城市公交规划与运营组织课件：城市公共交通线网规划

城市公交规划与运营组织

第一节

城市公共交通线网总体设计第二节城市轨道交通线网规划第三节快速公交线网规划第四节常规公交线网规划

城市公共交通线网规划Contents第一节、城市公共交通线网总体设计一、城市公共交通线网规划的原则三、城市公共交通线网层次二、城市公共交通线网规划程序一、城市公共交通线网规划的原则1.满足乘客需要。2.适应城市发展。3.公交线网布局要考虑城市基础道路情况，合理利用现有线路，并协调新老线路之间的关系。4.体现以人为本，服务为本的思想。公共交通线网规划首先要满足城市居民上下班出行的通勤乘车需要，其次需要满足生活出行、旅游等乘车需要；经济合理地安排公共交通线路，提高公共交通覆盖面积，使客流量尽可能均匀并与运载能力相适应；在城市处于客流集散点之间开辟直接线路，线路走向与主要客流方向相一致；合理布局市区线、近郊线和远郊线的紧密衔接，在主要客流集散点设置换乘枢纽，方便乘客换乘，并尽可能减少居民换乘次数。二、城市公共交通线网规划程序分层公交线网规划的基本程序首先是确定规划目标，在此基础上按如下步骤进行。1.调查分析公交客流。进行公交客流调查，分析公交客流的整体分布、规模情况；2.辨识公交客流走廊。通过对公交客流、线网结构、土地利用情况等综合分析，识别主要公交客流走廊；3.设置关键组织节点。根据公交出行需求、线网结构优化需求以及道路交通条件等设置公交换乘枢纽与首末站；4.形成初步网络结构。结合公交客流走廊分析、首末站及换乘枢纽设置等情况，初步形成三层次线网总体架构；5.编制初步规划方案。结合公交客流情况、公交线路线形规划方法，编制初步线网规划方案；6.确定最终规划方案。根据进一步调研分析，结合乘客公交出行习惯、道路交通条件等情况对线网进行局部优化调整，确定最终的线网规划方案。三、城市公共交通线网层次结合我国大中城市的公交线网特征，可以把城市公交线网基本划分为三个层次，即快线公交、干线公交、支线公交与微循环公交的三层次线网结构。按照《公共汽电车线网设置和调整规则》（GB∕T37114-2018），按线路在公共汽电车线网中的地位、交通功能以及对沿线的服务功能等，划分为以下五个层级：第一级：快线；第二级：干线；第三级：支线；第四级：微线（微循环线路）；第五级：多样化线路。公交线网内具体的线路表现有以下方面：1.客流走廊2.轨道交通3.公交快线4.常规公交干线5.常规公交支线与微循环线路6.多样化线路第二节城市轨道交通线网规划一、轨道交通线网规划的原则与内容三、城市轨道交通线网规划方法二、轨道交通线网合理规模的确定四、城市轨道交通和其他交通的衔接规划一、轨道交通线网规划的原则与内容1）轨道交通线网规划应与城市总体规划配合协同发展2）轨道交通线网规模应与城市的经济承受能力相适应3）轨道交通线路走向应与城市客运交通走廊相一致4）轨道交通线网规划应充分考虑运行上的配合1.城市轨道交通线网规划的原则通过对世界上14个轨道交通系统（主要是地铁）较为完善的大城市有关指标进行二元线性回归分析，可以建立城市轨道交通线路网总长度与城市人口和城市面积的函数关系如式5-1所示，其相关系数R=0.8347。L=2.8018・S0.5012•P0.1191（5-1）式中L——城市轨道交通线路网总长度（km）；S——城市用地面积（km2）；P——城市人口（万人）。一、轨道交通线网规划的原则与内容1）城市背景研究（1）城市现状与发展规划（2）城市交通现状与规划2）线网构架研究3）实施规划研究2.轨道交通线网规划的内容线网构架研究是线网规划的核心，通过多规模控制→方案构思→评价→优化的研究过程，规划设计出较优的方案。这部分研究主要内容包括:合理规模的研究、线网方案的构思、线网方案客流预测、线网方案的综合评价。二、轨道交通线网合理规模的确定1.按交通需求推算线网规模轨道交通线网规模可以从出行总量与轨道交通线路负荷强度之间的关系推导而来，具体公式如下：

