（森林工程专业论文）常规地面公共交通优先系统的研究.pdf

摘要 随着城市经济的发展争城市化进程的加快，城市交通问题成为了日益严重的问题，而 造成城市交通问题的原因主要有两个方面：一方面是城市布局及路网容量的不足，也就是 交通供给量不足；另一方面则是因为经济的发展带来的交通需求量的增加。世界银行有研 究结果表明：交通需求增长超前于经济的增长速度一般都在两倍以上。因此现阶段城市交 通的状况主要表现为：城市居民对交通出行需求的日益增加争城市的建成区已有的道路资 源的有限量之间的矛盾。这就要求利用单位人均出行占用道路资源较少的交通工具，以缓 解日益严重的交通拥挤问题，同时对于保护环境、节约能源有重要的意义。而公共汽车因 为其具有这一优势，成为缓解该问题的可行出行方式。 本论文从构成常规地面公共交通的三要素一人、车、路三个方面着手，即交通参与者 - 人、交通载体一车及硬件设施路，从系统论的角度提出了公共交通优先系统的概念和主 要内容。以系统的观点从这三个方面对公交优先进行了更为综合的研究。对于“人”的方 面，是依托耗散结构理论的模式对出行者在公交优先的考虑下对于道路交通造成的影响进 行分析。“车”的方面主要是从出行的机动车辆所造成的交通拥挤、出行成本和环境能源 方面进行分析，提出了效用函数模型。“路”的方面，是在分析现在学者对于公交专用道、 公交专用进口道等方面理论研究成果的基础上分析并探讨了具体的设置方式、设置条件及 设置依据等。在交叉口上的公交优先措施主要有设置公交专用进口道、公交车专门的信号 相位、公交车优先排队与通行措施等，并建立了设置公交专用进口道对于交叉口车辆远行 的影响评价指标体系。同时论文中还对城市公交站点设计加以总结扣综合，对其的设置依 据和标准进行统一规范，从而给出常规公共交通系统优先的系统理论。 在理论研究的基础上，论文以内蒙古呼扣浩特市内的公共交通体系为实例对其公交优 先系统的设计作了具体的探讨。 关键词：常规地面公共交通；公交优先；公交专用道 s t u d yo f n o r m a la t g r o u n dp u b l i ct r a n s p o r t p f i o f i t ) r a b s t r a c t w i t ht h ee c o n o m i cd e v e l o p m e mo f c i t i e sa n da c c e l e r a t i o no f u r b a n i z a t i o n , u r b a n 碱ci s b e c o m i n gab i gp r o b l e m t h e r ea r et w om a i nc a u s e st ot h i si s s u e ，t h ef i r s to n e i st h ed e f i c i e n c y o fc i t yl a y - o u ta n dm a dc a p a c i t y , t h a ti st h es h o r t a g eo ft r a f f n cs u p p l y ；t h eo t h e ro n ei st h e i n c r e a s eo f 自m 伍cd e m a n dw i t hc i t ye c o n o m i cd e v e l o p m e n t ar e s e a r c ho ft h eb a n ko fw j r l d s h o w st h a tt h es p e e do f 嘣cd e m a n di st w i c ea sm u c ha st h es p e e do fe c o n o m i ci n c r e a s e s o t h es t a t u sq u oo f t r a f f i ci sp r e s e n t i n gt h ec o n f l i c tb e t w e e nd a i l yi n c r e a s eo ft h er e q u i r e m e n to f c i t i z e n s t r i pa n dt h el i m i to f ac i t y sr o a dr e s o u r c e i ti sd e m a n d e dt ou t i l i z ee f f i c i e n tt l a i 五ct o o l w h i c ht a k e sl e s ss p a c ef o rp e rp e r s o nt r i p mo r d e rt or e l i e v et h et r a f f i cc r o w d i n gt op r o t e c tt h e e n v i r o n m e n ta n dt os a v ee n e r g y b u s e sc a nb eo n ea v a i l a b l ew a yt od e a