巴士运营分析

客运系统分析课程作业客运系统分析课程作业 华工校巴运营分析华工校巴运营分析 学学 院院 土木与交通学院土木与交通学院 专专 业业 交通工程交通工程 学生姓名学生姓名 指导教师指导教师 提交日期提交日期 20132013 年年 6 6 月月 2828 日日 目录目录 华工校巴运营分析 1 一 华工校园巴士运营分析背景及目的 2 1 1运营分析的背景 2 1 2运营分析的目的 2 二 华工校园巴士基础现状分析处理 2 2 1校园巴士车辆基本情况 2 2 2校园巴士线路基本情况 4 2 2 1 校园巴士班次 4 2 2 2 校园巴士站点分布 4 2 2 3 校巴站点辐射区 5 2 3 公交基础设施情况 5 2 3 1 站台 5 2 3 2 站牌 6 2 4 客流情况 6 2 4 1 居民出行情况 6 2 4 2 出行选择的交通方式 6 2 4 3 居民对校园巴士满意度分析 7 三 发车频率与发车间隔确定 8 3 1 基于高峰客流因子的最大客流方法 8 3 2 基于各时段所观察到的最大客流方法 9 3 3 基于载客公里数来确定发车频率的下界的断面客流方法 10 3 4 基于限制客流量大于期望拥挤度的线路占线路长度的断面客流方法 10 四 时刻表的编制 11 4 1 基于平滑过渡的平均发车间隔 11 4 2 基于平均载客量均衡的发车间隔 12 4 3 校巴运营时刻表的编制结果 13 五 校巴运营经济分析 14 5 1 华工校巴现状经济分析 14 5 2 华工校巴新方案经济分析 14 六 小结 15 一 华工校园巴士运营分析背景及目的一 华工校园巴士运营分析背景及目的 1 1运营分析的背景运营分析的背景 校园公交是重要的校园基础设施 是大学生在校园内常用的交通方式之一 在过去的时间里 华南理工大学五山校区的校园公交系统为华工师生及教职工 家属的工作 学习 生活提供了安全 迅速 方便的服务 为学校的建设 繁 荣作出了巨大的贡献 随着学校的发展 学生人数增多 公交需求量增大 校 园公交的班次不够 线网密度小 站点覆盖率低以及人们出行不便等问题日益 突出 1 2 运营分析的目的运营分析的目的 为了促进学校发展 提高校园公交运营质量和效率 为华工人提供安全可 靠 方便周到 经济舒适的公交服务 最大限度地节约人们出行时间 改善校 园环境 必须进行好校园运营分析 本次华工北校区校园公交运营分析主要包 括两个方面的内容 华工北校校园公交调查 校园公交运营分析 二 华工校园巴士基础现状分析处理二 华工校园巴士基础现状分析处理 2 1 校园巴士车辆基本情况校园巴士车辆基本情况 华工北校区由于面积广阔 南北区地形狭长 故校园巴士在校园内有比较 大的需求 在过去的时间里 华工校巴为华工师生及教职工家属的工作 学习 生活提供了方便的服务 总体而言运营状况良好 其主要参数如表 2 1 所示 外形尺寸7495 2280 2360 额定座位21 座 站立面积9 平方米 排量 3856 ml 燃料柴油 排放标准GB3847 2005 GB17691 2005 国 表 2 1 校园巴士相关参数表 2 2 校园巴士线路基本情况校园巴士线路基本情况 2 2 1 校园巴士班次校园巴士班次 根据实际调查 得出现有公交运行情况如下 运行时间 7 00 21 00 南门总站 北区二饭堂总站 7 08 21 08 北区二饭堂总站 南门总站 行程时间 单程约 8 分钟 双程 15min 发车间隔 工作日 7 00 到 19 00 每 15min 一班 双程 非工作日或工作日的 19 00 21 00 每 20min 一班 双程 2 2 2 校园巴士站点分布校园巴士站点分布 沿途站点 南门总站 中山像站 百步梯站 27 号楼站 人文馆站 西五站 西秀村站 附中站 修理厂站 北门站 北湖南站 26 与楼站 北 区总站 图 2 1 北校区现行公交线路站点图 图 2 2 北校区现行公交线路图 2 2 3 校巴站点辐射区校巴站点辐射区 根据调查 现行的校园巴士线路只有一条 线路单一且发车的频率较低 站 点均匀 按 200m 直径其站点覆盖面积来算 整体覆盖率不高 图 2 3 校巴站点覆盖现状图 2 3 公交基础设施情况公交基础设施情况 2 3 1 站台站台 站台 除首发站 现校巴基本处于最简陋站台状态 无明显的站台轮廓 无雨棚 雨蓬主要是设在公交车站或交通中转站 大多数不封闭 用于保 护行人免受风吹雨打和烈日暴晒 一些情况下它们也可能会很热 雨蓬的 设计受到当地的气候和满意舒适标准的影响 无自行车停靠点 自行车停放需求而且空间允许的公交站点可以配备自行 车停放区 自行车停放所需的空间也有很大变化 一般可根据对设施供应 