公交车变道行驶对路网性能的影响分析与优化

王博　张文斌

摘 要：文章首先分析公交优先和车辆变道的研究现状，在此基础上提出公交车变道的概念。然后以武珞路（中南路到街道口路段）为研究对象进行交通调查，通过微观交通仿真的手段，选取路网平均延误、平均车速、平均停车次数、平均停车延误作为评价指标，将该路段现在运营状况与公交车不变道的运营状况进行对比，并分析公交车不变道时流量的减少对路网性能的影响，最后运用层次分析法给出能够最大限度减少延误又能保证运力的公交车最佳运营数量，为更好地实现公交优先提供理论依据。

关键词：公交优先；车辆变道；路网性能；VISSIM仿真；层次分析法

中图分类号：U491 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）04-0056-02

Abstract： Firstly， the paper analyzes the current research situation of bus priority and vehicle lane change， and puts forward the concept of bus lane change on this basis. Then take Wuluo Road （Zhongnan Road to Street Entrance Road） as the research object to carry on the traffic investigation， through the microscopic traffic simulation method， selects the road network average delay， the average speed， the average parking frequency， the average stop delay as the appraisal index. Compare the current operation condition of this section with the operation condition of the bus lane， and analyze the impact of the reduction of traffic flow on the road network performance when the bus lane is not changed. Finally， the analytic hierarchy process （AHP） is used to give the best number of buses which can minimize the delay and ensure the capacity of the bus， and provide a theoretical basis for the better realization of public transport priority.

Keywords： bus priority； vehicle lane changing； road network performance； VISSIM simulation； analytic hierarchy process （AHP）

引言

城市公共交通是城市重要的基础设施之一，是改善城市投资环境，缓解城市交通压力的重要措施。自20世纪80年代引入公交优先概念到目前为止，我国公交优先的研究已有20多年的历史，取得了很多研究成果[1]-[5]。但是我国在发展公共交通的过程中也遇到了很多问题，公交车变道就是其中之一。公交车在行驶过程中道随意变换车道，给其他社会车辆造成严重的干扰，造成道路通行能力下降，公交车引发交通事故的现象频繁发生。公交优先的特权究竟需要保持在什么样的区间运行，才能给交通出行这个综合系统带来最大的效益，是值得我们研究的重要问题。基于这样的背景，本文以公交车变道对路网性能的影响为研究对象，提出公交运营的改进方案，对更好地实现公交优先、提高道路的通行能力有重要的意义。

1 现状分析

武珞路阅马场至街道口长约6公里的道路上的公交专用道是武汉市首条投入使用的公交专用道，单向四车道最右边的机动车道为专用道，每天7：00～9：00和16：30～19：00为公交专用时段。公交专用道实施以来，由于改善手段单一，公交车速提高不大，公交车辆与其他车辆仍然干扰严重，整體效用不显著。

该路段上目前分布的公交线路较多，线路重复系数过大，有效利用率不高。公交车辆与其他车辆相互干扰严重，在交通高峰时段公交车平均运营速度只有6.75km/h，在几个上下客较多的大停靠站处公交车辆常常“趴窝”，每移动100米要10余分钟，很容易造成交通阻塞。中南路也是市内一条主干道，交通流量相对比较大，并且与武珞路交叉成T型交叉口，有大量车流汇入武珞路，这进一步加大了武珞路的交通压力。武珞路从中南路到街道口路段的交通拥挤问题比较严重，公交数量比较大，变道问题表现比较突出，造成其它社会车辆延误时间增加，频繁变换车道还存在一定的安全隐患。

2 现状评价

选取武汉市内车流量较大且设有公交专用道的武珞路（中南路到街道口路段）为研究对象，根据实际需要制定相应的交通调查方案，获取路段平面几何尺寸、交叉口配时、交通流量、公交车流量等基础数据。然后将调查数据进行整理得出各种车型所占的比例、路段的高峰小时交通量。

在VISSIM中画出路段平面图并设置交通流特性、行驶特性、公交运营参数等仿真所需的基本数据[6]-[8]。运行

VISSIM仿真模型得到现有的交通流量下公交车变道与不变道的路网性能指标数据，如表1所示。

从表1可以看出路网性能与公交车是否变道有密切关系。公交车变道造成路网的平均延误、平均停车次数、平均停车延误增加，平均车速下降。

3 改进方案

优先发展公共交通的最终目的是提高道路的通行能力，即在公交优先的前提下提高道路的通行能力。公交车变道这种牺牲社会车辆运行效率的公交车运行方式，显然有悖于优先发展公共交通的初衷。所以，优化该路段公交结构，降低公交线路重复系数（即调整公交车流量），提高公交车的有效利用率是提高路段通行能力的主要途径。

为了寻求合适的公交流量，分别对不变道时不同公交流量下的路网运行状态进行交通仿真。将改进方案的交通流数据分别用VISSIM进行仿真，得到道路网络性能评价数据。图1、图2分别表示公交车不变道的情况下公交车减少量与平均延误、平均车速的函数关系。从图中可以看出随着公交车流量的减少，路网的性能逐渐改善，但是受到需求运力的限制，不能无限制地减少公交流量，应该在满足运力需求的条件下降低线路重复系数，适当减少公交车流量。

4 方案评价与优化

为了比较公交车不变道时不同公交流量的优劣采取评分的方法。取每种评价指标的最优值与最差值并相减得到差，将这个差平分为10份，每份为1分，最优得10分，根据各指标参数与最优情况的差别计算出各项指标的得分。为了确定每项评价指标的权重，选用层次分析法。根据判断尺度对考评因素进行两两比较构造判断矩阵，计算各项指标的权重。表2为各方案的评分汇总。

由表2可以看出，随着公交车数量的减少，得分呈现递增的趋势。当公交车减少30%时得分最高，减少18%次之。由于公交车减少18%和减少30%时各项指标相差不大，考虑到武珞路运力需求因素，将公交车流量减少18%作为最佳决策。

5 结束语

本文用VISSIM建模进行交通仿真，分析表明武珞路（中南路到街道口段）公交车变道降低了道路通行能力，由此提出限制公交车变道以提高道路通行能力。但是该路段内公交流量过大，单方面限制变道会大大增加公交车的延误，因此，提出了限制公交车变道以提高道路通行能力，同时降低公交线路重复系数减少公交车流量以提高公交有效利用率，并得出能最大限度地减少延误又能保证公交运力需求的最优方案。

参考文献：

[1]林思能.基于模糊逻辑的瓶颈路段车辆变道决策模拟[J].广东工业大学学报，2002，19（3）.

[2]杨利娟，牛玲.公交优先是城市公共交通的战略方针[J].城市公共交通，2001（3）：19-20.

[3]张卫华，石琴，刘强.公交优先信号交叉口延误计算与配时优化方法[J].上海微电子技术和应用，2004，21（4）：30-33.

[4]张斌.公交优先对道路通行能力的影响分析[D].西南交通大学，2007.

[5]陈龙.公交优先技术及适应性研究[D].浙江大学，2006.

[6]陈斌，郭远辉.高速公路车道变换仿真模型[J].西华大学学报（自然科学版），2007，26（3）.

[7]徐英俊.城市微觀交通仿真车道变换模型研究[D].吉林大学，2005.

[8]邹智军，杨东援.微观交通仿真中的车道变换模型[J].中国公路学报，2002，15（2）.