（系统分析与集成专业论文）基于transcad的轨道交通与常规公交换乘优化方法研究.pdf

摘要 v 。8 7 9 3 7 6 交通一体化是城市客运交通的发展趋势。一体化的客运系统要在 运能上适应不同层次客运的需要，必须以各交通方式之间的协调衔接 为前提。轨道交通与常规公交的合理衔接是交通一体化的关键环节， 要充分发挥轨道交通的骨干作用及其整体效益，除了其本身合理的路 网布局和建设规模外，与地面常规公共交通的有效衔接显得尤为重 要。 本文正是在我国城市轨道交通建设初期，轨道交通线网密度低、 轨道交通与常规公交尚未形成有效配合的实际情况下，对轨道交通与 常规公交换乘接驳所存在的问题进行系统分析，对轨道交通与常规公 交换乘接驳优化方法进行研究。意在通过对轨道交通与常规公交换乘 接驳系统的合理设置和近期规划，使常规公交能更好地为轨道交通集 疏客流量，从而达到充分利用轨道交通资源、减轻地面交通压力、促 进城市交通可持续发展的目的。 首先，本文对国内外轨道交通与常规公交的换乘系统模式进行了 总结分析，对轨道交通与常规公交换乘接驳点的类型进行了分类，并 对轨道交通与常规公交换乘客流规律进行了总结，探讨了换乘接驳点 的影响范围，并系统分析了轨道交通与常规公交换乘接驳的组织过 程。 其次，本文以北京市望京地区为研究对象，对该地区轨道交通与 常规公交换乘接驳现状从道路网、公交线网布设、客流分布情况等几 个方面进行了系统的分析。通过比较分析指出了望京地区轨道交通与 常规公交换乘接驳所存在的问题以及需要进行优化的必要性。 最后，本文基于t r “i 蚕羹噎凑鐾翼筹痛方式主囊拜潍明朝彗氍 盟琶m 靼雒蛙警鸵掣。堪坝考高掣氇坦麴遁施孽漤删翼篓划囊戮斟 黔燮； 篓l 薹；| 磊? 趱蛙嶙篷j 趔可鲤匕：蓥| | 重型；垂垂j s 毒亨摹薹；霉萋 薹 二j 路段走行时间： 北京交通大学硕士学位论文 1 1 研究背景 第1 章绪论 为了有效地遏制日趋严重的交通紧张的发展趋势，有效缓解大城 市的交通问题，交通和城市规划专家们普遍认为在我国大城市客运交 通发展方向应坚持以发展公共交通为主，快速轨道交通为骨干，形成 多种客运交通方式协调发展的模式。 常规公交是构成综合客运交通体系的重要交通方式之一，它与轨 道交通一起构成城市客运系统的不同层次、不同功能、不同服务水平， 多元化的整体。在轨道交通未能覆盖的区域内，它是城市骨干客运系 统，在城市轨道交通所覆盖的区域内，它是集散客流的接驳方式。一 个轨道交通系统效率的发挥，有赖于作为集散客流重要交通方式的常 规公共汽车线网的调整和配合。没有常规公交的配合，轨道交通规划 建设的再好，也很难发挥最大效益。两者的有机结合，相互补充，共 同发展，对提高公共交通在客运市场中的比例，确立以公共交通为城 市交通主导地位，实现城市交通一体化，促进城市交通的可持续发展 将起重要的作用。 要充分发挥轨道交通的骨干作用及其整体效益，除了其本身合理 的路网布局和建设规模外，与地面常规公共交通的有效衔接显得尤为 重要。目前形成的轨道交通网络与城市公共交通以及其他交通方式的 衔接比较弱，轨道交通与常规公交网络都自成系统，两者之间在规划 上和运营上没有很好的衔接，轨道交通的站点设置没有考虑与公共交 通站点进行整合设计，从而影响了轨道交通的服务范围。 第1 章绪论 城市轨道交通与常规公交衔接存在的问题主要表现为以下几个 方面： ( 1 ) 轨道交通规划与接运公交规划不同步。我国有些城市早期在进 行轨道交通规划和建设时，对于接运公交规划问题考虑较少。接运公 交线路是在地铁建成后才进行布设的，因而存在一些不合理的现象。 ( 2 ) 轨道交通与常规公交线路存在不合理重复的现象。在有些路 段，轨道交通与常规公交线路存在不合理重复的现象。 ( 3 ) 接运公交站点距离地铁站点过远。有些接运公交站点距离地铁 站点过远，乘客步行到轨道交通站点所用时间较长，抵消了轨道交通 车速提高所带来的效果，降低了轨道交通的吸引力。 ( 4 1 对轨道交通接运公交规划重视不够。我国在进行轨道交通与常 规交通衔接规划时大多停留在定性分析上，缺少统一的量化评定分析 指标和合理可操作评定方法，只是对轨道交通周围的公交线路进行简 单的抽疏或加密，没有把轨道交通和常规公交作为一个整体来考虑， 常规公交与轨道交通换乘客流量比例较低。 轨道交通与常规公交轨道交通与常规公交换乘接驳协调是提高 轨道交通利用率，促进城市公共交通一体化的需要，也是实现城市公 共交通可持续发展的重要基础。国内针对轨道交通与常规公交换乘接 驳的研究还不够具体，故有必要针对轨道交通与常规公交之间的换乘 接驳问题进行系统地探讨研究。 1 2 国内外研究现状 轨道交通与常规公交换乘研究是随着轨道交通的快速发展以及 各类运输方式竞争与协作而发展起来的。国内外的专家学者对城市轨 2 北京交通大学硕士学位论文 道交通的接驳换乘系统进行了一定的研究，下面分别予以说明。 1 。2 ，l 国外研究现状 国外一些发达国家轨道交通建设早，注重轨道交通与常规公交的 优化衔接，在轨道交通接运理论方面研究较多，方法较成熟。 m j d e m e t s k v ，la h o e l 和m r v i 瑚e r 提出了分析运输设施的 方法，着重研究了建立交通枢纽的程序，并对公共交通系统的效益以 及成本进行了衡量和估算【4 6 】。