能力的观察和测试来做最好的评估 2 3 2 站牌站牌 站牌 单立式简易站牌 站牌内容缺少方向指引及校巴具体时刻表 2 4 客流情况客流情况 2 4 1 居民出行情况居民出行情况 根据公交调查基础数据 经过统计分析 北校区居民人均日出行次数为 2 64 次 通过对北校区居民一日出行抽样调查 得到如下图所示的居民出行时 间变化规律 居民一日出行呈明显的四高峰变化趋势 其中早晚高峰所占的比 重较大 图 2 4 全日各时段 30min 为 1 时段 出行量分布图 2 4 2 出行选择的交通方式出行选择的交通方式 北校区居民出行方式构成统计结果见表 2 2 表中步行占总出行的 68 自 行车出行占总出行的 12 两者之和为 80 说明居民日常的出行范围较短 公交在出行中的分担率为 19 表 2 2 居民出行方式比例表 出行方式校园公交 步行自行车 其他 分担量46167304 图 2 5 居民出行方式构成示意图 根据公交跟车调查和居民出行调查的统计分析 最大出行时耗为 40min 平 均公交出行时耗为 25 4min 居民公交出行高峰时间为 7 20 8 00 和 11 00 11 40 小高峰为 14 00 14 30 和 17 00 2 30 在高峰期 校园巴 士运力明显不能满足居民出行需求 同时 通过计算 居民的平均公交出行距离为 8 80 公里 由于华工校园巴 士线路非直线系数很大 达 2 16 线路绕行比较严重 实际上的出行路程会比 这个值要小 一般而言 在选择驾驶自行车出行 行驶时间超过 15min 时 居 民会倾向于选择公交车出行 从该平均出行距离看 居民有较远距离的出行需 求 这种出行在跨区之间的流动较多 同时也进一步说明北校区居民选择公交 出行主要还是为了满足这种较大范围之内流动的需求 从北校区用地的分布特 点看 北区与教学区 东区 西区 图书馆 东门还是有一定距离的 加之北 校区地势复杂 道路上下坡多且坡度较大 这也促使居民选择了公交出行的方 式 但是现行的校园巴士线路站点不多 站点覆盖面积不高 有效的服务面积 也不高 线路单一且发车的频率也不高 2 4 3 居民对校园巴士满意度分析居民对校园巴士满意度分析 无合适 线路 班次不 足 无清晰时 刻表 票价偏 高 舒适性 差 运行速 度慢 服务态度差 不能刷 校园卡 27364651515633 表 2 3 校园巴士不满意原因分布 图 2 6 校园巴士不满意原因分布 由问卷反馈的数据统计结果可得图2 6 由此可知人们对于现有公交的不满 主要集中在无清晰时刻表 班次不足 不能刷校园卡 无零钱 无合适线路等 有 25 的人对现有校园公交没有清晰时刻表表示不满 对此可以开发华工 校巴实时查询系统 通过在校巴车上加装定位系统 将校巴的实时位置通过华 工校巴实时查询系统发布 供人们通过网页 手机等方式查询 有 20 的人认为现有班次不足 30 分钟的发车间隔明显不能满足运输的需 求 三 发车频率与发车间隔确定三 发车频率与发车间隔确定 公交服务的主要决定因素之一是根据每天中不同的时刻 每周中不同的天 及日期的类型为系统中的每条公交线路选择最合适的发车频率 辆 h 发车频 率的确定是创建行车计划的重要基础 在这个过程中需要综合考虑经验 判断 和客流量等因素 3 1 基于高峰客流因子的最大客流方法基于高峰客流因子的最大客流方法 公交服务的基本目标之一就是保证给定时段内的载客量与公交线路沿线上 的最大客流量相适应 将该时段表示成 j 通常为 1h 基于高峰客流因子的概 论 时段 j 所需要的车辆数为 F3 975 405 831 633 701 902 005 932 802 873 372 102 302 20 H15 1311 1110 2936 7316 2231 5830 0010 1121 4320 9317 8228 5726 0927 27 19 00 20 00 20 00 21 00 time 方 法 一 13 00 14 00 14 00 15 00 15 00 16 00 16 00 17 00 17 00 18 00 18 00 19 00 7 00 8 00 8 00 9 00 9 00 10 00 10 00 11 00 11 00 12 00 12 00 13 00 表 3 1 基于高峰客流因子的最大客流方法算出的最终结果 3 2 基于各时段所观察到的最大客流方法基于各时段所观察到的最大客流方法 这种站点调查方法基于各时间段所观察到的最大客流 即 图 3 1 是以三维的形式模拟了乘客总数 客流 距离和时间三个维度 从 中可以观察到小时最大客流量 从而我们可以算出其 F 和 H 值 