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25 公交车 调度 形式 研究

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本科学生毕业论文 25 路公交车调度形式的选择研究 黑龙江工程学院本科生毕业论文 I 摘 要 随着城市化进程的加速推进 我国大城市交通阻塞问题日益严重 城市交通管理 面临考验 需要探索解决城市交通问题的新的交通运载工具和新的交通组织方式 本 文是在总结国内外城市交通的发展战略和分析我国城市交通面临的主要问题的基础上 阐述了公交调度的作用 介绍了国内外大城市公共交通调度的研究概况 根据哈尔滨 市公共交通运行现状 以城市单条公交线路为研究对象 结合调研数据对哈尔滨市 25 路公交车在客流高峰时段开通区间车和公交快车两种调度形式的可行性研究 首 先通过对 25 路公交线路客流量进行随车调查 之后运用站点不均匀系数法和方向不 均匀系数法确定开通公交快车的快车线路 运用站段不均匀系数法和站段通过量差法 确定区间车的运行线路 并从节省公交车辆运行时间方面进行分析研究 为哈尔滨的 其他公交线路进行公交调度提供研究方法 关键词 快车 区间车 可行性 公共交通 调度管理 黑龙江工程学院本科生毕业论文 II ABSTRACT As the tremendous step which is made on the speed of civilization the traffic jam in big cities in our country has become more and more serious The management of traffic in cities is facing challenge which the new instruments for transportation and new organizations are needed This content has elaborated the function of bus scheduling which is on the base of summarizing the development of the traffic in or out of country and analyzing the main problems of traffic in our country According to the situation of traffic in Harbin using the traffic lines as study and linking to the data on NO 25 bus carrying out the interval bus and express bus under the passenger flow peak First of all throughout the investigation of the traffic lines of NO 25bus moreover setting out the lines of express bus for using the methods of uniform coefficient on bus stations and uneven direction coefficient and determine the lines of interval bus for using the methods of uniform coefficient and the method of differences among stations and then analyzing time spending of buses for saving Providing the methods for other bus lines for bus scheduling Key words Express Shuttle bus Feasibility Public Transport Scheduling Management 黑龙江工程学院本科生毕业论文 目 录 摘要 I ABSTRACT II 第 1 章 绪论 1 1 1 本文的选题背景与研究意义 1 1 1 1 发展公共交通系统的重要意义 1 1 1 2 公共交通调度是公交系统的核心 2 1 1 3 公交调度方法是公交调度系统的核心 2 1 2 国内外公共交通的发展现状 3 1 2 1 国外公共交通的发展现状 3 1 2 2 国内公交发展现状 3 1 2 3 国内公共交通发展存在的问题 4 1 3 公交调度研究现状 5 1 3 1 国外公交调度研究状况 5 1 3 2 国内公交调度研究状况 6 1 4 本课题研究的主要内容及预期成果 7 第 2 章 公共交通合理调度规划基本理论 8 2 1 25 路公交车营运方式与网点配置原则 8 2 2 城市公交客流特征 9 2 3 车辆调度形式 10 2 4 车辆调度形式的计算方法 11 2 4 1 高峰加班车调度形式的确定 12 2 4 2 快车调度形式的确定 12 2 4 3 区间车调度形式的确定 12 2 5 本章小结 14 第 3 章 25 路公交车基本数据的调查方法研究 15 3 1 调查方法的选择 15 黑龙江工程学院本科生毕业论文 3 2 调查方案的安排 17 3 3 调查的内容 17 3 4 总结 18 第 4 章 25 路公交车营运现状分析与评价 19 4 1 哈尔滨市现状及 25 路公交车交通概况 19 4 1 1 哈尔滨市公共交通现状 19 4 1 2 25 路公交车运营现状 20 4 2 25 路公交车基本数据的采集 22 4 2 1 基本营运参数 22 4 2 2 25 路公交车客流数据与分析 23 4 3 25 路客流时间特征分析 