（安全技术及工程专业论文）城市轨道交通与常规公交的协调研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第l i 页 a b s t r a c t u s et h ep u b l i ct r a n s i tr e s o u r c e s e f f e c t i v e l ya n dv i g o r o u s l yd e v e l o p t h e p u b l i ct r a n s i t i sa l le f f e c t i v ew a yf o rr e s o l v i n gt h em u n i c i p a lt r a n s p o r t a t i o n p r o b l e mi nt o d a y sc h i n a h o w e v e r , t h er 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 c t r a n s i tw h i c ha r er e g a r d e da st h em a i nt r a n s i tf o r m so ft h ec i t y , t h ep o o r e o o r d i n a t i o no ft h e mi sab a s i cr e a s o no fw h yt h ep u b l i ct r a n s i tr e s o u r c e sh a v e n o to b t a i n e dah i 曲l ye f f e c t i v eu s e t h er a i lt r a n s i th a sal a r g et r a n s p o r t a t i o n a m o u n t ，f a s ta n dp o l l u t e ss l i g h t l y ；t h ec o n v e n t i o n a lp u b l i ct r a n s i th a san i m b l y w i r i n gs y s t e ma sw e l la sc o n v e n i e n t t h e r e f o r e ，i no r d e rt om a k eaf u l l yu s eo f t h em u n i c i p a l p u b l i ct r a n s p o r t a t i o n ，i tn e e d su st ou n i f y t h er a i lt r a n s p o r t a t i o na n d c o n v e n t i o n a l p u b l i ct r a n s p o r t a t i o n s c h a r a c t e r i s t i c e f f e c t i v e l y , e n h a n c e t h e i r s t r o n gp o i n t sa n da v o i dw e a k n e s s e sa sw e l la sc o o r d i n a t et h e i ro r g a n i z a t i o n e f f e c t i v e l y t h i sp a p e rb a s e do nas y s t e ma n a l y s i so ft h er a i lt r a n s i ta n dc o n v e n t i o n a l p u b l i ct r a n s i t ，a sw e l la sg u i d e db ya l la i m t od e v e l o pa ni n t e g r a t e dt r a n s p o r t a t i o n ， s ot h ek e yp o i n to f t h i sp a p e ri sr e s e a r c h i n ga ne f f i c i e n tw a yt oc o o r d i n a t et h er a i l t 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 f i r s t l y , w ec a r r yo u tas u m m a r yo ft h e t h e o r ya n dp r a c t i c ef o rt h ec o o r d i n a t i o no f t h er 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 c t r a n s i ti na n do u to fc h i n a ；s e c o n d l y , w ea n a l y s i st h e t e c h n i c a le c o n o m i c c h a r a c t e r i s t i ca n df u n c t i o nl o c a l i z a t i o no ft h