其采用了分析技术的方法来设计交通枢 纽，并经由一组预先设定的目标或标的来评估交通枢纽效益。 j l k 0 r f ，和m j d e m e t s k y 描述了罗吉特模型( l o 醇m o d e l ) 应用 在地铁车站换乘工具的发展情形，其采用十八种车站地区特性及社 会、经济变量在不同的车站型式间比较，将地铁车站分成五类：( 1 ) 城市中心区车站；( 2 ) 高密度住宅区车站；( 3 ) 住宅使用为多，少数商业 使用地区的车站；( 4 ) 商业使用为多，少数住宅使用地区的车站；( 5 ) 住宅稀少及未开发地区的车站。所使用的换乘工具划分为：小汽车、 轨道交通、大巴、小巴、步行等五种，并不包括自行车和摩托车i 4 ”。 e gb a t e s ，探讨了既有交通系统换乘设施的改善，建议换乘设施 必须更有效率以鼓励乘客使用换乘【4 8 】。其研究完全针对巴士、城际客 运及铁路方面的服务，并根据交通系统服务及延伸地区的大小来对换 乘设施分类，文中除了介绍换乘设旄的功能及型式外，并说明了各类 接驳车站应具有的设施规模。 s j i a l l d i c k i n s ，通过对欧洲和北美5 1 个都市进行调查，说明各 大城市轻轨运输换乘设施的使用情形与潜在性，并提出了换乘设施的 效益和影响现有各大城市换乘设施的诸多因素，对于换乘设旋的位 第1 章绪论 置、配置以及规模大小也给出了适当的建议【4 鲫。 s t e v e nc h i e n 和p a u ls c h o f c l d 于1 9 9 7 年建立了轨道交通与其接运 公交系统的优化模型f 5 0 】，在此模型里，假定轨道交通线路位置已知， 将轨道交通走廊分为长度不同、宽度相同的若干交通小区，并假定每 个交通小区内出行密度相同，且每个轨道交通站点只有一条接运公交 线路，接运公交的发车频率都相同。在上述条件下对接运公交站点间 距、发车频率和轨道线路长度、发车频率进行确定。 s c h o a i b m c h o w d h u r v 和s t “e ni - j vc h i e n 在2 0 0 1 年对轨道交通接 运公交线路优化问题进行了研究，假定所有轨道交通站点的接运公交 线路发车频率都相同，以总费用最小为目标对轨道交通及接运线路的 发车频率进行确定，该模型主要适用于低密度出行地区1 5 ”。 s t e v e ni j yc h i e n 和f e 分m i n g1 h i 在2 0 0 3 年应用地理信息系统技 术建立了多条接运公交线路的优化模型1 5 2 l 。假定接运公交可以在接运 线路任何有乘客乘降需求的地方停靠i 这与我国公交实际运营状况有 出入。 国外的接运公交规划理论是在轨道交通线网发达条件下进行研 究的，对我国低密度轨道交通线网条件下的交通状况不太适用。因此 有必要提出适台我国城市交通特点的接运公交规划方法。 1 2 2 国内研究现状 1 9 9 7 年，上海市建设委员会在“上海公共交通换乘枢纽研究”一 文中分析了上海市公共交通换乘枢纽现状及其原因，最后提出了对上 海市公共交通换乘枢纽建设的具体建议1 3 1 ；叶霞飞、谭复兴在论文“城 市公交的换乘与接驳”( 1 9 9 8 ) 中介绍了国外公交换乘与接驳的形式t 4 北京交通大学硕士学位论文 同时提出了轨道交通之间换乘的主要方式【4 】；王漩、束显在论文“国 内外地铁换乘枢纽站的发展趋势”( 1 9 9 8 冲首先研究了国外与中国台 北地铁换乘站建设的发展趋势，分析了我国地铁换乘站建设的不足， 并指出了我国今后地铁换乘站建设的发展方向 5 】；覃煜、晏克非在“轨 道交通与常规公交衔接系统分析( 2 0 0 0 ) 中，探讨了轨道交通与常规公 交的衔接关系，并提出其衔接规划布局的模式及其运行状态的评价指 标【6 l ；蒋永康在论文“城市轨道交通换乘方式探讨”( 2 0 0 0 ) 中，介绍 了城市轨道交通线路之间的各种换乘方式【7 l ；覃煜、晏克非、赵童在 “城市综合客运交通体系换乘研究”( 2 0 0 0 ) 中，建立了换乘系统的评 价指标体系和评价指标的量化方法f 8 j ；姜帆在其发表的论文“城市轨 道交通与其它交通方式衔接的研究”( 2 0 0 1 ) 中，从线路和车站相互 关系的角度，分析和论述了在城市轨道交通规划中，该系统与其它交 通衔接的方式及技术问题，并给出了国外在这方面比较好的做法【9 】： 袁振洲在“城市轨道交通规划与其它交通衔接问题的分析”( 2 0 0 1 ) 中， 分析了国外典型城市的轨道交通换乘系统，并进行了轨道交通衔接换 乘问题的研究1 1 0 j ；杨晓光、周雪梅、臧华在“基于n s 环境的公共汽 车交通换乘时间最短调度问题研究”( 2 0 0 3 1 _ 一文中，基于智能交通运 输系统的背景，研究提供公共交通信息的条件下公交换乘时间最短的 调度问题，提出了线性规划模型，并用算例进行了演剥1 1 】；王秋平、 李峰在论文“城市其他客运交通换乘轨道交通协调探讨”( 2 0 0 3 ) 中， 分析并推导出了从城市其他交通方式换乘轨道交通时在其车站的平 均换乘时间计算公式，依此提出了其它交通方式换乘轨道交通并保持 充分协调使其吸引更多客流应采取的措施，以达到乘客换乘时间短， 轨道交通运营效益高的目的【”。 