轨道交通走廊常规公交衔接优化.doc

二二 一一 三届三届 毕毕 业业 论论 文文 轨道交通走廊常规公交衔接优化轨道交通走廊常规公交衔接优化 学学 院 公路学院院 公路学院 专专 业 交通工程业 交通工程 姓姓 名 罗鑫名 罗鑫 学学 号 号 2105090225 指导教师 王龙飞老师指导教师 王龙飞老师 完成时间 完成时间 2013 6 二二 一三年六月一三年六月 轨道交通走廊常规公交衔接优化 专业 城市轨道交通 本科 罗鑫 指导教师 王龙飞 摘 要 当今世界交通发展的一个趋势是打破各种交通方式孤立发展的格局 形成多种 方式既有分工又有合作的交通一体化发展模式 而城市常规公交与轨道交通线路的 有效接驳是交通一体化的重要环节 城市轨道交通则凭借其容量大 速度快 并目 准时 高效等优势占据了城市客运交通的主导地位 在对城市轨道交通进行规划时 必然应考虑其影响范围内 现有常规公交线路的合理优化 这也成为解决城市交通 问题的一个重要研究课题 本文从以下几个方而展开研究 1 查阅相关资料 分析对比轨道交通和常规公交的技术经济特征 在城市交通 中的定位以及相关交通方式的优劣 分析相关资料得到轨道交通客流的时空分布特 征 轨道交通客流的车站空间分布特征 对轨道交通和常规公交客流的叠合性进行 分析总结 2 结合相关资料分析轨道交通和常规公交换乘存在的问题 换乘协调的内涵并 分析总结了轨道交通和常规公交接驳优化 的思路 原则 目标等 3 提出了常规公交线网调整的必要性的原因 线网调整的思路和目标以及调整 的整体思路 在分析总结原有轨道交通和常规公交衔接换乘模型的基础上 建立轨 道交通衔接优化的基于总出行时间成本最小的优化模型 以及相关模型的限制条件 和解决思路 4 对西安市已经开通的地铁二号线实例应用 首先介绍了西安市地铁二号 线沿线公交布设状况和沿线功能区 分析相关资料得出西安地铁二号线客流时空分 布和组成 调查总结西安市公交线路分布 客流组成 客流时空分布等 结合相关资 料总结出西安地铁二号线与常规公交衔接的必要性 以钟楼为例总结周围公交与二 号线的竞争关系并通过相关模型对公交线路进行优化调整 关键词关键词 轨道交通 常规公交 衔接 优化 遗传算法 地铁二号线 Conventional rail transit corridor optimization convergence Professional urban rail transit Undergraduate Luo xin Instructor Wang Longfei Abstract Transport development in today s world is a trend to break the various modes of transportation development pattern isolated The formation of a variety of ways both division and co development model of transport integration While urban regular bus and rail transit line connecting the effective integration is an important part of traffic By virtue of its urban rail transport capacity speed and head punctual efficient and other advantages occupy a dominant position in urban passenger transport In the planning of urban rail transit there are bound to be considered within the scope of its influence the existing conventional bus lines reasonable optimization This is also the solution to the problem of urban traffic is an important research topic 1 Analysis of spatial and temporal distribution rail transit two kinds of transfer of passenger transportation and distribution of time between the two interchanges combination provide a theoretical basis for the transfer of 2 Analysis of rail traffic transfer problems and summarizes the rail and regular bus transportation optimization ideas principles goals etc 3 Analyzed and summarized in the original rail and