的车载单元连接着汽车转速仪的信号采集、处理和输送 系统及司机控制面板。司机通过控制面板将实时运行信息输入到车载单元中，而控制面 山东理工丈学硕士学位论文第二章快速公交 g 目e g 鼍目目目| e 嘲| | 目蔓| | _ i l 自目目目e 舞 板则向司机提供有关汽车是否按计划运行的信息，使司机能够控制车辆的运行时阳j 。汽 车速度装置被用来确定运行车辆的位置，从而决定是否对快速公交进行信号优先。 图( b ) 是单个交叉口公共交通车辆信号控制结构，系统由发射机、检测器、信号制 器和确认装置等构成，在公共汽车上安装有固定频率的专用信号发射器，公共优先信号 交叉口上、下游分别设有相应频率的信号检入、检出检测器、信号检测器于交通信号控 制机相连。当检入检测器检测到公共交通车辆到达时，将检入检测器测到的信号传送到 信号控制系统，有事先决定好的交通优先控制策略，来决定是否给公共交通车辆以信号 优先。 图2 6 快速公交信号优先的系统构成 另外，交通信号优先( t s p ) 实施除了受到软、硬件的限制外，同时还要与公共交通 优先法规相结合。 快速公交车辆 b r t 系统中的车辆一般采用低地板的公交车，以方便乘客上下车。通常b r t 系统采 用大容量的铰接公交车以提高系统的运输能力及降低运营成本，并且采取措施，使得投 入运营的公交车辆将更安全、舒适、清洁、环保。 1 6 山东理工大学坝士学位论文第二章快速公交 图2 7v o l v e 5 0 0 0 型快速公交车辆 以库里蒂巴采用的v o l v e 铰接公交车为例( 图2 7 ) ，一般双铰接的快速公交的容量 能够达到1 3 0 人，为了方便乘客上下车，该车的前门地板高度是3 2 0 m m ，后轴后面的车 门地板高度是3 4 5 m m ，通过一个特殊的可弯曲的装置，车门还可以动态下降9 0 m m 。在 这种公交车的车门和车内，没有任何一个阶梯，这样方便了残疾人和老人孩子的乘用。 同时，该系列车辆的中门还配有供轮椅上下车的斜板。 为了提高公共汽车的准时性，该系列的公共汽车还配备了电子信息装置，随时记录 和储存驾驶员的操作数据，这样在发生意外的时候，驾驶员可以得到警示，同时也给通 过显示面板提供给驾驶员车辆行驶中的时间信息。 另外，这一系列的公共交通车辆在安全性、环保性方面也采取了一系列的措施，如 使用a b s 防抱死装最、和为城市公交车在城市工况下专门设计的发动机系统，可以减少 4 0 的一氧化炭和氢化物的排放。 智能运输系统在快速公交中的应用 智能运输系统的充分应用是快速公交系的一个重要特点。目前，在应用中主要是以下 几种技术。 ( a )闭路电视c c t v ( c l o s e dc i r c u i tt e l e v i s i o n ) ； 在快速公交车站、沿线都设有大量的闭路电视摄像头。这些摄像头与在公交监控中 心的显示器相连，实时监控车站情况和快速公交车辆运行情况。 ( b ) 声音转换系统v s s ( v o i c es w i t c h i n gs y s t e m ) ； 该系统通过系列的电脑触摸屏被击活，管理着公共地址系统( p a ) 、在站台和道路 上的紧急电话、一个双向的连接交通网络管理中心和私人车辆的无线电通信系统( 聊t 和 p m r ) 。由于该系统和公共地址系统相连接，这样，信息中心发出的信息可以在整个公交 系统中，或者有选择地通过广播的形式传出。另外，公共地址系统还可以将监督到的私 人车辆违法占用公交专用道的情况直接通过该系统通知正在违法使用者。 ( c ) 监督控制和数据获得s c a d a ( s u p e r v i s o rc o n t r o la n dd a t ea c q u i s i t i o n ) 该系统的功能是发现异常情况、通过可编程逻辑控制器( p l c ) 发出声音警告对车辆 位置进行矫正，同时还可以进行人工矫正。