交通规划课件 第6章 公共交通系统分析

第六章公共交通系统分析1公交网络交通阻抗分析2公交基础网愿望客流分析3公交线路网客流分布分析4公交超级网线路客流分析5实验作业：1个案例城市的公交客流分析城市公共交通：城市交通系统的重要组成部分。城市公交网络包括：地铁/轻轨、有轨电车、BRT、快速公交、常规公交、水路客运线等多模式公交线路组成的交通网络及其配套设施。城市公共交通优先发展战略与国家公交都市建设计划，缓解城市交通拥堵问题；改善城市人居环境；促进城市可持续发展。对公共交通系统进行全面而细致的分析，有利于科学规划；优化交通结构；是评价和优化公交运营结构的基础；也是提高运营质量，支持政府决策的依据。城市公共交通TranStar城市公共交通分析模块公交网络愿望客流分析分析公交乘客出行的期望路径与愿望客流分布服务于公交客运走廊布局交通分配在公交基础网上进行公交线路客流预测分析分析公交线路各断面及站点的客流信息服务于公交线路的设计与运行管理交通分配在公交超级网上进行公交网络客流分布分析分析客流在公交网络中的分布情况服务于城市公交网络规划交通分配在公交线路网上进行TranStar城市公共交通分析模块TranStar城市公共交通分析模块TranStar城市公共交通分析模块公交网络交通阻抗：对于可通行公交线路的路段，路段公交运行阻抗应考虑规划时段道路基本特征、交通量的分布，城市管控措施的影响等；对于社会车辆与公交车辆混行的路段，阻抗计算应考虑社会车辆与公交车辆之间的相互影响；对于设置公交专用道的路段，公交出行阻抗应小于机动车混行阻抗。1.公交网络交通阻抗分析分类愿望客流交通分配公交网络交通分配公交线路交通分配应用场景公交走廊布局规划

地铁线路布局规划公共交通网络规划公共交通线路优化公交线路和站点规划设计公交线路车辆排班依托网络城市道路交通网络城市道路与公交网络城市公共交通网络分配结果道路网络上的公交客流愿望分布布设公交线路的道路网络公交客流分布公共交通站点客流与公交线路断面客流不同类型公交客流分配下阻抗原理类型定义阻抗计算愿望客流交通分配将公交客流OD矩阵在城市基础道路交通网络上进行分配，进而分析整个城市基础道路网络的公交客流愿望走向。无条件开展公交服务的路段类型（如高速公路、步行道等）阻抗设为无穷大；其余路段根据公交客流最大承载量按照BPR函数进行阻抗计算；公交网络交通分配将公交客流OD矩阵在布设有公交线路的道路网络上进行分配，实现对整个公共交通网络客流分布情况的分析。将没有布设公交线路的路段的阻抗值设为无穷大；其余路段根据道路上布设的公交线路多少及公交线路类型（包括轨道交通线路）确定实际运输能力，再按照BPR函数进行阻抗计算，公交线路交通分配通过将公交客流OD分配至具有公交线路与站点设置的公交网络（超级网络）上，进行线路与站点设置条件下的公共交通站点与线路横断面的客流分布分析。与公交网络客流交通分配仅考虑线路出行阻抗不同，公交线路客流交通分配需要考虑出行与换乘的综合阻抗；1.公交网络交通阻抗分析不同类型公交客流分配下阻抗原理在进行公交阻抗分析时，需要从多模式公交网络参数设置中获取公交线路类型所对应的运行速度、承载能力数据，再根据“交通网络基础信息分析”内置模块产生的路段类型、长度等数据，分情况开展不同路段等级的公交阻抗分析，得到路段公交乘客出行时间。路段类型城市高架道路城市快速干道城市主次干道城市支路

郊区公路高速公路轨道交通线路水运航线步行连接线不同类型路段的公交阻抗分析1.公交网络交通阻抗分析多模式公交网络参数设置1.公交网络交通阻抗分析1.公交网络交通阻抗分析——多模式公交最短路分配参数表设置1.公交网络交通阻抗分析——多模式公交多路径分配参数表参数设置1.公交网络交通阻抗分析——多模式公交MSA分配参数表参数设置输入文件

