公交停靠站延误的影响因素分析及缩减策略研究

1、公交停靠站延误的影响因素分析及缩减策略研究 劣妻京交硕士学位论文公交停靠站延误的影响因素分析及缩减策略研究 作者:韩璧磷导师:宋瑞教授北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权说明导师签名:学位论文作者签名:韩疃商签字日期:.年月日 签字日期: 年石月弘日 学校代码:中图分类号: 密级:公开北京交通大学硕士学位论文公交停靠站

2、延误的影响因素分析及缩减策略研究学 号:作者姓名:韩璧磷职 称:教授导师姓名:宋瑞学位类别:工学 学位级别:硕士研究方向:城市交通规划与管理学科专业:交通运输规划与管理北京交通大学年月 .本论文是在我的导师宋瑞教授的严格要求和精心指导下完成的。在论文完成之际,谨向宋老师表示衷心的感谢感谢宋老师在论文选题、基础资料收集、论文写作、修改定稿全过程中给予的关怀、指导和帮助;感谢宋老师多年来对学生的关心、支持、帮助和包容。在这三年学习期间,我所取得的每一点进步、每一份成绩都离不开宋老师无微不至的关怀、鼓励和引导。宋老师渊博的专业知识、严谨的治学态度、坚持不懈的钻研精神、一丝不苟的科研态度、精益求精的科

3、学作风,都给我留下了深刻的印象,使我终身难忘。她不仅教导了我掌握完整的专业理论和方法,更培养了我锲而不舍的学习精神和积极认真的工作态度。在宋老师指导下的这几年学习经历将使我终身受益。我将牢记宋老师的教导,在今后的人生道路上更加勤奋学习与工作,努力进取在论文撰写期间,实验室孙杨、何必胜、刘杰、郑锂等同学对该论文的研究思路和技术路线进行了指导,给了我很多启迪性的思路,并提出许多建设性的建议。此外,刘环宇、岳强、蒋金亮、张春辉等同学也给予了我真诚的帮助。正是这无数次的交流、切磋,使我不断修正错误;在无数次的合作中,一起面对困难,取长补短,共同进步。感谢父母的养育之恩和淳朴教导,他们的支持、鼓励和无私

4、的爱,是我不断前行的力量源泉,使我能够在学校专心完成我的学业,使我有动力、信心和勇气去跨越一个又一个障碍。感谢在百忙之中审阅本论文的老师们感谢本论文所引用参考文献的所有作者们最后,对所有关心、帮助过我的人们表示诚挚的谢意中文摘要北京交通大学硕士学位论文中文摘要随着我国的城市公共交通的迅猛的发展,巨大的乘客流量给城市公共交通系统带来的压力也日益增长。以北京市为例,在公交票价大幅度降低后,乘客流量迅速增长。面对如此巨大的乘客流量,城市公交系统的发展速度和服务水平已经无法作为城市大规模出行需求的重要支撑。尤其是在高峰时间的拥堵路段,公交车辆延误现象非常严重,有时甚至会延误几十分钟,“晚点现象非常严重

5、。客流量越大,公交延误现象越严重,站台上乘客滞留越多。该问题的实质是城市公共交通系统与社会经济和出行需求之间的矛盾,属于供需平衡矛盾。因此,为了能支撑城市经济发展和出行需求,应尽量减小公交车辆高峰时间在拥挤路段的延误,确保城市公共交通具有足够的供给能力,满足日益的乘客出行需求,增强公交吸引力,实现社会的低碳出行。本文主要工作有以下几个方面:、解释公交停靠站延误的定义,并分析公交停靠站延误带来的影响。、对公交停靠站延误的影响因素进行了详细地分析。确定公交站点车辆通过能力和公交车辆在停靠站的排队方式为公交停靠站延误的主要因素。其中,公交车辆在停靠站的排队方式可以影响公交站点车辆通过能力。、公交站点

6、车辆通过能力受公交站台形式和位置、公交车型、路权设置等的影响,进而影响公交停靠站延误。、在改进公交站点车辆通过能力后,分析对比两种常用的停靠方式:单队列排队停靠和固定泊位停靠,并利用排队论模型,比较这两者停靠方式下公交车辆的不同延误时间,提出优化的停靠方式。、基于以上理论研究结果,对北京市中关村大街停靠线路多,停靠泊位多的公交站点进行分析,提出改进措施,并利用仿真验证该了减小公交站点车辆延误策略的合理性和可行性。关键词:延误;通过能力;排队论;低碳出行;公交优先分类号:北京交通大学硕士学位论文曲,. , ,. 【. ,. 豁., ,? .,:,. . : . , .锄. .,: ,., . ,

7、.; : ; ;:/目录北京交通大学硕士学位论文目录中文摘要绪论?。.研究背景?。.国内外研究综述?.研究目的和意义?。.研究内容与技术路线?公交停靠站延误问题的研究方法分析?.公交停靠站延误概述.延误的一股定义?。.排队论模型。.公交停靠过程的排队论解释?.模型参数确定.目标函数.本章小结公交站点车辆通过能力对公交停靠站延误的影响分析.公交停靠站站台设置的影响?.公交停靠站形式的影响分析.公交停靠站位置的影响分析?.公交停靠站尺寸的影响分析.路权设置的影响分析。.公交专用车道设置?.交叉口公交优先设置?.公交车型对公交停靠站延误的影响.常用的公交车型种类?。.公交车型的影响分析。.公交车型选