conventional bus interface transfer model based on the establishment of rail transport optimization convergence of thought based on the total minimum cost optimization model and related models restrictions and solution ideas 4 Has been opened in Xi an Metro Line Application examples firstly analyzes Xi an Xi an Metro Line and the layout of public transport planning draw the necessity of convergence between the two interchanges selection subway station clock tower using the established the model of the conventional bus station near the clock tower for optimal adjustment of convergence Key words Rail transport Regular Bus link up Optimization Genetic Algorithms Metro Line 2 目录目录 摘 要 I ABSTRACT II 第一章 绪论 1 1 1 研究背景 1 1 2 研究现状 1 1 2 1 国外研究现状 1 1 2 2 国内研究现状 2 1 3 研究意义和目的 3 1 3 1 研究的意义 3 1 3 2 研究的目的 3 1 4 课题研究内容与思路 4 1 4 1 主要研究内容 4 1 4 2 研究的框架 5 第二章 城市轨道交通和常规公交特征分析 6 2 1 轨道交通与常规公交分析对比 6 2 1 1 技术特性 6 2 1 2 经济特性 6 2 1 3 功能定位分析 7 2 2 城市轨道交通与常规公交优劣势分析 8 2 3 轨道交通客流特征分析 9 2 3 1 轨道客流线路空间分布特性 9 2 3 2 轨道车站客流时间分布特性 10 2 4 轨道交通客流与常规公交客流时空分布叠合性分析 11 2 5 本章小结 11 第三章 轨道交通与常规公交衔接分析 13 3 1 衔接的意义以及必要性 13 3 1 2 有利于构建高效的公共交通系统 13 3 1 3 有利于提高公共交通的竞争力 13 3 2 衔接系统的原则 13 3 3 衔接协调的思路 14 3 4 轨道交通与常规公交衔接布局模式 14 3 5 本章小结 15 第四章 基于轨道交通的常规公交调整优化 16 4 1 基于轨道交通的常规公交线网调整原则 16 4 2 线网调整的必要性 16 4 2 1 增加公共交通整体运载能力 16 4 2 2 可持续发展的需要 16 4 2 3 城市轨道交通发展的需要 17 4 3 线网调整的目标 17 4 4 线网调整的思路 17 4 5 常规公交线网优化的方法 17 4 6 现有常规公交接驳线优化模型 18 4 7 常规公交线网调整约束条件 21 4 8 常规公交线网调整模型 21 4 8 1 研究假设 21 4 8 2 模型建立 21 4 8 3 相应的参数 23 4 8 4 模型的约束条件 24 4 8 5 模型求解思路 25 4 9 本章小结 27 第五章 西安轨道二号线实例研究 28 5 1 西安市地铁二号线概况 28 5 1 1 地铁二号线站点介绍 28 5 1 2 地铁二号线沿线功能 28 5 1 3 地铁二号线客流特征分析 28 5 2 西安市公交发展概况 31 5 2 1 公交客流时空分布特征 31 5 2 2 公交客流组成 31 5 2 3 公交线路分布特征 31 5 3 西安市地铁二号线与公交衔接必要性分析 31 5 4 地铁二号线钟楼站 32 5 4 1 钟楼所处方位 32 5 4 2 周边公交 32 5 5 轨道 2 号线与沿线公交线路接驳关系分析 36 5 6 轨道 2 号线沿线公交线路优化方案 38 5 6 1 平行性线路调整建议 38 5 3 2 交叉型线路调整建议 38 5 7 本章小结 38 结论与展望 39 1 论文的主要结论 39 2 论文的主要不足点 39 参 考 文 献 41 致 谢 43 第一章 绪论 1 1 研究背景 随着人类社会的不断进步 经济的快速发展 出行者的消费能力和出行需求也 越来越大 私人汽车数量以及城市客运量也在逐年攀升 因此城市交通拥堵状况变 得越来越严重 但是仅仅依靠道路拓宽空间 增加线路和运力投入不能够从根本上 解决问题 当今交通发展的趋势是打破各种交通方式孤立发展的格局 形成各种方 式之间既有分工又有合作的综合发展模式 如何缩短各种运输方式的换乘接驳时间 组大限度的减少出行中的时空消耗 已成为交通规划 设计 管理和经营者不懈探 索的课题 现代交通接驳体系的主要特点是注重多种运输方式接驳的时空效益 不 仅要提高运输通道的速度 还要特别重视各种运输方式换乘的便捷性 地铁是解决当今世界大城市客运交通的有效措施 在有轨道交通的大城市 