（5-2）式中：L——线网长度（km）;Q——城市出行总量（万人次）；α——公交出行比例；β——轨道交通出行占公交出行的比例；

γ——轨道交通线路负荷强度［万人次/（km•d）］。二、轨道交通线网合理规模的确定2.按人口总数推算线网规模城市的人口总数反映了城市的人口规模，以人口总数为基础的人口线网密度指标实质上反映了人口规模对轨道线网规模的影响程度，其公式为：

（5-3）式中:L——线网长度（km）；M——城市市区总人口数（百万人）;δ——人口线网密度指标（km/百万人）。二、轨道交通线网合理规模的确定3.按线网服务覆盖面推算线网规模轨道交通线网作为一种公交网络应该具备一定的线网密度，对于呈片状集中发展的城市，人口就业密度比较平均,这时候就要求城市建成区都应处于轨道交通的吸引范围之内。根据这一特点，可以利用城市建成区面积和线网密度的关系推导线网规模，即：

（5-4）式中：L——线网长度（km）；S——城市建成区面积（km2）；ρ——线网密度（km/km2）。二、轨道交通线网合理规模的确定4.按城市面积和估算轨道交通年客运量推算线网规模城市的人口总数反映了城市的人口规模,但若由这一指标来确定线网规模显然是存在缺陷的，因为最终决定轨道规模的应该是城市规划年度的轨道交通客运量,它不仅与城市人口总数有关,还决定于整个社会经济发展水平、居民出行习惯以及轨道交通线网方案等因素。基于上述考虑，采用如下计算公式：