8、择要求?.本章小结?.不同排队方式下公交停靠站延误分析与改进?。目录北京交通大学硕士学位论文.单泊位停靠站排队方式.多泊位停靠站排队方式.多泊位停靠站单队列排队.固定泊位停靠方式.停靠方案分析比较.多停车泊位停靠方式站点车辆通过能力优缺点分析.改进方案提出?。.本章小结案例分析.中关村大街交通现状分析.交通线路现状?。.客流、车流状况?.减小公交延误方案设计.增加交叉口信号优先.优化站内停车方案.仿真验证?.本章小结?.结论与展望?.研究结论?.研究展望参考文献?。作者简历独创性声明?学位论文数据集?图目录北京交通大学硕士学位论文图目录图.论文研究思路和框架?.图.公交运行时间构成?。图.公交

9、延误时间组成?图三种排队论模型.图.公交车辆停靠过程的排队论解释.图.现有站内停车方式?图.直线式站台?图.港湾式站台?图.“多站台式区域.图公交站台位置?.图.绿灯延长和红灯早段感应控制策略示意图?一图.三种公交车型通过能力对比。图. 单停车泊位站台停靠图单队列多停车泊位排队?.图多泊位公交站点泊位利用效率图固定泊位停靠。图不同排队方式下公交车辆排队时间比较图.改进停靠方式?.图.公交停靠站乘客上车时间。图.公交停靠站乘客乘车示意图?.图. 中关村大街人民大学车站及周边交通线路现状?图.信号配时图站台形式.图.公交车辆在停靠站的停靠时间?。图公交站点停靠区域设计图.计算结果对比?图. 仿真图

10、?.表目录北京交通大学硕士学位论文表目录表. 公交车辆停靠过程各参数的排队论解释.表. 公交站点车辆通过能力影响因素分析表.表.公交车型分类?.表不同停靠车位数对应的有效停车位数?表. 不同公交车型对应的有效停车位数?.表 多停车泊位停靠方式优缺点表. 人民大学站线路汇总表?.表.人民大学站晚高峰数据汇总表?.表. 知春路西口和海淀南路东口公交信号优先策略表计算结果对比?北京交通大学硕士学位论文 绪论绪论.研究背景 。 。、随着城市汽车工业不断发展,大城市交通拥堵状况日趋严重,交通问题已成为制约城市发展的重大问题之一。交通拥堵给人们的生活带来的负面影响是十分明显的。北京市调查的结果显示,居民采

11、用公交车出行,每次出行时间平均为分钟包括步行、候车、换乘时间在内,平均出行速度只有.公里/时,甚至低于自行车的平均出行速度公里/时,大大低于小汽车平均出行速度公里/时【¨。为了解决日益突出的城市交通拥堵问题,缓解城市交通压力,发挥城市公共交通高效、快捷的优势,我国已将优先发展城市公共交通确立为城市发展和交通发展的重要战略思想。然而,尽管近年来我国的城市公共交通得到了飞速的发展,但是巨大的乘客流量给城市的公共交通系统带来的压力也日益增长。乘客出行需求也随之迅猛增长,面对如此巨大的乘客流量,城市公交系统的发展速度和服务水平已经无法作为城市大规模出行需求的重要支撑。尤其是在早晚上下班高峰时

12、段,车辆延误现象非常严重,有时甚至会延误几十分钟。客流量越大,公交延误现象越严重。该问题的实质是城市公共交通系统与社会经济和出行需求之间的矛盾,属于供需平衡矛盾。因此,为了能支撑城市经济发展和出行需求,提高公交系统的服务能力和服务水平,增强公交吸引力,怎样更好地解决公交延误迫在眉睫。在影响公交延误的几个方面中,公交停靠站作为公交车辆和乘客联系的枢纽,承担着乘车上下车,实现出行目的的任务。因此,对减小公交停靠站的延误具有尤其重要的意义。减小公交停靠站延误的目的主要有以下两方面:改善公交运营现状,提高公交运输效率。吸引市民乘公交出行,减少小汽车出行,实现低碳化出行,缓解城市交通压力。目前,我国对公

13、交停靠站延误的研究较为分散,主要表现在:把影响公交停靠站延误的各个因素分开研究,缺乏系统性方案形式单一,缺乏针对性综上所述,减小公交停靠站延误对优化公交系统运输系统,提高公交系统的运输能力有重要的意义,是解决公共交通系统与社会经济和出行需求之间的矛盾/绪论北京交通大学硕士学位论文的关键。本论文的研究依托于北京交通大学基本科研项目“大城市低碳客运交通系统评价技术研究”.完成。.国内外研究综述文献【】将公交车运行时间分为以下三个部分:路段正常行驶时间、交叉口延误时间和停靠站延误时间,详细写出了影响城市公交车辆运行时间的因素分析并提出了改进措施。从站台拥挤的角国内外公交停靠站延误的研究开始较早。度分