5 第1 章绪论 1 3 论文的研究目的和主要内容 1 3 1 研究目的及意义 本文针对国内各大城市纷纷建设城市轨道交通系统，发展综合客 运交通体系时对轨道交通站点的接驳换乘规划考虑较少，易造成乘客 换乘不方便，轨道交通效率低下这一问题进行研究。以城市轨道交通 站点为平台，基于t r a n s c a d 软件，探讨城市轨道交通与常规公交换 乘接驳问题及其优化方法。其意义如下： ( 1 1 实现优先发展公共交通战略的需要。随着经济的发展，城市交 通供求关系的矛盾已成为几乎所有大中城市交通的首要问题。解决城 市交通问题的根本途径在于大力发展公共交通，城市轨道交通作为大 城市公共交通的骨架，只有确保轨道交通与其它交通方式合理、顺畅、 方便的换乘，才能提高整个公共交通系统的服务水平，真正实现公交 优先的发展战略。 ( 2 ) 交通一体化发展的需要。交通一体化是城市客运交通的发展趋 势。一体化的客运系统是一种多模式、多层次、线站结合、综合性强 的城市客运交通体系，它主要由大运量交通、中运量交通、小运量交 通组成。一体化的客运系统要在运能上适应不同层次客运的需要，必 须以各交通方式之间的协调衔接为前提。而轨道交通与常规公交的合 理衔接则是交通一体化的关键环节，要充分发挥轨道交通的骨干作用 及其整体效益，除了其本身合理的路网布局和建设规模外，与地面常 规公共交通的有效衔接显得尤为重要。 6 北京交通大学硕士学位论文 1 3 2 论文主要内容 本文以北京市望京地区为例，对轨道交通与常规公交换乘接驳问 题及其优化方法进行研究，主要内容如下： ( 1 ) 对国内外轨道交通与常规公交换乘系统模式进行了总结， 对轨道交通与常规公交换乘站点进行了分类，探讨了轨道交通与常规 公交换乘影响区域，并对换乘影响区域内轨道交通与常规公交换乘接 驳过程进行了系统的分析。 ( 2 ) 对轨道交通站点换乘客流的时空特性进行了分析，并总结 了不同类型的换乘站点轨道交通与常规公交换乘客流的规律。 ( 3 ) 以北京市望京地区为研究对象，从几个方面对该地区轨道 交通与常规公交换乘接驳现状进行了比较系统的分析，指出了望京地 区轨道交通与常规公交换乘所存在的问题。 ( 4 ) 基于1 1 r a n s o 、d 对北京市望京地区轨道交通与常规公交换 乘客流进行预测的基础上，探讨了轨道交通与常规公交换乘接驳的优 化方法。 7 第2 章轨道交通与常规公交换乘系统分析 车) 和地下( 地铁、市郊铁路) 统一的立体的综合公共交通线路网。 与此同时，所配置的主要交通站点也正朝地下、地面结合，多种运输 方式结合，多功能方向发展。再比如前苏联莫斯科市地铁环线，直接 与铁路火车站中的七个站连接起来，成为地铁与铁路之间的换乘车 站。前苏联白俄罗斯首都明斯克市铁路客运站范围内不仅设有火车站 所应有的设施，而且还设有由一种交通方式( 如市内公共汽车) 向另 一种交通方式( 地铁和铁路) 换乘的综合设旎。该市新建的地下铁路 车站与铁路相连，又与地下汽车停车场相联系，同时还设有为乘客服 务的各类小型商店。法国巴黎市在市中心还布置了四座特大型多层换 乘站点站，最上一层为地面公共汽车站点，中间层是火车站，在距地 面下1 0 米深处的最下一层为市区地铁车站。各层间均以自动扶梯联 通，换乘非常方便。 2 1 2 国内轨道交通与常规公交换乘系统模式 我国目前地铁与城市公交的衔接方式一般为同一平面水平展丌 模式，立体化的极少。水平式伸展布置往往会导致换乘点分散以及换 乘距离过长，且缺乏有效的换乘标识导向【1 6 】。例如，北京西直门地铁 换乘站点，是地铁2 号线和城铁1 3 号线以及其他交通方式的交汇点， 采用的是路面平面换乘，公共汽车站距离地铁出入口较远，自行车、 私家车部分停车场就设于停车广场内。这种站点设置比较零乱，功能 较差，不便于乘客换乘。 常规公交与轨道交通是城市客运系统中不同层次、不同功能、不 同服务水平的交通模式，是线与面之间的关系，两者有机结合，相互 补充，共同发展，对提高公共交通在客运市场中的比例，确立以公共 1 0 北京交通大学硕士学位论文 交通为城市交通主导地位，将起到重要的作用。鉴于轨道交通网络的 实施具有投资大、周期长，对城市发展影响较大，而常规公交的发展 具有投资少、周期短、灵活性强等特点，两者虽不可能同步发展，但 有效的衔接方式应在规划中加以体现，尤其在站点周围土地利用规划 对交通设施、站场用地应给予控制，以促进综合公共交通体系的逐步 形成。 地面常规公交的载客能力相对较小、准点率比较低、人力成本高， 但是与轨道交通相比，具有较大的弹性，更改线路和站点比较容易， 是为轨道交通提供接运最合适的方式。公共汽车是我国城市目前最主 要的公共交通方式。由于其载客量比私人交通工具大得多，对公共汽 车与轨道交通之间的换乘，需要在公共汽车的进出入路线、停靠站台、 换乘站内的行车路线以及车辆的班次等方面予以充分重视。轨道交通 与地面常规公交及其它交通方式交汇衔接时，一定要有清晰的线路信 息，使换乘客流流向明确、通道畅通、换乘便捷无误。由轨道交通车 站换乘地面公共汽车的客流，应通过行人天桥或地道直接进入街道外 的公共汽车站台，使人流与车流分别在不同的层面上流动，互不干扰。 