（5-5）式中:L——轨道交通线网长度（km）；S——城市建成区面积（km2）；p——城市规划年度轨道交通年客运量估算值（百万人次）；αλτ——无量纲参数。根据世界上地铁发展较为完善的几座城市的有关数据的取值一般分别为2.401、0.298、0.322。三、城市轨道交通线网规划方法轨道交通线网规划方法主要有两类一是定性分析为主,定量分析为辅；二是定量分析为主，定性分析为辅。常用的点、线、面要素层次分析法,功能层次分析法和逐线规划扩充法属于定性分析为主，定量分析为辅的方法；主客流方向线网规划法、效率最大规划法和客流最短路分配法属于定量分析为主，定性分析为辅的方法。三、城市轨道交通线网规划方法1.点、线、面要素层次分析法该方法以城市结构形态和客流需求的特征分析为基础,对基本的客流集散点、主要的客流分布、重要的对外辐射方向及线网结构形态进行分层研究。点代表局部、个性的问题，即客流集散点,是轨道交通设站服务、吸引客流的发生点。线代表方向性的问题，即轨道交通客运走廊的布局。客运走廊是分析和选择线路的基本因素。面代表整体性、全局性的问题，即线网的结构和对外出口的分布形态。三、城市轨道交通线网规划方法2.功能层次分析法该方法根据城市结构层次和市区的划分，将整个城市的轨道交通网按功能分为3个层次,即骨干层、扩展层和充实层。骨干层与城市基本结构形态吻合，是基本线网骨架；扩展层是在骨干层的基础上向外围扩展；充实层是为了增加线网密度，提高服务水平。三、城市轨道交通线网规划方法3.逐线规划扩充法该方法是以原有的轨道交通路网为基础，进行线网规模扩充以适应城市发展。为此，必须在已建线路的基础上调整规划已有的其他未建线路,扩充新的线路，将每条线路依次纳入线网后，形成最终的线网方案。4.主客流方向线网规划法该方法基于城市土地利用和产业结构调整对交通需求分布特征的影响，根据现状和规划道路网的交通分配结果确定主客流方向，然后沿该方向提出若干线网规划方案。三、城市轨道交通线网规划方法5.效率最大规划法该方法以路线效率最高为目标和原则，根据已知条件搜索出路线效率大的一条或几条,作为最优轨道交通路线集来研究线网基本构架。6.客流最短路分配法该方法是在完成交通需求预测后，剔除步行和短距离的自行车出行客流，然后按照最短路分配法在现有或规划道路网上进行分配,得到客流集中的走廊，然后根据轨道修建条件、城市总体规划、土地使用规划等轨道交通布局影响因素与总体规划互动影响分析，对走廊进行适当调整后作为轨道交通线网的初始方案。四、城市轨道交通和其他交通的衔接规划进入轨道交通线网的客流可分为直接吸引客流和间接吸引客流。直接吸引客流是指通过步行方式直接接近轨道交通线路的客流；间接吸引客流是指通过其他非步行交通方式与轨道交通系统换乘的客流,在我国以常规公交换乘轨道交通系统为主。轨道交通系统接运公交线网是保证轨道交通系统客流效益的一个重要方面。四、城市轨道交通和其他交通的衔接规划接运公交（feederbus）也称接驳公交，是指以轨道交通接运乘客为主要功能的公共汽车等公共交通方式，是常规地面公交系统的一部分，与轨道交通线网共同组成轨道交通接运公交系统。四、城市轨道交通和其他交通的衔接规划1.轨道接运线网的指导思想1）在轨道交通沿线取消长的重合段的地面常规公共交通线路,将其改设在轨道交通线服务半径以外的地区。2）将轨道交通线路两端的地面常规公共交通线路的终点尽可能地汇集在轨道交通终点,组成换乘站。3）改变地面常规公共交通线路，尽量做到与轨道交通车站交汇,以方便换乘。4）在局部客流大的轨道交通线的某一段上，保留一部分公共汽车线，起分流作用,但重叠长度不宜超过4km。5）增设以轨道交通车站为起点的地面常规公交线路，以接运轨道交通乘客。四、城市轨道交通和其他交通的衔接规划2.接运线网优化模式接运公交线网规划通常采用逐条选线法和路线推荐法。1）逐条选线法每次在各选接运站点集｛N｝中选出一个最优接运站点，在该站点上搜索出一条最优（接运效率最大）的接运公交路线；然后调整轨道交通线路和接运线路上的客流量以及交通需求分布量，进行下一条接运路线的选取；直至没有可行的接运站点或没有可行的接运公交路线。每次所选中的路线构成接运公交线网。2）路线推荐法在各个可行接运站点上分别搜索一条或几条最优接运路线作为推荐接运路线，由决策者根据实际情况酌情进行选取，组成接运公交线网。四、城市轨道交通和其他交通的衔接规划3.接运线网优化模型接运公交路线优化以路线的接运效率最大为目标。接运效率是指接运路线所接运的乘客人数与其在轨道交通路线上所乘行距离之积（即客运周转量）与接运公交线路长度的比值。在优化的过程中要考虑的约束条件主要是：①轨道交通路线、站点和接运路线、站点的客流能力限制；②接运路线的长度限制。一般来说，接运公交线路长约6km,不宜超8km,路线过长可能使路线的功能复杂化。第三节快速公交线网规划一、BRT简介三、快速公交线网规划的流程二、快速公交线网规划的影响因素一、BRT简介按照我国《快速公共交通系统设计规范》（CJJ136-2010），快速公共汽车交通（busrapidtransit）是以大容量、高性能公共汽电车沿专用车道按班次运行，由智能调度系统和优先通行信号系统控制的中运量快速客运方式。简称快速公交。快速公交系统应由专用车道或专用路、车站、车辆、调度与控制系统、运营组织及运营设备、停车场等组成。二、快速公交线网规划的影响因素1.客流需求2.公交行驶速度3.道路因素4.交叉口进口车道数5.与其他交通方式的关系三、快速公交线网规划的流程1.布设单线式线路2.选取可以设置路径的通道3.选取换乘节点4.设置路径5.线网的生成客流介数是反映网络中节点的重要程度。节点的介数为网络中所有的最短路径中经过该节点的数量比例。快速公交网络中换乘节点i的客流介数定义为：（5-6）式中:Ji——换乘节点i的客流介数；Vi——经过换乘节点i的客流量；V——出行客流总量。定义客流换乘比例系数为在节点处换乘人数占经过该节点总人数的比例，以此判断换乘节点的效率。