er 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 c t r a n s i t ，t h e n ，i tg i v e st h ec o n n o t a t i o na n dc h a r a c t e ro ft h ec o o r d i n a t i o nb e t w e e n t h er 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 tw i t ht h ec o o r d i n a t i o nt h e o r y , s o t h i ss e c t i o nl a u n c h e st h er e s e a r c hf r o mt h i st w oa s p e c t s ：w i r es y s t e ma n dh i n g e w i r eo r g a n i z a t i o n ：m a i n l ya n a l y z et h es i g n i f i c a n c eo ft h ew i r ea d j u s t m e n t a n dc o n s t r u c taj o u r n e y - t i m em o d e lb yu s i n gt h eb e h a v i o rt i m ev a l u e t h e o r y ；a n dt h e n ，c a r r yo u tad e f i n i t i o na n dc o m p u t a t i o no ft h ed i s t a n c et o b o u n d a r y , t h u st oi n s t r u c tt h ew i r ea d j u s t m e n ta n dp l a n n i n gb yu s i n gt h e o p e r a t i o nr e s u l t h i n g e ：m a i n l ya n a l y z et h es t a t u sa n df u n c t i o no ft r a n s p o r t a t i o nt r a n s f e r , a n ds oa st h ep r o b l e mo fl i n k - u p a tl a s tp r o p o s eam e t h o dt oi m p r o v et h e p u b l i ct r a n s p o r t a t i o nd i s p a t c hb yu s i n gi t s f i n a l l y , t h i sp a p e r c o n s t r u c ta n a p p r a i s e m e n t i n d e x s y s t e m o ft h e 西南交通大学硕士研究生学位论文第l ll 页 c o o r d i n a t i o nf o r t h er 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 ，a n dt a k e s h e n z h e ns u b w a yf o re x a m p l e ，u s i n ga h p t oe v a l u a t et h ec o o r d i n a t i o no ft h er a i l t 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 k e y w o r d s ：r 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 ；w i r eo r g a n i z a t i o n ；t r a n s f e r h i n g e ；t i m ev a l u e 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 研究背景 第1 章绪论 随着世界经济的持续发展和汽车的迅速普及，出现了全球范围的“交通 危机”，交通堵塞和环境污染等“城市病”成为一个国际性的难题。在我国， 国民经济的持续高速增长对交通产生了强大的需求，机动车拥有量急剧增加。 而交通设施的相对匮乏、规划和管理水平的相对落后，同样使交通问题日益 严重。从普遍意义上说，道路的“生产”速度始终跟不上汽车的生产速度。 因此，改善大城市交通状况，紧紧依靠增加道路面积是不够的，在新建、拓 宽道路的同时，还必须调整城市交通结构。世界上许多发达国家在提倡“小 汽车进入家庭”之后，最终都在大城市实施“公交优先”的交通管理模式， 如法国巴黎市区高峰时段使用公交车的比例高达7 1 ，并且采取路口优先放 行措施；新加坡限制小汽车进入市中心；韩国汉城和日本名古屋开辟公交专 用车道”】。在我国国家标准城市道路交通规划设计规范中也已将公共交 通明确列为优先发展事业。 在“公交优先”的前提下，还要贯彻在公共交通中实施“以轨道交通为 骨干”这一原则，才能根治大城市交通堵塞这一顽疾。