如表 3 2 所示 F3 975 405 832 873 733 002 305 972 802 874 203 533 032 23 H15 1311 1110 2920 9316 0720 0026 0910 0621 4320 9314 2916 9819 7826 87 19 00 20 00 20 00 21 00 time 方法二 13 00 14 00 14 00 15 00 15 00 16 00 16 00 17 00 17 00 18 00 18 00 19 00 7 00 8 00 8 00 9 00 9 00 10 00 10 00 11 00 11 00 12 00 12 00 13 00 表 3 2 基于各时段所观察到的最大客流方法算出的最终结果 图 3 1 14h 客流统计 展示了小时和日最大客流站点 3 3 基于载客公里数来确定发车频率的下界的断面客流方法基于载客公里数来确定发车频率的下界的断面客流方法 跟车调查采集的数据能够使计划人员观察到不同站点的客流变化 这里称 为断面客流 通常具有异常分布且重复出现的断面客流意味着线路设计上还有 改善的可能性 针对这一现象 最常用的运营策略是开行区间车 而线路上首 末站之间的站点可能被选择作为区间线路的起点和折返点 此方法是基于载客 公里数来确定发车频率的下界或发车间隔的上界 表 3 2 为结果 F2 984 054 382 152 802 252 034 482 102 153 152 652 282 00 H20 1714 8113 7127 9121 4326 6729 6113 4128 5727 9119 0522 6426 3730 00 19 00 20 00 20 00 21 00 time 方法三 13 00 14 00 14 00 15 00 15 00 16 00 16 00 17 00 17 00 18 00 18 00 19 00 7 00 8 00 8 00 9 00 9 00 10 00 10 00 11 00 11 00 12 00 12 00 13 00 表 3 3 基于载客公里数来确定发车频率的下界断面客流方法算出的最终结 果 3 4 基于限制客流量大于期望拥挤度的线路占线路长度的断面客流方法基于限制客流量大于期望拥挤度的线路占线路长度的断面客流方法 为了消除或减少上述现象的出现 下面引进一种新的方法 该方法通过限 制客流量大于期望拥挤度的线路占线路长度的比例来保证服务水平 F4 406 807 303 104 903 703 205 603 803 705 703 603 603 20 H13 648 828 2219 3512 2416 2218 7510 7115 7916 2210 5316 6716 6718 75 19 00 20 00 20 00 21 00 time 方法四 13 00 14 00 14 00 15 00 15 00 16 00 16 00 17 00 17 00 18 00 18 00 19 00 7 00 8 00 8 00 9 00 9 00 10 00 10 00 11 00 11 00 12 00 12 00 13 00 表 3 4 基于限制客流量大于期望拥挤度的线路断面客流方法算出的最终结 以 10 00 到 11 00 的断面客流曲线 由方法 3 可以得到总客流量为断面客流 曲线下的区域 最终可得到平均断面客流量为 40 有 12 个站点超出了平均值 可以适当增加百分比 图 3 2 10 点到 11 点的客流分布图和方法四允许超载水平为 40 图 四 时刻表的编制四 时刻表的编制 编制时刻表时要体现节省成本的理念 并需要明确以下 5 个目标 从所需资源方面评估可借选择的时刻表 最小化所需资源的同时 提高车辆发车次数和乘客需求一致性 特殊情况下 允许计划人员直接改变发车频率 而不依赖于需求 在相邻时段的交接部分 允许运用平滑发车间隔技术 能够集成不同的发车频率制订方法和时刻表编制过程 4 1 基于平滑过渡的平均发车间隔基于平滑过渡的平均发车间隔 原理 绘制一条与时间相关的累积 非整数 发车频率曲线 每次发车都 水平画线向右移动 直到与累积曲线相交 然后垂直向下移动 在选择时刻表时 对不同的时段可以使用不同的发车频率确定方法 这样 就能够检测这些方法在高峰和低峰时段对车辆需求的影响 可以分别算得不同方法或几种方法组合得到发车间隔均匀的时刻表 下面 将会以方法 4 20 为例 将方法 4 第一小时剩余所需车辆与方法 4 第二小时 所需的发车频率相结合 根据表 3 4 的结果 在 7 00 8 00 由方法 4 