lw i t ht h i sp r o b l e md u e t ot h e i ra d v a n t a g e i nt h i st h e s i s ，t h ec o n c e p t i o na n dm a i nc o n t e n t so ft h ep u b l i ct r a n s p o r tp r i o r i t ys y s t e mw a s p u tu po nt h es y s t e m a t i cv i e wa f t e ra n a l y z i n gt h r e ef a c t o r sc o m p o s i n gn o r m a lp u b l i ct r a n s p o r t s u c ha sp a s s e n g e r 昀街cp a r t i c i p a t o r , v e h i c l e - - t r a f f i cc a r r i e ra n dr o a d - - - - t r a f f i cf a c i l i t y t h e p a s s e n g e ri n f l u e n c et ot h et r a f f i ci sa n a l y z e db yu s i n gt h em o d eo fd i s s i p a t i v es t r u c t u r et h e o r y a tt h es i t u a t i o no fp u b l i ct r a n s p o r tp r i o r i t y 功ev e h i c l ei n f l u e n c et ot r a f f i cc r o w i n g 、c o s t 、 e n v i r o n m e n ta n dr e s o u r c ei sa n a l y z e da n dt h em o d e lo f u t i l i t y - f u n c t i o ni sp u tf o r w a r d a st ot h e r o a d ，b a s i n go nt h ep m s e mt h e o r yo f b u sl a n e 、b u s - o n l ya p p r o a c h ，s e v e r a li t e m sa r ed i s c u s s e d s u c h 踮d e s i g nm e t h o d 、c o n d i t i o n sa n dr u l e sf o rb u sl a n e sa sw e l la st h eb u s - o n l ys i g n a l c o n t r o l 、q u e u eo f p u b l i ct r a n s p o r tp f i o r i t ya n ds oo na tt h ei n t e r - s e c t i o n m e a n w h i l e ，t h ed e s i g n m e t h o & 、t h er u l e sa n ds t a n d a r do f b u ss t o pa r es u m m a r i z e da n dt h es y s t e m a t i ct h e o r yo f n o r m a l p u b l i ct r a n s p o r tp r i o r i t ys y s t e mi sl a yo u t b a s e do nt h et h e o r ya b o v e ，t h ep u b l i ct r a n s i ts y s t e mo fh u h o ti n n e rm o n g o l i ai ss t u d i e da s a ne x a m p l eo f t h ed e s i g no f p u b l i ct r a n s p o r t 州o r i t ys y s t e m k e yw o r d s ：n o r m a la t - g r o u n dp u b l i ct r a n s p o r t ；p u b l i ct r a n s p o r tp r i o r i t y ；b u sl a n e 2 致谢 本论文是在导师马健霄老师的悉心指导下完成的，马老师严谨的治学态 度、勤劳认真的工作习惯、对学生细致入微的关心使我深为感动：马老师豁 达、热诚、果断的做事风格也使我深受感染。在此谨向马老师致以崇高的敬 意和衷心的感谢，感谢马老师在我学习和生活上给予的指导和关心。 感谢土木工程学院黄新老师在论文修改中的帮助。 感谢土木工程学院吴育琦、王元岗、李国芬等老师在我学习期间的热心 指导和鼓励。 感谢内蒙古工业大学管理学院武永胜老师在论文模型建立中给予的的帮 助。 