因此，大型换乘站点的建筑必须与其周围的道路、广场等进行综合规 划设计。 2 2 轨道交通与常规公交的换乘接驳分析 2 2 1 轨道交通与常规公交的换乘接驳点分析 1 轨道交通与常规公交换乘站点分类 按轨道交通车站所处的区域位置来划分，轨道交通车站可以划分 为如下3 类1 7 】： 1 1 第2 章轨道交通与常规公交换乘系统分析 1 ) 综合交通枢纽站 一般，综合交通枢纽站是城市对外交通中心，市内、外大型交通 换乘枢纽，具有客流集中、换乘量大、辐射面广等特点。 长途客运、铁路、空港及对周边城镇的主要出口点等站、场与快 轨交通的衔接站一般应规划为综合交通枢纽站，城市内部的公交换乘 枢纽和轨道交通的衔接点也可以称为综合交通枢纽站。 2 ) 区域交通大型接驳站 区域交通枢纽站一般位于城市区域交通中心，市内、外次一级交 通衔接点，地铁的起点、迄点站，具有客流相对集中、换乘量较大、 辐射面较广等特点，其相对规模较小。 公交的首、末站，区域公共交通换乘接点等站、场与快轨交通的 衔接站一般应规划为区域交通枢纽站，在区域交通枢纽内，需要控制 足够的交通设施用地，而且要进行详细综合规划布局，使各种交通方 式停车场地布局合理、换乘方便、出入交通组织顺畅。 3 ) 一般轨道交通换乘站 根据城市轨道交通线网规划，轨道线路与线路交叉的地方形成地 铁换乘站。一般地铁换乘站多位于在市区相对繁华的区域，其主要功 能是轨道之问的换乘。 按轨道交通换乘点的主要服务对象来划分，可以将轨道交通站点 划分为8 种类型【1 8 】。 1 ) 旅游休闲区车站 旅游休闲区车站是指轨道车站的服务区域主要是旅游、休闲区 域，例如石景山站、颐和园站、圆明园站等。 2 ) 大型公共建筑车站 大型公共建筑车站是指轨道车站的服务区域主要是图书馆、体育 北京交通大学硕士学位论文 活动中心、医院等区域，例如军事博物馆站、白石桥站等。 3 ) 商业服务类型车站 商业服务类型车站是指轨道车站的服务区域主要是商场、商品销 售中心、购物中心等区域，例如西单、王府井等。 4 ) 商务办公服务类型车站 商务办公服务类型车站是指轨道车站的服务区域主要是商务办 公场地等区域，其中最典型的就是国贸站，其他的车站有部分功能。 5 ) 教育科研服务类型车站 教育科研服务类型车站是指轨道车站的服务区域主要是大学、科 研机构地等区域，其中最典型的就是学院路站、双榆树站、成府路站 等。 6 ) 高新科技产业区车站 高新科技产业区服务类型车站是指轨道车站的服务区域主要是 高新技术产业区、科研机构地等区域，其中最典型的就是中关村站、 上地站等。 7 ) 居住服务类型车站 相对于其他类型车站，居住服务类型车站是一般都在城区的外 围。其服务的区域主要是生活居住区，其中最典型的就是回龙观站石 榴庄站、劲松站等。 8 ) 其他特殊点车站 在一些特殊的服务点，比如天安门、奥体中心站，其出行特征都 有各自的特点，般需要个别分析其出行特征，做出合适的布局和规 模。 一般而言，城市轨道交通是服务于城市长距离出行人群、大客流 需求线路交通需要的交通方式，一般沿城市主客流方向、主要城市道 第2 章轨道交通与常规公交换乘系统分析 路布设，其特点是客流量大、平均乘距较长。公共交通的运行特点是 布线灵活、调整方便，但相对于城市轨道交通而言，其运量小、平均 乘距较短，因此其应是城市轨道交通的辅助和补充，为城市轨道交通 疏散和集送乘客，将城市轨道交通难以覆盖区域产生的乘客输送到轨 道交通沿线并将从轨道交通车站出来的乘客疏散到其目的地。 2 轨道交通线路与常规公交线网的衔接 从公共交通线路与轨道交通线路的衔接方式上分析，主要有以下 几种： ( 1 ) 垂直线路中间相交方式 公交线路与轨道交通线路垂直布设，公交线路途中经过的某一站 点与轨道交通线路中间站点形成换乘关系，如1 0 5 、1 0 2 、1 0 9 等线路 在西单与地铁1 号线西单站的换乘，该种衔接方式可以对不同方向的 乘客换乘需求提供方便，但该种换乘方式中公交线路中乘客将以通过 量为主，换乘比例并不大，除非极特殊情况。 ( 2 ) 垂直线路端点相交方式 公交线路与轨道交通线路垂直布设，公交线路途中经过的某一站 点与轨道交通线路端点站点形成换乘关系，如3 1 1 、3 9 6 、3 3 6 等线路 在苹果园与地铁1 号线苹果园站的换乘，该种衔接方式可以将轨道交 通的服务范围向更远的方向延伸，该种换乘方式中公交线路中乘客换 乘轨道交通的比例会有一定上升，但通过量仍将占极大比重。 ( 3 ) 端点线路与轨道交通换乘方式 公交线路一端终点车站与轨道交通衔接，构成换乘关系，如1 6 、 3 7 5 、9 0 2 路在西直门与环线西直门站的换乘，3 4 4 、3 4 5 、9 1 9 路在积 水潭与环线积水潭站的换乘，该种方式由于一端为向城市外围放射， 其向轨道交通疏送客流的功能较强，换乘量较大。 第2 章轨道交通与常规公交换乘系统分析 2 2 1 轨道交通与常规公交换乘点影响区 “影响区”是轨道交通站点对其他交通方式的乘客产生影响的区 域，在这个区域内，人们能够比较方便地直接或间接的利用轨道交通 2 1 口 轨道交通对城市交通的组织是集中在一些有限的点( 车站) ，通 过这些点( 车站) 来组织交通，所以影响区是以车站为中心的，其影 响区的大小取决于轨道交通的接驳方式。