14、析了其对公交车辆停靠时间的影响,并给出了计算模型】。文献】分析了每一位乘客的上下车时间,由包括车门数量和宽度,台阶的级数和高度,售票方式,乘客携带行李和包裹数量,车内拥挤程度,座位构造,车内通道宽度,上下车乘客的混行状态,路面、路缘石以及停车地点的条件与构造等许多因素决定。文献【】则把影响公交车在停靠站停靠时间的因素分为乘客上下车数量、公交车站站距、公交车辆类型、付费方式和乘车循环五种。 详细研究了不同车型结构和不同付费方式对公交车站乘客上下车时间的影响【】。文献【】和文献【】提出了公交车辆停靠所造成的交通流延误程度除了与交叉口类型和站点设置情况有关外,也受公交车辆到达停靠站点时间、公交停靠时

15、间、信号配时等多种因素影响。周望东、马国忠、杨键针对公交停靠站的车辆延误机理进行了分析,根据停靠站点的停车次数进行分类,确定出公交停靠站点车辆延误的计算公式。文献【】研究公交了信号交叉口对公交停靠站的影响并给出了计算模型。在此基础上,葛宏伟更加细致分析了而当公交站点设置在信号交叉口上游时的情况,给出了信号交叉口上游公交车站实际停靠延误模型【¨。文献【】以多线路公交停靠站作为研究对象,分析了设有多条公交线路的车站对公交车辆停车时间的影响及延误。影响公交车辆在停靠站延误的一个重要影响因素是路权设置的影响。其中,设置公交专用车道和公交信号优先被视为减小公交停靠站延误的有效手段。对于公交专用

16、道的研究较早,年月在美国 中发表的题为“国家首都地区的交通调查”的文章中,提出了在机动道上中央分隔带规划设计公交专用道的研究方案【】。同年,在美国圣路易斯市交通计划、年美国汽车商协会的研究报告“城市未来交通和停车问题和年的“快速公交的潜能对公交专用道的应用情况和设置形式进行了研究,提出了一些新的概念和思想。 . 一文中,介年,在“仡饰 绍了公交车与其它车辆运行之间的差异【引。年,“绪论北京交通大学硕士学位论文”介绍了一种预信号交叉口的设计方法,进一步扩展了.信号交叉口的处理方法。美国亚利桑那州立大学的 研究了公交优先和交通自适应信号控制的综合运用。澳大利亚昆士兰大学的.和研究了公交优先措施对道

17、路交通的影响,通过对比设置公交信号优先前后车辆的延误时间,给出了在不同饱和度下,设置公交信号优先的最佳公交车辆比例和最佳公交乘客流量,为如何在路网中设置合理的公交优先措施提供依据【瑚。等在日本的设计了与交通管理系统相结合的公交优先信号通行系统,并在公交专用车道上设置光学监控设施来保证公交车辆对公交专用道的路权专有。该论文讨论了公交空间优先的方法,并将其在现实中实施,但是,实施该公交空间优先需要的资金量的较大。美国波士顿东北大学的 研究了信号交和荷兰代夫特大学的叉口的有条件公交优先,通过某一交叉口在三种不同条件下:无优先、完全优先和有条件优先的交通影响实验,得出如下结论:相对于无优先和完全优先导

18、致延误增加,有条件优先几乎没有影响。杨晓光等对城市信号交叉口公交专用进口道的设置方法和相应的信号配时方案做了大量的研究,提出了系统最优的线性规划模型【。范文毅提出了在道路交叉口实施动态实时公交优先通行的模式和方案,分析了方案实施的条件和技术支持,给出了计算机模拟分析的框图【。张卫华的博士学位论文对城市公交优先技术做了系统的阐述,分别对路段公交优先通行措施及实施条件判断、交叉口公交优先的技术和方法,以及实行公交优先的效果、效益预测和评价方法这三个主要方面做出了比较详细的研究【】。文献【】重点对设置公交专用车道后,路段和交叉口通行状况改善所产生的效益进行了分析,提出了效益计算方法。文献贝提出了公交

19、专用车道评价应以人为单位,而并非以车辆为单位,并在此基础上提出公交专用车道效益评价方法主要从单个交叉口的交通效益、通道的综合效益进行。文献【】从公交线路通行能力上对公交专用车道的系统规划、各专用车道线路已经公交车站的设置原则进行探讨,并提出提高公交专用车道通行能力的改进措施。综上所述,国内外对公交停靠站延误的理论研究比较分散,虽然很多文献的研究目的都在于缩短公交运行时间,但仅从一两个方面分析并不能够系统、全面、有效地缩短公交停靠站延误,达到提高公交运输能力的目的。因此,本文拟在综合已有研究成果的基础上,总结并发展影响公交停靠站延误的概念及影响因素。.研究目的和意义本论文的研究目的在于:在既有城

