（交通运输规划与管理专业论文）城市快速公交停靠站点优化设计方法研究.pdf

摘要 摘要 快速公共汽车交通是目前世界上成功推广的一种新型公共交通方式。对于快速公交系统而言， 停靠站点是影响系统运行可靠性的重要瓶颈，快速公交停靠站点的优化设计关系到快速公交系统的 服务水平和运行效率。 论文借鉴国内外成功b r t 系统的经验，运用常州快速公交的调查数据，理论和实际相结合。在 分析我国城市快速公交系统基本特征的基础上，以满足乘客需求为目标，在比较分析、综合优化的 基础上，研究了快速公交停靠站点的布局、设置和设计的优化技术方法。 论文首先针对我国城市的特点，在分析乘客需求的基础上提出我国城市快速公交系统应该具备 的三个基本特征，即专用的路权、充足的运力和采用车外售检票技术。根据快速公交停靠站点的功 能、车道位置、设置位置和站台型式将b r t 站点进行分类。 对影响快速公交停靠站点优化设计的三个特征指标，站点车辆停靠时间，站点饱和度和系统运 力进行研究，结合常州b r t 现状，分析了目前常州b r t 的指标数据。 对宏观层面的快速公交停靠站点站距优化，以及中观层面的站点选型和选址优化进行研究。通 过v i s s i m 仿真，重点研究了b r t 站点交叉口不同选址的效果和优化方法。 微观方面，研究了快速公交停靠站点的站位数、站宽和站长的优化设计方法，用v i s s i m 模拟了 无超车道、有超车道、子站停靠三种停靠位组织方式的效果和不同停靠位组织方式车均延误随站点 饱和度的变化规律，对b r t 站点的收费系统、车辆一车站界面、信息化和人性化设计等微观方面进 行了优化研究。 关键词：快速公交、快速公交停靠站点、乘客需求、停靠时间、站点饱和度、系统运力、延误、优 化技术 a b s t r a c t a b s t r a c t b u sr a p i dt r a n s i ti san e wm o d eo fp u b l i ct r a n s p o r ti nt h ew o r l d f o rb r ts y s t e m ，b r ts t a t i o ni sa n i m p o r t a n tb o t t l e n e c kw h i c ha f f e c t st h er e l i a b i l i t yo ft h es y s t e m o p t i m i z a t i o nd e s i g no fb r ts t a t i o ni s r e l a t e dt ot h es e r v i c el e v e l sa n do p e r a t i o n a le f f i c i e n c yo ft h eb r t s y s t e m t h ed i s s e r t a t i o na n a l y z e st h el a y o u t ，s e t u pa n dd e s i g no p t i m i z a t i o nt e c h n i q u e so ft h eb r ts t a t i o ni n o r d e rt om e e tp a s s e n g e rd e m a n dt h r o u g hd r a w i n go nd o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a le x p e r i e n c eo fs u c c e s s f u l b r ts y s t e m s ，u s i n gt h es u r v e yd a t ao fb r ti nc h a n g z h o u ，c o m b i n i n gt h e o r ya n dp r a c t i c e ，b a s e do nt h e b a s i cc h a r a c t e r i s t i c si nt h ea n a l y s i so f u r b a nb r ts y s t e m a f t e ra n a l y z i n gt h ec h a r a c t e r i s t i c so fo u rc i t i e sa n dp a s s e n g e rd e m a n d ，t h et h e s i sp o i n t so u tt h a t c h i n a sb r ts y s t e ms h o u l dh a v et h r e eb a s i cc h a r a c t e r i s t i c s ：t h er i g h tt ot h ee x c l u s i v eu s eo ft h er o a d , a d e q u a t ec a p a c i t ya n dt h eu s eo f t h ev e h i c l ea f ct e c h n o l o g y t h e ni tc l a s s