感谢我的老师张雁博士、学姐段海燕博士以及学友冯勤、郭继光、何勇、 王岗等人在我的学习和生活中给与的大力帮助和启发，从他们身上我学到了 很多有益的东西。 , r l ；, l - ，在论文资料上得到了内蒙古呼和浩特市公交总公司领导的帮忙， 在此表示由衷的谢意。 最后，谨向我的父母、家人以及所有关心、帮助我的老师、同学、朋友 表示衷心的感谢。 李燕 2 0 0 6 年6 月15e l 1 1 城市交通结构的分析 l 绪论 城市的交通功能是依靠交通运输系统来实现，城市交通运输系统包括客运系统和盘运 系统，其中客运系统是其虽主要的组成部分，是整个城市发展中不可缺少的重要组成部分。 一般来说，作为具有一定规模的现代城市都必定容纳并实施私人交通体系和公共交通体系 的二元结构，而单就公共变通体系来讲，可将其分为常规公共交通( 公共汽车) 和其它公 共交通( 轨道交通、地铁、出租车等) 。具体的结构图如图l - 1 所示。 图1 - 1 城市交通系统构成图 在城市交通系统中，各种交通方式作为完成交通需求的直接载体和工具，对城市交通 运输效率也有着重要的影响。不同的交通工具，由于其在运行方式，运行速度，运载能力， 运输成本、可达范围、道路占用面积、舒适度和安全度等指标上有很大的差别，因此它们 的运输效率也不同。决定交通运输效率的两个关键变量是时问和运输成本。在给定的距离 之间，一般地，运输时间越短其效率就越高。而就城市客运系统来讲其主要功能是完成 市内居民由于工作、学习、购物及娱乐等的出行e l 的，因此快速、准时、安全、舒适的出 行成了客运系统所应提供的服务。 1 2 城市公共交通系统的内部关系及公共交通系统的类型 1 2 1 城市公共交通系统基本要素 作为城市交通系统中的重要组成部分，城市公共交通系统的三个基本的组成要素是 人( 公交运营者和乘坐公共交通工具的出行者) 、车( 公共交通工具) 、路( 途径) 【1 4 l 。 城市公共客运交通系统的内部结构如图1 - ：2 所示。 驽 骧 贫 舞 务 a 员 城市公共客运交通系统 人li 车 饵 傻 员 营 理 a 员 舞 霜 1 2 2 城市公共交通系统类型 公 共 泞 车 屯 牟 路 驯俳薹 图1 - 2 城市公共客运交通系统 城市公共交通系统按照运行空间来分，可以分为陆地、水运和空运，其中陆地运输又 包括地下( u n d e rg r o u n d ) 、地表( g r o u n d ) 、地上( u pg r o u n d ) ；按照公共交通工具的运行 速度来分，可分为常规和快速公交系统；按照车辆的驱动力不同，可以分为电动、机动和 人力：按照载客量的不同，可分为大、中、小容量系统；按运行条件又可以分为有轨和无 轨两种；而我们最常见的分类是按照各种交通方式在城市客运交通系统中的地位来划分 的，可分为常规公共交通系统、快速大运量公交系统、辅助公共交通系统和特殊公共交通 系统。这四种交通系统各有其特点，具体地，常规公共交通系统具有机动灵活、低成本的 特点，因而它是目前使用最为广泛的一种公共交通方式，一般是城市公共交通系统的主体。 快速大运量公共交通系统的特点是运量大、运送速度快、可靠性高、并且可以促进土地的 利用，但是造价很高，一般是城市公共交通系统的骨架。辅助公共交通系统在城市公共交 通系统中起着补充和辅助的作用。而在一些特殊的环境中采用的公共交通方式谓之特殊公 共交通系统。 目前我国城市公共交通的主体是常规地面公共汽车交通，它是我国城市客运交通中社 会成本最低、综合效益最好的交通工具，为城市中低收入居民提供了低价格的出行机会。 可以说，常规公共交通系统的发展状况在很大程度上反映了一个城市的公共客运交通系统 的整体水平。特别是在当今社会发展城市化进程不断加快的过程中，交通所带来的拥堵、 资源紧缺及环境恶化的问题( 现象) 已成为阻碍城市协调发展的主要因素，这就要求在有 限的道路资源内，采用大载客量的交通工具才能满足人们出行需求，从根本上缓解城市交 通状况，实现良好的城市道路交通环境，实现城市交通的可持续发展。 1 3 公交优先的提出及公交优先的发展现状 世界银行研究项目结果表明：交通需求增长一般超前于经济增长速度的两倍以上。这 表明经济的增长是以交通的增长为基础的，城市交通的通畅直接保证了城市经济生活的有 序运转。而随着城市化进程的加快，城市居民对交通出行的需求也日益加大，但是对于现 2 有城市而言，已有的道路资源是有限的，这就要求利用单位人均出行占用道路资源较少的 交通工具，以缓解日益增长迅速的交通需求所带来的交通拥挤问题，同时保护环境、节约 能源。由于公共交通出行人均占用道路空间资源最小，单位时间内能够完成较大的客运周 转量，其效率远远大于其他交通方式。所以具有人均占用道路面积少、人均能源消耗小及 对环境的总污染少的公共交通，成为交通研究、规划人员所推崇的出行方式。基于此，世 界各国都在强调优先发展公共交通，公交优先应运而生。 1 3 1 公交优先的概念 ? - 所谓公交优先，从广义上来说就是从城市规划、投资力度、税收政策、交通管理以及 科技进步等诸多方面优先发展城市公共交通。