“交通网络基础信息分析”和“公交网络基础信息分析”内置模块产生的相关数据文件

普通公交线路节点信息文件 BusNodeBus.txt

快速公交线路节点信息文件 BusNodeBRT.txt

轨道交通线路节点信息文件 BusNodeTrain.txt

水运交通线路节点数据文件BusNodeWaterway.txt输出文件

不设运输能力限制愿望客流路段出行时间 TmRoadBus.tsd

设置运输能力限制愿望客流路段出行时间 TmLRoadBus.tsd

考虑轨道交通愿望客流路段出行时间 TmTRoadBus.tsd

地面公交网络客流路段出行时间 TmNetBus.tsd

综合公交网络客流路段出行时间 TmNetTrain.tsd公交阻抗分析模块输入、输出文件1.公交网络交通阻抗分析2.城市公交网络愿望客流分析假设城市道路网络中有条件通行公交车辆的路段均存在公交服务，并且相应规划时段的道路网络运行状态已知，各交通小区之间的公交出行者均能按其期望路径完成出行，则各小区的公交出行需求在“公交基础网”

上的分布被称为愿望客流分布。公交愿望客流不是实际客流，但它能够反应乘客出行路径选择的意愿，是城市公交通道布局、轨道交通线路布局的重要参考。公共交通愿望客流定义公交基础网2.城市公交网络愿望客流分析公交基础网的构建公交网络总体布局规划中通常认为城市快速路、主干路可设置快速公交线路；城市次干路、支路、城郊公路可设置普通公交线路；轨道交通途经路段多为全封闭专用路段（如地铁、轻轨），或拥有绝对路权的半封闭专用路段（如有轨电车、BRT），并通过步行连接线与其他等级道路连接。我们把能够通行地面公交的道路、轨道交通线路及其步行连接线所形成的交通网络称之为“公交基础网”。公共交通愿望客流交通分配公交愿望客流分布分析根据各路段阻抗将公交出行OD矩阵分配到公交基础网的相应路段上；TranStar根据不同公交网络总体布局规划目的和前期设置条件，提供了三种公交愿望客流分布分析方法：不设运输能力限制设置运输能力限制考虑轨道交通线路

的公交愿望客流分布分析。2.城市公交网络愿望客流分析不设运输能力限制不设运能能力限制，相当于客流分布分析过程中无需考虑拥挤效应，因此只需采用单次交通分配方法，即最短路分配和多路径分配。设置运输能力限制实际的公交基础网中，每个路段都有公交通行能力约束，当客流量很大时，通行时耗会增加，需要用考虑客流量增加导致的拥挤效应，因此适合采用增量加载型交通分配方法。考虑轨道交通线路对于设有轨道交通线路的公交基础网，公交愿望客流分布应考虑多模式公交网络间的平衡，适合采用多路径、增量加载型交通分配方法，该客流分布可作为城市综合公交网络布局规划的依据。2.城市公交网络愿望客流分析公共交通愿望客流交通分配公交愿望客流分布分析根据各路段阻抗将公交出行OD矩阵分配到公交基础网的相应路段上；TranStar根据不同公交网络总体布局规划目的和前期设置条件，提供了三种公交愿望客流分布分析方法：不设运输能力限制设置运输能力限制考虑轨道交通线路