轨 道交通运载量甚至超过常规公交的运载量 这些城市的共同特点是以轨道交通为基 础 辅之以常规公交 并围绕轨道交通枢纽疏散和馈送客流 这种体系即在城市中 心的繁华地区为乘客提供了方便 又有小限制了私人交通进入市中心 保证郊区居 名在不使用小汽车的情况下 能在短时间到达市中心 如何以城市公共交通整体优化为出发点 建立城市公共交通发展战略相适应的 交通衔接体系 使城市轨道与公共大巴 中小巴士和的士组成的常规公交系统以及 长途客运枢纽之间的换乘高效 安全 舒适 使包括乘客 经营者和管理者在内的 各方都受益 越来越成为大家关注的焦点 而通过交通接驳换乘设施的合理布局 可以使出行者的出行选择由私人交通工具向高效的公共交通工具转化 使车辆和乘 客总出行次数及出行时间减少 从而提高公共交通的吸引力 对于轨道交通与常规公交系统如何可持续的衔接 加强轨道交通与其他客运交 通方式特别是常规公交的紧密结合 以充分实现城市公共交通的整体效益和轨道交 通建设的综合效益 保障城市轨道交通的可持续发展对根本上改善市区交通拥堵状 况具有重要意义 因此 本文通过对轨道交通沿线的交通及公交情况加以分析结合轨道交通与常 规公交接驳的总体原则和目标 构建轨道交通沿线公交线路调整的模型 并给出轨 道交通沿线公交线路的调整建议 以期轨道交通与城市常规公交一起发挥运力上的 最大优势 缓解城市交通压力 改善城市总体交通状况 1 2 研究现状 上世纪八十年代以来 随着国外许多城市轨道交通的成功运营 我国许多城市 也先后开始了轨道交通的规划 建设和运营 但是如何才能使轨道交通与其他交通 方式有效的衔接 特别是与常规公交的衔接逐渐成为了出行者关注的一个现实热点 问题 因此 也吸引了越来越多的学者对此进行研究 但是关于常规公交与轨道交 通之间协调换乘问题的系统论述还比较少 所做的工作主要有以下几方面 1 2 1 国外研究现状 在对城市常规公交与轨道交通接驳研究方面 国外的研究起步比较早 国外多 注重考虑存在换乘的交通方式和线路的换乘等待时间 对车辆的到达时间和发车时 间采用一定的算法进行优化等方面的研究 在公交线网优化方面 1967 年 Lampkin 等人对此作了相应的研究 提出了将乘客的舒适度和出行时间一起作为公交线网的 服务指标从而构建模型 Demetsky 等人在 1978 年通过对交通枢纽进行着重研究 1 提出了采用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来评估交 通枢纽效益 S N Kuan 和 K M Ng 等人提出了使用启发式的遗传算法和蚁群优化方法来对接 驳公交线网进行优化设计 并通过实例 对比研究分析得出此算法与传统的数学计 算方法在线网优化搜索效果方面具有相同的优势 Chowdhury 和 Chen 等人构建了以总费用最小为目标函数的模型 假设与轨道接 驳的公交线路发车频率相同 以此对城市轨道交通以及与之接驳的城市常规公交发 车频率进行确定 并探讨了在接驳站点实现多条常规公交线与一条轨道交通线协调 运营的控制技术 Dickins S J Iam 于 1991 年通过对多个城市的交通状况进行调查分析 说明各 大城市轻轨运输换乘设施的使用情况和潜在性 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 对于换乘设施的位置 配置以及规模大小也给出 了适当的建议 200 年 Bielli 等在将遗传算法用于公交网络优化时提出了一种新的计算适用度 函数的计算方法 2006 年 J F Cuan 等提出了将公交线路结构和乘客出行线路分配 同步优化的模型 2 2007 年 Fang Zhao 等提出将混合启发式算法用于公交网络的优 化 包括线网设计 发车间隔以及时刻表的设置 1 2 2 国内研究现状 关于国内部分城市轨道交通项目的研究主要有 1997 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 在对上海市地铁一号线 二号线以及明珠线 客流的换乘特征做了详细的调查分析以后 上海建设技术发展基金会在其 轨道与 公共交通换乘技术研究 项目中构建了轨道交通与其他交通方式相结合的客流预测 模型 其主要用以研究客运网络在其逐步形成过程中 城市轨道交通与其他交通方 式的站点换乘需求和换乘客流方式 以及换乘客流量的预测和服务线路的容量以及 用地需求等方面的内容 北京市地铁研究所在 2004 年通过组织开展轨道交通接驳方式抽样调查收集了上 万个数据样本 根据这些调查数据分析了与城市轨道交通相衔接的各种交通方式的 接驳特征 接驳时间以及距离分布等方面的规律 晏克非博士等对广州市交通衔接的状况以及存在的问题进行了分析 并且制定 了改善广州市交通接驳的方案 探讨了常规公交与轨道交通的接驳关系 并以此编 制了广州市轨道交通衔接改善的近 中 远期方案 在轨道枢纽换乘布局规划设计及实际案例方面的理论研究主要有 覃煌 晏克非 赵童等人建立了换乘系统的评价指标体系和评价指标的量化方 法 还有轨道交通客流特征分析 常规公交与轨道交通接驳的规划布局模式 以及 接驳换乘系统运行状态的相关评价指标 王秋平对乘客在进行城市常规公交以及其他交通方式与轨道交通换乘时 乘客 在车站的平均换乘时间作了相应的研究 并提出了缩短乘客换乘时间 