城市道路公交港灣式中途?？空菊九_容量研究

城市道路公交港灣式中途?？空菊九_容量研究摘要：城市公交中途?？空菊九_容量對于公交?？空镜牟季趾驮O(shè)計具有重要影響，關(guān)系到公共交通運輸效率和道路交通的運行質(zhì)量。本文首先介紹了公交?？空靖艣r，從?？空痉诸愐约罢九_位置等角度進(jìn)行分析，然后給出公交停靠站站臺容量定義，分析公交?？空就ㄐ心芰τ嬎愎?。運用排隊論對公交車輛在?？空镜呐抨犨^程進(jìn)行分析，在分析的基礎(chǔ)上，確定出公交?？空菊九_容量計算公式，最后以烏魯木齊市醫(yī)學(xué)院站為研究對象，通過數(shù)據(jù)調(diào)查和分析，運用理論公式計算出該站臺的站臺容量數(shù)。關(guān)鍵詞：公交?？空荆桓蹫呈?；排隊論；站臺容量TheresearchofcapacityonurbanbusstopbayAbstract:Thecapacityofthecity’sbusstopsinthemiddleplatformshasasignificanteffectonthelayoutanddesignofthebusstops,andalsorelatestotheefficiencyofpublictransportandthequalityoftheroadtraffic.Thispaperdescribesthegeneralsituationofbusstops.Thenitprovidesadefinitionofthebusstops’capacityfromtheperspectiveoftheclassificationandlocationofdockingstationsandanalyzestheformulaforcalculatingthetrafficcapacityofbusstops.Basedontheanalysesofbuses’queuingprocesswhichcomesfromthequeuingtheory,thispapergivestheformulaforcalculatingthecapacityofbusstops’platforms.ThesubjectofthispaperisthestopofXinjiangMedicalUniversity.Throughalargeamountofinvestigationanddataanalyses,andtheapplicationoftheformula,itfinallygetstheresultofthecapacityofthestop.Keywords:Busstop；Bay；Queuingtheory；Sitecapacity1緒論1.1研究背景及意義公交優(yōu)先對于緩解城市交通擁堵、促進(jìn)節(jié)能減排、建立可持續(xù)發(fā)展的綜合交通系統(tǒng)具有重大意義。公交停靠站點作為公交系統(tǒng)的重要組成部分，它是乘客和公交運輸服務(wù)最基本的聯(lián)系紐帶,是公交系統(tǒng)實現(xiàn)其服務(wù)不可缺少的重要環(huán)節(jié)，公交車輛必須在此?？繉崿F(xiàn)其對乘客進(jìn)行服務(wù)的目的，乘客也必須在此上下車實現(xiàn)其出行的目的。無論公交服務(wù)使用者、管理者還是提供者，普遍關(guān)心的問題主要包括以下幾個方面：(1)公交?？空臼怯绊懝贿\行及服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵因素(2)公交?？空臼怯绊懙缆方煌ㄟ\行以及路段和交叉口通行能力的關(guān)鍵因素(3)公交?？空咎幨浅鞘械缆方煌ò踩碾[患。因此,公交?？空镜牟季?、公交站臺的容量、設(shè)置及設(shè)計不僅關(guān)系到公共交通運輸?shù)馁|(zhì)量和效率，而且影響道路交通的運行質(zhì)量和城市環(huán)境，研究城市公交車輛?？康慕煌ㄓ绊?、延誤及其站點優(yōu)化技術(shù)具有十分重要的理論和現(xiàn)實意義。1.2研究內(nèi)容圍繞研究目標(biāo)，本論文研究包括以下具體內(nèi)容：(1)公交?？空净靖艣r本部分主要介紹，公交?？空痉诸悺⑿问?、站臺位置及其優(yōu)缺點，通過對以上問題的分析能夠為后續(xù)章節(jié)研究打下基礎(chǔ)。(2)公交?？空菊九_容量計算本部分先從?？空菊九_容量的定義出發(fā)，給出了公交停靠站通行能力計算公式，利用排隊理論，并結(jié)合公交車輛在?？空镜呐抨犨^程分析，確定出公交?？空揪€路容量計算公式，為進(jìn)一步分析奠定理論基礎(chǔ)。(3)實例分析本部分以鯉魚山南路醫(yī)學(xué)院站為例，運用前述的理論公式計算該站站臺容量，進(jìn)而對結(jié)果進(jìn)行分析。2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2.1國外研究現(xiàn)狀國外發(fā)達(dá)國家的公共交通起步很早，因此對于公共交通的理論研究也比較多,已經(jīng)形成了比較系統(tǒng)的公交線網(wǎng)規(guī)劃、站點布局、公交優(yōu)先、智能公交等方面的理論。