的公交愿望客流分布分析。2.城市公交网络愿望客流分析公共交通愿望客流交通分配公交网络客流分析：服务于城市公交网络布局规划、或公交网络总体性能评价；目的：在给定具体线路走向的公交网络中，获取客流的分布情况、出行成本及公交系统运营关键指标，以便对公交规划方案进行定量化评估。公交网络客流分布分析，通常情况下是通过将公交线路网络转换为超级网络进行交通分配来开展的，以获取每条公交线路的断面客流与每个站点的上下客流。在城市级公交网络规划初期阶段，规划者更注重公交线路走向及网络整体布局的合理性，而不关心具体的站点布设和精细化的运营策略设计。TranStar提供了一种基于“公交线路网”的简化分析技术，该技术可以在不考虑具体站点位置及站点客流信息的情况下，衡量公交线网空间结构与公交出行需求分布的契合程度，并对系统的性能进行定量化评估。3.城市公交网络客流分布分析公交线路网的构建3.城市公交网络客流分布分析公交线路网是综合交通网的子网络，包括地面公交线网和轨道交通线网。地面公交线网由存在公交服务的道路路段构成；轨道交通网络独立于城市道路但通过步行连接线与城市道路相连。公交线路网路段包含：路段的起终点；途经该路段的公交线路（地面公交线路或轨道交通线路）；各线路的运营频率；

路段公交出行阻抗。对于地面公交网络，路段起终点为城市道路交叉口，并认为乘客可通过交叉口进入或离开公交线路网。路段运输能力为途经该路段的公交线路运能之和，线路运能为公交车辆额定载客量与运营频率的乘积；对于轨道交通网络，路段起终点为轨道交通站点，路段运输能力为所包含轨道线路的运能之和。城市公交线路网络客流交通分配3.城市公交网络客流分布分析公交线路网客流分配技术根据各路段的公交出行阻抗和运输能力将各OD点对之间的公交出行需求分配至公交线路网。由于公交出行阻抗只考虑公交车辆在路段的行程时间，不考虑乘客的候车时间和车内拥挤。因此，可采用的客流分配方法包括：最短路-增量加载、多路径-增量加载、最短路-网络均衡、多路径-网络均衡等。TranStar公交线路网客流交通分配方法：地面公交线路客流分配含轨道交通的综合公交网客流交通分配城市公交线路网络客流交通分配3.城市公交网络客流分布分析4.城市公交线路客流分布分析公交线路客流分析服务于某一条公交线路的详细设计与运行管理。与面向规划的公交网络客流分析不同，面向公交线路精细化设计的客流分布分析需要将公交线路网转换成公交超级网络。公交超级网络通过虚拟节点和虚拟弧段描述乘客在等车、换乘、车内行程时间、票价等出行成本影响下的路径选择行为，获取地面公交或轨道交通线路各断面与站点的客流信息，以便对公交线路的运营效果进行评估和优化。多模式公交超级网络建模思路示意图城市公交线路客流分布分析与公交超级网络大城市的公交线网通常呈现大规模、多模式的特点，将整个城市的公交线网转化为超级网络会产生大量的虚拟节点和虚拟弧段。如，南京市公交超级网络节点数为20多万个，交通分配需要28小时，严重影响计算效率。并且，在进行某一条公交线路的详细设计与运营组织时，该线路只涉及局部网络，除去与该线路有重叠的共线线路外，其他区域的公交线路对该线路客流分布的影响可通过“公交线路网”进行分析，没有必要建立整个城市的超级网络。4.城市公交线路客流分布分析南京市公交网络分布城市公交线路客流分析与公交超级网络一方面我们需要了解所研究线路在整个城市公交网络中的关联影响；另一方面，我们只关注所研究线路的详细客流信息（断面和站点客流），并不关注其他线路，不希望计算工作量太大。