提高轨道交 通部门运营效率及效益的措施 对于城市常规公交与轨道交通接驳的内涵以及接驳影响因素 周伟对其进行了 深入的研究 并提出了城市常规公交以及其他交通方式与轨道交通接驳的理论框架 王志臣对城市常规公交与轨道交通接驳的原则 模式 以及存在的问题进行了 相应的研究 并提出了城市常规公交与轨道交通接驳的四种衔接模式 陈琛对城市公共交通换乘系统作了研究 并构建了换乘客流的预测模型 通过 结合大量实例 探讨了城市公共交通枢纽内各种交通方式之间的衔接模式 以及城 市常规公交与轨道交通接驳时 常规公交线路的设置 并提出了城市公共交通枢纽 与公交网络设计同时优化的问题 城市常规公交与轨道交通接驳时 在对公交线网规划调整方面的研究主要有 陆化普提到在对与城市轨道交通接驳的城市常规公交线路进行总体优化时 最 主要应从接驳站点的选取以及接驳线路的优化两个方面进行 其中对于接驳站点的 选取 应以其可能为轨道交通线网接驳的最大客运周转量来选取 而对接驳线路进 行优化时 应考虑以接驳效率或接驳乘客量最大为目标进行搜索优化 武汉理工大学硕士曹玫介绍了将遗传算法运用到城市常规公交与轨道交通接驳 线路优化中 使用遗传算法来搜索与城市轨道交通接驳的最优公交路线 以轨道交 通运营部门的总消耗以及乘客的使用消耗之和最小为接驳线路优化最小目标建立了 模型 长安大学硕士姚新虎在运用系统的协调理论 分析城市常规公交与轨道交通两 者系统协调的理论基础上 提出了使城市常规公交与轨道交通协调以及与城市轨道 交通接驳的公交线网调整方法 并最终构建了城市常规公交与轨道交通线网协调的 评价指标体系 北京交通大学硕士高永在其论文中搭建了轨道交通与常规公交的宏观规划框架 一方面充实城市常规公交与轨道交通协调规划理论 另一方面通过借鉴现有的先进 技术方法和分析工具 对城市常规公交与轨道交通协调的微观方法进行了研究 并 最后提出枢纽站交通组织方法的整体设计流程和主题步骤的技术方法 形成枢纽站 交通组织的技术体系 为具体的实际问题解决提供技术方法的支持 1 3 研究意义和目的 1 3 1 研究的意义 大城市空间结构正以前所未有的速度在不断地拓展 以往传统常规的出行方式 已不能满足居民长距离的需求 城市轨道交通因在中长距离上具有运量大 安全 准点节约能源和用地的特点 已在城市公共交通系统中占据主导地位 由于城市轨 道交通是大运量交通方式 规划布置在主要客流走廊上 大城市在一定时期内还不 能够形成轨道交通网络化运营状态 通常只能在一些城市客流走廊上发挥作用 轨道交通和常规公交两者都是大众运输方式 是城市公共交通的系统主要组成 部分 城市轨道交通线路通车运营后 必将会打破城市公共交通沿线走廊内已有的 公共交通需求的平衡状态 一方面 部分公交线路客流流失严重难以保证公交企业 的运营效益 另一方面 轨道交通客流难以得到保证 造成轨道交通资源的闲置 究其原因 轨道交通建成后公交线网结构层次发生根本转变 轨道交通和常规公交 之间的衔接缺乏研究 造成出行者换乘不便 轨道交通大运量 快速出行优势不能 得到充分体现 公共交通资源浪费 1 3 2 研究的目的 轨道交通和常规公交是一个相互支撑协作的整体 只有加强对常规公交和城市 轨道交通的接驳研究 才能共同构建协调发展的一体化城市公共交通系统 减少城 市轨道交通系统和常规公交的不必要竞争 扩大轨道交通吸引客流的范围 增强轨 道交通客流吸引力 提升公共客运交通系统运营效益和服务水平 真正确立公共交 通在城市交通的重要地位 1 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要考虑交通方式的方便 快捷 经济 舒适 安全等要 素 要引导城市交通结构向公共交通转化 就要使公共交通在居民选择交通方式所 考虑的要素上优于其它交通方式 并且照顾到在所有地区居住的城市居民 这就要 求高服务水平的公共交通服务 要达到这点 应协调大容量 快速的轨道交通系统 与常规公交换乘衔接 2 城市交通可持续发展的需要 近期是城市交通处于私人交通快速增长的时期 城市开发向外扩展已经开始 如果城市轨道交通发展不能促成足以与私人交通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 对比轨道交通和小汽车交通对城市结构及形态的影响 轨道交通在节约利用土 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 消耗能源 占用大量土地 交通事故增加等一系 列社会问题 因此 轨道交通与常规公交协调换乘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 轨道交通发展的需要 一方面 轨道交通快速 准时 大运量 低能耗 轻污染 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 势必造成客流量达不到预测水平 导致轨道交通经济效益不佳 投资难以回 收 轨道交通要真正体现大容量快速交通运输的优势就必须有相当的客流量 但是 轨道交通的服务范围有限 必须与其他客运交通工具进行很好的衔接 特别是与常 规公共交通的衔接 才能充分发挥轨道交通作为公交骨干网络的作用 保证有足够 的客源维持轨道交通良好的经济效益 促进轨道交通的良胜发展 4 