尤其是百万人口以上 的大城市，要改变交通拥挤的混杂状况，满足市民的出行需求，必由之路是 发展城市轨道交通。2 6 0 0 万人口的东京圈，目前有快速轨道系统2 0 0 0 k m ，每 天运送乘客3 0 0 0 多万人次，尽管大多数家庭都有小汽车，但只有5 的人开 车上下班，6 0 以上的人依靠轨道交通通勤。伦敦、纽约、芝加哥、莫斯科、 柏林等城市的快速轨道系统都有几百到上千公里”1 。人们从家里出门，一般 步行5 1 5 m i n ，就有轨道交通可以乘坐，非常方便。 我国是世界人口大国，百万人口以上的大城市有4 5 个之多，而且城市人 口密集，人均道路占有率和国外城市相比更少，尤其需要优先发展以轨道交 通为骨干的公共交通体系。自2 0 世纪6 0 年代末在北京建成第一条地铁以后， 天津、上海、广卅l 和深圳等城市相继建设了地铁。随着拉动内需政策和城市 化战略的实施国内许多大城市都把发展城市轨道交通体系作为城市发展战略 的重要组成分”。 然而，在我国己投入运营的地铁线路中，除北京l 、2 号线外，上海、广 州、天津和深圳的地铁客流却均不尽如人意“1 。探究起来，原因是多方面的， 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 包括票价因素、乘车习惯等等，但轨道交通与常规公交缺乏有效的协调也是 一个重要的方面。如在上海已建成的地铁i 号线沿线，地铁车站与地面公交 站点换乘距离较长，相互脱节现象普遍。除少数地铁车站如上海新客站、徐 家汇外，大部分车站与地面公交线路衔接不好。矛盾特别大的如地铁锦江乐 园站，由于在地铁车站布局时没有充分考虑与其他公交线路的换乘，造成地 铁运营后车站周围交通混乱。2 号线和明珠线，在考虑与地面公交的换乘时， 分别把有效换乘距离定为6 0 0 米与5 0 0 米，而且在车站公交配套调整规划中， 对新增线路考虑较多，对原有线路少有调整，从而使这两条轨道交通线路也 存在不同程度的换乘难题。再如，广州地铁1 号线与地面公交之间的步行换 乘时间( 含候车时间) 达l l 1 6 m i n ，乘客普遍感到不便”。 造成以上情况的原因，首先是在城市轨道交通线网规划阶段，对轨道交 通建成以后如何与常规公交进行配合与衔接考虑不够，造成换乘站规模不当， 换乘效率不高；或站间距过短，轨道交通的快速优势无法充分发挥，减小了 对乘客的吸引力。其次，在轨道交通线路建成以后，对于影响区常规公交线 网的调整，缺乏成熟的理论和方法，使轨道交通客流无法快速、方便的集散， 乘客感到换乘不便。 轨道交通投资昂贵，技术要求高，建设周期长，要形成系统的运营网络 需要一个长期的发展过程。轨道交通特殊的结构形式、空间形态和资源占用 情况，也决定了其在线网密度和覆盖程度方面都难以与常规公交相比。在这 种情况下，轨道交通客流的吸引与疏散需要常规公交及其他交通方式的有力 支持。也可以说，城市轨道交通效能的充分发挥有赖于其他交通方式，尤其 是常规公交的配合与衔接。另外，轨道交通和常规公交作为城市公交系统中 不同层次的两种方式，各自所承担的责任，所适合运送的出行距离都有所不 同，合理的协调城市轨道交通和常规公交，可以使两者避免不良竞争，而做 到扬长避短、优势互补。由此可见，科学合理的协调城市轨道交通和常规公 交已成为一项重要而紧迫的工作。 在上述背景下，本文选题为城市轨道交通与常规公交的协调研究，旨在 通过系统的方法，研究城市轨道交通与常规公交协调的状态和过程，分析影 响城市轨道交通和常规公交协调的因素和规律，从而探寻城市轨道交通和常 规公交协调的合理理论与方法。 1 2 国内外研究概况 城市轨道交通与常规公交的协调研究属于城市公交一体化的研究范畴。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 国外发达国家在经历完大规模修建交通设施阶段以后，已经开始普遍重视交 通一体化的研究，以充分发挥各种交通设施的协作效应，积累了丰富的实践 经验。我国城市交通建设的热潮才刚刚开始，但城市人口多、且分布密集的 特点，要求我们必须少走弯路，从一开始就要充分重视交通的协调规划。目 前我国许多大城市在进行城市轨道交通规划、建设的同时，都在积极的总结 和探索轨道交通与常规公交协调的理论和方法。 1 2 1 国外研究状况 随着综合交通运输体系的发展，国外发达国家大城市内各种交通方式的 多式联运、港站内各种运输设备的匹配与布置曰益一体化，城市内部交通的 衔接趋于成熟。在技术上，各种交通方式的集约要求逐渐淡化各自为政的行 业领域观念；在管理上，不同部门之间的协调和谈判成为工作制度和管理的 组成部分。 纽约城市公共交通各种方式( 地铁、通勤铁路、轻轨、地面公交、轮渡等) 均由纽约州交通局( n e wy o r km e t r o p o l i t a nt r a n s p o r t a t i o na u t h o r i t y ) 统 一管理，实现各种交通方式之间统一规划和管理。城市公共交通的这种管理 体制便于组织各种交通方式之间的配合与衔接，提高整个城市交通系统的运 输效率。 在汉堡，各种交通方式的衔接点均由高效换乘设施相连，其中交通换乘 的实现主要在城市轨道交通站点的周围，如在公共交通联会经过的地区，共 有1 8 8 个轨道交通车站。其中，有1 5 0 个车站能换乘公交车；有2 2 个车站已 经形成主要的换乘枢纽，乘客可以方便、安全、舒适地换乘；在其余的车站， 公交车停靠在路边。