i f i e st h eb r ts t a t i o n st h r o u g h s t a t i o nf e a t u r e s ，d r i v e w a yl o c a t i o n ，s t a t i o nl o c a t i o na n ds t a t i o nt y p e t h et h e s i sd i s c u s s e st h et h r e ei n d i c a t o r s ，b u ss t o p p i n gt i m e ，s t a t i o ns a t u r a t i o na n ds y s t e mc a p a c i t y , w h i c hi m p a c tt h eo p t i m i z a t i o nd e s i g no fb r ts t a t i o n t h r o u g ht h es t a t u so fb r ti nc h a n g z h o u ，t h e d i s s e r t a t i o na n a l y z e st h ec u r r e n ti n d i c a t o r s t h ep a p e rs t u d i e st h es t a t i o ns p a c i n go nt h en l a c r ol e v e la sw e l la st h es t a t i o ns e l e c t i o na n dl o c a t i o no n m e s o - l e v e l b yv i s s i ms i m u l a t i o n ，i tp r o v e st h ee f f e c t i v e n e s sa n do p t i m i z a t i o ni nd i f f e r e n tl o c a t i o no f b r ts t a t i o ni ni n t e r s e c t i o n s i nm i c r o s c o p i cp a r t ，t h em a i np r o b l e m sa r ed i s c u s s e da b o u tt h es t o p s ，t h ew i d t ha n dt h el e n g t ho ft h e s t a t i o n t h ed i s s e r t a t i o nu s e sv i s s i mt os i m u l a t et h ee f f e c t i v e n e s so ft h et h r e es t o po r g a n i z a t i o na n dt h e d e l a y s a l s o ，t h ep a p e rs t u d i e st h ec h a r g es y s t e m ，v e h i c l e s - s t a t i o ni n t e r f a c e ，i n f o r m a t i o na n du e r - f r i e n d l y d e s i g n k e yw o r d s ：b u sr a p i dt r a n s i t ；b r ts t a t i o n ；p a s s e n g e rd e m a n d ；s t o p p i n gt i m e ；s t a t i o ns a t u r a t i o n ； s y s t e mc a p a c i t y ；d e l a y ；o p t i m i z a t i o nt e c h n i q u e s n 东南大学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： 。孓。 东南大学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：瞟阻日期： f 第一章绪论 1 1 研究的背景及意义 第一章绪论 我国大、中城市目前普遍存在着交通拥挤、交通事故频繁和环境污染等问题，“优先发展公共交 通”是解决当前中国城市交通问题的必由之路。由于中国城市交通的复杂性和交通组成的多样性， 城市公共交通并没有获得实质的时空优先权，加之公共交通资金缺乏，公交服务水平和运营效率无 法得以提高，公交方式相对个体方式的竞争力正在下降。同时，随着城市规模的扩大、城市人口的 增长，公交需求也在日益增长。仅凭常规公交己难以满足居民出行对快速性、舒适性、可靠性等方 面的要求。而轨道交通投资庞大、建设周期长，难以在短期内解决中国众多城市已经存在的严重交 通问题。因此，加快建设具有大运量、准时、快捷等优点的城市快速公交系统已成为社会各界的共 识。 快速公共汽车交通( b u sr a p i d t r a n s i t ) n 】简称快速公交，英文缩写为b r t 。