26 4 4 25 路客流空间特征分析 27 4 5 25 路公交车营运指标综合评价 27 4 6 本章小结 28 第 5 章 哈尔滨市 25 路公交车调度形式研究 29 5 1 公交快车线路的确定 29 5 1 1 站点不均匀系数法 29 5 1 2 方向不均匀系数法 29 5 1 3 判断准则及步骤 30 5 1 4 确定 25 路公交车快车线路 30 5 1 5 25 路开通公交快车的可行性分析 34 5 2 区间车线的路确定 36 5 2 1 站段通过量差法 36 5 2 2 站段不均匀系数法 36 5 2 3 判断准则及步骤 37 5 2 4 确定 25 路区间车线路 37 5 2 5 25 路开通区间车可行性分析 43 5 3 本章小结 44 结论 45 参考文献 46 黑龙江工程学院本科生毕业论文 致谢 48 附录 A 49 附录 B 59 黑龙江工程学院本科生毕业论文 1 第 1 章 绪 论 1 1 本文的选题背景与研究意义 城市是由社会 经济 人口 自然环境及其土地空间构成的相对独立而又联系广 泛的社会大系统 城市交通系统是由交通基础设施 交通工具 客流 物流 管理者 等构成的负责居民 物品的流通的社会系统 是社会 经济 文化赖以发展的基础系 统 世界各国 无论是发达国家还是发展中国家 城市交通问题都是一个突出问题 而解决城市交通问题的关键 就是如何建立高效率的交通运输体系 对于城市客运交 通而言 是否建立了一个高效率的 为大多数人所接受的公共交通系统 是否为其提 供了安全 便捷 经济 舒适的出行条件 是衡量一个城市交通现代化水平的重要标 准 随着我国经济建设的快速发展及人们生活水平的不断提高 人们对交通的需求将 会越来越大 特别是我国入世后 汽车的价格不断下降 人均小汽车的拥有量也在近 年快速增长 这些因素都会给我国城市交通管理不断带来新的压力 使得城市交通供 给严重不足 交通拥挤严重 城市交通系统运输效率低下 交通事故频繁发生 严重 阻碍和影响了经济社会发展和居民生活 若不采取有效对策 我国城市交通现有的堵 车 低效 环境污染等问题必然会进一步恶化 解决城市交通问题的关键是要引导人 们在出行时尽量使用公共交通工具 比如公共汽车 地铁等 要达到这一目的 就必 须要提高公交管理水平 提升公交服务质量 让出行人真正感觉到公共交通工具方便 省钱 可靠 快捷等优点 1 1 1 1 发展公共交通系统的重要意义 城市公共交通是指在城市及其近郊范围内为方便居民和公众出行 使用各种客运 工具的旅客运输体系 是城市客运交通体系的主体 是城市建设和发展的重要基础之 一 是生产和生活必不可少的社会公共社会 也是城市投资环境和社会生产的物质基 础 公共交通系统具有运量大 运送效率高 能源消耗低 相对污染少 运输成本低 等优点 有关资料显示公交汽车占用道路和停车用地最为经济 以每平方米每小时通 行人数多少为标准来衡量道路的使用效率 公共汽车是小汽车的10 15倍 运送同样 数量乘客 公共交通 包括公共电汽车 地铁 轻轨等 与私人小汽车相比 分别节省 土地资源3 4 建筑材料4 5 投资5 6 私人小汽车产生的废气是公共汽车的10倍 耗 黑龙江工程学院本科生毕业论文 2 油量是公共汽车的2 3倍 交通事故比公交高出100倍 1 因此 要解决大 中城市目前存在的交通拥挤 交通事故频繁和环境污染严重等 问题 应特别重视优先发展城市公共交通 优先发展公共交通 建立先进的公共交通 系统APTS Advanced Public Transportation System 提高道路通行能力和公交车辆的 运营管理水平被世界各国公认为是解决大 中城市交通问题的最佳策略 它是城市可 持续发展的必由之路 1 1 2 公共交通调度是公交系统的核心 公共交通调度是公交运营管理者根据客流的不均衡规律做好车辆在时间 空间上 合理分配问题 确定发车频率和行车调度方法 使之在各时段 各断面上的运力平衡 的公交运营管理方法 公共交通的合理调度是通过科学组织资源进行运输 最大程度 地发挥公交优势 提高系统整体效率和服务水平的环节 是公交运营管理的核心 公共交通系统是一个由道路基础设施 运输车辆 出行乘客 运营管理者等组成 的一个开放的复杂系统 是城市社会经济活动的大动脉 2 公共交通统的运行效果对 城市的影响广泛而深刻 为综合解决城市交通拥挤 交通事故 环境污染等问题 不 仅要优化城市规划建设 优先发展公共交通 形成合理的交通结构 而且要通过实现 城市交通的科学化 现代化管理 使交通设施得到最有效的利用 公交车辆的科学调 度管理是提高公交服务质量 实现公交可靠 安全 方便 省钱和快捷等目标的有效 工具 这一点在国际上己达成共识 在发达国家 特别是欧洲 城市智能公交调度管 理系统已被广泛应用 慕尼黑 罗马 南安普敦 巴黎等城市的公交管理系统都是很 著名的例子 在我国 国家十五计划城市智能交通示范项目中也把实现公交管理智能 化定为关键任务 开发和建设先进的智能公交管理系统以改善公交管理和服务的质量 从而改善整个城市交通状况无疑是公共交通的发展方向 3 在规划阶段往往采用增加 布设公交线路 优化公交路网结构 增加公交车辆等措施来提高公交系统服务 随着 科技发展可以由单一依赖基础设施扩张的粗放型交通增长 逐步转向以高新技术为支 撑 以科学管理为灵魂 以提高效率为核心的集约型交通模式发展 因此公交调度是 公共交通运营管理的核心所在 1 1 3 公交调度方法是公交调度系统的核心 公交调度方法是对从调度系统外部传入的数据进行结构化处理 启动相应调度策 略 进行优化运算 产生调度方案的技术手段 随着 GPS 等 ITS 技术的成熟 要解 决的关键问题就是如何及时识别客流特征 相应地启动常规调度 非常规调度策略 快速计算决策参数 产生调度方案 同时对在线车辆实施在线监控 公交调度方法是 公交调度系统最核心的模块 涉及数学 管理科学 系统工程 人工智能 决策支持 黑龙江工程学院本科生毕业论文 3 系统等学科 