在实现轨道交通与常规公交的转换时，一个突出的问题 是要保证乘客从轨道交通车辆安全地换乘到公交车。在2 5 分钟的换乘时间 内，乘客有时会在列车靠站时看到准备换乘的公交车正驶离换乘点。为了避 免这种情况发生，在1 8 个公交站点，有4 9 条公交线路上安装了联动保证系 统( a s s ) ，通过该系统，计算机发送信息给公交车驾驶员，指示是否在车站等 待换乘乘客。通过这种手段，晚到的轨道交通车辆的乘客仍能赶上公交车。 这种系统在晚间发车稀疏的时候就显得更加重要。 其它城市也非常重视不同交通方式之间的配合与衔接。伦敦重要的车站 和地铁站几乎都建在同一栋站台之内，而且出站就有公共汽车或小汽车停车 场；莫斯科的地铁换乘站则分为地铁与地铁、地铁与地面铁路、地铁与地面 公交车站等多种类型。全市6 0 0 多条公共汽车线路中，有5 0 0 多条能与地铁 连接。有的地铁站附近集中多达2 0 条公交汽车、电车路线。此外，莫斯科换 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 乘站建设时，还普遍做到了与地下行人过街通道相结合，一些公交车站就设 在地下行人过街通道的入口旁边，缓解了路上车流与行人的矛盾，保障了交 通安全与畅通，方便了乘客。 国外对各种交通方式之间的衔接换乘研究较多，对公共交通的换乘研究 多是基于概率统计基础，考虑存在换乘的交通方式和线路间的换乘等待时间， 对车辆到达和开出时间进行优化如b a l l ( 1 9 9 5 ) 提出了铁路与公共汽车问换 乘的最佳安全极限公式；u su m t a ( 1 9 8 3 ) 和v u c h i c e t a l ( 1 9 8 1 ) 给出了换乘时 间系统设计指南；a b l o w i t z e t a l ( 1 9 8 7 ) 在一换乘枢纽进行了各种调度策略模 拟；l e e a n ds c h o n f e l d ( 1 9 9 2 ) 对同步换乘区间的安全极限和发车间隔同时进 行了优化；s h i h e t a l ( 1 9 9 7 ) 开发了一种同步换乘区间的出行设计模型；m a g e d d e s s o u k y ( 1 9 9 9 ) 给出了在一定条件下通过一般的同步换乘区间模拟实施动态 调度控制的方法。 1 2 。2 国内研究现状 我国进行城市轨道交通建设的时间还不长，自2 0 世纪8 0 年代以来，若 干大城市陆续开始轨道交通的规划、建设和运营，城市轨道交通如何与常规 公交进行有效的协调也已成为一项必须解决的现实问题。 1 9 9 7 年底，上海出现了一个颇受关注的交通闯题”3 ，即高架快速道路在 运营三年左右居然就出现了严重的拥堵现象，在这样的形势下，领导们意识 到交通问题不是仅靠交通投资建设就能解决的。上海市地面公交网络为世界 之最，但却不能满足上海市日益增长的出行需要。究其原因，除了由于上海 市的轨道交通建设尚处于初始阶段以外，另一个重要的因素在于城市内部各 种交通方式的衔接不协调，城市综合交通体系的运行效率低。鉴于这种情况， 市政府在上海市城市交通白皮书中，提出了上海市新的交通发展战略， 即建成多式联运的综合交通系统，通过便捷的客运枢纽、紧凑的站台设置， 为乘客创造方便的换乘条件；通过“停车一换乘”实现公共交通与个体交通 的有效转换；通过综合性枢纽和连接市内的道路、轨道，将航空、港口、火 车站和公路等对外交通设施与市内交通紧密相连；通过物流中心，重新调配 货物的流程，提高货运效率。 与此同时，大城市的交通换乘与衔接也日益引起国内学者的重视，北京 工业大学任福田教授等通过调查北京居民从居住地骑自行车再存车换乘公交 出行，研究主要换乘点的自行车的存车量及骑车者的骑车时间，对北京城市 自行车与公共交通的换乘进行了分析”1 ：同济大学晏克非博士等通过研究广 州市交通衔接状况及存在的问题，提出了广州市交通衔接改善方案，对改善 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 的近期方案、中远期方案进行了编制”1 。覃煜、晏克非在轨道交通与常规公 交衔接系统分析中，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；覃煜、晏克非、赵童在“城市综 合客运交通体系换乘研究”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；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；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；覃煜、晏克非在论文“轨道交通枢纽换乘效率d e a 非均 一评价模型”( 2 0 0 2 ) 中，通过对多指标综合评价问题均一评价方法的局限性 分析，提出了用数据包络分析方法进行轨道枢纽换乘效率评价的新思路，给 出了换乘效率、输入冗余率和输出亏空率以及运行有效性的评价方法；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。 在研究换乘和衔接的同时，也从不同的角度对城市快速轨道交通与常规 公交在线网协调方面进行了研究。