20、市道路、公交停靠站台等公交设施配置的绪论北京交通大学硕士学位论文基础上,从减小公交车辆在站点延误的角度出发,对公交车型、公交站台设置、路权设置等多种影响因素进行分析研究,并提出改进策略,最终达到减小公交停靠站延误,增大公交运输能力的目的。给出城市公交系统延误的定义和公交停靠站延误的定义,提出减小公交停靠站延误的目标函数及影响变量。分析公交停靠站延误的影响因素,并对影响因素进行系统分析。针对分析公交停靠站延误的影响因素,增加公交站点车辆通过能力,为减小公交停靠站延误提供一种理想的方法和途径。利用排队论模型,对比不同排队方式的不同延误情况。得出优化的停靠方案。并将优化的公交站点车辆通过能力代入模型

21、中,使公交车辆在停靠站的延误状况得到最大改善。本论文的研究意义:公交延误占公交运行时间的比例越大,就说明公交的时间可靠度越差。根据实际调查,在北京,高峰时间一些公交线路的延误现象非常严重,延误时间甚至占到公交运行时间的%以上。相反,随着人们生活水平的提高以及对时间价值的重视,出行时间的长短成为人们选择出行方式时最为关心的问题。人们不仅要求缩短出行时间,更加期望能在预留的时间之内,安全、舒适地到达目的地。根据调查,%的被调查者认为出行时间可靠性是他们选择路径时最重要或次重要的影响因素。这表明出行者在选择出行时,希望系统能提供更稳定、更可靠的服务,并将出行时间可靠性与出行时间长短放在了同等重要的地

22、位。因此,是否采用公交系统出行,其时间可靠性亦成为越发重要的度量之一。如果公交延误现象得不到改善,会使公交的吸引力大大下降。公交停靠站延误是受多种因素影响的,对延误本身来说,延误时间长短是衡量延误的指标,因此,对公交车辆在停靠站的延误来讲,延误时间长短也是公交停靠站延误的衡量指标。公交停靠站延误的时间衡量指标,在实际中有以下几方面意义:节约时间乘客出行的目的是出于生活和工作的需要,因此,乘客乘坐公交车时间的长短直接或间接地影响乘客经济上的得失:其次,如果出行时间过长,则会引起疲劳和精神上的不适等,并且具有边际疲劳递增的现象,因此,乘客都会追求尽可能短的出行时间。此外,还应该考虑比较不同出行工具

23、的时间价值票价之差和时间之差的比值,.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从事的工作性质和文化程度的不同,其在单位时间内的收益也不相同。由于公共交通的速度低花费时间较多,在这种情况下,出行者就要根据自身的时白评定价格进行权衡,选择合适的交通工具。因此,节约时间是实现城市公绪论北京交通大学硕士学位论文共交通企业“努力为乘客提供安全、方便、迅速、准点、舒适的乘车条件,最大限度节约社会活动时间”的经营方针和基本任务的重要内容【。降低运营成本减小公交停靠站延误是加强公交企业管理、增加运力和降低成本的重要措施。减小公交停靠站延误,可以缩短运行时间,可以提高车辆周转率,降低公

24、交运营成本。实现低碳出行减小公交停靠站延误有利于优化城市交通结构,提高城市公交相对于私人交通工具的竞争力,促进交通方式的转移,实现低碳化出行。改善城市交通状况,促进城市发展。.研究内容与技术路线本论文主要研究公交停靠站延误的影响因素,并针对影响因素,提出相应的解决对策,达到减小公交停靠站延误的目的。利用排队论分析公交车在停靠站的整个停车过程,并确定出公交站点车辆通过能力这一决策变量。在此基础上,利用排队论模型分析不同排队方式下不同的公交停靠站延误,提出相应的改进措施,并用实际案例加以论证。全文共分章,第、章围绕本研究的主要内容进行了理论分析,第章将理论研究应用于实际,最后一章是本研究工作的总结

25、和展望。第章为绪论。阐述了公交停靠站延误的相关研究现状,概述了本论文研究的基本出发点、研究思路和主要内容。第章为公交延误、公交停靠站延误的概念分析以及公交车辆在通过公交站点时的排队论模型。首先综合已有文献,总结公交延误的定义,以及减小公交延误的目的。并以此提出公交停靠站延误的目的,归纳出衡量指标;用排队论解释公交车在停靠站停靠的整个过程,确定模型、衡量指标和影响参数。给出公交停靠站延误问题的优化目标。第章为公交站点车辆通过能力对公交停靠站延误的影响分析。详细分析了公交站点车辆通过能力的影响因素,把公交车型、公交停靠站设置、交叉口设置和道路路权作为影响公交停靠站延误的主要因素,为第章利用排队论模

26、型减小公交停靠站延误打下了基础。第章为不同排队方式下公交停靠站延误分析。利用排队论模型,分析对比常用的公交排队方式下不同的停靠站延误、提出了改进的排队方式、并进行不同条件下的对比,以选择最优方案,达到改善公交停靠站延误的目的。绪论北京交通大学硕士学位论文第章为案例分析。基于前三章的理论,以北京市高峰时间拥挤路段的公交停靠站为例对模型与算法进行了验证,并用仿真进一步验证了论文理论方法的合理性和可行性。第章为结论与展望。对全文的工作做了全面的总结,阐述了论文的研究意义和研究成果,并指出了本研究中存在的不足和后续研究需要注意的问题。论文的技术路线如图.所示。绪论妙/厂、公交停靠站延误问题的提出及研究