如何使系统在获得相关信息后 通过权衡各目标值 自动产生最优的调 度方案是公交调度研究的重点 公交调度方法是公交调度系统智能化的核心 是公交 系统依靠先进的计算机技术进行智能管理的关键 也是我国发展智能公共交通系统首 先要解决的问题 研制出适合我国城市公交企业的公交调度优化系统将有利于提高公 交企业的运营调度管理水平 促进公交企业经济效益的增长 提高公交系统服务水平 公交调度方法的研究具有现实而重要的意义 1 2 国内外公共交通的发展现状 1 2 1 国外公共交通的发展现状 发达国家对于公交的调度 运营和管理的研究很重视 开始研究的时间也比较早 一些国家通过大量应用通讯 控制等领域的新技术手段 使得调度管理者能获得充分 的实时信息 保证公交运营管理者与被管理者之间的信息畅通 从而提高公交运营的 有效性和可靠性 早在1969年 英国利兹大学的电子计算实验室就开始了计算机自动调度系统的研 究 20世纪80年代利兹大学开始发展调度规划软件并促进其商业化 并于1986年成功 开发了应用于微型计算机的公交调度系统 20世纪60年代初 德国汉堡公交运营商着 手建立公交数据管理部门 在70年代初完成了最早的行车计划系统 并于70年代末应 用于行车时刻表的编排以及车辆和人员的安排计划生成 1974年 加拿大蒙特利尔大 学交通研究中心 C R T 与蒙特利尔城市社区公交协会 S T C U M 联合开发了公交车 辆和人员调度软件包 20世纪80年代 许多国家公共交通部门开始应用先进的信息与 通信技术进行公交车辆定位 车辆监控 计算机辅助调度及提供各种公共交通信息以 提高公交服务水平 美国城市公共交通管理局与20世纪80年代启动了智能公共交通系 统项目 Advanced Public Transportation Systems APTS 日本在80年代初期开始应 用公共交通运行管理系统 其中包括乘客数量自动统计 运行监视和运行控制 90年 代东京开发了城市公共交通综合运输控制系统 CTCS 自1974年巴西库里蒂巴市 建成第一条快速交通线以来 在世界范围内掀起了一股建设这种配备公交专用线路 公交优先信号的快速公共交通 Bus Rapid Transit BRT 的热潮 1 2 2 国内公交发展现状 自20世纪80年代起 我国政府提出了城市客运交通以公共汽车系统为主的发展方 针 先后制订颁布了相关的技术政策和产业政策 为我国公交事业的健康发展提供了 广阔的空间 尤其以快速公交的发展最为引人注目 北京 上海 天津 杭州 武汉 成都 重庆 西安 昆明等大中型城市纷纷出台措施 提出要大力发展快速公交系统 4 黑龙江工程学院本科生毕业论文 4 2004年12月25日 国内首条快速公交线路 Bus Rapid transit BRT 北京南中轴 路BRT示范工程开通 标志着我国的快速公交线路建设已经从构想进入了实践操作层 面 2005年12月30日 北京南中轴路大容量快速公交全线投入运营 首日客流量突破 10万人次 作为北京市城建示范工程和我国已经开通的首条快速公交线路 南中轴路 BRT线路位于北京的南中轴线 初期开通的5公里路程从前门到木樨园 该快速公交线 路的最大特点是 开辟有隔离物隔离的公交专用道 只允许快速公交的车辆在此行驶 在该快速公交的首条线路中 有2 5公里的路在道路的最里侧开辟成了公交专用道 没有任何其他车辆的干扰 目前 从前门到木樨园只需要13分钟 南中轴BRT线路的 建设设计 力求以人为本 突出交通功能 充分考虑乘客的需求与方便 同时又要节 俭实用 降低成本 2006年04月22日 中国第二条快速公交线路和最长的快速公交线 路 杭州快速公交B1线 开始投入试运营 随着我国信息技术的发展和交通管理信息化建设的步伐 公交调度系统的研究和 应用也取得了可喜的成绩 推出了以海信城市公交智能化调度管理系统HSAPTS为代 表的智能公交调度系统 青岛 上海 广州等城市陆续采用智能公交调度系统 使得 公交管理者能根据道路实际交通状况动态优化公交车辆调度并给车上和在车站候车的 乘客提供实时信息服务 这些系统包括调度管理中心 信息采集终端 调度管理终端 以及信息服务终端和通信等部分 整个系统采用先进的地理信息技术 以电子地图为 载体 通过对公交车辆 客流和道路信息的采集 传输和处理 实现了对公交运营车 辆的实时监控和调度 迅速调整公交车辆的运营状况 提高运营车辆的效率 使公交 部门实现资源的最佳使用和分配 达到运营的高效化 同时 系统通过与外部系统的 接口来提高安全协调监控和紧急救援等服务 实现了公交运营调度的智能化和运营管 理的现代化 大大提高公交车的服务水平和公交企业的现代化管理水平 同时对提高 城市整体形象和公交系统的整体服务水平也将发挥巨大的作用 1 2 3 国内公共交通发展存在的问题 尽管我国公交事业取得了一定的发展 但随着城市经济的快速发展 城市交通问 题依然很严峻 与发达国家相比 我国的城市公共交通还有较大差距 存在的问题主 要有以下几个方面 5 1 城市公共交通行业分属不同的政府部门管理 路面公交 轻轨 地铁等不 同类型的公交发展缺乏统一规划协调 缺少一个权威的决策机构 对城市公共交通的 整体性 系统性 综合性进行统一的指导 2 没有建立科学合理的财政补贴机制 也没有将公共交通充分市场化 公交 发展缺乏资金支持 黑龙江工程学院本科生毕业论文 5 3 城市公交发展缺少法律法规保障 4 城市公交基础设施投资不足 场站建设滞后 公交车辆技术性能落后 缺乏适当规模 设计合理的公交换乘枢纽 5 公交运营结构构成复杂 层次不清 管理混乱 6 网络优化不足 线网布局不合理 线路重复系数高 迂回线路多 公交服 务水平低下 7 公交调度运营管理方法滞后 以人工调度为主 与现代的城市发展极不协 调 8 公交系统与城市交通控制管理系统之间的集成度不高 缺乏统一的协调规 划 交通信号控制上未能体现公交优先 1 3 公交调度研究现状 1 3 1 国外公交调度研究状况 美国 日本 加拿大 