也就是说，通过合理分配和使用交通设施资 源，在规划、投资、建设、运营和服务等各个环节，为公共交通发展提供优先条件，让老 百姓都能够率先选择公交出行。 狭义的公交优先是指从交通工程的角度上，采用适当的交通管理和道路工程等措施， 使公共汽车和电车等在道路上优先通行。具体地应包括两方面的含义，即对公共交通通行 的“空间优先”和“时间优先”，所谓“空间优先”是通过设立公交专用道( 路) 或各类 专用进口道加以实现：“时间优先”则体现在公交优先信号控制上。 1 3 2 实施公交优先的现状分析 ( 1 ) 国外的公交优先 公交优先最早由法国巴黎在2 0 世纪6 0 年代末提出。“二战”后，法国采取鼓励私人 交通发展的政策，私家小汽车急剧发展。到2 0 世纪6 0 年代末，城市交通几近瘫痪。于是， 法国大力优先发展公交。如今，巴黎设置了4 8 0 多条全天或部分时间禁止其他车辆使用的 公共汽车专用道，公交车速度提高了2 0 至3 0 。其后很快在欧美等发达国家的大城市 得以推行。 2 0 世纪7 0 年代，美国建设了公交专用道，但当时仅仅是为公共汽车建造特别的隔离 式道路。 1 9 9 7 年9 月，英国的第一条公共交通专用道是为了缓解通往希思罗机场道路的交通 堵塞，在通向该机场的快速路上进行设置的，调查结果表明，公共交通专用道的设置使得 高峰时段公共汽车的运行时间大大地减少，在早高峰时间段公共汽车的平均运行时间减少 了9 7 m i n 。 在至今3 0 多年的实践中，公交优先已经形成了丰富的内容体系，取得了显著的成效 并已为世界广泛关注。如果把拥有少数公交专用道的城市也计算在内，欧洲现在拥有公交 专用道( 路) 的城市可以占到8 9 2 ”。 ，目前在世界范围内公交优先系统运用得很好的当属南美洲的巴西东南部巴拉那州的 首府城市库里蒂巴市，它是巴西除圣保罗和里约热内卢以外的第三大城市，库里蒂巴现在 已经形成了较为完善的综合公共交通系统，将不同的公共汽车系统在硬件和软件上集合为 一个有机的整体网络，从而形成了高效便捷的公共交通系统。其日客运量高达1 9 0 万人次， 有7 5 的出行者采用公共汽车作为出行工具。1 9 9 0 年库里蒂巴获联合国最高环境奖，同 时它是联合国首批命名的“最适合人居的城市”。 公交优先除了在欧美等发达国家广泛采用外，在亚洲的泰国、日本等分别设有2 0 0 k i n 和2 3 8 k m 的公交专用道，在设置了公交专用道后公交运营取得了很好的效果，运营速度 提高了1 0 q o ，分别达到了2 0 3 5 k m h z l l o ( 2 ) 国内公交优先研究现状 2 0 0 4 年3 月，建设部发布了优先发展城市公共交通的意见，要求各地大力发展公共 交通，争取用5 年左右的时间。基本确立公共交通在城市交通中的主体地位。2 0 0 4 年6 月2 5 日，温家宝总理在建设部关于优先发展城市公共交通的汇报上批示：优先发展 城市公共交通是符合中国实际的城市发展和交通发展的正确战略思想。这是对建设行业长 期以来坚持以“公交优先”战略促进城市交通可持续发展的充分肯定。2 0 0 5 年9 月2 3 日，国务院办公厅转发建设部等部门关于优先发展城市公共交通意见的通知，这也是对于 公交优先发展的又一次重申和强调。 我国第一条公交专用道于1 9 9 7 年6 月2 5 日在北京的长安街上开通，全长1 3 ，9 k m 从 长安街的公主坟至大望桥段，是目前北京市最长的一条双向公交专用车道，经过一段时间 的运营实践表明，公交专用道开辟后其经济效益、社会效益及环境效益都有明显的改善， 公交车速度提高2 5 以上。而且由于科学地增加了道路横断面的行车道数，整个道路的 运营条件有了明显的改善。到2 0 0 1 年，全市公交专用车道总条数已达4 4 条，总长度突破 1 0 0 公里。2 0 0 4 年1 2 月2 5 日，从北京前门到木樨园的南中轴路大容量快速公交一期线路 正式运营，全长约5 k m ，它预示着一个新的公共交通发展理念开始正式进入中国，预示 着一个“以人为本”的城市交通管理新时代逐渐来临。按照北京市交通发展纲要，北 京市将继续优化公交线网，开辟公共电汽车优先车道( 包括公交专用道、限流车道、快速 路车道、公交优先通行路口等) ，预计到2 0 0 8 年，包括公交专用道在内的城市快速公交 系统总里程将达到2 0 0 公里，从而使公共交通在市民日常出行比例中由目前的2 7 提高 到6 0 左右。 在交通压力剧增的情况下，“公交优先”几乎成了我国诸多城市的共同选择。其它城 市如上海、宁波、南京、杭州等地政府构建的“城市公交优先”的设想也已经纷纷迸入了 实旌阶段，开辟公交专用道等措施，以缓解路堵之“痛”。上海从2 0 世纪8 0 年代开始 以公交优先为政策导向，发展轨道交通，9 0 年代中期以来，又把发展以大容量轨道交通 为骨干的公共交通体系作为贯彻公交优先方针，解决市民出行难问题的主要途径。在近5 年间先后建成并投入运营总长8 2 公里的4 条轨道交通线路，公共汽车、电车总量从1 3 万辆增加到1 8 万辆，日营运里程增加了9 0 。