公交走廊专用道布设对路段交通影响仿真分析

张 宝，王 冬，齐奕巍，陈 泓，刘景星

(中国市政工程华北设计研究总院)

1 研究背景

发展公交是解决城市交通拥挤的良策，主要是让人们有一个理念，是通过理念的建立，深入人心使出行者首选公共交通，提高公交车的利用率，减少私家车上路率，这样道路上的小汽车才会减下来，道路的交通状况才能好起来。

近年来城市中私家车的增长速度超出专家预测，超过城市道路的建设，造成当前大中城市塞车混乱的景象。大家都知道城市用地中的道路用地不可能无休止的扩大，主要原因是城市道路资源的开发利用是有限的，是不可再生资源，因此必须科学规划利用，必须从微观角度分析研究，必须提高出行者的道路利用率，以此化解交通矛盾。这一理念就是通过提高人均交通资源利用率，来降低人均出行延误。出行者如果选择公共交通，可以降低私家车的出行率。与私家交通工具相比较，公共交通具有载客量大的特点，公共交通乘客的人均占用道路面积小，从而提高道路的利用率。所以推行公交优先能够为城市居民提供迅速、便捷、经济和安全的出行条件。

公交优先是在交通工程范围内，采取适当的交通管理和道路工程措施，给公共交通车辆道路优先通行权力。开辟公交专用道，实现公共交通车辆优先，设置公交专用信号，实施交叉口的优先通行权。通过交通法规，实现公交车停靠、交叉口转弯优先等。实践证明，在国内外取得了很不错的效果。

在我国，标准公交车长度为12 m，宽度为2.5 m，若假定公交车平均载客量是50 人/车，则公交车的人均占用道路面积为0.6 m2;而私家车(指小汽车)车长为4.5 m，宽度为1.7 m，小汽车平均载客2 人/车，则小汽车的人均占用道路面积为3.8 m2，可见小汽车的人均占用道路面积为公交车的6.3 倍。若按人均占用道路面积作为资源利用率指标，引入道路单位时间内通过多少人，而不是通过多少车的概念，一条3.5 m宽的道路(一条车道)一小时可能通过1 200 辆小汽车，其人均不会超过2 400 人/h，而一条公交专用道虽然只能通过60 ～80 辆/h，但是运送的人数则为3 000 ～4 000人/h。由此可见，公交专用道是一种极大的节约空间和时间的交通方式。

目前人们对以上的事实认识逐渐提高，但尚未被所有人认识，需要有一个过程。本文就是通过VISSIM 的仿真演示，提高人们的认识并得到认可，使城市交通有一个改观。

2 公交专用道设置横向位置

2.1 路中式公交专用道

若设在具有中间隔离带侧的公交专用道可将站台设在中央隔离带上，为以后的BRT 公交改造提供条件。若无中央隔离带则可在公交专用道两侧分别设站台，路中式公交专用道有利条件是便于公交车的运行不受沿途的行人和出入口车辆的干扰，真正实现公交优先的所有优点。缺点也是很突出，主要是乘客上下车需要穿越社会车辆的行车道，对社会车辆干扰很大，且会有安全隐患。详见图1 和图2。

图1 无停车区路中式公交停靠站

图2 有停车区路中式公交停靠站

2.2 路侧式公交专用道

设在行驶方向的最右侧机动车道上，此种布置车辆无需变换车道就可以驶向公交站台，行人无需跨越车道，方便乘客进出站台，设置起来比较简单易行。但是这种方式易受路边停车和沿线支路出入口车辆的干扰，在交叉口还容易与不受信号控制的右转弯的社会车辆发生交织与冲突。详见图3 和图4。

图3 路侧直线式公交停靠站

图4 路侧港湾式公交停靠站

本文旨在按公交专用道设置不同位置，在路段上产生的交通影响加以分析，采用VISSIM 软件进行仿真研究，目的是进行比选，确定公交专用道设置的最佳方案。

结合山西省长治市世界银行贷款城市交通可持续发展项目理念进行分析研究，为市民预示公交专用道设置以后的交通影响，让更多的人选择公共交通方式出行，放弃私家车出行，转变理念，改善城市交通拥堵的现象。

3 路段公交专用道对交通影响

3.1 路段公交专用道设置条件

为了落实公交优先，必须协调好公交车与其他社会车辆的关系，使得比较紧缺的道路资源充分得到利用。合理规划公交专用道，首先是对道路条件的选择，其次是公交专用道敷设位置的确定。

(1)道路条件

如前所述，从公交线网规划来说，应该是主要的公交线网，有足够的公交线路在该路段通行。其路面宽度足够，一般是单向3 车道以上。对于一些商业中心区，人流聚集地段如果公交专用道必须要设时，而路幅偏窄，可以采用设置公交专用路，在特定时间内，路段不允许社会车辆驶入(此称公交专用路)。

(2)交通条件

路段断面客流量是很重要的一个指标，该指标反映在公交线路数和公交车的流量在50%以上。断面单向公交车流量在50 辆/小时，就可以设置公交专用道，以此来满足出行者的需求，且还能大幅度的降低人均出行时间。