英国 法国 巴西等国家都投入了大量人力 物力从事智 能公共交通系统的研究 自20世纪80年代以来 许多国家公共交通部门开始应用先进 的信息与通信技术进行公交车辆定位 车辆监控 自动驾驶 计算机辅助调度及提供 各种公共交通信息 以提高公交服务水平 根据1998年美国运输部的联邦公共交通管 理局 FTA 出版的 APTS发展现状 美国的APTS主要研究给予动态公共交通信息 的实时调度理论和实时信息发布理论 以及使用先进的电子 通信技术提高公交效率 和服务水平的实施技术 主要包括 车队管理 出行者信息 电子收费和交通需求管 理等方面的研究 其中车队管理主要研通信系统 地理信息系统 自动车辆定位系统 自动乘客计数 公交运营软件和公交信号优先 出行车信息主要研究出行前 在途信 息服务系统和多种出行方式接驳信息服务系统 5 以色列交通部首席科学家 加利福尼亚大学伯克利分校Avishai Ceder教授为代表 的国外学者在公交调度方法方面展开了大量研究 1984年 Ceder A 提出了利用 乘客统计人数确定发车频率的一种方法 6 1986年他提出了一种基于乘客到达信息的 调度方法 该方法能解决如下问题 根据调度所需资源评价行车时刻表 提高车辆出 站与乘客需求的相关性 具有特殊情况下重新制定发车时刻表的功能等 1990年 他 又研究了short turn的发车优化方法 7 2001年 A Ceder B Golany O Tal等研究了在 枢纽站点最大化同步到达车辆的调度问题 该方法通过提高同一时段内多条线路到达 同一枢纽站点的的车辆数以减少乘客换乘等待时间 8 2002年 Ceder A 提出了公交 调度的递阶方程 9 2004年 Anitha Eranki 提出一种综合考虑枢纽站点换乘时间最小 化与到达车辆最大化的公交调度模型 10 1997年 Maged Dessouky等提出对在线运营 黑龙江工程学院本科生毕业论文 6 车辆进跟踪的公交在线控制方法 11 1 3 2 国内公交调度研究状况 国内学者在公交调度方面的研究主要集中在以下方面 1 公交车辆指挥调度体系结构研究 2003年 张飞舟等结合智能交通系统ITS对公交智能化调度的逻辑结构和物理结 构要求 分析了公交车辆智能化调度系统结构体系及其模型 探讨了智能调度策略和 调度机理 他们认为基于ITS的公共交通车辆智能指挥调度系统总体框架的基本思路 是 结合ITS对公交智能化的逻辑结构及其管理系统的总体要求 首先确定管理系统 信息流程和物理结构 再结合公交的调度机制 确定运营调度 通信 车辆定位导航 计算机网络以及调度中心显示的方案 12 2005年 朱滨等将人工智能应用到公交调 度问题中 设计了基于专家系统的公交运营调度系统结构 试图通过人机互动模式 利用专家知识和模型评估集精确控制与经验控制于一身 13 2 调度基础数据预测方法研究 预测客流数据的主要方法有回归分析法 时间序列法 神经网络预测方法 OD矩 阵反推法等 杨兆升等提出利用聚类分析和逐步回归分析预测站点客流的方法 14 杨新苗 王炜等设计了模糊神经网络预测公交线路客流 15 邵昀泓等采用灰色预测 方法预测公交客运流量 16 2001年 杨新苗等提出一种利用首末站分层不等概率整 群抽样方法 对线路客流进行估计 并给出了相应的方差估计公式 17 3 公交调度模型研究 公交调度模型研究是国内公交调度研究的重点 相关文献有很多 主要研究可以 大致分为静态调度模型和动态调度模型 研究一般以乘客和运营商作为两个利益主体 综合考虑乘客出行成本和运营商效益 在相关假设的基础上建立数学模型 静态调度 模型认为在调度周期内乘客出行需求是服从某种数学分布而且这种分布在调度周期内 是稳定的 因而公交车辆的发车间隔是固定不变的 所以这种模型的特点是代表发车 间隔的变量是一个值 静态调度往往产生一个固定的时刻表 timetable 作为调度和 车辆准点控制的依据 调度效果的评估也是以准点性来评估的 动态调度模型建立的 出发点是公交调度系统所处的环境是变化的 在不同的时段公交发车频率是不同的 2005年宋瑞等人利用不确定规划方法针对乘客需求不确定性等因素建立了基于机会约 束的公交调度模型 18 在公交调度策略方面 大多数文献研究的是常规调度策略 即全程车调度 非常规调 度方面 2001年黄溅华 张国伍等研究了公交实施放车调度方法 建立了放车调度模 型 19 黑龙江工程学院本科生毕业论文 7 近年来有些学者研究了公交协调调度问题 2003年 胡坚明等人利用神经网络对 客流模式进行识别 智能采取相应调度措施的方法 20 2004年 周雪梅 杨晓光等 以最小化公共交通换乘等待时间 分别针对一个换乘点和多个换乘点的情况建立了线 性规划模型 21 2006年 李萌彭国雄等 从经济效益最大化的角度研究了常规公交 线路与城市轨道交通线路的协调换乘问题 22 4 优化算法研究 目前针对公交调度的算法研究主要集中在对遗传算法 混合遗传算法 模拟退火 算法 蚁群算法等在公交调度中的应用研究 23 不同的调度模型对应的变量和约束 差异较大 对算法有不同的要求 目前尚没有综合评价这些算法在解决调度优化问题 中效率的文献 5 公交调度智能化研究 目前国内智能公交系统的主要研究方向为现代技术在公交中的应用 即地理信息 技术 定位技术 通信技术等 国内 公交智能化调度系统 产品有很多 其实从技 术上来讲这些所谓的 公交智能调度系统 并不是真正意义上的智能系统 这些系统 一般是在硬件上采用了诸如GPS 自动报站器 车载多媒体视频广播系统 可视化监 控系统等信息化产品 所以目前国内公交调度智能化研究仍然处于起步阶段 研究的 重点集中在设施和设备的信息化及其集成 理论界对公交调度智能化的研究主要是设 计调度优化的智能算法 24 虽然已由文献研究了数据挖掘在公交系统中的应用 但 目前尚没有文献系统深入研究人工智能在公交调度问题中的应用 1 4 本课题研究的主要内容及预期成果 城市交通问题成为了我国大城市迈进21世纪 