如图2 1 所示。 r l ：步行接驳影响区半径 r 2 ：白行车接驳影响区半径 r 3 ：公交接驳影响区半径 r 4 ：小汽车接驳影响区半径 图2 1 轨道交通影响区示意图 根据轨道交通的接驳方式，可以把轨道交通的影响范围划分为四 个层次：步行接驳影响区范围，自行车接驳影响区范围，公交接驳影 响区范围以及小汽车接驳影响区范围。其中步行接驳影响范围称为轨 道交通站点的直接吸引范围，其他的称为轨道交通站点的间接吸引范 围。论文主要研究间接吸引范围内轨道交通与常规公交换乘的影响区 域。 日本地铁建设经验认为“车站的直接吸引范围为车站两侧各 7 5 0 m 以内：在线路终端是以车站为中心，以7 5 0 m 为半径的圆形圈 内”。国外t o m 模式研究表明，直接吸引范围为距车站1 0 m j n 的步行 距离。根据前苏联和西柏林的调查表明，步行去车站的绝大多数乘客 1 6 北京交通大学硕士学位论文 道交通的乘客占了很大一部分比例，从常规公交换乘轨道交通的客流 相对较少。 2 3 3 轨道交通与常规公交换乘客流规律 轨道交通换乘站点硷投淘诸 撑陀域阳荨角蕞每强搿洛疆滋瑶臻匿呷；与酒霉滋旧惴蠼嘴捌缯瑚 蠼蠼毒爆鬻鬲鞘澎溪1 滋丽强海强节离碰顶舞囊静涛秀。 i ；蚰蛙嘣”黼筠k 甄耐礁七童冀静碥 踵变通方式 常规公交步行自行车其它 人数( 人) 2 2 01 6 54 4 j d2 7 5 所r l 百分比 2 0 第2 章轨道交通与常规公交换乘系统分析 峰期。但由于旅客的出行时间没有上班者的集中，可以比较随意的选 择出发时刻，所以该类站点的客流也不会像上班乘客那样集中，其客 流时间分布情况应该是：上午有一个比较长的进站高峰期，下午有一 个比较长的出站高峰期。换乘客流形态用曲线表示出来，属于单峰型。 客流在一天的时问上的分布规律基本上符合图2 4 所示。 3 ) 周边地区主要为政府机关、企事业单位的换乘站 进出该类站点的客流主要为上下班客流，与以居住型为主的换乘 站点的客流分布规律类似，不同的是，早上是出站高峰期，下午是进 站高峰期。正好与居住区的轨道交通客流规律对应：早上乘客从居住 区乘坐轨道交通来到单位上班，晚上下班从单位乘坐轨道交通返回。 客流规律用曲线表示出来，如图2 5 所示，属于单峰型，一天当中进 站、出站各有明显的一个高峰期，与图2 3 中的两个客流高峰时间基 本靠近。 r 、 避站客流 卅狲1 1 耶t 厂r l i 1 31 51 7 1 92 i2 】 。黝 炉 l | l ju f 图2 5 企事业单位换乘站客流分布图2 6 综合型区域换乘站客流分布 4 ) 周边地区主要为综合型区域的换乘站 换乘站位于综合功能用地区域时，换乘客流分布比较复杂，集火 车、地铁、公交、社会机动车型等多种交通方式与一体，客流来源很 广，过境客流比较多。轨道交通与常规公交客流分布形态基本一致， 一天当中有两个配对的早晚进出站高峰。轨道交通与常规公交换乘客 北京交通大学硕士学位论文 流规律用曲线表示出来，如图2 6 所示，属于双峰型。有代表性的换 乘站是地铁西直门站。 5 ) 周边地区主要为公共建筑和公用设旋的换乘站 换乘站位于公共建筑和公用设施高度集中的地区时，一般情况 下，换乘客流分布无明显的低谷，上下车客流全天都很大。客流规律 用曲线表示出来为全峰型，如图2 7 所示。 唧肌 川灿山【l 圳山 祧。，抓 n j j j 删l 严 图2 7 公共建筑区换乘站客流分布蚓2 8 大型公用设施区换乘站客流分布 但是当换乘站位于体育场、影剧院等大型公用设施附近，演出节 目或体育比赛结束时，有一个持续时间较短的突变的上车高峰。一段 时间后，其它部分车站可能有一个突变的下车高峰。这时客流规律用 曲线表示出来，如图2 8 所示，属于突峰型。 6 ) 周边地区主要为商业区的换乘站 换乘站位于商业区为主的地区时，一天当中，到商业区购物的乘 客没有特别明显的时间规律，总体上来说，全天换乘客流分布除了早 上和晚上换乘客流比较低以外，其他时间换乘客流都比较大，无明显 的低谷，进出站高峰都很长。客流规律用曲线表示出来应该是如图2 9 所示。 第2 章轨道交通与常规公交换乘系统分析 m 栅佣胁、 刈山山 m # * 仃1 _ 丌丌1 t m 丌m 胁 7 日t i 5 92 lb l u 山u j l 呲ll u ju jl 1 * g * 图2 9 商业区换乘站客流分布图2 1 0 未开发区换乘站客流分布 7 ) 周边地区主要为用地还没有完全开发的地区的换乘站 当轨道交通车站位于用地还没有完全开发的地区时，轨道交通与 常规公交换乘客流无明显的上下车高峰，上下车客流全天都较小。客 流规律用曲线表示出来如图2 1 0 所示，属于无峰型。 北京交通大学硕士学位论文 第3 章北京市望京地区轨道交通与常规公交 换乘现状分析 3 1 望京地区简介 图3 1 望京地区位置图 望京地区是目前北京市最大的住宅小区，也是目前全国乃至整个 亚洲在建的规模最大的社区。望京地区自1 9 9 4 年丌始大规模建设以 来，取得了快速发展，目前已完成规划建设面积的2 3 ，望京地区总 用地规模为1 7 8 平方公里，规划总居住入口为3 3 万人，现有居住人 口约近2 0 万人，相当于一座中等城市的新城已经基本形成。