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 发展轨道交通 并通过轨道交通与常规公交的协调换乘 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 化调整城市空间布局 1 4 课题研究内容与思路 1 4 1 主要研究内容 1 城市轨道交通和城市常规公交特征 探讨并研究城市轨道交通和城市常规公交的功能定位 技术经济特点 客流特 征以及各自的优缺点 分析轨道交通客流时间分布特点 2 城市轨道交通与常规公交的接驳研究 分析城市轨道交通与常规公交接驳现状以及所存在的问题 以及各种不同接驳 模式的对比 探讨轨道交通和常规公交衔接的目的 意义 原则 思路等 3 城市轨道交通走廊沿线常规公交线路优化设计 分析总结了轨道交通走廊常规公交衔接优化的意义 原则 思路 在研究了现 有常规公交衔接优化的模型后 得出了基于总出行时间成本最小的目标函数 并给 出了它的遗传算法求解思路 4 西安地铁二号线实例分析 在分析西安地铁二号线沿线车站和功能区之后 统计分析出西安地铁二号线客 流时空分布 分析西安公交客流组成 线路布设 客流特征等特点 得出西安地铁 二号线和常规公交衔接的必要性 以钟楼站为例运用前述模型对常规公交进行调整 并给出线路调整的建议 1 4 2 研究的框架 研究框架图如图 1 1 轨道交通走廊常规公交衔接优化设计 轨道交通与常规公交交通 特性分析 已有轨道交通和常规公交 衔接模型研究 城市轨道交通走廊常规公交衔接优化模型的提出以及求解思路 西安地铁二号线算例研究 轨道交通与常规公交衔接 特性分析 技术 经济 特性比较 优缺点比较 功能定位比 较 衔接优化的 目的 衔接优化的 内涵 现有衔接模式 各自的优缺点 结论和展望 图图 1 11 1 研究思路研究思路 第二章 城市轨道交通和常规公交特征分析 2 1 轨道交通与常规公交分析对比 轨道交通和常规公交属于不同的交通运输方式 其本身具有不同的交通特性 在城市交通运输中具有不同的功能和定位 通过对常规公交和轨道交通交通特性的 分析对比 使我们对这两种交通更加了解 2 1 1 技术特性 轨道交通相比常规公交的优势非常明显 表现在车辆容量 路线客运量及旅行 速度方面 比如 在车辆容量方面 城市轨道交通车辆的最大容量为 375 人 车 是 常规公交的三到四倍 线路客运量最大可达 70 千人 小时 而常规公交平均只有 15 千人 小时 在运行空间方面 城市轨道交通不想馋鬼公交那样 只能在路面上运行 他有独立的轨道 因此不会产生交通拥堵 而且发车时间准时 交通事故极少 而 一般来说常规公交路权形式可分为三种 与其他地面交通混合行驶 专用线和隔离 线的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 造成一 定程度的浪费 具体技术特性比较如表 2 1 3 表表 2 12 1 轨道交通和常规公交技术特性比较轨道交通和常规公交技术特性比较 系统特性轨道交通常规公交 优缺点投资巨大 无法修复 提供全天候 高质量服务 无交通堵塞 线路设置 投资方面非常灵活 路权形式地面高架路权形式地面高架路权形式 车辆容量 人 车 300 375300 375 车辆容量 人 车 300 375300 375 车辆容量 人 车 线路客运量 千人 h 5070 线路客运量 千人 h 5070 线路客运量 千人 h 旅行速度 km h 15 3530 35 旅行速度 km h 15 3530 35 旅行速度 km h 总成本 美元 人 公里 0 10 0 1 5 0 12 0 2 0 总成本 美元 人公 里 0 10 0 1 5 0 12 0 2 0 总成本 美元 人公 里 2 1 2 经济特性 1 节约乘客出行时间的经济效益 节约乘客出行时间的社会经济效益是指乘客出行时选乘轨道交通而不选乘其他 出行方式节省的时间所产生的经济效益 对于原来乘坐常规公交出行 现在换作轨 道交通或换乘轨道交通的乘客 可以直接节约其出行时间 其余的常规公交乘客也 因为公共汽车的压力减轻而获利 采用私家车或者自行车出行的乘客也会因地面拥 堵程度降低而受益 节约出行时间 2 安全性能提高的经济效益 轨道交通路权独立 是全封闭圈隔离系统 因此发生交通事故的概率要比地面 事故要小得多 同时 由于大量客流由其它交通方式转向轨道交通 地面上的客流 对之前会有所减少 交通拥堵程度降低 从而间接减少了地面机动车辆发生交通事 故的频率 这不但减少了交通事故的损失 还形成了巨大的社会效益 有利于整个 社会的和谐 3 节约能源产生的经济效益 从节约能源的情况来看 城市轨道交通使用电能 常规公交和私人公交使用的 都是不可再生能源 使用电能具有无污染 廉价的优势 它不仅具有无污染 零噪 声等优点 而且节能 运量大 方便快捷 运输效率高 是常规公交不可比拟的 绿色通道 现在城市生态环境日益恶化 节能减排是各种交通工具追求的目标 轨道交通的出现为改善城市居民生活环境做出巨大贡献 4 节约用地产生的经济效益 与常规公交相比 城市轨道交通最突出的特点是它路权独立 而且绝大部分在 地下或高架上运行 对地面土地资源占用比较少 在土地资源日益紧张的今天 轨 道交通对节约城市土地资源方面的贡献是巨大的 即使有一部分仍在地面运行 由 于其运输能力大 