实现 十一五 规划中提出的建设 节约型和可持续发展社会的远景目标的重大障碍 城市公共交通是城市重要的基础设 施 是国民经济生产中的 第一道工序 而且被世界公认的效率最高的交通方式 因此 确立优先发展公共交通的交通政策 建立现代化公共交通系统已逐渐成为我国 大城市实现城市可持续发展 解决日益严重的交通问题的重要手段 本课题就是结合 当前国内的热点交通问题 主要研究了以下内容 1 研究公交车调度形式选择的各种方法 2 对25路公交车进行随车调查和数据处理 3 对25路公交车的各种调度形式进行研究 提出合理的调度形式 黑龙江工程学院本科生毕业论文 8 第 2 章 公共交通合理调度规划基本理论 随着国内外学者对城市公共交通规划方法的理论研究和总结 形成了一套典型的 公共交通规划理论 被人们称之为经典公共交通理论 4 7 本课题的基础理论知识是 在此理论的指导下完成的 因此有必要将此章作为理论介绍部分 以便能使本课题内 容更能让人感觉易懂 2 1 公交车营运方式与网点配置原则 城市公共汽车的运营方式 一般有以下三种 1 定线定站式 其特点是乘车经济性好 可采用大型车辆 是城市汽车客运 的主要方式 2 不定线不定站式 其特点是乘车舒适性及方便性较好 但乘车费用较高 3 定线不定站式 其特点是乘车经济性和方便性介于前两者之间 本课题所研究的 25 路公交车的运营方式为定线定站式 城市公交网点的配置原则是根据汽车客运线路的组织原则来进行的 其原则总结 来说有 1 线路走向要与服务区域内的主要客流方向相符合 并按照最短的距离布置 客运线路 尽量组织直达运输 2 线路的线形应尽量使车辆平均载客量利用程度较好 3 沿居民分布密度较大的区域布置客运线路 4 客运线路应连通城市边缘与城市中心 并与其他运输方式客运线路尽量相 衔接或交叉 客运线路的线形按平面形状 可分为以下几类 1 径式线路 通过市中心连接城市边缘 2 辐射式线路 由城市边缘各点只通城市中心 3 绕行式线路 绕过市中心连接城市两个区域 4 环行式线路 把市中心区以外需要有直接交通的各点以环行路线连接起来 5 切线式线路 即与环行路线相切 连接城市边缘而不通过市中心 实际组织客运路线 可以结合客运服务地区的集体情况 按照上述基本路线形式 黑龙江工程学院本科生毕业论文 9 分别采用或综合采用 3 本课题所研究的 25 路公交车的线路属于绕行式线路 2 2 城市公交客流特征 在经典城市公交理论中客流的定义为 客流 指乘客在一定时间内沿着客运路段 某一方向的流动 客流的基本特征 在于它沿时间及空间分布的不均匀性 这不仅影 响到城市公共汽车客运的行车组织 而且还影响到长远客运规划 因而充分了解 掌 握与研究客流的变化规律是很重要的 客流分布具有明显的年 月 日 昼夜规律性的特征 换句话说就是客流的分布 在时间上具有明显的不均匀性 为了评价客流沿日营业时间内各小时分布的不均匀程 度 而采用了时间不均匀系数评价指标 1 时间不均匀系数 时间不均匀系数 指营运线路日营业时间内某一小时客运量与平均每小 ti K 时客运量之比 即 h i ti Q Q K 2 1 式中 线路营业时间内第 小时的时间不均匀系数 1 2 m ti Kii 线路营业时间内第 小时的线路客运量 p i Qi 线路营业时间内平均每小时线路客运量 p h Q 客流分布的不均匀性不仅仅体现在时间上 客流分布在空间上的分布也是不均匀 的 主要是指客流按乘行方向 乘车距离 停车站点及乘行路段分布的不均匀性 2 站点不均匀系数 由于客流沿营运线路的上下车地点分布的不同 采用站点集散量不均匀系数 又 称站点不均匀系数 的评价指标来评价 站点集散量 指在统计时间内到达某停车站的乘客的上车人数 集散量 与下车 人数 疏散量 的统称 站点不均匀系数 指统计时间内 营运线路某停车站乘客集散量与各停 c K 车站平均集散量之比 即 黑龙江工程学院本科生毕业论文 10 c cj cj Q Q K 2 2 式中 j 营运线路停车站序号 j 1 2 h 统计时间内第j停车站乘客集散量 p cj Q 统计时间内沿线各停车站平均乘客集散量 p Q 3 方向不均匀系数 为了评价客流沿营运线路流动方向分布的不均匀程度 采用方向不均匀系数来作 为评价指标 方向不均匀系数 指统计时间内某线路高单向客运量与平均单向客运量 a K 之比 即 a a a Q Q K 2 3 式中 高单向客运量 即统计时间内线路最大单向客运量 p a Q 统计时间内线路平均单向客运量 p a Q 4 路段不均匀系数 对客流沿路段 断面 分布的不均匀程度 采用 路段不均匀系数 进行评价 路 段不均匀系数 指统计时间内营运线路某路段客流量与平均路段客流量之比 s K 即 Q Q K i si 2 4 式中 统计时间内第 路段的路段不均匀系数 1 2 k si Kii 统计时间内第 路段客流量 p i Q i 统计时间内平均路段客流量 p Q 综上所述 选取 的规则是 考虑线路车辆平均满载程度 当 0 t K 0 a K 0 s K 0 c K 黑龙江工程学院本科生毕业论文 11 平均满载程度较高时 其值可取较低限 反之可取较高限 2 3 车辆调度形式 城市公交合理运行最主要的就是要做好公交车辆的调度工作 一个好的调度计划 不仅可以避免个别站台出现乘客候车时间过长 车辆拥挤或者过剩 而且对公交公司 的效益有着直接的关系 车辆调度的形式有很多种 8 9 按不同的分配标准公交车辆有不同的调度形式 1 按车辆工作时间的长短与类型分类可分为三种 正班车 指车辆在日间营业时间内连续工作相当于两个工作班的一种基本调度形 式 所以又称双班车 大班车 加班车 指车辆只在某种情况下 在某段营业时间内上线工作 并且一日内累计 工作时间相当于一个工作班的一种辅助调度形式 所以又称单班车 夜班车 指车辆在夜间上线工作的一种调度形式 一般城市夜间客运量不大的线 路 主要行驶夜班车的车辆连续工作时间不足一个工作班 因此常与日间加班车相兼 组织 