基于行人数据的公交车停车时间测量

基于行人数据的公交车停车时间测量

目前，中国大城市的交通问题非常严重，尤其是北京、上海、广州等大城市的交通堵塞。发展城市公共交通可以节约土地资源和能源,降低环境污染,减少交通事故。另外城市公共交通也是解决低收入人群出行难的基本保障。因此,优先发展城市公共交通是提高交通资源利用效率,缓解交通拥堵的重要手段。有些城市虽然设有公交车专用车道,但它常和自行车道或摩托车道紧邻,公交车的行驶以及进出公交车站常受干扰。对公交车的运行及停靠问题,已有许多学者较为关注。公交车进出站的停靠时间是一个重要的指标,利用它可以动态的研究预测公交车在整条路线中的运行情况。它与上下车的乘客数的多少、其他车辆的干扰和道路的畅行阻塞情况、公交车启动性能的好坏以及司机的反应快慢等有关。因为具有随机性,我们有必要通过实地测量公交车的停靠时间以统计分析是否服从正态分布。我们选取南宁市的两处公交车站进行手动测量公交车的停靠时间。一是直行道路上的站点:北大路中站南侧站点;二是道路交叉口处的站点:广西大学站南侧站点。以公交车车头进入站点开始计时,车头驶出站点停止计时,这段时间记为公交车的停靠时间;当公交车经过站点而不停靠时,停靠时间记为零;当公交车因其前面有其他公交车排队而在远离站点的地方停止行驶,我们开始测量其停靠时间。使用的数字秒表精确到0.01s。1车辆停靠点时间北大路中站道路示意图如图1。北大路中站长约40m,共有16条公交路线通过。有的公交车由于受道路上游十字路口红绿灯的影响,到站的公交车有时比较密集,致使车辆排队,停靠时间延长。车辆停靠多时达5～8辆,这种情况在交通高峰期尤为明显。通过试测选取星期一至星期五16:00～17:00为平常期;星期六、日9:00～10:00为高峰期。测量日期从2004-11-20～2004-12-11,得到平常期和高峰期数据各1200个以上。广西大学站道路示意图如图2。广西大学站长约40m,共有16条公交路线通过,车辆停靠多时达6～10辆。通过试测选取星期一至星期五16:30～17:30为平常期;在17:30～18:30时间段为高峰期。测量日期从2004-04-14～2004-05-21,得到平常期和高峰期数据各1500个以上。2停靠点时间分布对实测数据采取四舍五入法进行处理,例如停靠时间t在12.50～13.49s这个范围的都记为13s。停靠时间分布f(t)是停靠时间为t的个数nt除以停靠时间的总个数N,即:f(t)=ntΝ=nt/Τ∑t=1nt。(1)f(t)=ntN=nt/∑t=1Tnt。(1)2.1“现次数最多的停靠时间”在北大路中站公交车停靠时间分布如图3、4,t<tp(tp是最可几停靠时间,即出现次数最多的停靠时间)时,f(t)随t的增大而增大;在t>tp时,分布随t的增大而有涨落,在交通高峰期涨落更为明显,这是受红绿灯影响显著的结果。由停靠时间的实测次数表1、2也可以看出:停靠时间主要集中在20.08～24.56s。2.2品种间的停靠人比广西大学站公交车停靠时间分布如图5、6。与图3、4相比:广西大学站交通平常期、高峰期停靠时间的跨度(停靠时间的最大值与最小值之差)是北大路中站跨度的2倍;最可几停靠时间分别比北大路中站交通平常期、高峰期的最可几停靠时间明显右移;高峰期出现三个较大的相差甚微的分布高峰。由广西大学站道路示意图图2可知:因为公交车站处于道路交叉口,公交车的停靠时间受同向的其他机动车辆、左转车辆、右转车辆和人行横道上行人等的影响;另外这个站点地处广西大学和一个较大的超市附近,在此站上车的人数比北大路中站上车的人数要多很多,因此会出现多个相差不大的分布高峰。由停靠时间的实测次数表3、4也可以看出:停靠时间主要集中在25.46～46.64s。北大路中站和广西大学站站长相差不大;通过的公交车路线相同。因此,上下车人数的多少、道路交通的畅行拥堵状况是影响停靠时间长短的主要因素。2.3b时,理论和实验检验方法有实测的停靠时间分布曲线更接近正态分布(图3～6),分布函数可写为:f(t)=A√πω2/2exp(-2(t-tp)2ω2)‚(2)f(t)=Aπω2/2√exp(−2(t−tp)2ω2)‚(2)其中A为曲线下的面积,ω为宽度(ω=2σ),tp为最可几停靠时间。由图3～6,t<tp时,实测数据分布和拟合分布很相近;t>tp时,实测数据分布远偏离拟合分布。停靠时间是否服从正态分布,可以根据x2检验法来检验。一方面根据皮尔逊公式η=Κ∑i=1(Νi-Νpi)2/(Νpi),(3)η=∑i=1K(Ni−Npi)2/(Npi),(3)计算统计检验量η,其中K为样本中的分组数,N为样本容量,pi是根据公式(1)得到的第i组的理论频率值,Ni为第i组的实测次数。第九组和第十组的理论次数小于5,因此第九组、十组和第八组的实测次数、理论次数分别合并。另一方面又可以根据给定的显著水平α(按照文献,通常α=0.05)和自由度(K-3),查x2分布表得到临界值x2α。如果η<x2α,则停靠时间分布曲线为正态分布。表5给出了这种检验过程的一个例子。其中:N=1218,K=8,η=139.23,x2α=11.07,因为η>x2α,所以北大路中站交通平常期公交车停靠时间不符合正态分布。其他样本可以类似地检验,结论是一样的。3停靠点停时间分布通过对南宁市的公交车停靠时间实际观测和统计分析发现:公交车在直行道路上其站点的停靠时间受道路交通状况的影响因素较少,交通高峰期的平均停靠时间、最可几停靠时间比平常期的大(表6);在道路交叉路口处其站点的停靠时间受道路交通状况的影响因素较多,其交通平常期、高峰期的平均停靠时间与最可几停靠时间比直行道路上的大,其交通高峰期的停靠时间出现多个相差不大的分布高峰。停靠时间分布与正态分布有类似之处:有分布高峰,且向两边衰减趋于零。但经x2检验法验证,停靠时间不符合正态分布。对于公