单位人公里占用土地面积少 相对其他交通方式来说也节约了城 市用地 目前城市土地资源宝贵 价格高昂 节约用地的轨道交通是城市交通建设 的首选 2 1 3 功能定位分析 城市公共交通是城市居民出行的重要方式之一 在日益严重的城市交通堵塞形 式下 如何高效地将多种公共交通方式有机结合 让他们最大化的发挥各自优势 并在此基础上扬长补短 根据各自特点提供高水平服务 是目前城市交通规划者应 该首先考虑的问题 1 城市轨道交通的功能定位 城市轨道交通的优势显著 具体表现在运量大 可以达到 370 人 车 速度快 高达 35km h 由于路权专属 所以交通事故极低 安全性高 发车时间固定准时 乘坐更加舒适 使用寿命长 具有良好的社会效应 环境效益和交通综合效益 因 此城市中客运量较大 客流比较集中的地方应该首先选择城市轨道交通 相对来说 城市轨道交通也具有一定的优势 比如建设投资大 动辄几十亿 路网密度低 不能延伸至每一条街道 因此它是一种适合于中长距离运输的公交方 式 而且目前我国城市正在高速发展 各方面建设都急需资金 故用于轨道交通建 设方面的资金有限 短时期内将其建设成为高密度 发达的轨道交通路网系统并不 现实 所以轨道交通在我国各大城市中虽非常重要 是公交系统的骨干力量 但不 可能成为承担城市客流的主力军 2 常规公交的功能定位 常规公交的发展经历了半个多世纪 理论和技术方面来说也趋于成熟 而且常 规公交线路灵活 可以深入到城市中的每条线路 投资较小 车辆和战场建设所需 资金相对轨道交通来说很少 更适合于中短途客运 常规公交在轨道交通建成使用 之前是城市公共交通的单独力量 建成后不但可以继续发挥以往的功能 也可以为 城市轨道交通接运换乘客流 所以结合我国城市发展的实际现状 常规公交在城市 公共交通中仍然起着不可代替的作用 综上所述 结合我国国情 我国对城市轨道交通和常规公交的功能定位应该是 以城市轨道交通为骨干 常规公交为主体 形成 鱼骨 结构网络 城市轨道交通 借助常规公交的辐射功能提高自身辐射功能 也就是说 城市轨道交通是运行客运 的大干道 常规公交则是一条条小支流 连接着大干道 并为其接运和疏散客流 2 2 城市轨道交通与常规公交优劣势分析 4 根据上述分析 我们可知相对常规公交 城市轨道交通既有优势 也有劣势 但优势是主要的 尤其在公共交通口益恶化的大城市中 城市轨道交通的建设是 解决或缓解城市交通压力的必须手段 一 优势 1 人均能源消耗在所有交通方式中最低 2 人均占有交通用地在所有交通方式中最低 能够利用有限的城市空间节 省城市宝贵土地 完善城市功能 3 出行的时耗 费用 舒适度等指标最佳 运输效率高 4 交通行为产生对环境的污染最低 产生噪音小 5 不存在堵车问题 交通事故率最低 安全可靠性强 6 载客量大 有助于减少道路上的车流量和抑制私家车数量 从而也减少 了交通堵塞和环境污染 7 定时 准时目 全天候 方便居民的正常生活 生产 经营 交流等活动 的需要 8 将大量的人流引入地下或空中 由平面交通发展为立体交通 减轻了地 面交通的压力和 紧张状况 9 服务范围广 适应城市比较集中的出行活动 可使城市中心区密集的人 数得到疏解缓和 也使城市边缘区 郊区的发展得到了交通的强有力支持 二 劣势 1 城市轨道交通投入大 受地方财力的制约 发展受到很大的制约 地铁 平均造价达 3 5 8 亿元 km 2 轨道交通大多只敷设于城市主要客流走廊 而常规公交属于路网稠密 能够 穿街走巷 门到门的服务 3 轨道交通运营维修成本高 昂贵的造价使轨道交通发线网密度较小 无 法提供便捷的门到门服务 可见 轨道交通的兴起并不意味着将完全取代常规地面公交 但未来技术的 发展势必对常规公交的整体运作带来强大的冲击 因此 需要借助常规公交道路 适应性强 线网稠密等优势提高轨道交通的辐射吸引范围 充分实现快速轨道交 通较高的运量成本比 较低的占地和能源消耗以及相对较少的环境污染之优点 两者有机结合 相互补充 共同发展 提高公共交通在客运市场中的比例 建立 公共交通在城市交通中的主导地位 2 3 轨道交通客流特征分析 轨道交通客流的时空分布特性与城市其它客运交通方式客流的时空分布特性相 类似 但因为轨道交通运能 线路走向以及车站的区位 规模 性质 列车到发车 时刻安排不同 沿线客流的大小 车站客流的时间分布具有其独特的特征 对轨道 车站设施资源的优化配置以及与其它客运方式的衔接布局将产生影响 2 3 1 轨道客流线路空间分布特性 1 均等型 当轨道线路成环线布置或者沿线用地己高度开发成熟时 各站点的 上下车客流几乎相等 沿线客流基本一致 不存在客流明显突增路段 2 两端萎缩型 当轨道交通线路的两端伸入还没有完全开发的城市边缘地区或 郊区时 线路两端路段的客流小于中间路段的客流 3 中间突增型 当轨道交通线路经过大型对外交通枢纽 高密度开发地区或者 车站利用常规公交线路辐射吸引范围较大时 位于该区位车站的上 下客流量显著 偏大 线路客流存在突增的路段 4 逐渐缩小型 当轨道交通线路首末车站位于大型对外交通枢纽附近或城市中 心 CBD 地区时 随着线路向外延伸 线路客流逐渐缩小 图 2 3 是西安地铁二号线的各车站全日客流情况 可看出各车站的进出站客流 量几乎相等 沿线客流分布不一致 存在突变路段 如钟楼站 电视塔站 北客站 站 以及小寨站客流较大 