公交专用道上的公交停靠站设置

胡 凯，马晓旦

(上海理工大学 管理学院，上海 200093)

1 研究背景

近几年随着城市交通量的增长原先的道路条件已经越来越不能满足现有交通量的运行，面对国内一些大型的城市交通问题的严重，陆续的开始对交通进行了宏观和微观的控制。投入积极的控制交通的手段来解决存在的交通问题。一方面通过价格机制和管理机制之推力策略，抑制小汽车的保有和使用需求；另一方面则通过改善公共交通服务水平之拉力策略，以改变市民出行方式选择，降低小汽车的使用率。发展公共交通的优越性成为解决城市拥堵问题的一个主要解决方案，公交专用道的开设就是其中一个重要的发展公共交通优越性的理念。但是目前人们对建立“道路公交专用道”的认识，并没有达到理性的程度，没有制定出建立道路公交专用道的标准数据和规划前提。只是感性的给出制定道路公交专用道的交通需求条件[1]。那么如何科学理性的分析公交专用道的建设是值得思考的一个问题。本文结合公交专用道建设前提主要针对公交专用道的公交停靠站设置作出科学的计算以给出公交专用道建设的一个参考。

2 公交专用道的建设前提要求

公共交通专用道是为公共汽车所使用，而不允许其它社会车辆行驶的专用车道，通常情况下，专用道的开通都占用了原有的机动车道，这样就会使使道路的通行状况发发引很大的改变，因此，公交专用道的开通必须是慎重的。

道路客流量以及车道数的前提条件

公交专用道的增加会使原先道路其他车道的分担率增加，其他车道的通行能力如果不能满足分担客流则公交专用道的增加只会加重道路的拥堵，不能有效的提高道路通行能力，设计公交专用道是以较少道路资源为代价，为了节约资源公交专用道上的公交车运输量必须大于一条常规道的客运量。

一条道路的设计通行能力[2]：

Nm=Aa×Ac×Am×Np。

(1)

式中：Nm为设计道路通行能力；Np为一条道路可能通行能力；Aa为交叉口的折减系数；Ac为道路分类系数；Am为通行能力车道折减系数。

其中交叉口折减系数指的是早道路无阻碍时通行时间和实际通行时间的比值，道路分类系数是指在同方向有多个车道时候车辆会从中间车道向外车道转向，这种移动车的转移对外车道的行车会造成影响。

表1 道路分类系数取值[2]

表2 城市道路设计规范建议的一条车道基本通行能力[2]

城市道路中以双向六车道为准当道路行驶速度为60 km/h时，Np就取为1 730辆/h，城市道路中快速道比较少，主要还是有主干道次干道和支路组成，那么道路分类系数去其三者的平均数0.85，通行能力车道折减系数取值0.925，交叉口折减系数一般取值在0.47～0.74，这里也取其平均值0.605，则通过计算可以得知：

非公交专用道的设计通行能力823辆/h，根据资料显示小汽车平均载客2.2人/辆，公交车平均载客35人/辆，那么非公交专用道的设计客流量为1 811人。

则折算成公交车辆为52辆。

同样对于非公交专用道而言在设计公交专用道后能否能够承担剩余客流量也是一个评价是否能够建立专用道的一个前提条件，假设一条单向n车道的城市道路其平均通行能力为T，那么在设计公交专用道之后(n-1)条非公交专用道平均分担客流必须满足其分担的客流小于设计道路的通行能力[3]：

(2)

式中：T′表示单条车道设计通行能力，根据上表可知T′=1 730×2.2=3 806，T=1 811求解可得n≥2。

通过以上结论可以得知只有在道路通行公交车辆每小时达到52辆时单向双车道以上设计公交专用道才有达到解决道路拥挤的实际意义。

3 公交专用道的停靠站的选址

公交车停靠站的设置主要考虑因素包括对乘客的安全性，乘客出行时间，还有对公交车辆的影响和对路段其他车辆的影响。对于公交公司而言如何吸引乘客，达到利益最大化更是其考虑的一个重要的因素[4]。

对于建设的公交专用道停靠站的设计考虑因素很多，如果增长站距会减少公交车的停靠次数也会减少公交的行程时间但是这样会减少乘客的吸引量，公交运营公司和乘客所考虑的目的性是不一样的，同样的盲目缩短站距会相对而言减少乘客的步行距离但是频繁的上下课会给乘客的舒适性降低，而且也会给公路交通带来一定的影响，甚至会造成严重的交通堵塞，对于公交运营公司而言缩短站距也会增加公交单程的消耗费运增加，公交运营公司的目的是以乘客为本，乘客出行时间和舒适度应该是首先要考虑的问题[4]，所以本文结合乘客出行时间的最小在不影响道路交通条件和过度消耗资源的情况下来建立最小站距模型：

建立乘客出行时间最小模型[5]：

minPT=PTa+PTb。

(3)