b r t 是目前世界上 成功推广的一种新型公共交通方式。其投资及运营成本比轨道交通低，而运营效果接近于轨道交通， 是一种服务介于轨道交通和常规公交之间的交通方式。由于各城市的特点不同，b r t 表现形式也就 不尽相同，因而，对b r t 的定义不同的组织、国家有不同看法。目前，国内外主要的几种b r t 定 义如表1 - 1 所示。 表1 1 国内外主要的b r t 定义 国家、组织 定义 美国联邦交通部 b r t 是一种结合了轨道交通的品质和公共汽车的灵活性的快速 ( f e d e r a lt r a n s i ta d m i n i s t r a t i o n , 交通运输方式。 ( r a p i dm o d eo ft r a n s p o r t a t i o nt h a tc a nc o m b i n et h eq u a l i t yo fr a i l 盯a ) t r a n s i ta n dt h ef l e x i b i l i t yo fb u s e s ) b r t 是一种灵活的、采用橡胶轮胎的快速公共交通方式，并整合 公共交通合作研究组织 车站、车辆、服务、运行道路和智能交通系统等元素为一个具备 ( t r a n s i tc o o p e r a t i v er e s e a r c h 鲜明识别形象的综合系统。 ( b r ti saf l e x i b l e ，r u b b e r - t i r e df o r mo fr a p i dt r a n s i tt h a tc o m b i n e s p r o g r a m ，t c r p ) s t a t i o n s ，v e h i c l e s ，s e r v i c e s ，r u n n i n gw a y s ，a n di t se l e m e n t si n t oa n i n t e g r a t e ds y s t e mw i t has t r o n gi d e n t i t y ) b r t 是一种通过道路或车道行驶权的专用化，利用公共汽车技术 德国海外技术援助机构 而不是轨道车辆技术来模仿轨道交通系统的速度和性能的公共 ( g e r m a no v e r s e a st e c h n i c a l 交通系统。 ( am a s st r a n s i ts y s t e mu s i n ge x c l u s i v er i g h to fw a yl a n e st h a t a s s i s t a n c ea g e n c y , g t z ) m i m i ct h er a p i d i t ya n dp e r f o r m a n c eo fm e t r os y s t e mb u tu t i l i z eb u s t e c h n o l o g yr a r h e rt h a nr a i lv e h i c l et e c h n o l o g y ) b r t 是一种综合的基于公共汽车的“快速”公共交通系统，采用 全国快速公交协会 高度灵活的服务和先进的枝术来减少延误和方便乘客。 ( n a t i o n a lb u sr a p i dt r a n s i t ( b r ti sa ni n t e g r a t e db u s b a s e d “r a p i d ”t r a n s i ts y s t e mt y p i c a l l y i n s t i t u t e ，n b r t i )u t i l i z i n gh i g h l y - f l e x i b l e s e r v i c ea n da d v a n c e dt e c h n o l o g i e st o i m p r o v ec u s t o m e rc o n v e n i e n c ea n dr e d u c ed e l a y s ) 国际能源基金会b r t 是利用改良型的公交车辆，运营在专用道路空间上，保持轨 ( i n t e r n a t i o n a le n e r g yf o u n d a t i o n ， 道交通运营性能且具备普通公交灵活性的种快捷的公共交通 i e f ) 方式。 国际运输与发展政策研究中心b r t 是一种高品质、坚持以乘客为本的公共交通系统，能够提供 ( i n s t i t u t ef o rt r a n s p o r t a t i o n & 快捷、舒适、经济的城市交通服务。 d e v e l o p m e n tp o l i c y , i t d p ) ( b u sr a p i dt r a n s i ti sh i ：曲q u a l i t y , c u s t o m e r - o r i e n t a t e dt r a n s i tt h a t 东南大学硕士学位论文 d e l i v e r sf a s t ，c o m f o r t a b l ea n dl o w - c o s tu r b a nm o b i l i t y ) 利用公交车运行在完全或部分专用路权的道路上，以轨道交通的 中国台湾 运营方式提供快速、弹性、低成本的客运服务。 