宁波市为了扶持公交事业，专门设立了城 市公交发展专项资金，用于公交场站等基础设施建设及购买车辆等。南京市只有一条公交 专用车道，并且是单向专用车道，这条公交专用车道是指太平南路的白下路到大行宫这一 路段。另外城东干道和河西的江东路已经规划了另外两条公交专用车道。 1 3 3 公交优先的必要性 实行公交优先是现代交通管理的新理念，也是未来城市发展的必然，具体地体现在以 下几个方面： 4 ( 1 ) 公交优先是城市经济发展的客观要求 公交优先能有效地提高现有道路的利用率。2 0 世纪8 0 年代以来，社会经济的高速发 展加速了城市化进程和汽车产业的发展，虽然我国的道路交通在需求和供给的双重驱动下 取得了一定的成就，但其发展速度仍远低于汽车业的发展。从1 9 8 1 - - - 2 0 0 3 年，我国汽车 产量增长率高达3 0 ，其增长速度是城市道路通车里程增长速度的3 倍左右。这说明当 前我国城市道路交通供给量远远低于交通需求量。因此在现有城市格局和城市用地面积有 限的情况下，必须寻求一种节约道路资源的交通方式以达到交通的供需平衡。有统计结果 表明，每2 0 辆自行车或4 辆小汽车所占用的道路面积相当于l 辆公交车占用道路的面积， 但是公交车的载客量却是每辆自行车的1 0 0 倍、小汽车的3 0 , - - 4 0 倍【4 2 j 。因此实施公交优 先就成为一种切实可行的方式。 ( 2 ) 公交优先是“以人为本”的具体体现 由于实行公交优先能够大大提高公交车辆的行驶速度，节约出行时间，而公共交通是 大众出行的一种出行方式，所以大力发展可以节约老百姓的出行时间，提高工作效率，为 安全快捷地出行提供了保障。同时推进了社会经济的发展，因此在我国公交优先的实质就 是大众优先、百姓优先、多数人优先。 ( 3 ) 公交优先是世界各国城市交通发展的战略选择 纵观世界各工业化国家，在发展的过程当中都是在经济的增长下先大力发展小汽车后 控制小汽车的发展，最终将优先发展公共交通作为长久的发展战略。最为典型的要数法国 了，二战后，迫于汽车工业财团的压力，法国政府采取了鼓励私人交通发展的政策，私家 车急剧增长，到7 0 年代初城市交通几近瘫痪，于是政府转向公交优先这一层面上来，如 今巴黎已设置了4 8 0 多条全天或部分时段使用的公交专用道，交通状况有了很大程度的改 善。 1 4 常规地面公共交通优先系统的提出 由以上分析可见，公交优先作为一种缓解城市交通、环境及能源方面的压力的手段已 经越来越受到了重视并且得到了大力的实施，但是目前多数只拘泥于在已有的道路上做文 章，大部分是“头痛医头，脚痛医脚”的做法，缺乏从系统理论上深入研究。国内外学者 在该方面进行的大量研究主要有：公交优先策略的研究；公交优先技术研究( 如：设置公 交专用道、公交专用进口道、交叉口信号相位优先等方面) ；公交线网优化研究；公交枢 纽的布局及换乘研究。而将公共交通作为一个系统来分析，以系统的观点来研究的并不多 见，我们知道它除了“路”的方面，还有参与交通的“人”以及完成实现交通目的的主体 “车”。基于此，笔者提出了常规地面公共交通优先系统( 简称公交优先系统) ，从构成该 系统的三个部分着手对于公交优先进行全面的分析和探讨。 1 4 1 公共交通优先系统的概念 公共交通优先系统是指对构成常规地面公交的三要素，交通参与者一人、交通载体一 车及硬件设施一路，通过政策、法律、法规、规划管理及理论技术等方面的优先设计，使 三要素之间能够有机联系、协调作用、相互促进，达到公共交通系统的健康发展，从而节 5 能、环保、高效地实现城市居民出行的一个有机整体。 i 4 2 公共交通优先系统的内容 由公共交通优先通行系统的概念可知，其主要内容可以包括三个方面，即人、车和路。 ( 1 ) 公交参与者一人 公共交通系统中，人的方面主要包括公交决策运营者和公交使用者。两方面构成了交 通需求的供给方和交通供给的使用方，是公共交通体系中的核心要素，也是公共交通自身 存在的原因。对于公交决策及运营者来说是公共交通不断完善，创造并提供优质公交服务 的根源。而对于公交使用者来说选择公交出行是公交供给方健康、稳定发展的重要保障： 因此一方面要求公交决策、管理及运营部门将公交优先思想理念进行推广和具体地实施， 并尽可能的在硬件设施上改善公共交通环境，提高其服务质量。与此同时也要求出行者转 变出行心理，尽可能地选择载客量大，有利于环境、能源的公共交通。 ( 2 ) 公交载体一车 要达到公共交通的供给与需求的实现，公共汽车作为完成运输的载体同样非常重要， 而在公交优先的大环境下，采用车内环境良好，方便乘客上下，节能环保的公共汽车是公 交部门的任务。 ( 3 ) 硬件设施一路 提到交通首先想到的是完成交通的大环境，即道路网。现在实行公交优先的主要实施 手段也主要是从路网的方面进行的。在规划方面主要是：公交线网的优化设计；而在已有 道路的公交优先设计方面主要有公交专用道的设置、公交停靠站点的设计及在相对应的道 路交叉口的信号方面的设计。其次随着科学技术的发展智能交通运输体系( i t s ) 的形成 也是现在研究的重点。 