蒋冰蕾、孙爱允在其文章“城市快速轨道 交通接运公交线网规划”中提出，合理的接运公交线网规划是城市快速轨道 交通系统充分发挥作用的保证，其关键环节是接驳站点的选取和接运路线的 优化。接驳站点以它可能为轨道路线接运的最大客运周转量来选取；接驳路 线以接运效率最大为目标进行优化。冯进峰、韩萍提出适应城市轨道交通建 设的公交线网调整方法，这种方法首先利用预测得到的公交客流o d 矩阵， 将各交通区轨道交通线路直达运送的客流从公交o d 矩阵中除去( 它们不用 常规公交接运) ，将轨道交通线路各站的非直达客流加到该站所在区的0 一d 矩阵中去，按照各区所标明的客流情况，确定公交线路的起讫点“1 。再根据 最短时间、最大客流量原则，重新生成公交网。这种方法的不足是，它仅将 轨道交通直达运送的客流从公交o d 矩阵中消除，而对于常规公交和轨道交 通之间的换乘客流并没有做出合适的处理。从而导致所规划出来的常规公交 线网与轨道交通仍缺乏有效的配合与衔接关系。 总的来说，国内对城市轨道交通与常规公交协调的研究尚处于起步阶段， 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 基础资料还很缺乏。在我国城市化进程快速发展的今天，研究城市公共交通 协调中所存在的问题，探讨怎样解决这些问题亟待进行。 1 3 研究目的及意义 城市轨道交通与常规公交属于城市公共交通中不同层次的两种方式。城 市轨道交通与常规公交的协调，就是研究如何通过一系列的协调、规划手段， 使两种交通线网达到紧密联结、互补短长，使换乘枢纽方便出行人员的换乘 为构建一体化的城市公共交通系统打下基础。最终目的则是提高城市公共交 通系统的整体运行效率，增强其在城市交通中的竞争力。 本文研究的意义主要有以下四点： ( 1 ) 是实现优先发展公共交通战略的需要 居民选择出行交通方式时，需要考虑方便、快捷、经济、舒适、安全等 各种因素。要引导城市交通结构向公共交通方向发展，就要使公共交通在居 民所要考虑的因素上优于其它交通方式。而单凭城市轨道交通或常规公交其 中的一种，显然无法满足居民的所有要求，因为这两种公交方式各有短长， 而实现高水平的公共交通服务就要求将这两种公交方式整合起来，发扬各自 的长处、弥补彼此的不足。 ( 2 ) 是城市交通可持续发展的需要 目前我国正处于城市化加速发展阶段，城市用地规模迅速扩张，城市人 口急剧增长，由此所带来的交通问题愈演愈烈。如果城市轨道交通的发展不 能促成足以与私人交通相抗衡的公共交通系统，那么未来城市交通中私人交 通的地位将难以撼动。对比以轨道交通为骨干的城市公共交通和小汽车交通 对城市结构及形态的影响，公共交通在节约利用土地、维持城市中心区活力， 以及促使城市形成组团式发展等方面作用巨大，并可以减少小汽车交通带来 的环境污染、能源消耗、交通事故的增加等一系列社会问题。因此，轨道交 通与常规公交相协调以提高公共交通的服务水平、增强公交竞争实力是城市 交通可持续发展的需要。 ( 3 ) 是城市轨道交通发展的需要 一方面，城市轨道交通准时、快速、运量大、能耗低、污染轻，符合城 市交通可持续发展的原则，是大城市公共交通的发展方向。另一方面，轨道 交通又是一项投资巨大的系统工程。如果大城市公共交通线路布置不合理， 无有效的衔接，居民换乘不便，势必造成轨道交通客流量达不到预测水平， 导致经济效益不佳，投资难以回收。城市轨道交通要真正体现大容量快速交 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 通运输的优势就必须有相当的客流量，必须与其他客运交通工具进行良好的 衔接，特别是与常规公共交通的衔接，才能充分发挥其作为公共交通骨干的 作用，保证有足够的客源维持良好的经济效益，促进城市轨道交通的良性发 展。 ( 4 ) 是优化调整城市布局的需要 城市交通是构成城市功能的基本要素，是城市存在和发展的基础。交通 可达性是影响城市空间布局的重要因素。不同的交通方式形成各具特色的区 位可达性分布，对应着一定的城市空间分布形态。自从轨道交通诞生之日起， 与之相呼应的新的城市空间形态便产生了。发展城市轨道交通，并通过轨道 交通与常规公交的协调，提高城市可达性，使城市能够以带状向近、远郊区 延伸，形成新的围绕交通站点而建立的新市镇，并把大城市联系起来，诱导 城市人口和就业岗位的重新分布，从而优化城市空间格局。 1 4 研究的主要内容和技术路线 本文在交通一体化前提下，分析了城市轨道交通与常规公交的不同特性， 并从枢纽和线网两方面对城市轨道交通与常规公交进行协调分析；运用时间 价值理论对两种运输方式边际出行距离进行计算；采取理论研究与实证分析 相结合的方法，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。 论文由六 部分组成，相 互之间存在各 种有机的关 系，各部分的 内容在叙述和 结构上有着相 互承接的关 系，具体技术 路线见图1 1 。 城市轨道交通与常规公交的协调研究 土 l 城市轨道交通与常规公交协调的基础理论研究i 上j r 线网的协调研究 换乘枢纽的协调研究 1 lj l 时间价值分析线网协调分析 换乘枢纽衔接 枢纽调度优化 f l 协调评价指标体系研究 上 实证研究 图1 - 1 研究的技术路线 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 第2 章轨道交通与常规公交协调的基础理论情况简 述 2 1 两种交通方式特- 陛及功能定位分析 在进行城市轨道交通与常规公交协调研究时，将包含轨道交通和常规公 交的城市公共交通体系，作为一个完整的系统进行分析。