地铁二号线的客流空间分布特征为中间突增型 图图 2 12 1 西安地铁二号线全日客流量西安地铁二号线全日客流量 图图 2 22 2 西安地铁二号线全日断面客流量西安地铁二号线全日断面客流量 2 3 2 轨道车站客流时间分布特性 轨道线路走向以及所处交通走廊的特点和车站所处的土地利用性质是影响轨道 交通车站客流时间分布的主要影响因素 轨道交通的车站客流时间分布特性可归纳 出以下五种 5 1 单向峰型 轨道交通线路所服务的交通走廊有显著的潮汐交通特性或车站 所处地区用地性质较为单一时 有早晚一个上车高峰和一个一阵高峰且是错开的 图 A 2 双向峰型 当轨道车站处于综合功能用地区位时 有两个配对的早晚上车 下车高峰 图 B 3 全峰型 当轨道交通线路位于用地已开发较为成熟的交通走廊或车站处于公 共建筑和公用设施高度集中的 CBD 地区时 客流分布无显著的低谷 全天上车 下 车客流都很大 图 C 4 凸峰型 车站邻近体育场馆 影剧院等大型公用建筑设施 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 5 无峰型 当车站所处用地尚未完全开发时 客流无显著的上下车高峰 双向 上车 下车客流全天都较小 图 D 图图 2 3 车站客流分布特性车站客流分布特性 2 4 轨道交通客流与常规公交客流时空分布叠合性分析 轨道交通和常规公交同客流分布规律在时间上具有一定的叠合性 轨道交通上下 车客流高峰与常规公交客流高峰同步 客流同步会对轨道交通和常规公交的衔接产 生较大影响 在客流高峰时段常规公交拥挤 紧张 为车站客流服务的能力减弱 而轨道交通上车 下车高峰密集客流又急需大量的常规公交车辆来集散 这种运量 的供需矛盾会造成车站附近地区交通紧张和滞塞 难以用错峰的方法来消除两者客 流的叠合和同步 一般只能通过提高常规公交的运行频率和运载能力 优化衔接线 网的方法来解决 客流分布在空间上具有一定叠合性 由轨道交通优势可推断轨道交通线路必定处 于该城市的客运交通走廊以及车站所处位置的用地性质等因素决定了轨道交通的客 流在空间上的分布 轨道交通线路影响范围内的常规公交及其它客运交通方式与轨 道存在一定的客流竞争和合作关系 2 5 本章小结 本章比较了城市轨道交通和常规公交的技术特点 经济特点 以及他们在城市交 通中的定位 分析了城市轨道交通和常规公交的优劣势 轨道交通客流的时空分布 以及轨道交通和常规公交客流时空分布上的叠合性 为合理优化轨道交通和常规公 交的衔接提供理论依据 第三章 轨道交通与常规公交衔接分析 3 1 衔接的意义以及必要性 随着城市经济社会持续快速发展 交通需求日益高涨 交通供给增长速度落后 十交通需求 城市交通状况日渐恶化 优先发展城市公共交通已成为城市交通界的 共识 特别是大力发展城市轨道交通已成为大多超级城市的首选 轨道交通与常规 公交衔接成为城市公共交通系统的热点 其间的衔接对整个城市公共交通系统的发 展及改善城市交通状况具有重要意义 此外 做好轨道交通与常规公交的衔接是轨 道交通有无生命力的重要保证 只有建立完善便捷的换乘系统 做好其间的衔接 轨道交通的运能优势才能充分挖掘出来 优先发展城市公共交通才能从理论走向现 实 轨道交通吸引范围包括一次吸引范围和二次吸引范围 一次吸引范围又称直接 吸引范围 它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域范围 二次吸引范围又称间接吸引范围 是指 通过非步行出行方式与轨道交通衔接的客流区域范围 是轨道交通的影响区域范围 对轨道交通的一次吸引范围 不必借助其它交通方式进行 然而 由十轨道交通一次 吸引范围内的客流出行量远远不能满足其正常运量 为了提高轨道交通的运输效益 提高轨道交通实载率 必须充分吸引轨道交通二次吸引范围的客流 协调衔接为轨 道交通集聚和疏散客流起到保障功能 没有轨道交通与常规衔接 无法充分发挥轨 道交通的运能最大效益 不利十轨道交通的可持续经营发展 合理的衔接既有利十 轨道交通的良性发展 也推动着常规公交的发展 3 1 2 有利于构建高效的公共交通系统 轨道交通建成后 城市交通会逐步呈现出轨道交通为骨干 常规公交为主体 各种交通方式相互协调的城市综合交通局面 常规公交是构成城市综合交通运输系 统的重要方式之一 它与轨道交通一起构成了不同功能和服务水平 多元化的城市 公交客运系统 由十常规公交相对十出租车等城市交通有其自身优势 为轨道交通 做好聚集 疏散客流的重任就落到其肩上 在轨道交通不能覆盖的区域 它是城市 骨干公共交通客运系统 在城市轨道交通覆盖的区域 它是集散轨道交通客流的重要 接驳方式 一个轨道交通系统效率的发挥 需要借助十作为集散客流的常规公交 3 1 3 有利于提高公共交通的竞争力 协调高效的衔接系统可以为公交线网的调整 优化提供必要条件 增加常规公 交运营线路的应变能力 提高其运营效率 为城市公共交通体系分阶段 可持续发 展奠定基础 合理方便的衔接可以充分适应城市出行者的选择要求 缩短交通出行 时间 方便城市居民出行 提高公共交通的竞争力 促进城市公共交通的发展 3 2 衔接系统的原则 要提高衔接效率 应该遵循衔接过程的连续性 客运设备的适应性 客流过程 的畅通性 点 线 网系统性 环保可持续发展 1 衔接过程连续性 乘客完成各交通方式间的换乘 应该是一个完整的连续过程 