27、意义用排队论分析公交车,明确公交延误的定义明确公交停靠站延误的定义卜.停靠过程:确定公交停靠站延误的目 确定公交停靠站延误的标函数 可能影响因素 /:妙/厂、公交站点车辆通过能力对公交停靠站延误的影响分析公交车型 公交停靠站设置 路权设置/ 分析备影响因素一一/站延误时间卜一?一、/厂不同排队方式下公交站点车辆延误分析单泊位停靠站于队 多泊位单队列排队固定泊位停靠。 .弄嬲僦矬燃 。?/之乡, 、案例分析弋夕结论与展望:公交停靠站延误问题的研究方法分析北京交通大学硕士学位论文公交停靠站延误问题的研究方法分析公交延误,是公交运行时间的不必要组成部分,当道路情况比较理想的时候,公交延误有可能是不存

28、在的。但是在高峰时间,特别是在拥挤路段,公交延误在公交运行时间中所占的比例是逐渐增大的。同时,公交延误的时间长短是判断公交服务水平的重要指标,会影响乘客是否选择公交出行。此外,公交延误也是影响公交运输能力的重要因素,是解决高峰时间乘客巨大需求同公交运输能力相对较弱这个矛盾的关键。在公交系统中,公交停靠站作为乘客和公交运输系统的最基本的联系纽带,具有极其重要的作用。因此,研究好公交停靠站延误对城市公共交通的发展具有重要意义。.公交停靠站延误概述.延误的一般定义延误是指人、物体或事件缓慢移动或行动,以致未按预料的进度进行的一种现象。延误通常用时间来衡量。延误时间总用时一计划用时延误对不同的利益主体

29、的影响是不同的,对工程项目来说,工期延误就意味着建设成本增加,可能带来巨大的经济损失。对城市公共交通运营企业来说,延误会影响公交系统的运输能力,降低公交的吸引力,影响企业的利益。对乘客来说,公交延误会增加在停靠站的候车时间和在线路上行驶的时间,从而使整个出行时间增加。延误是用来评价交通运行状况的常用指标之一,由于城市公共交通系统是一个由多因素、多层次组成的复杂系统,因此造成延误的原因是各种各样的,如车流量大、道路拥挤、上下车乘客多、进出站排队等等。.衡量指标和影响因素.公交延误的定义。公交延误是指公交车辆实际行驶时间超过计划行驶时间的部分【。它是公交车辆运行时间的不必要组成部分。由于外部环境的

30、不确定性,因此,公交延误也;公交停靠站延误问题的研究方法分析北京交通大学硕士学位论文具有不确定性。当外部环境较为理想时,公交延误是可能不存在的。但是当车流量和乘客流量逐渐增加时,公交延误就出现了。在高峰时间,公交延误现象是非常严重的,有时甚至占到公交运行时间的%以上。公交延误和公交运行时间的关系如图.所示。图. 公交运行时间构成.公交延误的分类按照地理位置划分,公交延误可以分为路段延误、交叉口延误和停靠站延误三部分】。路段延误时间公交延误时间交叉日延误时间组成停靠站延误时间图公交延误时间组成 路段延误公交车在路段的延误通常都是由于车流量过大而引起的【,当道路上的车流量达到一定饱和度时,车辆的行

31、驶速度将受到很大影响。在很多大中城市的上下班高峰时间,由于巨大的车流量,公交车和社会车辆在路段的延误情况都是非常严重的。交叉口延误交叉口延误通常指的是信号交叉口延误,其原因是在交叉口处,车辆由于信号控制引起的交通流间断而损失的行驶时间,包括车辆排队延误、停车延误、控北京交通大学硕士学位论文 公交停靠站延误问题的研究方法分析制延误、引道延误等【】。公交车在交叉口的延误时间受信号灯控制类型、交叉口类型和站点设置情况的影响,也受站点公交车辆停靠的影响。同时,是否有公交专用车道及社会车辆数量的多少也会影响公交车在交叉口的延误。因此,交叉口延误的时间长短是不确定的。停靠站延误公交车辆通过停靠站的总时间包

32、括车辆进站、开关车门、乘客上下车、车辆离站和车辆进、出站受干扰的时间等【引。停靠站延误则是指公交车由于在公交停靠站从进站到出站整个过程花费的时间与理想状态下公交车通过停靠站的时间差。公交车在停靠站的延误主要与公交车型和性能,站台布置,站台尺寸、各站点公交停靠线路数,以及乘客流量等因素有关。公交车的路段延误、停靠站延误和交叉口延误一起形成了公交延误,在实际情况下,造成公交延误的原因是很复杂的,上述三种延误有时候是不能严格分开的,例如,如果交叉口排队的车辆过多,那么交叉口延误也可能引起路段延误。按照计算方法划分,公交延误可以分为人均延误,车均延误,如图.所示。图 按照计算方法分类公交延误人均延误平