利用现代化大容量专用公共交通车辆，在专用的道路空间快速运 中国建设部 3 8 号文1行的公共交通方式，具有与轨道交通相同的运量大、快捷、安全 等特性，而造价和运营成本相对低廉。 中国建设部以大容量高性能公共汽车沿专用道按班次运行，有智能调度系统 【城市公共交通工程术语标准】和优先通行信号系统的中运量快速客运方式。 这些定义有的比较概括抽象，如f l a _ 、i t d p 和n b r t i 的定义：有的比较具体，如t c r p 和中 国建设部的定义；有的介于两者之间，如g t z 、i e f 和中国台湾的定义。抽象的定义突出了系统的 特性和服务质量，具体的定义除包含系统的特性和服务质量外，还有系统的组成要素。无论是哪种 定义，都突出了b r t 的两大特点：公共汽车交通的载体和轨道交通的品质。也可以说，后者是b r t 系统的目标，前者是实现系统目标的手段或途径。总之，快速公交系统( b r t ) 是一种兼具公共汽 车交通和城市轨道交通优点的现代化的公共交通方式。 今天，b r t 的概念变成了城市寻求最佳成本效益的交通运输解决方案。随着越来越多的b r t 系 统修建，无疑系统形象和建筑方面将得到不断改善。然而，b r t 系统的重点是乘客服务，这依然是 其基本特征。发展了高品质b r t 系统的城市，例如波哥大，布里斯本。库里蒂巴、渥太华，瓜亚基 尔和卢昂，这些系统都显著表示出，系统的最终目的是为了迅速，高效，低成本地实现人的流动， 而不是依靠小汽车。 快速公交系统的组成，不同的组织、国家也有不同的看法，一般来说，快速公交系统有七大主 要组成部分：车道、车站、车辆、服务、线路结构、票务系统、智能交通系统。 北美、澳大利亚、欧洲和南美一些城市快速公交系统建设的成功经验给了我们重要的启示。我 国北京、杭州、常州的快速公交线路已投入运营，同时也有不少城市已有引入城市快速公交的计划， 快速公交的作用在我国日益得到重视。 然而，在快速公交被我国城市空前重视的今天，城市快速公交的规划决策却具有相对的盲目性 和困惑性，缺乏明确的目标和系统的理论指导。快速公交的资源配置是快速公交系统的重要组成部 分，其中，快速公交的停靠站点是乘客和快速公交服务的最基本的联系纽带，是快速公交系统实现 其服务必不可少的重要环节。同常规公交一样，快速公交系统的车辆必须在停靠站点停靠实现其对 乘客进行服务的目的，乘客也必须在此上下车实现其出行的目的。但是，快速公交系统不同于常规 公交，仅仅了解快速公交和常规公交停靠站点的相似之处是远远不够的，目前的研究对快速公交停 靠站点的供给特点把握不清，对快速公交停靠站点的客流需求特征把握不准，致使快速公交系统的 停靠站点优化设计、规划决策具有相对的盲目性，缺乏系统的理论指导。 对于快速公交系统而言，停靠站点是影响系统运行可靠性的重要瓶颈，因此，快速公交停靠站 点的优化设计关系到快速公交系统的服务水平和运行效率。本论文旨在研究快速公交停靠站点的优 化设计方法，并探讨其对改善快速公交系统的影响。本研究有利于指导城市化进程中的快速公交系 统建设，为快速公交停靠站点的优化设计指明方向。对快速公交系统的资源优化配置具有十分重要 的理论和现实意义。 1 2 国内外研究概况 1 2 1 国外研究概况 对城市常规公交停靠站点的相关研究：r o d r i g of e r n a n d e z ( 2 0 0 1 年) 在文献2 1 中以美国通行 能力手册为基础，充分考虑了公交的运行特性、上下游交叉口的交通状况等诸多影响因素，改进 2 第一章绪论 了计算公交停靠站通行能力的方法。 s t e v e ni c h i e n 等( 2 0 0 2 年) 在文献【习中，基于公交乘客到达站点时间最短和最便捷为目标，研 究给出了城市某一路段的平均站距优化模型。 s a m y a g a r 等( 1 9 9 1 年) 在文献【4 】中，根据信号交叉1 3 的信号控制配时、公交车辆到达时间等定 性分析了在不同情况下，交叉口上游站点的公交车辆停靠对信号交叉口交通延误的影响。 h e r b e r ts l c v i n s o n 等在文献【习中定性讨论了当公交停靠站不能满足公交车辆停靠需求时，出现 的排队长度及其对路段和交叉口通行能力的影响。法国的m a r y v o n n ed e j e a m m e s 等在文献 6 1 中基于 解决低地板公交车在公交停靠站停靠时不便，通过对这种公交车辆在港湾式停靠站的停靠能力和停 靠特征的调查，对公交停靠站和公交停靠导向系统提出了改良设计方案，以确保公交车辆停靠时与 站点之间的间距尽量小，从而保证乘客安全、快速的上、下车。 对城市快速公交系统的相关研究：美国的交通研究委员会( t r b ) 于2 0 0 3 年发布了关于快速公 交的研究报告( t r a n s i t c o o p e r a t i v e r e s e a r c h p r o g r a m r e p o r t 9 0 ) 。