1 4 3 公共交通优先系统现有的研究成果 ( 1 ) 公交需求方面 对于交通需求及出行心理方面的研究主要有李林波等进行的出行者心理因素对公共 交通发展的影响，文章提出心理出行时间的概念，并从量化的角度对出行交通方式选择中 心理因素的作用进行分析进而指出城市公交发展过程中必须注意的几个问题。廖伟，帅斌， 贺政纲的交通运输系统供给需求特性研究。邵正宇，郑安文等的基于供需平衡的城市道路 和交通方式的最优匹配，以城市道路网络容量和城市交通需求的计算公式为基础，以城市 道路容量与城市交通需求之差的绝对值最小为目标，提出了实现供需平衡时城市道路和交 通方式匹配的优化数学模型等等。 ( 2 ) 公交专用道研究 国内主要有杨晓光等的学术专论对于对公交专用道的设置方式、形式、尺寸以及停靠 站的设计和交叉口处专用道的处理方法等进行了讨论，为我国城市公交专用道的设置与设 计提供一些参考。刘伟等通过对设置公交专用道的道路交通条件进行研究，分析了车道利 用率、饱和度和公交车流量与非公交车流量的影响建立了设置公交专用道的临界流量模 型，并探讨了影响临界流量的因素。此外还有陆建的公交专用道设置条件研究。张卫华、 黄艳君等的对于公交专用道设置标准的研究。杨路的关于公交专用车道设立的可行性研 究。周智勇、王炜等的关于公交专用道规划的若干思考等等： ( 3 ) 公交停靠站的设置 一 葛宏伟、王炜、陈学武、梅振宇等的城市公交停靠站规划设置方法综述。王扬等的对 于城市公交专用道中停靠站的设置与设计，对公交专用道中停靠站的站距、位置和形式进 行了详细的探讨。彭庆艳、杨东援的公共汽车中途站停靠时间模型，在构建基本模型的基 础上，针对时间、地段等不同因素，用系数对基本模型进行修正，给出了修正系数的求值 方法以及推荐取值范围，并针对公共汽车等待、数次停靠等情况给出了模型的变化形式等。 ( 4 ) 信号交叉口公交优先 这方面的研究主要有邵俊、杨晓光、史春华等以智能交通运输系统的背景，研究了部 分锯齿形公交优先进口道的交通设计与分析，包括信号设置、延误和通行能力计算、社会 车辆在预先信号停车线处的排队长度计算以及锯齿形公交进口道的尺寸设计等内容。张卫 华在分析公交优先感应信号控制交叉口车辆延误的计算方法的基础上，探讨了公交优先感 应信号控制以车总延误最小为配时优化目标的传统方法的不足，提出了以交叉口减少的人 总延误最小为优化目标，以保障交叉口其余相位车辆能正常通行为约束条件的公交优先感 应信号控制配时优化方法。此外还有郑长江、陈淑燕、王炜等的交叉口公交优先通行方案 的物元分析评价方法：杨晓光等的信号控制交叉口公共汽车优先信号确定方法研究等。 1 5 论文的主要内容及目标 在大力推行公交优先的同时，目前大量研究成果主要是从公共交通优先系统中“路” 的角度来考虑的，而对于公共交通系统中的“人”( 交通出行者、驾驶员和管理者) 和“车” ( 具有节能、环保、舒适的公共交通工具) 考虑的较少。此外在“路”的理论中现有的理 论成果还处于逐渐成熟和完善阶段，缺乏系统性，还处于探索阶段，存有诸多不足。主要 表现为：城市道路规划、设计与建设过程中对线网优化考虑的较少，主要是根据现有空间 进行建设的，而且大多没有将公交专用道纳入其中考虑；在公交优先技术方面运用的较多， 但是存有在设置公交专用道的路段选择上存在一定的盲目性等问题。大多数城市在设置时 主要选择在公交车流量较大的主干道上，将最外侧的车道划出来作为公交专用道，而公交 专用进口道和交叉口信号优先方面目前运用的很少；而目前一些学者提出的公交线网优化 和公交枢纽的研究也仅仅是对未来发展提出的，大多数还尚未落实。 本论文的主要内容就是从常规公共交通优先通行技术层面展开的，主要从构成常规公 共交通系统的“人车”“路”三个方面进行公交优先发展探讨。 对于“人”的方面，主要从公交出行者( 即公交需求者) 的方面进行分析，依托耗散 结构理论的模式，对出行者在公交优先通行的前提下对道路交通造成的影响进行分析。 “车”的方面主要是从出行的机动车辆所造成的交通拥挤、出行成本和环境能源方面 进行分析，提出效用函数模型，并运用经济学方面的思想理念从宏观上对在公交优先的大 环境下分析应采取的对策。 “路”的方面，由于公交线网优化也是较大的一部分理论，限于论文的时限及篇幅， 7 本论文中不予深入研究，论文主要是针对现状公交优先设施在设置上的缺陷，以及是否缺 乏科学的论证和标准规范方面进行分析。因为一些城市道路在设置公交专用道后，存在该 路段非公交车交通过度拥挤和相连道路交通混乱，因而不得不取消该公交专用道的现象。 在分析现有学者对于公交专用道、公交专用进口道等方面理论研究成果的基础上分析并探 讨了公交专用道的设置方式、条件及设置依据等。在交叉1 ：3 上的公交优先措施主要有设置 公交专用进e l 道、专门的公交车相位、公交车优先排队与通行措施等，并对其设置前后进 行效益评价。同时论文还对公交站点设计加以总结和综合，对其的设置依据和标准进行统 一规范，从而给出常规公共交通系统优先的系统理论。 本论文分理论研究和实例两部分，理论探讨的目的就是通过对这几个方面进行的研 究，分析并总结采取各项措施的设计依据与方法，同时对其产生的效益进行评价。