33、均每名乘客的出行时间与理想情况下出行时间的差值,它以人为单位,从乘客的角度反映了公交延误的情况,是判断公交服务水平的重要依据。车均延误平均每辆车的出行时间与理想情况下出行时间的差值,它以车为单位,从车辆的角度反映了公交车延误的情况,是判断公交运营情况的重要依据本文将以研究车均延误为主,后文中所提到的延误,如无特殊说明,均指车均延误。. 减小公交停靠站延误的研究方法把公交车辆在停靠站的停车过程看成是一个排队过程。可以用排队论的理论北京交通大学硕士学位论文 公交停靠站延误问题的研究方法分析进行描述。国内停靠线路较少的停靠站,排队模型相对单一。停靠线路较多的停靠站,则相对复杂,根据不同的车辆排队方式

34、,有不同的排队模型。本文主要研究目的是利用排队论模型作为基础,达到减小公交车停靠站延误的目的。.排队论模型排队论,又被称为随机服务系统理论,它是在研究各种排队系统概率规律性的基础上,解决相应排队系统的最优设计和最优控制问题。排队论的基本系统有两个:单服务台排队系统和多服务台排队系统,其中,多服务台排队系统又分为单队列和多队列排队。其排队形式如图所示。正在接受服务的聩客.三匹口坚 曩务台二二竺一捧队队列簟备台捧队曩统开一成一竺?鑫圈型型竺 旦旦;务一务一务一一?圈 成一成一 开一开一胁一胁一胁一匝圈务一威一 开一。墨翌回。旦型。一。回罴巫童耋耋务一务一 膏一膏一一充一完一完一成一成一 开一开一排

35、队队列一多队列多曩务台务台捧队囊缱图.三种排队论模型.公交停靠过程的排队论解释将一个实际问题用排队论方法求解时,首先要确定其属于哪种模型。排队模型主要根据三方面来确定:相继顾客到达间隔的分布;服务时间的分布;服务台的个数。对排队模型有:系统中的顾客数等于在队列中等待服务的顾客数和正被服务的顾客数之和;顾客停留时间等于等待时间和服务时间之和。北京交通大学硕士学位论文 公交停靠站延误问题的研究方法分析公交车辆在公交站点的停靠过程是一个排队过程。每辆公交车由公交车源出发,到达公交停靠站前等候进站停车,完成乘客上下车任务后出站离开。停车位可以看成是排队系统的服务柜台,公交车辆在站点的停靠过程如下:公交

36、车排队等候停车位?进站停车?开车门?乘客上下车?关车门?出站。公交站台对公交车辆的服务时间从上一辆公交车离开停车泊位开始,到该辆公交车离开停车泊位结束。公交车辆通过站点的总时间,排队时间即公交停靠站延误瓦,服务时间由减速停靠时间,开门时间、乘客上下车时间,、关门时间.,加速出站时间厶组成。岛岛瓦其中,为方便计算,开关车门时间可以合并计入乘客上下车时间内,如图.所示。站口蓖在站台停靠一 开站台一停乏车排队进§排队结构川、钏一公交车源公车捧队规则位公交车辆排队进站系统图公交车辆停靠过程的排队论解释我国大中城市中,现有的站内排队方式分为种,、单泊位排队系统,使用这种排队方式的公交车站只有一

37、个停靠泊位,停靠公交线路较少,公交车辆实行先到先服务。、单队列多泊位排队系统,使用这种排队式的公交车站一般有个或个以上停车泊位,停靠公交线路相对较多,公交车辆实行先到先服务,可以在任何一个停车泊位停靠。、固定停车泊位排队系统,使用这种停靠方式的公交车站一般有个或两个以上停车泊位,停靠线路相对较多,公交车辆基本有固定的停车泊位,在该停车泊位上实行先到先服务。如图所示。北京交通大学硕士学位论文 公交停靠站延误问题的研究方法分析臣亟亘至亘圃垂亟亘亟圃行车递停车泊位公交站台?单泊位捧队系统一?。;。气?一臣亟垂匦量囫臣亟亘至至圃旺亘圣垂至圃臣亘亘量亘圃行车道公交站台簟队列多泊位捧趴系统臣堕至受巫囹臣至

38、夏垂至圃臣亘至至亘圃行车道兰翌竺?三竺一.公交站台固定停车泊位捧队系统图现有站内停车方式根据公交车辆在站点的排队过程,将其各参数的排队论解释如表.。表公交车辆停靠过程各参数的排队论解释参数 排队论 公交车辆停靠单位时间平均服务顾客数 公交站点车辆通过能力/忍名单位时间平均顾客到达数 单位时间公交车辆到达数服务率 公交站点服务率系统中有个顾客的概率 车站内有辆车的概率只对长 公交停靠系统中的车辆数丘排队长 等待进站的车辆数逗留时间 公交停靠系统中的车辆通过站台总时间形等待时间延误时间 车辆等待进站时间瓦以单泊位公交停靠站为例,其排队过程是一个/排队过程输入过程?公交车源是无限的,公交车单个到来,