总体布 局由地区功能链、自然生态链、景观绿化轴及公共交通通道等主导系 统构成，其中包括：1 ) 1 个地区级主商业中心、5 个次商业中心、8 个社区商业中心和6 个文化娱乐中心；2 ) 8 个区间公园、3 8 个社区 第3 章北京市望京地区轨道交通与常规公交换乘现状分析 3 2 2 望京地区公交布线情况 图3 ，4 望京地区公交线路布设图 图3 4 为在1 1 r a n s c a d 软件中稚设的望京地区公交线路布设图， 每一种颜色的线条表示一条公交线路。由图中可以看出，望京地区内 的公交线路非常发达，延四环路往西、垂直于五环路出去以及垂直于 京顺路出去的公交线路占了绝大多数；其次是垂直于城铁1 3 号线方 向的从利泽西街出去的公交线路和从京顺路出来垂直于四环出去的 公交线路占了一定的比例；还有少量一部分公交线路是从望京桥出来 垂直于四环出去以及延京顺路东北方向垂直于五环路出去。 望京地区与外界的衔接路口有8 个：利泽西街、广顺北大街、阜 通东大街、阜通西大街、京顺路、广顺南大街、花家地街以及望京街。 根据出口的位置以及公交车线的走向，可以将望京地区的公交乘客分 布方向划分为1 2 个，公交线路的走向在图中标出来如图3 5 所示。 3 2 第3 章北京市望枣地堕塾堕窒望与堂塑坌窒垫垂望鉴梦析 通过以上的统计可以看出，望京地区内部公交线网非常发达，每 个方向都有为出行乘客服务的公交车线，而望京地区为轨道交通集散 客流的常规公交车辆只有临5 路、临6 路两路车，1 5 分钟发车一次， 高峰小时内总共也只有4 辆公交车经过望京西站。 根据2 2 3 节的轨道交通与常规公交换乘系统组织理论，客流高 峰持续时间以6 0 分钟计算，由北京地铁运营公司提供的数据，得到 目前高峰时段内轨道交通的平均发车问隔时间为4 分钟，根据统计数 据，高峰时段内轨道交通车站平均每趟列车的上下车乘客数为7 7 人， 常规公交车辆的平均载客能力为3 0 人，调查得出望京西站轨道交通 与常规公交之间的换乘客流量占轨道交通车站上下车客流的2 0 。根 据公式( 2 1 ) 计算得出在高峰小时内应集合到达的常规公交车辆的 数量为1 2 辆，而在望京西站只有4 辆。 又根据公式( 2 6 ) 计算出为轨道交通车站的服务的常规公交客 运能力4 为1 3 8 人，而客流高峰小时轨道交通车站与常规公交之间的 换乘客流量只为2 2 0 人，再根据公式( 2 8 ) 计算得出轨道交通与常 规公交之间的运能匹配度h = e 4 = 2 2 0 1 3 8 = 1 6 1 ，这也表明常规 公交的运能满足不了轨道交通客流的需要。 因此，望京地区在进行常规公交布线时，未能充分考虑到为轨道 交通换乘乘客枷呤保茨艹浞挚悸堑轿9 斓 北京交通大学硕士学位论文 3 2 3 望京地区轨道交通与常规公交换乘接驳点分析 图3 6 望京曲城铁站与常规公交接驳剧 图3 6 为望京西城铁站轨道交通与常规公交换乘接驳图。由图中 可以看出，常规公交车辆与轨道交通换乘接驳的形式非常简单，常规 公交直接在路上停靠，乘客通过人行天桥到达轨道交通站台进行换 乘。 望京西城铁站位于京承高速路的左侧，通过长约3 0 m 的人行天 桥与京承高速辅路相连，常规公交车站位于辅路右侧距天桥5 0 m 处， 车站面积为5 0 0 m 2 左右，从常规公交车站步行到望京西站大约需要2 分钟的时间，辅路右侧离天桥大约3 0 m 处是自行车停车场，从自行 车停车场步行到达望京西站大概需要1 5 分钟的时间。 望京西站目前只开放东南面方向的出口，乘客从望京西站出来以 后过天桥到达京承高速辅路，辅路上离天桥约5 0 m 向南为公交车站， 即i 临5 路、临6 路车的始发站。可以看出从常规公交换乘轨道交通的 时间并不长，完全在乘客可以接受的范围之内。但是由于接运公交车 第3 章北京市望京地区轨道交通与常规公交换乘现状分析 辆只有临5 路、临6 路车，并且这两路车发车时间很长，大约为1 5 分钟左右。再加上周围黑三轮和黑出租车非常多且价格便宜，乘客从 望京西出来以后很多都选择乘三轮或出租车，而等待常规公交车的乘 客非常少，乘客少使得常规公交发车频率降低，发车频率的降低使得 乘客更少，恶性循环，最终导致从轨道交通换乘常规公交的乘客量非 常低。 从常规公交换乘轨道交通的乘客同样很少，这主要是由于到达望 京西城铁站的公交线路有限，而从最近的公交车站( 除临5 、临6 路 的始发站以外) 到达望京西站的步行时间至少需要1 5 分钟，由此可 以看出塑京西站与常规公交之间的换乘接驳及其不方便，望京地区的 乘客想要从常规公交换乘城铁非常不方便。可以经过道路的改造和公 交路网的调整柬改变现状。 3 3 望京地区轨道交通与常规公交换乘客流现状分析 3 3 1 望京地区公交客流分布情况 为了得出望京区域公交客流出行特征，有针对性地对望京区域居 民公交出行情况进行了调查，调查包括计数调查和问卷调查。 计数调查主要是对望京区域几个主要出入口的公交路段客流量 以及望京西城铁站客流进行统计。据观察，望京地区通往外部区域的 出口路段主要有四个：利泽西街，阜通东大街，阜通西大街，京顺路， 所以公交路段客流量调查分别选择在利泽西街的北湖渠公交站，阜通 东大街的阜通东大街公交站，阜通西大街的南湖中园站以及京顺路的 四元桥公交站进行。