衔接连续性是组 织衔接交通最基本的要求和条件 换乘站或换乘枢纽的规划布局应为乘客换乘提供 便利 应为乘客提供最佳交通工具和交通路线 只有这样才能保证交通连续 减少 换乘延误 2 客运设备适应性 应保证轨道交通与常规公交之间的客运设备 包括交通工具的数量 客运及枢纽 中转站 行人通道 乘降设备 停车设施等 的运输能力相互匹配 3 客流过程畅通性 要使乘客均匀分布在换乘过程的每一个环节上 不致十在环节中间滞留集聚 保证乘客在换乘过程中的紧凑和通畅 4 规划布局系统性 轨道交通与常规公交都属城市公共交通的重要组成部分 两者的协调配合应该 统一十城市公共交通运输效率最大化 针对其间衔接 要运用系统思维考虑换乘枢 纽站点合理选址 轨道交通 常规公交线路布设 整个城市公共交通网络优化 换 乘枢纽显现出 点 的特征 但这些点处十一条交通系统上 具有 线 的关联性 若不同的交通系统组成了城市交通网络 枢纽特定的 点 置十一个特定的网中 点 线 网构成一个完整的城市公共交通系统结构 它们又各为这个大系统的子系 统 因此轨道交通与常规公交衔接应该体现系统性思想 5 环保可持续发展 构建资源节约型 环境友好型社会 走可持续发展之路已成为我国城市发展的 时代强音 规划换乘枢纽站点 优化衔接线网布局都应该遵循环保节约可持续发展 原则 3 3 衔接协调的思路 配合城市轨道交通的常规公交调整 最终目的是使两种公交方式有机高效结合 最大程度的满足居民出行需要 降低城市交通拥堵 同时也避免城市轨道交通和常 规公交之间的恶性竞争 使两种相互配合 提高城市公交的效率 调整的具体思路 如下 1 与城市轨道交通平行的常规公交线路 会造成与轨道交通的恶性竞争 分流 其客流量 使其运营不善 与轨道交通交叉或垂直的常规公交线路 可以为轨道交通 疏散和接运客流 两者更容易合作 相互影响 因此应该结合城市轨道交通线路的 分布 增加与轨道线路垂直或交叉方向的常规公交线路 根据需要适当减少平行方 向的常规公交线路 尤其是在城市轨道交通刚投入运营使其 可以通过各种方式引 导常规公交客流向城市轨道交通转移 2 城市轨道交通的起讫点周围可以设置更多的常规公交线路站点 用以接运更 多的客流 增加轨道交通的收益 3 在城市繁华地段 客流量己经超饱和 常规公交和城市轨道交通可能都无法 满足其增长迅速的需求 在这些路段 可以适当保留一些常规公交线路 为城市轨 道交通起到一定的分流作用 但重叠长度不宜过长 根据以往经验 一般不超过 4km 4 城市轨道交通建设周期长 一般需要几年甚至十几年的时间 一般可分为近 期方案和远期方案两个方面 规划时近期方案与现有常规公交网络相配合 远期方 案与近期方案相配合 另外城市常规公交在城市中存在多年 市民对其线路己经熟 悉 如果进行调整 会给居民乘车带来不便 因此市民需要一个很长的适应过程 3 4 轨道交通与常规公交衔接布局模式 常规公交与轨道交通衔接方式是指连接车站的常规公交线网布局 车辆配备 运营组织以及车站附近公交换乘站场的布局等综合特征 纵观我国城市轨道交通规 划和建设的实际情况 两者衔接的内涵主要体现在常规公交线网和换乘枢纽站场的 布局模式方面 可归纳为以下 3 种 6 1 放射 集中布局模式 常规公交线网主要以轨道交通车站为中心成树枝状 向外辐射 两者线路重叠区间一般不超过轨道交通 3 站路段 并于车站邻接地区集 中开发一块用地用作换乘枢纽站场 作为各条线路终到始发和客流集散的场所 此 种模式由于始发线路多 常规公交线网运输能力大 乘客换乘方便且步行距离较短 行人线路组织相对简单 对周围道路交通影响较小 但换乘枢纽站场用地较大 适 合于换乘客流大或辐射吸引范围广的轨道交通车站 2 途经 分散布局模式 常规公交线网由途经线路组成 换乘公交停靠站分 散设置在轨道交通车站附近的道路上 该布局模式不需设置用地规模较大的换乘枢 纽站场 但线网运输能力较小 部分乘客换乘步行距离较长 行人线路组织相对复 杂 换乘客流较大时对周围道路交通有一定的影响 适合于换乘客流较小的轨道交通 车站 3 综合布局模式 是上述两种布局模式的复合形式 线网由始发线路和途经 线路共同组成 且集中布置一个换乘枢纽站和分散布置一些换乘停靠站 表 3 1 是上述 3 种布局模式的一些特点以及优化措施 应从两种交通方式一体 化的角度进行全面规划 综合实施 表表 3 13 1 衔接换乘布局模式的特点及优化措施衔接换乘布局模式的特点及优化措施 布局模式放射 集中布局 模式 途径 分散布局 模式 综合布局模式 公交线路条数多较少多 乘客换乘便利性好差好 行人流线组织简单复杂复杂 对周围道路影响小大小 特点 占地面积大小大 换乘客流量大换乘客流量大使用条件 辐射范围大 换乘客流量小 辐射范围大 换乘枢纽区位选 择 停靠站位置优化枢纽站与停靠站 位置优化 优化公交线路优化公交线路优化始发路线 交通流线组织交通流线组织 运能匹配运能匹配运能匹配 优化措施 调度协调调度协调调度协调 3 5 本章小结 本章介绍了轨道交通与常规公交衔接的必要性 衔接的思路 衔接的原则 以及 轨道交通与常规公交衔接布局的模式和衔接优化特点 为后文的轨道交通和常规公 交衔接优化理清思路 提供必要的理论支持 第四章 基于轨道交通的常规公交调整优化 4 1 基于轨道交通的常规公交线网调整原则 对常规公交线路进行调整 其主要目的是使