该报告共分两册，第一册名为“b u s r a p i d t r a n s i t v o l u m e1 ：c a s es t u d i e si nb u sr a p i d t r a n s i t ”( 文献【7 】) ，该分册介绍了北美、欧洲、南美 和澳大利亚等2 6 个城市的快速公交系统，每个案例都从机构安排、系统设计、运营情况、效益费用 等方面进行阐述。第二册名为“b u sr a p i dt r a n s i tv o l u m e2 ：i m p l e m e n t a t i o ng u i d e l i n e s ”( 文献博j ) ，该 分册对快速公交运营所需的公交专用道、站台、交叉口优先信号、车辆、智能公交技术等进行了详 细的论述，是快速公交的实施指导手册。 德国技术合作公司g t z 在2 0 0 3 年发布了快速公共汽车运营系统资料手册( 文献p j ) ，介绍 了快速公交系统规划的内容，包括规划前期分析、确定走廊线路位置、车站保养厂设计、智能公交 和车辆技术与用地规划结合以及财务计划等。2 0 0 4 年g t z 公司发布了快速公交规划指导报告 ( 3 c 献【l o j ) ，该报告将整个规划过程分为十个部分，分别是前期准备、资料分析、听取公众意见、运 营管理、财务计划、设施建设、采用先进技术、与其他交通系统整合、项目影响分析和实施计划等。 2 0 0 7 年g t z 公司发布了新版的快速公交规划指导报告( 5 c 献【l l 】) ，对快速公交规划进行了更为 详细的阐述。 对城市快速公交停靠站点的相关研究：k h a l e de a b d e l g h a n y 在文献【1 2 】中中提出了一种动态交通 分配模拟建模的框架，用以在城市交通网络中评估和规划快速公交设施。该模型中考虑了公交专用 道、大站快车服务、交叉口信号优先以及站点设置等因素，对于评估快速公交运营有着较好的效果。 n i c o l a se s t u p i n a n 等在文献【1 3 】中研究了城市形态和b r t 站点布设之间的关系，作者以波哥大成 功的b r t 系统为研究对象，发现b r t 停靠站点周围的步行环境以及对小汽车的限制和b r t 的高效 运行有重要的关系。 r o d r i g oa l b e r t od ec a s t i l h o 在文献【1 4 】中针对快速公交站点的客运能力建立了数学模型，并进行了 仿真模拟研究。作者发现快速公交站点需求的随机性对站点的客运能力有很大程度的影响，建议在 系统设计阶段要做类似的分析研究。 1 2 2 国内研究概况 对城市常规公交停靠站点的相关研究：东南大学的王炜、杨新苗等人在其著作【1 5 】中专门研究了 城市公交场站的规划方法，提出了一种基于所有乘客出行时间最小的站间距优化模型，同时还讨论 了设置多个同名站点时公交停靠站的通行能力计算方法。 同济大学的王茜和杨晓光在文献【i6 1 ，通过对公交到达停靠站时间的分类，较好的分析、建立了 交叉口上游公交车辆停靠与交叉口延误的理论模型，但也仅限于进口单车道，不允许超车的情况。 南京林业大学的韩宝睿等在文献【1 7 】中，在对南京市公交停靠站的交通调查的基础上，对港湾式车 站造成的拥挤及安全问题进行分析，总结了缓解延误和减少安全隐患的一些方法和措施。并针对车 3 东南大学硕士学位论文 站的几何设计，提出了一些建议和看法；同济大学的杨晓光等在文献【lg 】中，针对常规公交停靠站的 不足，提出双港湾式公交停靠站，利用横向拉伸缩短站台长度，规范公交车辆在停靠站有序停靠， 从而提高站台利用率和减少乘客站内和站间的换乘距离。 东南大学的李娜、陈学武在文献( 1 9 1 中通过对南京中心城区典型公交停靠站的调查，对调查数据 进行线性和非线性回归分析，分别建立了计算公交停靠站站长的回归模型，并对参数进行了标定。 东南大学的葛宏伟在其博士论文【2 0 】中，通过大量、细致的调查分析，在总结公交运行、停靠特 征规律的基础上，探讨了路段与交叉1 ：3 不同类型的公交站点车辆停靠与其他交通流之间的相互作用 和影响机理，建立了路段及交叉口不同类型公交站点车辆停靠延误模型及公交停靠对其他交通流延 误和道路通行能力的影响模型，在比较分析、综合优化的基础上，研究公交停靠站的布局、设置和 设计的优化技术和方法。东南大学的吕林在其硕士论文【2 l 】中，分析了宏观层面的等级结构和合理站 距优化、中观层面的选址优化以及最后微观层面的单体交通设计优化，重点研究在结合站点中观层 面选址优化的基础上，对微观层面的优化设计，例如，站台选型与站点通行能力、站台规模等研究， 站点设施细部优化设计等等。 对城市快速公交系统的相关研究：西南交通大学的王波在其硕士论文1 2 2 】中，首先基于b r t 系统 特性分析和我国城市环境及交通特点，从交通需求、机动车通行条件和路网条件系统地探讨了b r t 设置的可行性以及在我国应用的适应性。