望京西城铁站的进出人口统计由地铁公司提供， 通过电子信息采集系统采集得出。 北京交通大学硕士学位论文 问卷调查主要是为了得出该地区公交客流主要分布方向，以便对 客流预测过程中的小区划分提供依据。问卷调查一部分在望京出口路 段的公交站点进行，一部分在望京区域内部进行。 出口路段计数调查时间为2 0 0 5 年1 0 月2 7 目的上午7 ：3 0 一9 ：3 0 。 由调查数据统计得出：利泽西街出来的公交乘客为1 3 1 8 人，从阜通 东大街出来的公交乘客有2 1 3 3 人，从阜通西大街出来的公交乘客为 6 2 6 0 人，从京顺路出来的公交乘客有5 0 8 9 人。根据这些公交路线的 运行方向，将望京地区公交流向划分为去往中关村、东直门、西直门、 朝阳区、二环以内以及苹果园六个方向。根据调查数据统计得出，往 各个方向去的公交客流量占总公交客流量的百分比如表3 1 所示。 从表3 2 可以看出，望京地区有将近1 3 的公交乘客是去往中关 村方向，还有2 0 左右的公交乘客是去往西直门和苹果园方向，这些 方向的公交乘客都是往望京地区西边或者南边去的，都有可能乘坐轨 道交通。从这里也可以看出：如果对轨道交通站点与常规公交的换乘 接驳系统进行优化，是有可能吸引一定量的轨道交通与常规公交换乘 客流的。 表3 2 望京地区公交客流分布情况统计 l 中关村地区东直f j 枢纽西直fj 枢纽朝阳区二环以内苹果园 i3 4 0 9 3 2 9 5 1 1 2 6 6 4 0 5 7 5 9 5 5 i 3 3 。2 望京西轨道交通站点客流分布情况 根据北京地铁运营公司提供的2 0 0 5 年1 2 月1 日( 周二) 城铁1 3 号线一天各站的运营资料，统计得出该天各站换乘轨道交通的人数， 如图3 7 所示。 3 7 北京交通大学硕士学位论文 输入编辑相应的数据文件，例如基年o d 矩阵、出行率表、路 网文件等； 选定模型并标定相应的参数，进行出行发生和吸引预测，出行 分布，方式划分及交通分配； 进行公交客流预测、分配，得到相 x 北京交通大学硕士学位论文 y 。一一第f 分区规划年第s 类人员的比例。 因此必须先确定出行率爿。、规划年各小区人口总数，、各小区 各类人员比例r 出行吸引与发生类似，可用类型分析法和回归分析法，有些学者 认为出行吸引用类型分析法会得到较为理想的结果，因两者都是可行 的，交通吸引方面也用上述方法，所以我们规划过程中假设未来交通 吸引和交通生成一致。 ( 2 ) 公交出行分布模型 出行分布模型用于预测出行的空间分布特性，或者预测起讫点对 的流向状况。t r a n s c a d 提供了很多的工具来实现出行分布，有增长 率模型，也可以应用重力模型法，来实现出行分布预测。4 增长率模型 没有考虑到路网与分布量之间的关系，因此当路网发生剧烈变化时， 增长率模型就不能够反映相应的分布变化，这样的模型比较适合于短 期预测，在路网发生剧烈的变化和中长期预测的时候该法就不太适 用，而大部分出行计划显然考虑到了路网状况，引力模型和考虑到了 路网阻抗状况，所以采用重力模型进行交通分布预测。t r a i l s a 气d 提 供生成路网信息强大的工具，能准确的计算出区域的路径和网络的阻 抗。如果缺少调查数据，软件也提供了些缺省的参数可供使用，最 好是具体交通调查的结果进行标定。 重力模型的约束方式有无约束、单约束、双约束和多约束之分。 其中双约束模型综合考虑了出行发生和吸引的约束，应用比较普遍。 双约束重力模型的公式为 写；口。6 j 4 ，( 如) ( 4 2 ) 北京交通大学硕士学位论文 图4 1 交通分配过程中参数的设置 4 2 望京地区现状公交路网的客流分配 4 2 1t r 8 n s c 矗d 中望京地区公交网络构建 用t r a n o 气d 软件在望京地区规划道路网上布设出现状公交路线 如图3 5 所示。在布设公交网络的同时，需要添加反映公交网路特性 的指标值和参数等，才能运用t r 柚s o k d 进行比较合理的公交分配。 基本道路系统层：就公交网络而占，基本道路层主要考虑路段长 度，公交出行时间，路段容量等特性，路段长度在作图的时候就已经 自动生成，至于公交出行时间可以根据路段长度和公交出行速度计算 得出，路段容量可以根据路段所属的道路等级等特性得出。 公交路线层：公交路线层需要考虑的特性指标和参数等比较多， 第4 章基于t r a n s c a d 的轨道交通与常规公交换乘优化方法研究 表4 t 3 公交线路服务水平基本参数设定 4 2 2 望京地区公交客流分配 1 望京地区交通小区的划分 根据望京地区公交线路的走向和客流的流向，将望京地区外围地 区抽象为1 2 个小区，因为要预测的是轨道交通与常规公交换乘客流 量，即主要考虑从望京地区内部到达望京地区外部的量或是从望京地 区外部进入望京地区内部的量，而对于单纯的望京地区内部的公交客 流量分布方向可以不做详细考虑，这里对于望京地区内部区域根据其 居住密度简单的划分为9 个小区。由于在今后计算小区间距离、出行 路径等都是考虑从小区的中心到中心。所以没有必要明确划定小区的 边界。 