因此可通过“公交线路网”与“局部超级网络”的组合达到这两方面的目的。4.城市公交线路客流分布分析对服务于大城市公交线路设计与运营组织的线路客流分析4.城市公交线路客流分析基于公交线路网的超级网络构建技术—局部超级网络首先，在“公交线路网”上，将所研究线路及与此线路存在换乘关系的其他线路所组成的局部网络转换为局部超级网络。与所研究线路相对应的局部网络包括：所研究线路的所有站点与断面、与所研究线路存在共线的其他线路共线部分的站点与断面、其他线路上能与所研究线路进行换乘的站点（非共线但邻近，在可接受换乘距离内）。局部网络内各公交线路站点、断面以及用虚拟节点、虚拟弧段表示的客流换乘关系，便形成了局部超级网络。其他公交线路可通过“公交线路网”分析客流的分布情况，只考虑其走向及途径的交叉口，不考虑具体站点，并假设乘客可以通过交叉口进行换乘。基于“公交线路网”的“局部超级网络”构建方法能够避免过多的虚拟节点和虚拟弧段，在准确预测线路断面及站点客流信息的情况下大幅度提高计算效率。4.城市公共交通线路客流分析基于公交线路网的超级网络构建技术—局部超级网络如南京市，整个城市道路网络节点1.2万个左右“公交线路网”节点1.1万个左右公交超级网络节点24万个左右一条公交线路的“局部超级网络”+“公交线路网”总节点数不到1.2万个。由于公交网络交通分配的计算工作量大约为节点数的2.5次方，对于一条公交线路的详细客流分析，采用“局部超级网络”比采用“全城超级网络”计算效率提高1000多倍。南京市公交网络分布4.城市公共交通线路客流分析城市公交超级网络客流交通分配不管是采用全域公交超级网络还是局部公交超级网络进行公交线路的客流分析，其基本流程都是通过对公交网络的交通阻抗分析，进行公交网络（全域公交超级网或局部公交超级网）公交客流交通分配来获得网络中每一条（基于全域公交超级网）或某一条（基于局部公交超级网）公交线路的详细客流信息（线路断面客流、站点上下客流等）。4.城市公共交通线路客流分析城市公交超级网络客流交通分配缺一张线路断面流量图5.城市公共交通系统运行指标分析量化分析指标性能指标站点属性站点覆盖率：公交站点服务面积占城市用地面积的百分比，该指标能够反映居民接近公交站点程度。平均站距：公交线路上公交站之间的平均距离。港湾停靠站比例：公交线路上港湾停靠站数量与该线路停靠站总数的比值，该指标能够反映公交服务水平及公交优先措施的落实情况。服务水平舒适性：主要包括能反映车内拥挤程度的高峰满载率和平均满载率。快速性：主要包括行程速度和发车频率。方便性：主要包括换乘距离和行车正点率。运营水平运营质量：主要包括客运量、客运周转量和交替系数。运营效益：主要包括运营里程利用率、单位运营成本、单位运营收入。本章小结了解城市公共交通系统和城市公共交通网络的组成。理解TranStar公交网络交通阻抗分析原理。掌握愿望客流交通分配、公交网络交通分配及公交线路交通分配的方法和步骤。能够根据实际需求，进行TranStar多模式公交网络参数的设置。能够构建、编辑城市基础道路网络、公交线路网与公交超级网络并能进行合理分析。熟悉TranStar软件的基本操作并能够进行公交客流分析。作业：1个案例城市的公交客流分析实验目标掌握创建公交基础网络/公交线路网/公交超级网络的基本方法能够在创建的公交网络上进行愿望客流/网络客流/线路客流分布分析能够根据公交客流分析数据进行图形和结果展示能够对公交客流分析结果进行合理解释