接着从我国现况出发，侧重对b r t 的四个核心模块- b r t 专用道、路口b r t 优先、b r t 停靠站和b r t 车辆展开研究。最后，就b r t 与普通公交线路分离的 情况，对普通公交线路调整和运营调整进行了初步探讨，研究对b r t 在我国城市的应用和发展具有 一定参考价值。 河海大学的黄晓强在其硕士论文【2 3 】中，对在公交专用道建设过程中的一些问题进行重点分析， 特别是公交专用道形式的选择( 路中式和路侧式公交专用道的比较) ，公交专用停靠站( 设置在进口 道和出口道的) 的选取，以及快速公交系统信号优先设计等。 在快速公交系统的通行能力方面，长沙理工大学的魏涛在其硕士论文【2 4 】中，从快速公交系统的 组成着手，对快速公交系统通行能力的影响因素、计算过程和优化方法进行了研究；昆明理工大学 的税文兵在其硕士论文【捌中，从公交专用道路段、信号交叉口公交专用进口道、公交停靠站三个方 面对快速公交专用道通行能力进行研究，分别提出了中央公交专用道路段通行能力计算模型和信号 交叉口中央公交专用进口道通行能力计算模型，改进了公交停靠站通行能力计算模型。 对城市快速公交停靠站点的相关研究：在快速公交停靠站点站距优化方面，长安大学的原永静 在其硕士论文【2 6 j 中，从分析我国城市发展现阶段土地利用的新特征入手，提出城市居民出行源点的 概念并围绕出行源点与快速公交车站布设关系的分析，得出二者之间作用纽带为“出行密度”这一 结论，并建立以经济学理论为基础、以对象成本最省为目标的快速公交车站布局优化模型，对快速 公交系统的站点布局优化i 口- j 题进行了研究：西南交通大学的杨远祥在其硕士论文【z 7 】中，重点研究了 b r t 站点的站间距优化问题和布置优化问题，建立了基于车辆行驶时间和配置车辆数的站间距优化 模型，分析了近端站台、远端站台和路段站台各自的优缺点以及上坡站台、水平站台以及下坡站台 这三种布置形式对车辆延误的影响以及影响程度：广东交通职业技术学院的武香林等在文献 2 8 1 中， 在研究了城市主干道交通流行驶特性的基础上，结合城市道路网及交通特性分析，城市主干道快速 公交( b r t ) 系统的交通功能及主干道沿线用地特征分析，提出了城市主干道快速公交( b r t ) 系 统规划布局的合理站距。 在快速公交停靠站点选址优化方面，同济大学的杨晓光等在文献【2 9 】中针对国内外常用的路边型 和路中型公交专用道布置模式，对比不同条件下公交车的车均延误差异，论证了公交专用道的最佳 位置，在此基础上，重点分析了路中型专用道的中途停靠站设置于交叉口进口道和出口道的2 种模 式，通过建立公交车车均延误模型及交通仿真分析，论证了停靠站的最佳布置位置；兰州交通大学 4 第一章绪论 的王相平等在文献【3 0 1 中对b r t 站点在路段纵向以及路段横向的设置位置做了定的探讨：同济大学 的吴志周等在文献【3 i l 中，以车均延误最小为目标，建立了停靠站最佳布置的选择模型，并对两个交 叉口和两个停靠站的实际案例进行计算分析，得出在信号优先协调控制方案下的停靠站最佳布置方 案。但是，现有研究没有突出快速公交与常规公交的区别，没有考虑站点饱和度和最大排队长度等 关键因素的影响。 在快速公交停靠站点的微观设计优化方面，南京林业大学的赵倩瑜在其硕士论文【3 2 l 中，对快速 公交系统的基础设施规划进行了研究，其中在b r t 站点方面，重点分析了b r t 中途站点的设置形 式，以及各种形式的适用范围、设置条件和优缺点：中国城市规划设计研究院的付晶燕等在文献【3 m 中结合我国城市交通的实际特征，以实现出行者、营运单位、城市交通系统三赢为目标，分析了b r t 站点的车辆停靠功能和乘客服务功能，对b r t 站点的长度和宽度进行了量化计算，并且总结了b r t 站点换乘衔接设计要素以及行人过街设施的设计要求；西南交通大学的王波在文献p 4 中，在分析公 交专用道上公交停靠特性的基础上，提出了基于公交到站概率分布的停车位计算方法。其中，重点 针对随机性到达情况，文章运用排队论和引入置信度提出计算模型，并通过示例说明了该方法的计 算过程；东南大学的张骏在其硕士论文【3 5 】中，对快速公交收费系统的规划方法进行了研究，提出了 收费系统整合实现的途径。 1 3 目前理论和应用研究的不足 国内外对快速公交停靠站点各方面的研究不足主要体现在以下三个方面： ( 1 ) 缺乏对我国城市快速公交系统基本特征的研究： 什么样的系统可以被认为是快速公交系统，我国城市应该发展什么样的快速公交系统，这是研 究b r t 的前提，目前的理论研究缺乏对我国城市快速公交系统基本特征的深入分析，没有理清快速 公交与常规公交的区别，致使研究对象不够明确。 我国对快速公交系统的研究刚刚起步，必须首先明确我国城市快速公交系统的基本特征，进而 才能针对快速公交停靠站点的特点做相应的优化设计方法研究。 ( 2 ) 缺乏快速公交系统下，对停靠站点优化设计方法的全面研究； 尽管国外在b r t 领域已有大量的研究成果，形成了丰富的运营经验，但由于国内外环境条件和 交通特点存在诸多差异，基于b r t 系统特性并针对国内交通特征研究b r t 的优化设计方法显得尤 为必要。 