另外，监督控制和数据获得系统还可以对可 见度、气流速度、隧道中的二氧化碳和氮化物浓度进行监控。 该系统同时还控制着整个系统的灯光和隧道通风。 ( d ) 先进的实时优先和信息传递系统r a p i d ( r e a l t i m ea d v a n c e dp r i o r i t ya n d i n f o r m a t i o nd e l i v e r y ) 该系统通过道路上的环形传感器和车载装置，实时监控运行公交车辆的位置，收集 数据，然后利用一定的算法，计算车辆到站时间。同时，车辆到达时间信息也显示在公 交车站的液晶显示面板上。 管理者出来可以得到运行公交车辆的精确位鼍外，同时也可以通过系统显示运行公 交车的数量、驾驶员人数、车辆到站是否晚点等情况，以便更好地组织运营。 随着科技水平和对公交服务水平的要求的提高，智能运输设施在快速公交中的应用 将越来越广泛。 2 3 一些城市快速公交系统的运行参数 由于现在世界上使用着的快速公交系统的优先程度、投入的车辆型号、运营管理方 式、发车频次、服务区人口结构和类型等因素都是不一样的，所以各个快速公交系统之 间的系统参数也是不相同的。下面，我就将得到的现在世界上一些在使用快速公交的城 市的一些系统运行参数列表表示出来，表2 2 、2 3 、2 4 【1 0 】 表2 2 高峰小时客流量表 纽约：至林肯隧道线 每小时流量超过2 0 0 0 0 人次的快速波哥大 公交系统阿雷格里 圣保罗 贝洛哈里桑塔 每小时8 0 0 0 2 0 0 0 0 人次的快速公交 渥太华 系统 基多 每小时8 0 0 0 - 2 0 0 0 0 人次的快速公交库里蒂巴 系统 布里斯班 表2 3 系统典型运行速度 高速公路公共汽车专用道 中间无车站情况 中间有站点情况 动脉街道 库里蒂巴、波哥大 洛杉矾万拖拉大街 洛杉矶维歇里大街 南美中间车道的快速公交 纽约长站距快速公交 4 0 5 0 m p h 2 5 - 3 5 m p h 1 9 m p h 1 9 m p h 1 4 m p h 1 1 - 1 4 m p h 8 - 1 4 m p h 表2 ，4 节约时间列表 西雅图公交隧道 3 2 - - 3 4 波哥大 阿雷格里 洛杉矾 3 2 2 9 2 3 _ 2 8 2 4 快速公交的运营管理系统 运营管理在快速公交系统中占有非常重要的位置，以波哥大为例： 波哥大的”t r a n s m i l e n i o ”快速公交系统是一个公私合营的系统。它是在政府的监管 下由私人承包经营的系统。这一公共交通系统动用了4 7 0 辆”沃尔沃”和”奔驰”的绞接公 共汽车，还有3 0 0 辆标准支线公共汽车，这些标准支线公共汽车的零部件是在巴西制造， 最后在哥伦比皿组装成整车。这些车的最大载客量是1 6 0 人，每辆车的平均价格是2 0 万 美元。标准支线公共汽车的最大载客量是8 0 人，而且这些车都要求符合严格的运营标准 和环境标准。 ”t r a n s m i l e n i o ”系统的运行没有得到政府当局的任何补贴。这一系统的运作完全依 靠收取乘车费来支持。由于它是由私人经营的，乘客的增多带来的收入增加全都归私人 1 9 山东理工大学硕士学位论文第二币快速公交 承包商。同时，如果成本增加，或者需求减少，他们同样要承担损失和风险。中央政府 和市政只承担了所有的基础设施的投资。 这个系统的运作是由私人公司经营的，但要按由中央控制的经营授权合同规定的条件 运营。这个系统的经营者是过去的传统地方运输企业和投资于这个项目的合资企业。他 们拥有汽车并雇佣一些司机和维修人员。特许经营权是通过公开招标决定的，报酬同每 个经营者经营路线的距离有关。 售票系统同样也是由私人经营的。它包括乘车智能卡的制作与发放，旋转栅门的采 购、安装、乘客信息的收集、以及资金的运用。