由系统论可知，结 构是系统保持整体性并具有一定功能的内在依据，亦是系统内部各组成要素 之间相对稳定的联系方式、组织秩序及其时空关系的内在表现形式。同时结 构反映了系统的各个要素是如何联系为整体的，它反映了系统的有序特征”。 为了有效的剖析城市轨道交通和常规公交之间相对稳定的联系方式、组织秩 序及其时空关系的内在表现形式和整体的有序性特征，有必要对这两种交通 方式的技术、经济特性及其功能定位进行分析研究。 2 1 1 技术、经济特- 眭的比较 ( 1 ) 技术特性 城市轨道交通与常规公交技术特性的比较见表2 1 。 表2 一l 城市轨道交通与常规公交技术特性的比较 系统特性城市轨道交通 常规公交 优缺点投资巨大，提供全天候高质量服务，无交通 线路设置、投资方面非常灵活 阻塞 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 5 3 0 0 3 7 53 0 08 0 1 2 08 0 1 2 0 1 2 0 路线客运量( 千人h ) 5 0 7 07 0l o 1 51 5 2 03 0 旅行速度( k m h )1 5 3 5 3 0 3 53 0 3 5l o 1 21 5 1 81 5 3 0 总成本( 包括利息) 0 1 0 0 1 5 0 1 2 o 2 0 0 1 5 0 2 50 1 2 o 2 40 0 2 0 1 00 0 2 0 0 50 1 o o 1 ( 美元人公里) 资料来源于参考文献 1 0 由上表可知，轨道交通在车辆容量、路线客运量及旅行速度方面都要明 显优于常规公交。其中，轨道交通车辆的最大容量比常规公交车辆最大容量 大三倍多，轨道交通路线的客运量可以达到常规公交的三到五倍。 在路权方面，轨道交通可运行于地面、高架和地下，特点是专用路权， 无交通阻塞，运行准点而且安全性高。常规公交可与其它地面交通混合行驶， 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 也可以用专用线、隔离线的形式分离行驶，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。 在总成本方面。轨道交通则是处于不利的地位，无论是建设投资还是运 营成本都要明显高于常规公交。 ( 2 ) 经济特性 城市轨道交通的主要效益见表2 2 。 表2 2 轨道交通的经济效益及受益者 资料来源于参考文献 1 1 表中调查数据表明，轨道交通节约乘客时间占总效益的7 0 ，可以看出 轨道交通显著的优势在于其快速性；轨道交通的最大受益者是原先使用公共 汽车而现在使用轨道交通的一般乘客，其余的公共汽车乘客也因为公共汽车 的压力减轻而获利，说明发展轨道交通有利于提高公共交通的服务水平和竞 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 争能力，促进公共交通的发展。 2 1 2 吸引范围的确定 轨道交通吸引范围是指轨道交通所吸引客流的全部区域范围。轨道交通 吸引范围包括一次吸引范围和二次吸引范围，一次吸引范围也称直接吸引范 围，是指轨道交通吸引的直接客流区域范围。是步行到轨道交通的客流分布 范围，是轨道交通的合理步行区范围。二次吸引范围也称间接吸引范围，是 指通过非步行交通方式与轨道交通换乘的客流区域范围，是轨道交通的影响 区范围。 轨道交通吸引范围的确定方法比较多，而且在实际工程中己经有运用， 本文不再叙述。比较典型的实例就是北京市地铁五号线的客流预测过程中的 轨道交通吸引范围的确定。在五号线两侧，取垂直距离7 5 0 m 划出一次吸引范 围，垂直距离3 k m 划出二次吸引范围。 2 1 3 功能定位分析 城市客运需求的多样性，客观上要求城市公共交通系统能够提供多元化 的服务，而不同的交通方式因特定的技术、经济特性，只能适应一定的需求。 因此，既要发挥各种交通方式的优势、特点，又要使其相互补充、分工合作， 发挥系统的整体功能。 城市轨道交通具有运量大、速度快、安全准点、乘坐舒适、运营费用低、 使用寿命长，社会、环境、交通综合效益高的特点，用来承担大城市中运距 长、强度大、高度集中的客流( 尤其是上下班、上下学等通勤客流) ，具有其 它交通方式所无法比拟的优越性。因此，城市轨道交通适合铺设于城市主要 客流通道，用来承担城市客运交通骨干的作用。 同时，城市轨道交通也有不足之处，它建设投资大、路网密度低，是一 种适合于中长距离运输的交通方式。而且，按照我国的国情和各城市的地方 财力，也不可能在短期内建成高密度、发达的轨道交通路网系统。这样的条 件决定轨道交通在承担城市客运交通骨干作用的同时，尚难以同时承担我国 城市公共交通的主体作用。相比之下，常规公交线路灵活，投资较小，适合 于中短途运输，不但可以独立输送部分公交客流，而且可以为轨道交通接运 换乘客流，所以常规公交仍适合承担我国城市公交的主体重任。 综上所述，城市轨道交通与常规公交的关系应定位为主干与支流的关系。 城市轨道交通是城市主要客流走廊，主要以承担中远距离客流为主，以发挥 其大运量、快速、准时、舒适的系统特征。