2 ，望京地区规划年公交出行o d 的确定 北京交通大学硕士学位论文 现状公交出行0 d 矩阵，见附表1 ，数字前有n 的代表内部小区， 没有n 的代表外部小区。由于望京区内部小区之间交换的客流量对所 研究的轨道交通与常规公交换乘客流量不会产生影响影响，所以对于 内部小区之间的交换量记为0 ，同理，对于外部小区中不影响研究结 果的一部分小区之间的交换量也记为o ，外部小区到内部小区、外部 小区到外部小区之间的量根据调查数据，公交线路分布情况、各出口 流量，以及公交公司提供的数据等获得，由于只有外部小区与望京大 区域之间的交换量，而没有具体到外部小区与每一个内部小区的交换 量，所以假设每一个外部小区到各内部小区的量都相等。 在得出了各小区公交出行发生和吸引的量的情况下，采用重力模 型进行公交分布预测得规划年公交出行0 d 矩阵见附表2 。 有了公交网络和规划年o d 矩阵，在所有参数都布设好的情况下， 就可以通过t r a n s c a d 软件对轨道交通与常规公交换乘客流进行预测 了。预测结果分配图如图4 2 所示，城铁1 3 号线在望京西站的断面客 流量输出如表4 4 所示，换乘客流输出见附表3 。 图4 2 公交分配结果图 北京交通大学硕士学位论文 1 ) 第一种改行方案： 如图4 3 所示，现状公交线路9 6 6 路直接延南湖南路经过湖光北 街，然后到达广顺北大街，改变走行路线以后的9 6 6 路在南湖南路与 湖光中街交界处向左转延湖光中街到达望京城铁站附近，随后又折回 来到达湖光北街，接着到达广顺北大街。改行后的9 6 6 路主体走行方 向不变，只在靠近望京城铁站是绕行到望京城铁站，然后再绕回去， 增加了总走行长度，方便了乘客在轨道交通与常规公交之问的换乘。 图4 39 6 6 路公交路线改行图 图4 44 0 9 路公交路线改行图 如图4 4 所示，现状公交线路4 0 9 路延望京西路到达湖光中街， 第4 章基于t r a n s c a d 的轨道交通与常规公交换乘优化方法研究 改变行走方向以后的4 0 9 路延规划路网中再建的道路行走然后到达湖 光中街，改行后的4 0 9 路公交线路经过了望京西城铁站，方便了乘客 在轨道交通与常规公交之间豹换乘，但是在望京地区中穿越的范围减 小，可能会失去一部分公交客流。 改行后的9 6 6 路与4 0 9 路在主体方向上都没有大的改变，只是局 部走行方向做了一定的改变，使得这两路公交线路可以经过望京西城 铁站，相应的在望京城铁站附近增设相应的公交站点，这样乘坐这两 路车的乘客就可以方便的在轨道交通与常规公交之间进行方便的换 乘。另外，由于没有改变路线的主体走行方向，其以往客流量大的特 点不会有太大变化。 对t r a n s c a d 软件上的公交线路对照图4 3 、4 4 做相应的调整以 后，在不改变o d 量以及其他参数的基础上，再进行公交客流分配。 图4 5 为路线改行前后分配结果图，城铁】3 号线在望京西站的断面客 流量输出如表4 5 所示。换乘客流量输出见附表4 。 幽4 5 方案1 实施前后分配结果图 北京交通大学硕士学位论文 表4 5 方案l 中公交客流量分配结果 2 ) 第二种改行方案： 如图4 6 所示，该改行方案中9 6 6 路的改行方向与第一种改行方 案变化不大，只在南湖南路上一直往前到达与城铁望京西站相连的道 路，然后再原路返回至南湖南路，比第1 种方案在与城铁望京西站相 连通的道路上多走了一个来回。9 6 6 路改行方案的特点是，乘坐9 6 6 路的乘客可以零距离的与轨道交通进行换乘，但是在同一条道路上迂 回行驶使得不用换乘轨道交通的常规公交乘客花费了不必要的时间。 图4 69 6 6 路公交路线改行图 第4 章基于t r a n s c a d 的轨道交通与常规公交换乘优化方法研究 图4 74 0 9 路公交路线改行图 如图4 7 所示，该改行方案中4 0 9 路公交车在四环与京承高速交 界处，直接转至京承高速辅路，沿辅路到达望京西城铁站，然后正直 向东走到达湖光中街。4 0 9 路改行方案的特点是：4 0 9 路公交线路可 以直接到达望京西城铁站，乘客可以在望京西站与常规公交之间实现 零换乘，但是由于该线路在望京地区穿越较少，与前一种方案相比， 可能失去的常规公交客流更多。 该方案中，乘客能够在轨道交通与常规公交之问实现零换乘，在 软件中布设公交线路时，使得轨道交通站点与附近的常规公交站点重 合，在其它条件不变的情况下进行预测得客流分配结果如图4 8 右图 所示。城铁1 3 号线在望京西站的断面客流量输出如表4 6 所示。换乘 客流输出见附表5 。 北京交通大学硕士学位论文 图4 8 方案2 实施前后客流分配图 表4 6 方案2 中公交客流分配结果 将分配结果与调整公交路线之前的相比较，可以看出，高峰小时 轨道交通上下行方向上的乘客量以及换乘乘客量都有所增加。比较结 果如表4 7 所示。 表4 7 调整公交线路前后分配结果比较 断面客流量调整前调整方案1调整方案2 北苑望京西4 8 55 0 25 6 2 望京西北苑4 0 1 4 3 64 9 8 望京西芍药居4 3 64 6 56 0 3 芍药居 望京西4 8 55 1 35 5 7 常规公交换乘轨道交通1 5