式中：PT为乘客总的出行时间，s；PTa为乘客在车外的出行时间，s；Tb为乘客车内出行时间，s。

乘客车外出行时间：

PTa=T1+T2+T3。

(4)

式中：T1为乘客从出行起点到公交站点的步行时间，s；T2为乘客的候车时间，s；T3为下车后到出行终点的时间，s。

对于一条固定的线路乘客步行到公交线路的平均距离可以看成常数w，则所有乘客步行至公交线路的时间t11为：

(5)

式中：l为线路的长度，m；p为乘客需求，人/m；Va为乘客步行速度，m/s。

判断从公交线路达到最近公交站台则需要判断公交线路上的临界点如图1所示，临界点上到n车站和n+1车站的时间是相等的[6]：

图1 乘客在相邻公交站台选择图/m

(6)

d1+d2=d。

(7)

式中：TS为公交车辆从n站点到n+1站点的时间，s；TW为在各站点的平均候车时间，s；d1为n1车站到临界点的距离，m；d2为n+1车站到临界点的距离，m。

结合两式可知：

(8)

(9)

(10)

式中：a为公交出站时加速度，m/s2；b为公交进站加速度，m/s2；ts为公交车平均停站时间，s。

则所有乘客沿公交线路到达最近站点时间为：

(11)

式中：t12为公交线路上到达最近站点时间，s。

乘客下车后到达目的地的时间与乘客从出发地点到达公交站台一样，不过下车乘客到达目的地的评价距离假设w[7]：

(12)

由此可知：

(13)

式中：h0为平均发车间距，m。

那么：

PTa=T1+T2+T3。

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

式中：T4为乘客车内乘车时间[8]，s；T5为公交车加减速损失时间，s；T6为公交车载公交站点总停留时间，s；T7为信号交叉口延误时间，s；C为信号平均周期长度，s；g为平均有效绿灯时间，s；la为乘客平均乘距，km。

PTb=T4+T5+T6+T7。

(19)

综合以上表达式可以得到：

PT=PTa+PTb。

(20)

为了知道乘客总的出行时间最小而求得最佳站距将式对d进行偏微分并且使结果等于0[9]：

(21)

可以得知最佳站距：

其中：

(22)

(23)

以上建立模型中因为是对公交专用道的公交车辆进行研究的情况所以模型中并没有考虑到公交车的堵车情况，同样以上的最佳站距只是考虑乘客出行时间最短的最佳站距，公交车的站距除了考虑乘客出行时间之外还要考虑到自身公交的利益和对其他形式车辆的利益，并且综合考虑沿线的地理位置等，只有结合这些要素才能设计出有效的实用的停靠站。结合实际情况下得出的最佳站距根据公交专用道线路上的首末站的设置就可以了解到每个站台的设置位置，每个站台设置的位置不仅仅要根据得出的数据还要根据当地的地理环境和道路条件只有这样才能更好的发挥公交车带来的最大的利益[10]。

4 案例分析

综合以上得出的最佳站距的结果可以影响最佳站距的因素有[11]：乘客平均乘距la，乘客步行速度Va，公交车站间行驶速度v公交车停站时间ts。其中公交速度和行人速度还有公交停靠站时间都是一定的，而乘客的平均站距在不同的公交环境下和不同的时间段情况下是不一定的，乘客的平均乘距对最佳站距的影响也是巨大的.根据研究调查结果了解上海市乘客在公交车上的平均消耗时间是30 min，公交专用道上的公交车速一般比常规公交车速要快，公交专用道上面的平均公交速度是25 km/s和这样就可以知道乘客的评价出行站距为12.5 km，同样对于周家嘴路的公交专用道调查，信号的平均长度为50 s，平均有效的绿灯时间为30 s，乘客的步行速度为1.2 m/s，公交车平均停靠时间为20 s，出站加速度为1 m/s2进站加速度为-1.2m/s2[12].根据以上的调查数据根据不同的出行距离所得到的最佳站距为610 m(7)。公交专用道的堵车延误忽略不计，根据以上模型中的乘客等车时间也相应的增大，由此站台的最佳间距相对其他一般车道也就相应的增加了，610 m的公交站距相对比其他普通车道的公交站距要长，只有一遍遍的结合不同情况下的车道条件，改变调试模型才会使模型精度更加精确[13]。

5 结束语

本文主要探讨的是在大力发展公共交通出行基础上如何通过乘客出行时间最短作为公交吸引力增加的有效途径和方法，以此来增加公交出行量，通过建立公交专用道的最佳站距模型，提出了公交专用道德站台之间的最佳站距，但是实际的公交专用道的公交站距还需根据实际的客流特征和道路路面条件而定，而且实际交通状况中公交专用道是有时间段限制的，不在限制时间段中也会有堵车情况发生的，但是本文也没有考虑在内，因此在实际中设置公交专用道的站距的时候还要考虑其他的因素结合实际情况进行全方位的考虑，同样需要利用不同数据进行修正模型以求达到最佳。

【参 考 文 献】

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