常规公交运量小，但机动灵活， 是解决中、短途交通的主力，其更多地应考虑网络覆盖范围，为区内出行提 西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 供方便条件 2 2 轨道交通与常规公交协调的内涵与特征 2 2 1 协调的内涵 ( 1 ) 协调的概念 协调是一个在学术研究和应用中都使用十分广泛的概念，但却没有一个 十分明确的定义。它涉及的学科领域主要是系统学、控制论、经济学、管理 学、并行计算及人工智能等，各自有不同的研究角度和目的1 。 系统协调的基本思想是通过某种方法来组织和调控所研究的系统，寻求 解决矛盾或冲突的方案，使系统从无序转换到有序，达到协同或和谐的状态。 系统协调的目的就是减少系统的负效应，提高系统的整体输出功能和整体效 应。 系统协调的理论基础是自组织理论、协同学和控制论等“”。自组织和协 同学理论是通过序参量和控制参数来支配和控制系统以某种方式进行演化和 发展，是一种软控制和间接控制或称为不确定控制。控制论是从外界以一特 定的或明确的方式对系统施加控制，是一种硬控制和直接控制或称为确定控 制。应用系统协调原理处理社会系统或人工系统时，往往需要同时采用软控 制和硬控制原理，在组织和自组织以及硬控制和软控制之间寻找一种折衷和 平衡。 协调除了作为一种调节手段，或一种管理和控制的职能之外，有时也作 为一种状态表明各子系统或各系统因素之间、系统各功能之间、结构或目标 之间的融合关系，从而描述系统整体效应如何。这种状态协调概念有时与和 谐、协同等概念是密切联系在一起的。 ( 2 ) 轨道交通与常规公交协调的涵义 轨道交通与常规公交协调主要包括两方面的协调：线网协调和枢纽协调。 城市轨道交通与常规公交线网协调系统是由城市轨道交通线网子系统和 常规公交线网子系统，以及城市社会经济状况、城市空间布局及发展战略、 城市土地利用、城市交通布局等外部影响因素所构成。城市轨道交通与常规 公交线网协调的任务就是通过有效的方法、手段，合理规划和调整轨道交通 与常规公交线网，使两种公交线网在保证自身的合理性、与外部环境相适应 的基础上，最大程度地消除彼此之间的矛盾，达到协同工作，最终提高城市 公交系统的整体功效水平。 城市轨道交通与常规公交枢纽协调主要是使市内不同交通方式、不同交 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 通线路进行相互衔接，构成了交通枢纽系统，它具有独立运行的特征，同时 对促成综合交通体系具有支柱性的重大作用。各种交通方式之间需要良好的 衔接，以充分发挥城市综合交通的整体运行效率。交通衔接是通过交通枢纽 来实现的，交通枢纽是不同交通方式和交通线路的衔接点，功能完善、级配 合理、分布有序的交通枢纽是大城市综合交通系统必不可少的支柱。 2 2 2 协调的特征 ( 1 ) 大系统性 城市轨道交通与常规公交的协调问题是一个大系统问题，其本身由两种 公交方式构成，同时还涉及到众多的外部影响因素，这些内、外部因素相互 制约并相互影响，纷繁复杂，必须借助系统的方法进行解决。 ( 2 ) 层次性 整个协调系统包括两个子系统，两个子系统又都可以划分为点( 枢纽协 调) 、线( 线网协调) 、面( 宏观协调) 三个层次。轨道交通与常规公交的协 调就是在点、线、面上完成的，所以说本研究系统具有明显的层次性。 ( 3 ) 整体性 轨道交通和常规公交协调的实现是各个子系统功能得以实现的结果，而 轨道交通和常规公交协调目标的实现也是各予系统功能得以实现的前提。两 个子系统协调的相互统一构成了系统的整体协调。 2 3 交通一体化的需求 随着国民经济的持续快速发展和城市化进程的加快，城市交通拥挤、交 通阻塞现象日趋严重，乘车难行车难已经成为大中城市普遍存在的社会问题。 根据国内外经验，建设一个以轨道交通为骨干的公交系统是解决大城市交通 问题的有效途径。随着居民生活水平的提高，人们对出行的安全、方便、快 捷、舒适等方面的要求也越来越高。只有做到轨道交通之间及轨道交通与常 规公交之间的有机结合，形成一体化的城市公共交通体系，才能真正做到以 人为本，最大限度地满足居民出行，实现和谐社会、效益社会的目标。 城市轨道交通因此成为现代大运量交通的发展趋势，并逐渐在大城市的 公共交通中处于骨干地位。在一些国际大城市内如巴黎、东京，一般承担6 0 以上的公交周转量；在当前国内，所承担的公共交通比例还较小，虽未形成 相应网络，但据已有的城市交通发展战略规划和交通预测，远期规划的公共 交通分担比例将达到5 0 以上。但城市轨道交通的服务范围较小，建设周期 较长且投资大，实施困难，交通可达性相对较小，因此其客运地位的实现需 西南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 要地面常规公交的紧密配合，地面常规公交的地位也将从传统的主导变为补 充和辅助，成为城市轨道交通的“馈入口”和“分配口”。 2 3 1 交通一体化规划 交通一体化规划是城市总体规划重要的组成部分。所谓交通一体化规划， 就是通过对城市交通需求量发展的预测，为较长时期内城市的各项交通用地、 交通设施、交通项目的建设与发展提供综合布局与统筹规划，并进行综合评 价。