作业：1个案例城市的公交客流分析实验要求选教学案例1进行实验对教学案例1公交基础网进行愿望客流交通分配，分析已有的公交线路与公交愿望客流的契合度（调整一下公交OD矩阵，使每一方向上客流量特别大）在客流量特别大的方向上，设计一条公交线路（普通公交：覆盖所有经过的交通节点，地铁轻轨：可以不经过所有节点）对有自设线路与没有自设线路两种情况，分别进行公交线路网客流分配，进行总体评价，分析自设线路的效果。对自设线路进行公交局部超级网的交通分配，分析自设线路的断面流量、上下客流量等一、公交线路网绘制方法二、公交超级网绘制方法三、公交基础网及愿望客流分布分析四、公交线路网及网络客流分布分析五、公交超级网及线路客流分布分析实验重要步骤一、公交线路网绘制——新建公交线路实验重要步骤——公交线路网绘制新建公交线路图层焦点设为“站点层”，交互模式为“添加”。双击站点所在路段的相应位置，新建公交站点并对站点名称、站点类型等属性进行设置。图层焦点设为“公交层”，交互模式为“添加”，并确保“节点层”显示。鼠标左键单击，选择公交线路起点对应的节点，依次根据公交线路走向连接各个路段（必须保证按照路段连接关系依次连接，不可跳跃节点连接），单击为选中下一节点，双击为设定线路终点。进行公交线路属性设置，依次设置线路编号、公交类型、配车数、当量、容量、线路类型、发车间隔、设定速度、线路名称、站点和票价信息（公交线路基本信息可复制已有线路信息）。作业：1个案例城市的公交客流分析公交线路绘制公交线路网绘制——改造公交线路改造公交线路图层焦点设为“公交层”，交互模式为“选择”。在图形显示窗口，双击或右键单击选择待修改的公交线路，在弹出的公交线路选择窗口中，单击选择公交线路。右键单击选择待修改的公交线路，弹出菜单栏：①单击“修改”弹出“编辑公交线路”窗口，对基本信息、站点、票价等属性进行修改；②单击“删除”可删除公交线路；③单击“延长路线”从现有公交线路的起点或终点开始绘制，绘制延长公交线路，双击节点绘制公交线路终点。在弹出的“编辑公交线路”窗口中，修改延长后的公交线路的基本信息。④单击“缩短线路”从现有公交线路的起点或终点开始绘制，沿着现有的公交线路缩短公交线路，双击节点绘制公交线路终点。在弹出的“编辑公交线路”窗口中，修改缩短后的公交线路的基本信息。作业：1个案例城市的公交客流分析改造公交线路一、公交线路网绘制方法二、公交超级网绘制方法三、公交基础网及愿望客流分布分析四、公交线路网及网络客流分布分析五、公交超级网及线路客流分布分析实验重要步骤二、公交超级网绘制实验重要步骤——公交超级网绘制在工具栏上点击“局部公交网络构建”按钮，弹出“局部网络公交构建”窗口，该窗口由预览窗口，全域公交线路表，局部公交线路表构成。全域公交线路表展示了当前方案路网中的所有公交线路。通过点击公交线路对应行的“+”按钮，将其添加进局部路网设计中。局部公交线路表展示了被设计为局部路网的公交线路信息，同时预览窗口中将即时展示这些公交线路的具体位置。通过点击行的“×”按钮，将该行的公交线路从局部路网中去除。二、公交超级网绘制一、公交线路网绘制方法二、公交超级网绘制方法三、公交基础网及愿望客流分布分析四、公交线路网及网络客流分布分析五、公交超级网及线路客流分布分析实验重要步骤三、公交基础网及愿望客流分布分析公交基础网公交愿望客流分布分析根据各路段阻抗将公交出行OD矩阵分配到公交基础网的相应路段上。根据不同公交网络总体布局规划目的和前期设置条件，提供了三种公交愿望客流分布分析方法：不设运输能力限制的愿望客流分布设置运输能力限制的愿望客流分布考虑轨道交通的愿望客流分布三、公交基础网及愿望客流分布分析不设运输能力限制的愿望客流分布设置运输能力限制的愿望客流分布考虑轨道交通的愿望客流分布一、公交线路网绘制方法二、公交超级网绘制方法三、公交基础网及愿望客流分布分析四、公交线路网及网络客流分布分析五、公交超级网及线路客流分布分析实验重要步骤四、公交线路网及网络客流分布分析公交线路网公交线路网是综合交通网的子网络，包括地面公交线网和轨道交通线网。地面公交线网由存在公交服务的道路路段构成；轨道交通网络独立于城市道路但通过步行连接线与城市道路相连。公交线路网的路段包含以下信息：路段的起终点途经该路段的公交线路（地面公交线路或轨道交通线路）各线路的运营频率路段公交出行阻抗四、公交线路网及网络客流分布分析城市公交网络客流分布分析公交线路网客流分配技术根据各路段的公交出行阻抗和运输能力将各OD点对之间的公交出行需求分配至公交线路网。由于公交出行阻抗只考虑公交车辆在路段的行程时间，不考虑乘客的候车时间和车内拥挤。因此，可采用的客流分配方法包括：最短路-增量加载、多路径-增量加载、