39、相互独立,一定时间的到达数服从泊松分布,到达过程是平稳的。排队规则?单队,且队长没有限制,先到先服务。服务机构?单停车站台,各公交车辆的停车时间是相互独立的。服从公交停靠站延误问题的研究方法分析北京交通大学硕士学位论文负指数分布车辆到达.耐间和停靠时间都是相互独拘。其涉及参数计算如下:?只旯/”令服务强度五/否则队列将排至无限远,则由概率性质得:只在系统中的平均车辆数南在队列中等待的平均车辆数为在系统中公交车停靠时间的期望值.嵫南在队列中公交车辆等待进站时间的期望值一百.模型参数确定在公交车辆在停靠站的排队论模型中,最重要的两个决定参数是和允。是由乘客需求决定的,因此,可以通过提高公交站点的车

40、辆通过能力来减小公交停靠站延误。.公交站点车辆通过能力模型】.皿心氏曲石西瓦百/鬲式中:且?公交站点的车辆通过能力:曲?效的停靠区域数目;民?每小时通过每个停车泊位的最大车辆数/?绿信比若绿信比为.,则表示无信号交叉口;北京交通大学硕士学位论文 公交停靠站延误问题的研究方法分析。?连续公交车辆之间的净空时间:厶?车辆平均停留时间;。?符合车辆在该车站不排队概率值的标准变量;。?停留时间变化率系数。根据文献【】,公交站点的车辆通过能力可以由公式.估算:.忍心%心荨糌即公交站点单泊位车辆通过能力:鬻其中,尺为补偿滞留时间和到达波动的折减因子,一般取.。由以上两个这个模型不难看出,公交站点车辆通过能

41、力主要与停靠站有效的停靠区域数目、交叉口的绿信比、公交车辆在站点的平均停留时间、连续公交车之间的净空时间,非机动车辆影响有关。因此,增加公交站点车辆通过能力,可以通过改变曲、/、。、删等因素改善。.目标函数在不同的排队方式下,公交车辆在停靠站的延误时间也是不一样的,因此,公交车辆在停靠站的排队方式,是影响公交停靠站延误的另一个重要影响因素。根据公交停靠站延误定义,设定目标函数如下:%,一、,一?.、一晃一“南砩影 ,、爵式中:吩?公交停靠站延误的期望值:?单个排队系统中公交站点车辆通过能力;名?单个排队系统中公交车辆的平均到达率;?单个排队系统中公交站点的停车泊位数;?单个排队系统中公交停靠站

42、的平均服务率。.本章小结公交停靠站延误问题的研究方法分析北京交通大学硕士学位论文本章定义公交延误的概念和公交停靠站延误的概念,明确了公交停靠站延误的衡量指标;并利用排队论,分析出欲达到减小公交停靠站延误的目的,可以通过增大公交站点车辆通过能力和改变公交车辆在站点的排队方式来实现。为第章公交站点车辆通过能力对公交停靠站延误的影响因素分析和第章不同排队方式下公交停靠站延误分析和改善对策研究打下了基础。北京交通大学硕士学位论文 公交站点车辆通过能力对公交停靠站延误的影响分析公交站点车辆通过能力对公交停靠站延误的影响分析公交车从停车场出发,需要经过道路、交叉口,公交停靠站,最后回到终点站。其中,公交中

43、途停靠站点是乘客和公交运输系统的最基本的联系纽带,公交车辆必须通过在停靠站的停靠实现对乘客的服务。目前,公交停靠站已经成为公交线路的瓶颈,制约着公交的发展。根据第章的分析,公交站点车辆通过能力,是公交停靠时间的决定因素之一。因此,可以通过提高公交站点车辆通过能力,达到减小公交停靠站延误的目的。公交站点车辆通过能力影响因素如表.所示【。表公交站点车辆通过能力影响因素分析表. 影响因素 影响因素分析决定上下车台阶数、车宽度、车门数,影响,从而影响公交站车型交 点车辆通过能力通 动力性能加速时间,影响如,从而影响公交站点车辆通过能力公 特制动距离、制动减速度影响和停靠公交车辆之间的安全距离,从制动性

44、能性交 而影响公交站点车辆通过能力车 增大到一定值时。乘客上下车的时间就会增加,从而影响公交站满载率辆 点车辆通过能力到达率的倒数即为公交车辆到达的平均时间间隔,所以公交车的到达率到达率也影响公交站点车辆通过能力不同长度的公交车型影响有效停靠区域数目,从而影响公交站点车有效停靠区域辆通过能力站台的类型有路侧式和港湾式两种形式。中途停靠站的类型对车辆类型的停靠时间,有一定的影响,从而影响到公交站点车辆通过能力停用车位数表示.站长过短,不能满足车辆停靠的要求,实际上停靠站长靠能力没充分发挥。站长过长,会引起公交车辆的无序停靠站候车人数 在高峰时间候车人数是影响公交车辆停靠时间的重要因素衡量交通服务