因此，交通一体化规划必须以科学性为基础、以综合性为手段、以整体 性为目标，进行系统的总体优化，以实现一个能最佳满足居民出行要求的， 与城市环境相互协调的综合交通系统。 2 3 2 交通一体化管理 随着我国大城市公共交通换乘枢纽的建立，为城市轨道交通与其它城市 交通实行一体化管理创造了条件，如北京的西直门、东直门、四惠，上海的 上海站、上海南站。在这些大型公共交通枢纽站上，往往有多条城市轨道交 通线路汇聚在一起，其中有轨道交通、机场快速线、公共汽、电车、出租车 等，组成了立体公交系统，为乘客的便捷换乘创造了条件。为有效地利用这 些资源与方便乘客的乘车，有必要利用城市轨道交通、市郊铁路、地面公交 汽、电车，甚至通往机场的快速交通工具，建立起一体化的管理机构和统一 管理机制。 轨道交通在市民的日常出行中扮演着越来越重要的角色，但在城市轨道 交通换乘及其与其它交通方式的衔接方面，仍然存在许多不尽人意之处。主 要表现在：换乘衔接的设麓设备不到位，布局不合理，这不仅造成土地、空 间的浪费，也增加了乘客换乘的阻力，降低了枢纽的效率：体制及机制的制 约，轨道交通投入运营以后，常规公交没有及时根据客流的变化来调整线路， 存在着轨道交通与常规公交之间的客流竞争，这种竞争使双方都蒙受了损失。 2 3 3 国外及地区经验 国外发达国家的交通一体化规划都十分重视轨道交通之间以及轨道交通 与常规公交、的士、旅游巴士的换乘与接驳。例如：伦敦许多重要火车站与 地铁站合建在一起，有三分之一的地铁车站与小汽车停车场结合在一起；莫 斯科全市6 0 0 多条常规公交线路中，能与地铁换乘的就有5 0 0 多条；温哥华 基本上每个轻轨车站都配有大型停车场；纽约市繁华街区地铁车站的地下步 行系统四通八达，很好地解决了人、车分流的问题，缩短了地铁与常规公交 的换乘距离，同时将地上活动中心和地下通道连接了起来；香港各轨道交通 站点都建设为综合交通的枢纽。 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第14 页 第3 章轨道交通与常规公交线网的协调研究 通过上一章节对城市轨道交通和常规公交的技术经济特性分析，可知轨 道交通的投资巨大，建设周期长，轨道交通线网一旦确定下来后，调整的空 间较小。而常规公交在线网调整方面要相对轨道交通容易一些。所以本文所 指的轨道交通与常规公交的线网协调，主要是指如何调整常规公交线网，使 之适应轨道交通线网，以满足城市居民出行的需求。 3 1 线网调整的意义 3 1 1 调整的必要性分析 ( 1 ) 是增加轨道交通客流量的需要 城市轨道交通建设投资巨大、工程复杂、施工期长，要形成完善的网络 系统需要一个长期的发展过程，即使轨道交通已经形成网络，其覆盖面与线 网密度也不可能达到常规公交的程度。因此与地面道路交通系统，特别是常 规公交系统的配合与衔接，对扩大轨道交通的吸引范围，增加客流量具有重 要的作用。 ( 2 ) 是轨道交通持续发展的需要 城市轨道交通建设投资量大、运营成本高，这是制约其在我国发展的一 个瓶颈。但轨道交通运行每乘客公里的成本随着客流量的增加而下降，在很 高的设施使用率条件下，平均成本函数可以下降到常规公交之下。所以通过 合理的规划方法引导城市客流换乘轨道交通，增加轨道交通客流量，是提高 轨道交通经济效益，实现其持续发展的有效途径。 ( 3 ) 是优化常规公交网络布局的需要 城市轨道交通运量大、速度高、安全、便捷，其投入运营势必会给影响 区域的常规公交线路带来冲击。某些常规公交线路可能因为与轨道交通线路 平行而客流大减，需要取消或更改走向；某些轨道交通站点附近可能需要设 置常规公交站点，以方便轨道交通客流的集散。原来运行稳定的常规公交网 络因为轨道交通的介入而变得不再合理，这就需要根据新的情况重新调整， 以保持常规公交网络运转的协调性与高效性。 3 1 2 调整的目标 协调轨道交通的常规公交线网调整，其规划目标与一般公交线网规划有 所不同，因为其所追求的不单是常规公交的效率与效益，而更重要的是包括 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 5 页 轨道交通在内的整个城市公共交通系统的效率与效益，具体说来有以下几条： ( 1 ) 为更多的城市公共交通乘客提供服务； ( 2 ) 使全体乘客的总出行时间最短； ( 3 ) 城市公交线路线网的效率最大； ( 4 ) 保证适当的公交线网密度，即良好的可达性； ( 5 ) 保证适当的公交服务面积率，即较少公交盲区。 与一般公交线网规划相类似，协调轨道交通的常规公交线网调整，也是 一个多目标规划问题。处理这种多目标规划问题的方法很多，常用的有三种， 一是将多个目标合并为一个目标函数；二是先对一个核心目标求最优解，对 其它目标以约束形式获得可行解；三是对所有目标采用多目标综合决策支持。 3 2 出行时间价值分析 居民出行时在出行方式的选择上考虑的因素比较多，如：候车时间、乘 车时间、乘坐舒适度、票价等等。这些因素综合起来决定了居民乘坐哪种交 通工具出行，而这些影响因素都可以用时间价值来描述。研究出行者的时间 价值有以下意义。 ( 1 ) 指导常规公交的线网调整 城市轨道交通和常规公交作为城市公共交通的重要组成部分，都有着各 自的特点。通过对时间价值的分析，可以更清楚地了解这两种交通方式的特 性，从而在进行线网调整时发挥其各自的特点，有利于实现城市公共交通一 体化。 ( 2 ) 优化城市公共