（5-7）δ——节点客流换乘比例系数V换乘——节点换乘人数V总——节点的客流总量。第四节常规公交线网规划一、常规公交线网规划的影响因素、规划原则与目标三、常规公交线网规划的一般步骤二、常规公交线网规划的主要内容四、常规公交线网规划方法与优化五、公交支线与微循环线路一、常规公交线网规划的影响因素、规划原则与目标1.线网规划的影响因素1）城市客运交通需求2）道路条件3）场站条件4）车辆条件5）效率因素6）政策因素一、常规公交线网规划的影响因素、规划原则与目标2.线网规划的原则1）城市公交线网必须综合规划，组成一个整体,体现和贯彻以人为本、服务为本的思想，体现合理性和可操作性相结合的原则。2）市区线路、郊区线路和对外交通线路应紧密衔接,并协调各线路网的集疏能力。3）要考虑公交发展历史和线路的延续性，兼顾、利用已有线路，综合协调新老线路之间的关系。4）公交线网还应对城市用地的发展具有较好的适应性，其布局应与城市用地布局相协调，与城市用地规划范围内主要客流的流向一致，促进城市发展。5）各主要客流集散点之间应有直接的公共交通线路相连一、常规公交线网规划的影响因素、规划原则与目标3.线网规划的目标公交线网规划是多目标规划，公交线网优化目标一般包括以下几个方面：1）为更多的乘客提供服务；2）使全体乘客的总出行时间更少，要求尽可能地缩短出行距离，减少换乘次数等；3）线网的效率最大；4）保证适当的公交线网密度，即良好的可达性；5）保证线网的服务面积率，减少公交盲区。二、常规公交线网规划的主要内容1.交通需求分布预测2.线网布设1）“逐条布线，规划成网”法。2）经验法。3）拟合客流法。3.线网客流预测与评价三、常规公交线网规划的一般步骤四、常规公交线网规划方法与优化公交线网的规划涉及乘客利益，公交企业利益以及政府利益。所以从这三个方面考虑规划的目标与约束条件是合理的。另外，对某一条公交线路而言，规划的目标可以有四个维度：第一乘客的等待时间最小；第二车辆空座时间最小；第三当选择此条线路时，与可选取的最短路径的时间偏差最小；第四车队规模最小。前三个目标可以通过乘客小时来衡量，最后一条可采用车辆数来衡量。显然，第一条体现了乘客角度;第二条和第四条反映了企业目标；第三条既代表了乘客也代表了社会或政府的角度。当衡量目标为比较公交线路集或比较不同公交出行模式时，就需要对这四个目标引入货币化的权重，即单位费用换算系数。四、常规公交线网规划方法与优化针对不同的公交线路集合，公交线网设计问题基于两个基本的目标函数，即Z1最小和Z2最小： （5-10）Z2=FS（5-11）四、常规公交线网规划方法与优化其中，PH（i,j）——节点i,j之间的乘客小时（定义为单辆公交车上的乘客乘行时间（以h计），用来衡量两个节点之间乘客乘行的时间），。DPH（i,j）——PH（i,j）与最短路径上节点i,j之间总乘客小时之间的差，。WT（i,j）——节点i,j之间的等待时间（定义为乘客用在两节点间所有公交站点上的时间总和）qEHr——路径r上的空座小时（定义为单辆公交车上座位或空间没有被利用的时间（以h计），用来衡量车辆利用率）。FS——车队规模（为满足选定路径集上所有的出行所需要的公交车辆数）。αk—货币化权重或其他权重,k=1,2,3。

四、常规公交线网规划方法与优化式（5-10）和式（5-11）实质上由5个目标函数组成。第1个目标是使乘客总等待时间最小。该目标考虑了公交用户（乘客）的利益。可用式（5-12）表示： （5-12）其中,a1为每小时等待时间的货币价值。第2个目标是使总的空座数最小。该目标考虑了公交企业利益,希望座位得到最大利用。可用以下公式表示： （5-13）其中,a2为每小时平均货币收益除以平均每小时上车人数，该目标是使未利用座位数总的货币价值最小。

四、常规公交线网规划方法与优化第3和第4个目标是同一目标的两种形式：（a）使乘公交车和采用小汽车出行（假定为最短路径）之间的总时间损失（货币价值）最小；（b）如果所有的乘客采用最短路径,总的损失（货币价值）最小。（a）和（b）的形式可分别用以下公式表示： （5-14） （5-15）其中,a3为最短路径（以小汽车或某种出行模式）和公交线路之间每小时平均成本或费用差;a4为每小时乘客车上时间的货币价值。

四、常规公交线网规划方法与优化第5个目标是使既定路径