实例部 分是在理论研究的基础上，通过对内蒙古呼和浩特市的公共交通系统进行的调查及其现状 分析的基础上，运用本研究的理论进行分析，提出在市内进行公交优先方案的可能性与可 行性。 本论文预期达到以下的目标：通过对公共交通系统中三个要素“人”、“车”、“路”的 系统分析与研究进行公交优先设计，在“人”的方面主要是从公交需求者的角度出发分析 出行者的出行心理和行为动机( 选择公共汽车还是小汽车出行) 对整个城市的交通所带来 的影响，提出在优先发展公共交通的理念下，公交需求者的出行选择对于公交优先的落实 以及从根本上改善城市交通环境的重要性。在“车”的方面主要是探索有利于保护环境和 节约能源的现代公共交通工具。在“路”方面主要是对公交专用道设计方法进行研究，着 重于不同类型公交专用道的特点及适用范围；对公交道设计标准进行定性与定量的分析， 得出设置公交专用道应考虑的因素和条件，并给出公交专用道的效益评价方法；通过对公 交专用进口道的研究得出与不同方式公交专用道相配合的公交专用进口道的设计理念和 方法以及提高专用进口道效益的评价方法；通过对现有公交停靠站点布设理论的总结给出 一套完整的设置方式。本论文各章节框架如图1 3 所示。 图1 - 3 论文各章节框架图 2 以“人”为本的公交优先设计 发展城市公交的最终目标究竟是什么? 长期以来，政府和技术人员认为是确保城市车 辆的畅通运行。事实上，发展城市公交的最终目标是以人为本，方便市民的出行，改善人 民生活水平，从而间接的减少出行用地空间，缓解交通拥堵，改善城市交通环境，节约能 源。落实公交优先的关键在于公交参与者即公交决策者和乘客观念的转变：一方面，政府 应制定现实可行的公交发展长期规划；其二，以公交自身魅力吸引乘客使用公共交通。这 是因为城市公交的主体是人，因此它的发展不仅仅是个技术问题，更是一个关于人的问 题。为了增强公交的吸引力，技术固然重要，可“人本主义”的思想更应得到集中的体现： 公交站点的设置、候车亭的设计、车辆的良好性能、乘车的服务水平等等，都应从能够满 足人们使用的便捷、舒适、灵活性等方面出发。 对于公交供给者( 公交决策者) ，其行为直接受到国家政策、地方政策、相关规范、 法规等的影响，因此本论文中在公交优先系统设计方面，。对于其中“人”的要素的考虑， 笔者主要从公交使用者的方面进行了探讨，并以耗散结构理论为依托运用生物物种竞争的 竞争模型对于出行者采用公交出行和小汽车出行状况进行分析，给出在公交优先的环境下 出行者应转变的观念和心理因素以及在此环境下公共交通状况应如何进行改善。 2 1 城市交通需求分析 就交通需求而言，从宏观上来讲是国家的经济水平对其的刺激，从而增加交通需求： 从微观方面则是具体到出行者中h 的每一个个体而言的出行心理、出行目的和动机。下面从 这两个方面进行分析。 2 1 1 社会经济的增长对交通需求的影响 目前随着我国社会经济的不断发展，在国民生产总值稳步增长的情况下，人民的生活 水平有了很大的提高，2 0 0 3 年我国g d p 总量为1 1 7 万亿元，相当于1 4 万多亿美元，人 均约9 1 4 0 元( 1 0 9 0 美元) 。我国下一个发展目标是人均g d p 达到2 5 0 0 0 元( 约3 0 0 0 美 元) ：即达到全面建设小康社会的经济发展目标。根据美国、日本、韩国等发达国家的经 验，人均g d p 达到1 0 0 0 美元是个重要战略新起点，因为人均g d p 一旦突破1 0 0 0 美元大 关，国民将加快走向富裕的速度，居民的消费结构将进一步转型1 3 6 1 。即人们的消费结构 由以前的仅仅解决温饱问题过渡到了现今的饮食营养合理、衣着消费向时装化、名牌化、 个性化发展，同时对于医疗保健消费、交通通讯消费、娱乐教育消费、旅游消费以及住房 条件的改善也有了很大层次上的提高。 人均g d p 从1 0 0 0 美元到3 0 0 0 美元水平世界主要国家和地区的居民消费结构发生了 较大变化，呈现有升有降的特征( 见表2 一1 ) 。 由表可见交通与通讯随g d p 的增加增长幅度最大，这也是为什么我国在我们的思想 理念、基础设施以及管理方式还没有准备好的情况下，出现了当今出行机动化势不可挡的 趋势，随之出现的严重城市交通捐堵也是必然的。 9 表2 - 1 世界1 7 个国家和地区1 0 0 0 美元、3 0 0 0 美元阶段 居民消费支出平均构成和变化情况单位： 注：根据国家统计局简明统计资料整理，分析样本为美、法、德等1 7 个国家和地区 我们可以将社会对交通运输系统的需求分为两类： ( 1 ) 基本运输需求 基本运输需求是最基础层次上的运输需求，也就是简单地达到运输的目的，即实现货 物和旅客空间位置上的移动。 ( 2 ) 高级运输需求 高级运输需求是建立在基本运输需求之上的较高级的需求，即要求车辆具有较高性 能，人的出行更便捷、更经济、更舒适以及服务水平更好等等1 3 5 j 。 在目前我国人们对交通需求由基本运输需求向高级运输需求过渡的过程中做好对需 求的研究分析工作，并做出相应的措施来缓解城市交通的堵塞具有非常重要的意义，也是 对公交优先系统实施的进一步完善。 