经营权合同通过公开招标的程序授予。 售卡得到的资金存入信托基金，根据经营权合同中的规定必须付给经营者。 为确保运营和解决扩建和维修方面的问题，这个系统促生了一个新的国营公司，也 就是”t r a n s m i l e n i o ”公司。考虑到该公司通过第三方来实施它的业务，其运营资金来自 于3 的车票收入和其它附属经营活动。 2 5 快速公交与轻轨的比较 2 5 1 城市轨道交通历史 城市轨道交通的诞生和发展已有1 0 0 多年历史。第二次世界大战结束后，随着世界 范围内城市化进程，世界各国纷纷采用立体化的快速轨道交通来解决日益恶化的城市交 通问题。目前地铁线路超过l o o k m 的城市有十多个。 2 0 世纪初，有轨电车系统得到了迅速发展，在2 0 世纪2 0 年代，美国的有轨电车线 路总长2 5 0 0 0 k m 。3 0 年代有轨电车系统在欧洲、日本、印度和我国也有了很大发展。 有轨电车的在发展过程中，由于旧有的有轨电车行驶在道路中间。与其它车辆混行，同 时受到道路交叉口红绿灯的控制，运行速度慢、正点率低、噪声大等原因，到5 0 年代后 期，世界各国的城市又纷纷拆除有轨电车线路。到了2 0 世纪，6 0 、7 0 年代，由于建设地 铁的昂贵造价，世界又开始把眼光转移到地面轨道上来。利用现代高技术、和先进的运 营管理，这种先进的轨道交通轻轨( l r t ) 又从新受到青睐。在过去的1 5 年里，轻轨 常常被推荐在中等城市中使用，作为取代地铁一种公共交通方式。实际上，世界建设地 2 0 山东理t 大学硕十学位论文第二章快速公交 铁的步伐从上世纪8 0 年代后期开始迅速下降见图2 7 【1 8 。 但很少有轻轨系统在以减少小汽车使用量、促进公共交通包括轻轨交通发展为标准， 它的建设和运营管理是成功的“”。由于轨道交通与快速公交相比较，缺少灵滑牲，很难 实现好的地理覆盖( g e o g r a p h i c a lc o v e r a g e ) 和面对市场需求的改变而相对灵活的改变。 快速公交的出现，为解决这以问题提供了比较好的方法。本文将就经济性、灵活性、速 度和运量结合例证对快速公交和轻轨交通进行一个比较。 2 5 2 快速公交和轻轨的比较 图2 8 世界地铁建设步伐 经济上，一般认为每公里的快速专用道路造价是轻轨的三分之一，但因为专用道路 ， 的形式、系统运行方式不相同，三分之一只是一个笼统的比较。表2 5 给出了快速公交 与轻轨系统造价的比较。 表2 5 快速公交系统遗价和轻轨系统造价比较“7 1 每英里造价 项目类型参加统计数量造价范围( 百万美元英里) 平均造价( 百万美元英里) 山东理工大学硕士学位论文 第二章快速公交 i i 在运营方面，美国国家审计署g a o 将美国本土同时拥有快速公交和轻轨交通系统的 城市也进行了比较。图2 9 、2 1 0 分别表示了在同一个城市中，快速公交和轻轨在每小 时单车运行成本、每英里单车运行成本比较。 图2 9 每小时单车运行成本比较 图2 1 0 每英里单车运营成本 同时在速度方面，g a o 也做了比较。见图2 1 1 。 图2 ”快速公交与轻轨的运行速度比较，1 9 9 9 在运量方面，由于快速公交和轻轨相比较有更灵活的特点，系统面对不同的乘客条 件可以通过改变发车频次的方法来满足乘客的要求。在高峰小时可达到2 5 0 0 0 - - 3 5 0 0 0 人 次的流量( 纽约i 一4 9 5 ( n j ) 逆向公交车线) ，这一客流量几乎达到了地铁高峰小时客流量。 山东理工人学硕士学位论义 第三章快速公交站点规划 第三章快速公交站点规划 3 1 常规公交站点的规划方法 3 1 1 常规公交中途站点的布局方法 常规公交中途站站点在公交线路的起点和终点确定以后进行，按照一定的原则和参 考数值确定。 在中途站站距方面，通常是所有出行乘客出行时间最小的站间距e 的求解问题。