只在夜间客运量较大的营运线路运行 夜班车连续工作时间相当于一个工作班 其中在这里所提到的所谓日间 指日出后与日落前之间的一段时间 夜间 则约 指日落后至日出前之间的一段时间 2 按车辆运行与停站方式分类可分为五种 全程车 指车辆从线路起点发车直到终点站止 必须在沿线各固定停车站依次停 靠 按规定时间到达有关站点并驶满全程的一种基本调度形式 因此又称慢车 全站 车 区间车 指车辆仅行驶线路上某一客流量的高路段或高区段的一种辅助调度形式 快车 是为适应沿线长乘距乘客需要 采取的一种越站快速运行的调度形式 包 括 大站 快 车 指车辆仅在沿线乘客集散量较大的停车站停靠和在其间直接运行 的调度形式 直达 快 车 是快车的一种特殊形式 车辆仅在线路起 终点站停靠和直接运 行 定班车 是为接送有关单位职工上下班和学生上下学而组织的一种专线调度形式 车辆可按定时间 定线路 定班次和定站点的原则进行运输 跨线车 是为平衡相邻线路之间客流负荷 减少乘客转乘而组织的一种车辆跨线 黑龙江工程学院本科生毕业论文 12 运行的调度形式 即 甲 线路车辆载客 跨出本线路 进入 乙 线路继续行驶 开行跨线车形式的条件为 两条线路在部分区段衔接或顺行 且两线高峰时间不同 客流最大断面不同 线路上下行客流量不同 实践证明 上述调度形式对平衡车辆及线路负荷 改善拥挤 提高运输生产率和 运输服务质量以及促进客运发展方面都发挥了积极作用 有这么多种的调度形式 根据自己的经营状况选择适合于自己的调度形式是公交 公司能否实现良好经营的关键 从以往的经验来看 公共汽车营运线路均须以全程车 正班车为基本调度形式 并根据自己所经营线路客流的特征辅以其他调度形式 2 4 车辆调度形式的计算方法 2 4 1 高峰加班车调度形式的确定 可以通过计算时间不均匀系数确定是否开设加班车 时间不均匀系数 计 ti K 算见公式 2 1 即 h i ti Q Q K 通常的衡量标准是 当 1 8 2 2 时 称客流高峰小时 为时间 0 tti KK 0 t K 不均匀系数标准值 1 8 2 2 时 称客流平峰小时 有时将 1 0时 0 tti KK ti K 称客流低峰小时 客流高峰小时仅在线路的个别营业时间内发生 因而在发生客流高峰小时的时间 段内需要增加运输车辆 以适应增加的客流量 2 4 2 快车调度形式的确定 1 站点不均匀系数 法 cj Q 运用路段不均匀系数 计算公式 如式 2 2 即 cj Q c cj cj Q Q K 一般 对于 1 4 2 0 的停车站 为站点不均匀系数标准值 可 0 Ccj KK 0 c K 考虑开设快车 以缓和乘车拥挤 提高运输效率 2 方向不均匀系数 法 a K 运用方向不均匀系数 计算公式 如式 2 3 即 a K 黑龙江工程学院本科生毕业论文 13 a a a Q Q K 一般 1 2 1 4 为方向不均匀系数标准值 否则应采用调整措 0 aa KK 0 a K 施 如错开沿线有关单位上下班时间或增减运输车次 开设快车等 2 4 3 区间车调度形式的确定 1 路段客流量差 法 i Q 路段客流量差 指统计时间内某高路段客流量与沿线各路段平均客流量 i Q 之差 即 QQQ ii 2 5 式中 沿线路段序号 1 2 iik 第 路段客流量 p i Q i 沿线各路段平均客流量 p Q 若路段客流量差 满足下述条件 i Q 4 2 0 qQi 2 6 便可采取开辟区间车的调度措施改善运输服务工作 2 6 式中 计划车容量 即车辆的计划载客量 可按下式确定 0 q 2 7 0 0 0 rqq 式中 车辆额定满载率 0 q 车厢满载率定额 0 r 一般高峰期间 平峰期间 0 1 1 s r 0 0 5 0 6 i r 2 路段不均匀系数 法 s K 运用路段不均匀系数 计算公式 如公式 2 4 即 s K 黑龙江工程学院本科生毕业论文 14 Q Q K i si 通常 的路段 称为客流高峰路段 0 1 si K 当 1 2 1 5 时 为路段不均匀系数标准值 可采取开辟区间车 0 ssi KK 0 s K 的调度措施改善运输服务工作 根据客流量调查结果 当某路段时间内沿线若干站点乘客集散量 超过各 cj Q 站点平均集散量 并且长乘距乘客较多时 可沿线路同方向集散量较大的站点行驶 c Q 快车 以缓和拥挤和消除留站现象 具体方法可根据客流的空间分布不均匀性通过计 算站点集散量不均匀系数 的方法确 cj K 以上调度形式的选择计算是根据经典公共交通理论来确定的 企业自身调度形式 的选择除了根据本线路实际客流量进行上述有关计算外 还要结合考虑线路所用道路 和交通条件 企业自身组织与技术条件以及有关运输服务质量要求等各项因素来综合 考虑确定 10 本课题所研究的25路公交车现阶段所采用的只有全程车 正班车两种 形式 其他的调度形式在本线路并未实施 根据实际需要 本文将对25路公交车进行 客流量调查 对25路能否开出开车和区间车进行研究 2 5 本章小结 本章主要介绍了城市公共交通合理调度规划基本方法 以及城市公交线网的布设 原则和路线性质 在经典公共交通理论合理化营运的原则下 提出了开设快车 区间 车等合理化运营措施的计算方法 以便在此基础上开始对哈尔滨市 25 路公交车合理 化调度方法的研究 黑龙江工程学院本科生毕业论文 15 第 3 章 25 路公交车基本数据的调查方法研究 由于本课题是以哈尔滨市 25 路公交车实际营运的客流量数据为基础对其进行合 理营运规划 因此客流量调查对本设计有着重要的作用 如果没有大量真实的公交客 流调查数据 就不会有公交调度工作的进行 所以客流调查是十分重要而又十分基础 的工作 客流调查是一件具有经常性 周期性的比较细致的工作 且常须综合性地同 时调查整个城市或地区借助于各种运输工具的客流 所以前期的调查工作在本课题中 也占了相当一部分的工作量 组织好客流调查工作 准确掌握客流动态 是搞好客运 工作的关键 3 1 调查方法的选择 根据调查内容 