(3)路段饱和度

根据国家颁布标准《城市道路工程设计规范》(CJJ37－2012)3 级服务水平标准(稳定流)，密度(辆小汽车/km.ln)≤32;平均速度≥55km/h，饱和度(v/c)为0.83;最大服务交通量:1650(辆小汽车/h);通行能力:1 650 ～1 700(辆小汽车/h)。3 级交叉口服务水平的饱和度是在0.8 ～0.9。经验证明，如果服务水平达到3 级，设置公交专用道可能会引起道路交通发生阻塞。

4.2 设置公交专用道路段对车速( 行程时间) 的影响

研究表明，设置公交专用道长短直接影响到路段出行速度(或称行程时间)。如果在短的路段上设置公交专用道，使车辆在短距离内频繁变换车道，会产生过多的车辆交织，造成干扰增加，服务水平下降。有必要通过VISSIM 仿真显示，确定设置最佳路段长度。

(1)仿真模型设计

通过用仿真的方法在不同长度的路段设置公交专用道，观察车辆的运行状况，通过分析，能定量的评价交通影响。

仿真假定:公交专用道设置在路侧，车型由小汽车、客车、货车及公交车组成，其中小汽车、客车与货车的期望速度35 ～45 km/h，公交车的期望速度20 ～25 km/h;断面流量设计采用1 000 辆/h，公交车的载客人数为50 人/车，公交车的流量为100 辆/h，路段有5 条公交线路，发车间隔都均为3 min，路段长为200 m、300 m、400 m、500 m 和600 m 这5 种情况进行仿真。

仿真观察期望目标:路段上设置的公交专用道对路段交通所产生影响的视频和统计参数。

(2)公交专用道设置对交通影响仿真结果及分析

表1 车辆运行行程时间的仿真结果

仿真结果见表1，在路段长度小于300 m 的路段上设置公交专用道后，路段上车辆的行程时间比未设置专用道要长，从400 m 长的路段开始，设置公交专用道后，车辆行程时间比未设置公交专用道有所缩短。整体上看，设置公交专用道前后，车辆行程时间的差值随着路段长度的增加呈下降的趋势，公交专用道设置在较短的路段上时，车辆之间的干扰很大，导致整个路段车辆行程时间的增大，路段越短公交专用道设置的优点无法体现出来。

设置公交专用道后车辆行程时间的变化率说明了行程时间变化的幅度，从200 m 的路段到600 m 的路段，行程时间的变化率从正值到负值。400 m 路段是个转折点，从400 m开始，设置公交专用道后路段上车辆的行程时间比设置前要短，也就是说这种情况下设置公交专用道可改善城市交通的作用。

为了使仿真效果更有对比性，当其他参数不变时，改变路段上的断面流量为1 200 辆/h 来分析对交通产生的影响。

表2 车辆运行行程时间的仿真结果

通过表2 与表1 对比可以看出，当交通量增大后，行驶时间稍微有所增加，车速的下降变化不大。与表1 相同之处，也是在路段较长时(400 m 以上)，设置公交专用车道的优点才可以体现出来，并且随着路段的增长，效果较明显。

由于公交专用道既可以设置在路中也可以设置在路侧，为了研究这2 种情况的利弊，表3 也分别做了对比仿真分析。若假定过街斑马线绿灯时长15 s，红灯时长180 s。路中设置公交专用道时，由于行人需要过人行横道进入公交站台，直接影响了道路上社会车辆的行驶速度，也使得车辆的行驶时间相对延长。从表4－3 中也不难看出选择在路侧设置公交专用道，比在路中设置的效果要好，其对整体的车辆平均行驶时间更短，但对公交车的干扰加大。

表3 车辆运行行程时间的仿真结果

主要结论:

(1)设置公交专用道对交通流所产生的影响与路段长度有很大的关系，公交专用道设置在长度大于400 m 的路段，路段交通稳定，太短的路段则不宜设置公交专用道，设置公交专用道的路段，长度至少要在400 m 以上。

(2)通过仿真数据，可以计算出未设置公交专用道前的公交车平均行程速度为15.2 km/h，而在路侧和路中设置公交专用道后，公交车平均行驶速度分别可达到17.6 km/h 和18.5 km/h，可见设置公交专用道比未设置公交专用道，平均行驶速度提升了21%左右，而路中设置公交专用道比路侧式公交专用道的行程速度又提高近1 km/。

(3)公交专用道设置位置，路中式对公交车行驶有利，但乘客需跨越机动车道换乘，存在交通安全隐患，需要增加过街设施和信号控制来保障安全。

［1］雷莲桂. 公交专用道对道路交通的影响［D］. 北京交通大学硕士学位论文，2008.

［2］陆建，王炜，陈学武. 公交专用道设置条件与效益分析［J］.东南大学学报，1998.

［3］王玉兰. 公交专用车道设置条件研究［D］. 哈尔滨工业大学硕士学位论文，2004.

［4］城市道路工程设计规范(CJJ37－2012)［S］.