2 1 2 交通出行者心理因素对交通需求的影响 在本文中的交通出行主要是指采用机动车出行的城市居民，而且在这里我们把机动车 主要划分为大载客量的公共汽车和小载客量的小汽车。人们出行对于公交车或小汽车的选 择主要有以下几个决定因素： ( 1 ) 时间的节约 乘客出行的目的是生产、生活和工作的需要，因而时间的节约直接或间接地与乘客经 济上的得失有关；其次，出行时间占用的多少与疲劳、苦闷等精神上的不适成正比，且具 有边际疲劳递增的现象，因此追求尽可能少的时间占用是客观存在的事实。此外，还应该 考虑不同出行工具的时间比较价值( 票价之差与时间之差的比值) 以及时间评定价格( 即 乘客每小时可获得的收入水平) ，即对于不同的个体由于其文化程度、从事的工作性质不 同，在单位时间内的收益亦不相同，通俗来讲，即有的人挣钱用天或月来计，而有的时间 价值大的则按照分钟甚至是秒来计。由于公共交通的低速度花费时间较多，在此情况下， 出行者就要根据自身的时间评定价格进行权衡，选择合适的交通工具。 ( 2 ) 行车的准时性 准时性主要表现为对准时到达目的地有较高的要求，如学生、上班族。不能准时到达 不但会耽误学习和工作，同时别人对其自身时间观念性弱的衡量依据。 1 0 ( 3 ) 乘坐的舒适性 所谓舒适性就是人们在出行中对于体力的消耗多少的程度。曲于人们生活水平的提 高，出行不单单是达到到达目的地的目的，同时也要求途中的安全和舒适。有关研究表明。 人们出行时有心理出行时间这一心理，即在同样的出行时间下，在舒适性较差时会造成人 们感觉时间的增加的心理感知，因此提高公交的舒适性同样非常重要。 ( 4 ) 出行者身份的体现 在我国现今的观念下，好多人认为挤公交车意味着经济能力和社会地位不高。造成好 多人盲目的追求，也加入到有车族的行列，这是造成了现今交通拥挤的一大原因。 ( 5 ) 出行费用 由于人们生活水平的提高，不再会仅仅从为了省钱的角度来考虑出行工具，从交通需 求弹性的角度来考虑，则是现今人们外出在费用上的价格弹性较之以前的有了很大程度上 的减小，也就是乘车价格不如以前影响大，致使很多人会选择方便、快捷、舒适的出租车 或购买私家车。 2 2 公交车一小汽车出行需求竞争模型的建立及分析 2 2 1 耗散结构理论的介绍 耗散结构理论是比利时科学家普利高津( i p r i g o g i n e ) 通过对远离平衡的物理现象的 研究，经过十几年的努力于1 9 6 9 年创立的。普利高津提出：一个远离平衡的开放体系， 通过与外界交换物质和能量，在外界条件变化达到一定阂值时，能从原来的无序状态变为 时间、空间或功能的有序状态，这种非平衡条件下的、稳定的、有序的结构称为耗散结构。 该理论有四个基本条件：即开放系统、远离平衡态、涨落现象、非线性相互作用【4 0 j 。 众所周知，城市是一典型的耗散结构系统，而城市道路交通系统是其子系统。城市与 外界的能量和物质的交换，大部分是通过城市道路交通系统来完成的，城市道路交通系统 中的元素( 如：机动车) 是其能量、物质交换的载体。更重要的是，城市道路交通系统也是 满足耗散结构三个条件的耗散结构系统，具体体现在： ( 1 ) 远离平衡态 所谓交通系统平衡态是指在城市道路交通系统中，各个交通分区的出行者出行数量不 再增加或减少，出行者都是按照用户均衡条件来选择出行路线。但实际中，各个交通分区 的出行者数量在不断地增加或减少，其交通流在某个用户均衡条件下运行只维持短暂的时 间，大部分时间用户均衡条件在不断地变化，处于一种混沌的非线性状态；此外城市公共 交通系统远离平衡态，还体现为城市公共交通系统的促进城市公共交通系统发展的动力因 子之间的关系不是线性的，如城市公共交通模式与城市土地利用结构，城市人口分布以及 规模之问的关系不是线性的。 ( 2 ) 城市公共交通系统是一个开放系统 没有一个城市公共交通系统可以完全通过本身来提供自己所需要的物质、能量和信 息，同时又能消化自己所产生的附属产品，就像所有生物进化系统都是开放系统一样，城 市公共交通系统不可能是一个孤立系统了，只有开放，城市公共交通系统才能不断发展； 否则，就将走向灭亡。 ( 3 ) 城市公共交通系统内部各子系统之问的相互作用是非线性的 开放的城市公共交通系统是由五个子系统组成，城市公共交通系统各个系统之间都存 在着相互制约、相互促进作用。如城市公共交通生存支持系统和其他四个子系统之间：城 市公共交通生存支持系统的健康运行使其他四个子系统有了更好的发展基础，四个子系统 的良好发展又会反过来促进城市公共交通生存系统的发展，这是一种复杂的正反馈作用， 这些相互作用既促进又限制，呈现出复杂的城市公共交通发展状况。如城市公共交通对城 市交通环境容量和城市交通承载力的影响就是一种非线性作用，它影响城市公共交通生存 系统的发展，也影响城市公共交通系统的可持续发展。城市公共交通系统的健康运行会促 进交通环境容量的健康使用以及城市交通承载力良性循环，而交通环境容量的健康使用和 城市交通承载力良性循环又会反来引导城市公共交通系统的健康发展。但如果城市公共