国内，一方面，缺乏对快速公交停靠站点优化设计方法的全面研究，现有的理论研究成果往往 只研究了b r t 停靠站点的某一方面，例如站点的布局和选址等等，没有各方面综合考虑：另一方面， 某些方面研究不够深入或缺乏研究，例如，现有对b r t 站点交叉口选址的研究，没有突出快速公交 与常规公交的区别，没有考虑站点饱和度和最大排队长度等关键因素的影响；b r t 站点站位数的传 统计算方法没有考虑站点饱和度的影响，缺乏不同停靠位组织方式下对车辆停靠效率的对比研究： b r t 停靠站点的站宽和站长没有考虑售检票区部分：缺乏对车辆一车站界面衔接的研究等等。 ( 3 ) 缺乏快速公交系统下，对停靠站点优化设计的效果研究 国内外对快速公交停靠站点的研究，大部分仅仅探讨了对停靠站点的优化设计方法，但具体优 化设计的效果如何，快速公交的服务水平和运行质量是否有所提高，适不适合我国城市快速公交的 发展，都没有给出明确的答案。 5 东南大学硕士学位论文 1 4 研究目的与主要研究内容 1 4 1 研究目的 本论文将以高等学校博士学科点专项科研基金项目“城市快速公交系统规划决策理论与技术研 究”为依托来开展研究，主要是希望通过借鉴国内外成功b r t 系统的经验，运用常州快速公交的调 查数据，理论和实践相结合，在分析总结我国城市快速公交和常规公交特征区别的基础上，以满足 乘客需求为目标，探究快速公交停靠站点车辆停靠时间、站点饱和度和系统运力等指标，在比较分 析、综合优化的基础上，研究快速公交停靠站点的布局、设置和设计的优化技术的方法。 1 4 2 主要研究内容与研究方法 基于目前的理论研究不足，本研究拟包括以下几个方面的内容： ( 1 ) 快速公交系统及其停靠站点特征分析 本部分在借鉴国内外成功b r t 系统的经验基础上，通过对常州快速公交调查的数据分析和乘客 需求特点，研究我国城市快速公交系统的基本特征，突出快速公交和常规公交的区别，奠定研究基 础。对快速公交停靠站点进行分类，明确研究目标。 ( 2 ) 快速公交停靠站点特征指标研究 站点车辆停靠时间包括车辆进出站和开关门时间以及乘客上下客时间，乘客的登降速度是制约 b r t 车辆站点停靠时间的关键因素，b r t 站点的收费系统和车辆一车站衔接界面等微观设计均会影 响站点的车辆停靠时问；站点饱和度是衡量快速公交车站设施供给和交通需求关系的重要指标，其 取值影响着b r t 停靠站点的选址、停靠泊位数量和站点长度等多方面的优化设计：b r t 系统的设计 运力大小决定了其对应的资源配置，系统的运力受站点停靠泊位数量、站点饱和度和车辆站点停靠 时间等因素影响。本部分通过借鉴现有理论和分析常州调查数据，对影响快速公交停靠站点优化设 计的车辆停靠时间、站点饱和度和系统运力等指标进行研究，分析评价目前常州b r t 站点的指标数 据，作为后续站点优化设计的基础和约束条件。 ( 3 ) 快速公交停靠站点站距、选型和选址优化 宏观层面，对快速公交停靠站点的合理站距进行研究。改变原有的在系统设计阶段就追求共赢 的优化目标，通过优先满足乘客需求从而做到乘客、企业和社会最终的共赢。以乘客总出行时间成 本最低为优化目标，综合考虑快速公交系统周边的用地性质，常规公交站点设置位置，步行、自行 车、公交换乘距离等影响因素，对b r t 站点的合理站间距进行优化。 中观层面，对快速公交停靠站点的选型和选址进行研究，比较分析快速公交停靠站点各种站点 类型和设置位置的优缺点及适用条件。针对现有理论的不足，在分析快速公交和常规公交交叉口选 址区别的基础上，运用计算机仿真软件，模拟研究b r t 站点的交叉口选址及效果。比较不同饱和度、 不同绿信比和不同线路运营模式条件下，b r t 站点交叉口的不同选址对b r t 车辆车均延误和最大排 队长度的影响，建立b r t 站点的交叉口选址方法。 ( 4 ) 快速公交停靠站点微观优化 微观层面，研究快速公交停靠站点的微观优化设计方法。改进b r t 站点站位数的传统计算方法； 模拟研究不同停靠位组织方式的效果，以及不同停靠位组织方式下车辆车均延误随站点饱和度的变 化规律；考虑包含售检票区部分的b r t 停靠站点的站宽和站长设计；对车辆一车站界面衔接进行研 究；对收费系统和信息化与人性化设计等进行探讨。快速公交停靠站点的微观设计决定了b r t 站点 的通行能力，进而决定了b r t 系统的运力和运行速度，微观设计的好坏还直接影响了乘客对b r t 系统的满意程度。 6 第一章绪论 1 4 3 论文的章节安排 论文研究的各部分内容既相对独立、又联系紧密， 之间保持相互关联，使论文形成完整严密的组织结构， 作为有机、统一体的组成部分，各研究内容 本论文章节结构关系如图1 1 所示。 图l - l 论文研究内容章节结构关系示意图 7 镕大学硕士学位论i 第二章快速公交系统及其停靠站点特征分析 2 1 快速公交系统特征研究 2 1 1 快速公交系统的特征 通过分析快速公交系统的特征，可以更好的了解快速公交的内涵快速公交系统的特征很多 其中，研究b r t 系统主要的关键特征对我国城市发展b r t 系统至关重要，袁2 - l 选取了快速公交系 统的一些特征。并对崮内外一些城市的系统做了比较。 