可得 F 4 4 在 8 00 9 00 由方法 4 可得 F 6 8 因此根据方法 4 最后一个车次在 7 52 出发 剩余的所需 8 4 4 60 0 587 因此 1 0 587 0 413 是方法 4 第二 小时可用车辆数 并由此可得 0 413 60 6 8 3min 即发车时间应该在 8 00 之后大约 3 分钟 而 8 03 之后的发车将按照方法 4 20 中的发车间隔 H 8min 来安排 7 007 007 007 137 00 7 157 157 207 267 15 7 307 307 407 397 30 7 457 458 007 527 45 8 008 008 158 038 00 8 118 118 308 118 08 8 228 228 458 198 16 8 338 339 008 278 24 8 448 448 358 32 8 558 558 438 40 8 518 48 8 598 56 总 发 车 车 次101081212 时 刻 表 特 征 发 车 间 距 均 匀 方 法 2方 法 1方 法 3 方 法 4 20 在 固 定 时 点 上 的 发 车 时 刻 7 00 9 00 第 一 小 时 方 法 1 第 二 小 时 方 法 4 单 线 路 最 小 车 队 规 模 T 60min 55466 表 4 1 用不同方法或几种方法组合得到发车间隔均匀的时刻表 4 2 基于平均载客量均衡的发车间隔基于平均载客量均衡的发车间隔 原理 绘制一条在小时最大客流断面观察到的累积客流曲线 对于所有时 段 j 的 以为起点 向右水平移动画线 直到与累积客流曲线相交 然后 再向下垂直移动画线与时间轴相交 则该交点为所需发车时间 图 4 1 平均载客量均衡的发车间隔折线图 7 007 007 007 00 7 187 307 167 18 7 337 457 297 33 7 458 007 367 45 8 008 207 467 58 8 168 327 568 05 8 258 488 148 16 8 389 008 258 27 8 448 338 35 8 558 408 43 8 488 50 8 568 58 总 发 车 车 次1081212 时 刻 表 特 征 载 客 量 均 衡 方 法 3方 法 2 方 法 4 20 第 一 小 时 方 法 1 第 二 小 时 方 法 4 固 定 发 车 站 点 的 时 发 车 时 刻 7 00 9 00 期 望 达 到 平 均 均 衡 载 客 量 的 站 点 位 置 小 时 最 大 客 流 断 面 小 时 最 大 客 流 断 面 日 最 大 客 流 断 面 单 线 路 最 小 车 队 规 模 T 60min 5466 日 最 大 客 流 断 面 表 4 2 用不同方法或几种方法组合得到均衡载客量的时刻表 4 3 校巴运营时刻表的编制结果校巴运营时刻表的编制结果 结合调查情况 最大客流 站点调查 方法 断面客流 跟车调查 方法 以及平滑过渡的均匀发车间隔和平均载客量均衡的发车间隔 校巴运营时刻表 如表 4 3 所示 华工校巴时刻表 7 00 21 00 采用方法 发车时 间 采用方法 发车时 间 采用方法 发车时 间 采用方法 发车时 间 7 0010 0014 0017 15 7 2010 3014 1517 30 7 35 基于方法 3 均匀发 车间隔 11 0014 30 基于方法 2 均匀发 车间隔 17 45 基于方法 3 并做均衡客流 调整 7 5011 15 基于方法 3 均匀发 车间隔 14 4518 00 8 0011 3015 0018 20 8 15 基于方法 4 20 均匀发车间 隔 11 4515 20 基于方法 3 均匀发 车间隔 18 40 8 3012 00 基于方法 2 均匀发 车间隔 15 4019 00 基于方法 2 并 采用均匀发车 间隔 8 4512 2016 0019 25 9 00 基于方法 2 均匀发 车间隔 12 4016 15 基于方法 2 并做均 衡客流调整 19 50 9 2013 0016 3020 15 9 4013 2016 4520 40 基于方法 3 并做均衡客流 调整 9 50 基于方法 4 20 均匀发车间 隔 13 40 基于方法 4 20 均匀发车间 隔 17 00 基于方法 3 并做均 衡客流调整 21 00 表 4 3 新华工校园巴士时刻表 五 校巴运营经济分析五 校巴运营经济分析 5 1 华工校巴现状经济分析华工校巴现状经济分析 投资分析投资分析 学校现在拥有 3 辆校巴 车辆比较残旧 发动机