可将其分为出行起终点调查 乘行起终点调查及线路客流调查 介于本课题所研究的内容只涉及到线路客流调查 所以只将线路客流调查介绍如下 客流是指乘客在一定时间内沿着客运路段某一方向的流动 客流调查是指企业服 务区域内客流动态特征 包括客流量 流向及分布规律 的调查 客流调查工作是一 项具有经常性 周期性的比较细致的工作 工作量大且常常必须采用现代数学方法和 利用电子计算机才能使之有效进行 根据调查内容不同 可将客流调查分为三大类 11 出行起终点调查 乘行起终 点调查及线路客流调查 出行起终点调查和乘行起终点调查主要用于线网优化调整 它以客运线路为基础 主要解决行车组织问题 通常每年夏 秋季节各进行一次或每 年进行一次全区域性线路客流普通调查或抽样调查 每次1 3周 每天从营业时间开 黑龙江工程学院本科生毕业论文 16 始到终车止 每隔0 5h统计一次 根据需要也可以进行局部营运线路 路段或某段营 运时间 如高峰 低峰期间 的定期或不定期的客流调查 11 通过这种调查 可以 掌握不同季节 一周之内不同时期 不同时刻 不同线路及沿线不同方向的客流量 为了编制客运计划与行车时刻表 合理确定车辆调度形式 选择运输车辆及配备行车 人员提供基础资料 目前 我国大多数城市采用的仍是传统的人工调查方法 虽然可以得到比较全面 的数据 但是要耗费大量的人力和财力 不适合经常性的动态客流数据调查 随着现 代科技的发展 采用先进技术的自动数据采集方法逐渐得到发展和应用 目前常用的 调查方法主要有以下几种 1 人工调查方法 1 票根调查法 这种调查方法是各个站点在乘客上车时发给他一张印有该站 站名的小票 由乘客下车的站点收回 进行统计 这样可以得出线路上各站点间乘行 分布的资料 这种调查方法的缺点是调查统计工作量很大 2 随车记录法 调查时 按车门数配备 2 3 名调查人员 记录沿线各站点上 下车乘客人数 在终点站上 以车量在线路起点站发车时刻为准 将各车次原始记录 按半小时 高峰时间以 15min 分组统计 这种调查方法所获得的数据 并绘制线路 各端面的客流直方图 3 驻站观测法 调查时 根据车辆行车间隔 停车时间 车门数等情况 在 每个站点配备适当数量的调查人员 依次记录各车次到达本站的时间 上下乘客人数 以及该车次离站时的留站人数 各站点记录的原始资料可以按车次 或某时间间隔内 的若干车次 统计 也可以按各站点分别统计 并绘制线路客运简图与客流直方图 这种调查方法 可以直接统计处在统一的高峰时间内的客流分布的实际情况 还可以 较准确的记录各站点留站人数 但是 在行车间隔小 甚至行车中出现 串车 的情 况下 难于保证记录准确 而 随车调查法 的准确性要高一些 公共交通的客流调查 除上述方法外 还可以结合日常调度业务 进行多种形式 的专项调查 譬如为解决某站点集散量过大的问题 采用询问乘客等方式 调查乘客 来去方向 给增加或延长线路 组织联运提供依据 作为基础客流调查的补充 线路客流调查的计算数据包括全日或高峰时间内的各线路 路段 客运 流 量 周转量 营业公里 平均运距 乘客交替系数 满载率 客流分布不均匀系数 线路 平均负荷 沿线各中途站平均停站时间 始末站停站时间 车量沿线路及各路段行车 时间 平均技术速度 运送速度 营运速度以及平均行车间隔和车班工时利用率等 2 先进技术调查方法 黑龙江工程学院本科生毕业论文 17 1 IC卡数据采集 城市公交组合调度问题的研究目前我国不少城市都有公交 收费系统 公交卡在完成收费的同时 还可记录下使用卡的乘客的上车时间 车次 站点等信息 而要记录这部分乘客下车信息则涉及二次刷卡问题 目前不易于实现 另外 只有部分乘客持卡乘车 还有相当大比例的乘客采取投币方式 因此 卡采集 法采集到的只是部分信息 而无法实现对所有乘客的乘车信息进行收集 2 自动计数系统 乘客自动计数系统是采集公交客流信息的有效方法 常用的 有红外线自动乘客计数和踏板式自动乘客计数等 红外线计数系统安装在车门附近特 定的高度 通过发射特定波长的红外线覆盖在一定的区域 然后通过传感器检测从乘 客身上反射回来的光线自动识别乘客上下车人数 当上下车发生拥挤时 该系统会漏 掉部分乘客信息 踏板式乘客计数系统是将压力板安装在车辆的前后门踏板上 乘客上下车时会对 压力板产生压力 从而触发压力传感器 记录仪就会自动记录下受压次数 也就是乘 客人数 另外 通过在压力板上分布的多个传感器阵列 可以通过对踏上去的脚型判 断出是上车还是下车 该系统的缺点是当多个乘客同时踏上压力板或一个乘客的双脚 同时踩在压力板上时 压力传感器不能正确识别上下车人数 从而记录下来的人数就 存在较大的误差 13 通过参考文献和查阅书籍 充分考虑之后决定采用随车调查法对 25 路公交线路 的全天各小时各个站点上下行的客流量进行随车采集 为了分析客流量和调度方式之 间的关系 获取第一手数据 通过对快速公交相关知识的研究 以及对本论文研究要 求的综合 本文直接组织人员 6 名参与公共汽车客流量 6 的跟车调查工作 运用快车 和区间车的选定方法分析处理采集数据确定快车和区间车的运行线路 并且对确定出 的快车和区间车运行线路进行分析 判断确定的线路是否合理 可行 最终确定出更 加合理化的快车和区间的运行线路 3 2 调查方案的安排 同组 6 名学生于 2009 年 3 月 23 日至 4 月 12 日的近 3 周时间采用随车调查方法 每天分两组对上下行两个方向行驶的车辆同时开始随车调查 另一组错开时间单独调 查 调查包括 25 路公交车运行线路上的各站点的上下车人数 和本课题需要的基本 数据等 采集客流数据时 每辆车两名人员分别坐在前后车门处记录每一个站点的上 下车人数 3 3 调查的内容 公交客流调查是调度工作的前提和基础 客流调查应该包括公交线路 车辆以及 黑龙江工程学院本科生毕业论文 18 乘客分布的状况 同时公交客流量的大小与城市性质 城市规模与布局 出行距离 公交线网的布设 公交服务质量以及票价等因素密切相关 因此 