45、的最主要的指标为路段和交叉口的拥挤程度即饱和交通 增加;饱和度减小车速增加,延误降低状 如果有公交优先措施,公交车在交叉口、路段和停靠站的延误降交通组织形式况 低,此时公交停靠站的停靠能力更接近基本停靠能力。公交站点车辆通过能力对公交停靠站延误的影响分析北京交通大学硕士学位论文.公交停靠站站台设置的影响公交停靠站站台设置对公交站点车辆通过能力有着极其重要的影响。其站台形式、位置、尺寸都会从不同程度上影响或制约着公交站点车辆通过能力。.公交停靠站形式的影响分析公交停靠站的类型对公交站点车辆通过能力的影响主要体现在公交车进站时间和出站时间这两方面。公交停靠站的类型主要有直线式停靠站和港湾式停靠站两

46、种形式。其中,港湾式停靠站需要从路段交通流中分流进站,与路段交通流合流出站,因此,其减速进站和加速出站的时间比直线式停靠站要长【¨。此外,如还可以设立“多站台式公交停靠果公交线路较多,但是又受到道路条件限制,站。、直线式停靠站直线式停靠站是公交车辆停靠占用机动车道的公交车站。直线式停靠站是一种常见的最简单的公交车站形式,建立依据是站台处是否有超车道。直线式停靠站又可分为两种:一种是无超车道的车站,公交车辆实行先到先进站的原则,另一种是有超车道的车站,离站台稍远的车道用于超车如图。显然,无超车道的直线式停靠站对于线路较多的车站是不适用的,因为车辆进站的等待时间,以及排队出站时间会随着线

47、路的增加而增加,从而降低了公交站点车辆通过能力。如果不同线路候车区域不同,无超车道的直线式停靠站容易引起候车乘客上下车的混乱。因此在线路少的公交停靠站可以采用无超车道的直线式停靠站,但对于线路较多的公交站点,则应避免采用这种停靠站。图直线式站台、港湾式停靠站港湾式停靠站是采取局部拓宽路面的公交停靠站,公交车辆停靠在港湾内,北京交通大学硕士学位论文 公交站点车辆通过能力对公交停靠站延误的影响分析不占用主线车道,与主线道路上通行的其它车辆交叉影响也较小。该形式停靠站对主线道路通行效率影响较小,公交服务水平也能够得到相应提高。但是港湾式站台对道路的宽度要求同样较高,因此,受道路的车道数的限制如图.。

48、公交停靠站 、“多站台式停靠站在公交线路多、乘客流量大,但又受道路情况限制的路段,为避免出现大规模的公交车辆排队现象,可以在一定间隔下连续设置直线式公交停靠站,形成“多站台式”停靠站。这种形式的停靠站分散了站点的服务区域,可以有效减小车辆排队的长度,提高公交服务水平。这种形式的缺点是停靠站服务区域分散,可能会存在换乘不便等问题。见图.。图 “多站台式”区域“?.公交停靠站位置的影响分析公交停靠站的位置受交叉口信号配时的影响,从而影响公交站点车辆通过能力。根据位置不同,公交停靠站主要分为路段停靠站和交叉口停靠站。、路段停靠站路段停靠站一般设置在道路上,占用机动车道或者非机动车道。路段停靠站受到交

49、叉口的影响较小,同时公交车辆与其他社会车辆的相互影响也相对较小。但是,路段停靠站不能充分利用交叉口的人行横道,因此不能很好地满足乘客过街的需求。目前,很多路段停靠站修建了行人通道、过街天桥或地下通道以供乘客使用,但是在使用平面行人通道时,乘客的安全性相对较低,而且,乘客的过街行为对道路交通流也是一种干扰。然而,残疾人使用过街天桥和地下通道又不是太方便。路段停靠站一般在附近拥有客流集中的场所设置,如大型超市、汽车站、火车站等。另外,如果两个交叉口之间的距离较近,也不宜设置路段停靠站,北京交通大学硕士学位论文 公交站点车辆通过能力对公交停靠站延误的影响分析应将停靠站与交叉口的拓宽结合起来设置【引。

50、、交叉口停靠站公交停靠站应该尽可能靠近客流集散区域,这样有助于提高整个公交系统的运营效率,更能够方便乘客乘车。一般来说,交叉口处是大量乘客汇集和疏散的场所,也是多条公交线路交汇的场所,所以当公交停靠站设在交叉口附近时,乘客步行到车站的距离较短,换乘也比较方便。另外,这种车站选型可以充分利用交叉口已有的人行横道,保证乘客穿行马路的安全。但是,这种类型的停靠站对于交叉口的干扰也相对较大,因此需要结合交叉口的拓宽做出好的设计。交叉口停靠站通常可以分为上游停靠站和下游停靠站,由于交叉口处有信号控制,如果停靠站设置在交叉口下游附近处,可能会造成公交车辆出站驶离期间恰逢本相位红灯,造成公交车出站延误;如果设置在交叉口上游附近,可能导致信号变为绿灯时,多辆公交车同时进站,增加公交停靠站延误,严重时甚至阻滞交叉口的交通。所以,在交叉口附近设置公交停靠站时,不能离停车线过近,而是要退后一段距离如图,这个距离与发车频率、交叉口信号周期等有关。从行人安全的角度出发,如果将停靠站设置在交叉口进口处,行人过马路是从