表2 i 个城市快速公交系统特b 较 隔离的公交专用道 ， 车外售检票系统 ， 水平上下车 、 高容量的b r t 车辆 高峰时段运行时速大于2 0 k h ：a 77 站台设置和设计按乘客需求 ， 自动售检票系统 下一车辆到站实时显示 车站内的高质量乘客信息指示 公交线路和走廊的整合阿络 一半以上的车站拥有超车道 ? o ， 7 对比分析国内井最成功的b r t 系统，从中可以发现以下的优秀品质： 物理基础设施方面 有隔离的公交专用道路，主要位于道路中央，并覆盖城市主要的客流走廊； 线路和走廊网络的有效整合： 站台设置和设计保证方便、舒适、安全并可遮风挡雨： 站台和车辆地板平齐，乘客水平上下车； 丈容量高性能的车辆； 在起、终点站和换乘站具有完善的接驳服务设施； 运营特征： 城市主要o d 点问有频繁和快速的服务 走廊有足够的运力满足乘客需求 乘客快速上下车； 车外售票和检票系统： 线路、走廊和支线接驳服务的票务整合； 技术特征： 车辆低捧放、低噪音技术， 自动售票和检票技术； 第二苹快速公交系统及其停靠站点特征分析 i t s 技术广泛应用； 交叉口信号优先或相位分离技术： 服务特征： b r t 系统和其他城市交通方式换乘方便： 为弱势群体提供便利设施，如儿童、老人和身体残障人士等： 车站内和车辆内设置清晰可见的线路图、指示标志和实时信息显示屏等设施。 根据表2 1 和以上总结的b r t 系统特征可以看出，若把这些优秀品质都作为判断b r t 系统的标 准，世界上还没有完全符合所有优秀品质的b r t 系统。一般。公认哥伦比亚的波哥大和巴西的库里 蒂巴两个城市建成了比较完整的b r t 系统，但其实，接近完整的b r t 系统已有很多，例如厄瓜多 尔首都基多、哥伦比亚的佩雷拉、澳大利亚的布里斯班和加拿大的渥太华等城市的快速公交。这些 城市结合自身特点，都建成了适应本城市发展的b r t 系统。这些b r t 系统除了保证公交的专用路 权外，还具备以上至少两项优秀特征品质。 对于一个特定条件的城市来说，应该发展与自身城市相适应的b r t 系统，每个城市都发展理想 或者完整的b r t 系统并不是正确的选择。表2 2 对不同城市快速公交系统的造价进行了比较，从中 可以看出，不同的快速公交系统其基础设施的造价也相差很多，波哥大拥有比较完整的b r t 系统， 其造价也最高。若城市的客流需求不需要发展完整的b r t 系统，则过多的投入是相当浪费的。 表2 2 不同城市快速公交系统造价比较 城市波哥大雅加达首尔北京常州昆明 基础设施每公里 4 1 0o 7 5o 94 3 o 6 平均造价( 千万元) 我们研究完整b r t 系统的特征应该是为了区分现有系统的不同点，而不应把其作为判断系统优 劣的尺度。因此，我国城市发展b r t ，也必须按照我国城市的特定条件，发展相适应的b r t 系统。 2 1 2 我国城市快速公交系统基本特征研究 我国幅员辽阔，各城市的文化、人1 3 密度、出行分布、地质、地形、财力、技术和制度结构都 不尽相同，所发展的b r t 系统也会因各城市自身的特点而有所不同，但是，快速公交系统的基本特 征应该保持一致，这是我国城市发展b r t 系统的基础。乘客选择b r t 出行主要是因为其相对于常 规公交更省时，准时性高，而且候车滞留乘客少，这也是乘客对b r t 系统最基本的需求，我国城市 快速公交系统的基本特征应以满足乘客最基本需求为目标。 2 1 2 1 专用的路权 首先，公交专用路权的保障是发展b r t 系统的基础，这已是国内外公认的快速公交系统基本特 征，我国也不例外。有隔离的公交专用道路把公交车辆和社会车辆有效分开，b r t 车辆在路段上的 干扰很小。可以保证以较高的速度运行，节约了乘客的出行时间，增加了b r t 系统的可靠性。据常 州b 1 线的调查数据显示，b r t 车辆在公交专用道路段上的行驶速度可以基本保持在6 0 k m h 以上， 相对于常规公交，可以明显节约乘客的车上时间。 但是，公交专用路权不应该是b r t 系统唯一的基本特征，常规公交也能配备公交专用道，甚至 公交专用道网络。例如，昆明在1 9 9 9 年就建成了路中型的公交专用道系统，但是由于在车站没有实 行其他公交优先措施，车站饱和度高，整个公交专用道系统的服务水平不高，市中心高峰时段的平 均运营车速只能维持在1 1 1 4 k r n h ，因此，昆明的公交不能作为b r t 系统。但是，昆明的公交专用 道系统为发展快速公交打下了坚实的基础，只要进一步发展完善，一定能建立服务水平较高的b r t 体系。 9 尘塑：兰堡圭! ! 生兰兰 2 12 2 充足的运力 儿次，研，濠明i “i ，影响b r t 系统服务质量高低的两个最关键凼素是系统运力的太小和车辆的 平均运行速度。 b r t 系统的运山必须能够满足泵奔的需求确保候车乘客没有滞留情况出现。b r t 不能再像常 规公变样出现车来了却由于系统运门；足不能带走所有乘辑的情况。b r t 系统的运力除r 受客 流特征影响外，迁受多疗面配置幽索的影响如车站停靠泊位的数量b r t 车型的选择，线路运营 模，t ，售榆票模式车辆一车站界面，站台空间太