这些因素也是公交 客流调查不可缺少的内容 公交客流调查内容包括以下方面 1 线路数据 主要包括线路站点数目 站点间的距离 线路长度 线路数量 公交线网密度 直达系数等 2 乘客数据 主要包括乘客在各站点上下车的时间和数量 乘客出行的起 迄点 换乘点以及 乘车前后的步行距离 3 车辆情况 主要包括车辆的类型 车辆标准载客人数 线路配车数和公交公司总的车辆数等 情况 3 4 总结 本章节主要介绍了一些调查的基本方法 并讨论了本论文对公交车的调查方法是 如何确定的 调查方案如何开展的 调查的内容 调研阶段的准备工作等 为下章的 调度选择研究工作做好准备 黑龙江工程学院本科生毕业论文 19 第 4 章 25 路公交车营运现状分析与评价 4 1 哈尔滨市现状及 25 路公交车基本情况介绍 4 1 1 哈尔滨市公共交通现状 哈尔滨市坐落在松花江两岸 是黑龙江省省会 所辖7个区 12个县 市 总 面积56579平方公里 人口980万 城市人口472万 是全国省辖市中面积最大的城市 哈尔滨市作为北方老工业基地之一有着悠久的发展历史 由于地处我国最北方也是一 个人口过百万的大城市 有着 东方莫斯科 的美称 哈尔滨市城市公共交通网络和设施正在不断完善 截止到2007年底 哈尔滨市共 有公交线路148条 有营运车辆4637台 其中空调大巴370辆 设站2381个 日客运量 201万人次 线路总长度1106 5 km 线网密度为2 13 km km 全市约有三分之一的群 众选择乘坐公交车出行 且人数逐年增多 在哈市公交线网中 在沿松花江一线设终 点的公交线路有41条 约占市区公交线路总数的46 其走向大体上以沿江一条线上 友谊路等6个大型公交首末站为基点 向外呈扇形辐射 并与其他线路形成了网状结 构的公交线路布局 市区公交线路拥有运营车2449辆 空调大巴320辆 其中空调型 公交线路6条 公交支线线路3条 无轨线路1条线 万人拥有公交车7 3辆 日出车数 2228辆 行驶里程34 70万公里 乘客平均候车时间4 5分钟 日运送乘客170万人次 高峰小时运送乘客26 4万人次 占当日客运量的15 8 高峰系数为1 9 主干线路日 运送乘客75 6万人次 现状公共客运交通存在的主要问题 黑龙江工程学院本科生毕业论文 20 1 现状公交线网密度低 线路覆盖面积小 2 公交线路较长 车速不稳定 行车难以达到正点要求 3 线路非直线系数过大 乘客的乘行时间 出行时间增加 4 换乘次数多 降低了乘客的直达率 增加了乘客的公交出行时间 5 线路复线系数普遍较高 路段布线质量较低 6 公共交通服务区域相对较小 不利于吸引城市居民采用公交出行方式 7 公交运营车辆数明显不足 8 发车间隔较大 待车及换乘时间长 9 绝大多数公交线路收车早 夜间公交出行不便 10 高峰时段公交负荷度明显偏高 乘车困难 11 出租车发展超前 给道路交通及交通管理均造成相当大的压力 12 公交保养场 维修场 停车场等设施用地不足 4 1 2 25 路公交车运营现状 哈尔滨市25路公交车是隶属于哈尔滨市公交总公司的一条营运线路 由道外区的 南直小区开往道里区的黑渔泡金属市场 途径29个站点 具体运营站点叙述如下图 4 1 4 3 25路公交车存在运行距离长 线路复杂 发车间隔较大 服务水平底 乘客舒适 度差等一系列问题 笔者通过对25路公交车大量的调查与分析工作 针对运营现状存 在的问题 加以处理研究 在调度方式上作出合理化选择 黑龙江工程学院本科生毕业论文 21 图 4 1 25 路公交线路走向图太平桥段 由于地铁施工缘故 原定路线南直小区 网通东直路营业厅 道外公安分局 太平桥 延平街 南通大街 哈工程大学 现道外公安分局 太平桥路段改由太 平大街行驶 设立太平大街 长青寺两站 并且取消了延平街和哈工程大学两站 图4 2 25路公交线路走向图宣化街段 因地铁施工 烟厂 东大直街 儿童公园 大成街 十字街 芦家街 海 黑龙江工程学院本科生毕业论文 22 河路 省红十字会 宣化街 一二五中路段中 原西大直街方向车辆改由从宣 化街绕行 因此哈工程大学 烟厂站临时取消 加设宣化街 花园街 宽城街3站 图4 3 25路公交线路走向图道里段 此路段因未受地铁施工影响 所提保持原有线路不变 文库街 复华小区 教化广场 抚顺街 安发桥 安和街 建国街 建国公园 市中医医院 顾 乡 十四中学 黑渔泡金属市场 4 2 25 路公交车基本数据的采集 4 2 1 基本营运参数 笔者对哈尔滨市 25 路公交车的运营状况进行了历时 15 天的调查 以下数据的获 得均通过到 25 车队 沿线站点和公交车内现场调查获取 25 路公共汽车的一些基本运营参数和发车间隔如表 4 1 和 4 2 所示 表 4 1 25 路公交车基本运营参数 线路名称25路运行线路长度23 2 km 平均运送速度21 8 km h平均周转时间112 min 平均站距800 m运行圈数4 5圈 车长10 3 m 车宽2 48 m线路现用车型常州依维客 车高3 08 m 黑龙江工程学院本科生毕业论文 23 车内座位数25车内站立面积6 46 m2 踏步级数二级车门数2 现行载客定额70在运车辆数38 表表 4 2 25 路公交车现行发车间隔表 上行下行 时段 发车次数发车间隔发车次数发车间隔 5 30 6 3086min86min 6 30 7 30304min304min 7 30 16 00706min706min 16 00 17 30304min304min 17 30 18 00175min175min 18 00 19 00315min315min 单向总车次158158 最小配车数3535 调查过程中得知 25路现行发车间隔表的编制基本上是由25路车队的调度者根据 自己的经验和传统方法编制的 调度形式为正班车 全程车 这样的编制方法简单 容易理解 但是否能

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