在公交站點的研究方面，由于英美等發(fā)達(dá)國家主要以大容量軌道交通和私人小汽車作為最主要的交通出行方式，道路常規(guī)公交車流量較少，發(fā)車間隔較大。公交在站點的?？繉Φ缆方煌鞯挠绊懴鄬Σ幻黠@。因此，其研究內(nèi)容主要集中在公交站點的間距優(yōu)化和基于安全和環(huán)境為主要目的的公交站點設(shè)計上，關(guān)于公交站點對道路交通運行影響方面的研究相對較少。在公交站點站間距優(yōu)化及選址的研究方面，德國學(xué)者通過分析相關(guān)因素建立了站間距為關(guān)于旅客總出行時間的函數(shù)，并指出637m為最優(yōu)站間距。隨著城市規(guī)模和公共交通系統(tǒng)的演化，一些德國學(xué)者在1915年至1940年之間也做了相關(guān)的研究。Muller(1917)利用一些經(jīng)驗?zāi)Ｐ停允孤每统鲂袝r間最小化為目標(biāo)對最優(yōu)站間距進(jìn)行了研究，Bethge(1919)將運行參數(shù)“車公里"作為研究的新起點，并以出行成本最小化為目標(biāo)建立了站間距為關(guān)于平均出行距離的函數(shù)；Hinze(1930)認(rèn)為位于不同人口密度區(qū)域的客運線，其最優(yōu)站間距是不同的。同時，繼Schimpff指出最優(yōu)站間距與車上乘客數(shù)和站臺上乘客數(shù)有關(guān)之后，他也就此進(jìn)行了相關(guān)研究；Bendtsen(1938)簡化了Hinze研究成果中的某些算式，提出了更簡單的求解最優(yōu)站間距的方法。加拿大的Wirasinbhe(1981)非常系統(tǒng)地討論了公交?？空酒骄鹃g距的優(yōu)化確定問題，研究在考慮公交運營成本及乘客的出行費用的基礎(chǔ)上，以時間為衡量單位建立了優(yōu)化模型。但是，由于模型的許多參數(shù)難以確定，其實用性并不強(qiáng)。Saka(2001)提出了基于有公交運營成本限制的平均站間距優(yōu)化模型。Chien等(2002)基于公交乘客到達(dá)站點時間最短和最便捷為目標(biāo)，研究給出了城市某一路段的平均站間距優(yōu)化模型。法國的MaryvonneDejeammes等分析了直線式公交?？空竞透蹫呈焦煌？空具@兩種站點形式對公交車?？康挠绊懀ㄟ^調(diào)查港灣式公交停靠站的?？磕芰屯？刻卣?，對公交?？空竞凸煌？繉?dǎo)向系統(tǒng)提出了改良設(shè)計方案，確保公交車輛?？繒r與站點之間的間距盡量最小。在公交通行能力方面，國外研究的比較成熟，成果也比較多。RodrigoFernandez(2001)充分考慮了公交的運行特性、上下游交叉口的交通狀況等諸多影響因素，改進(jìn)了計算公交停靠站通行能力的方法。在公交運行的延誤分析方面，也有很多研究。主要是在成果有：JaimcGibson等(1989)針對公交流量大的發(fā)展中國家，研究討論了?？空军c處的公交車輛、其他社會車輛和行人的延誤。SamYagar等(1991)根據(jù)信號交叉口的信號控制配時、公交車輛到達(dá)時間等定性分析了在不同情況下，交叉口下游站點的公交車輛?？繉π盘柦徊婵诮煌ㄑ诱`的影響。Furth與Rahbee(1988)通過分析影響公共交通站點布置的影響因素，建立了基于車輛延誤的站點布置離散模型。2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)對于公共交通的研究起步比國外要晚一些，但已經(jīng)在公交線網(wǎng)優(yōu)化、智能調(diào)度等方面取得不少的成果，而目前對于公交站停靠站站臺容量方面的研究則要少很多。同濟(jì)大學(xué)的劉安(1995)首先提出了公交車?？繒r間分布，然后利用交通流返回波理論，計算出公交停靠對交通流的影響范圍，進(jìn)而討論了公交?？空镜奈恢梅植紗栴}。華南理工大學(xué)的譚滿春(1996)等人針對交叉口處和筆直路段上的城市公交?？空镜倪x址給出了離散和連續(xù)型數(shù)學(xué)模型，但該模型沒有考慮到?？空驹O(shè)置的道路交通條件以及?？空九c交叉口的距離因素。同濟(jì)大學(xué)的彭國雄與莫漢康(2001)針對目前城市公交停靠站設(shè)置的常見問題，根據(jù)道路橫斷面形式及交叉口的交通狀況，從減少公交車輛與其他車輛的相互干擾出發(fā)，定性分析，給出了一些公交站點優(yōu)化設(shè)置的解決方案。解放軍后勤工程學(xué)的徐良(2002)明確提出公共汽車停靠點的選址方法，在公共汽車停靠點選址原則的基礎(chǔ)上，以方便出行人乘車為目標(biāo)，建立公共停靠點選址模型。同濟(jì)大學(xué)的郭冠英(2002)運用隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)的理論，以?？空镜耐ㄐ心芰檠芯炕A(chǔ)，分析了不同泊位數(shù)下的公交車在?？空镜娘柡蛙囶^時距，最終確定出線路數(shù)的上限。南京市交通規(guī)劃研究所何寧(2004)等通過對公交車站路段交通量、進(jìn)站公交流量和在站平均停滯時間的數(shù)據(jù)調(diào)查和統(tǒng)計分析。建立計算車站?？磕芰Φ亩嘁蛩鼗貧w模型，提出了高峰期需求及最大平均?？块L度決定?？磕芰Φ姆椒?。武漢理工大學(xué)馬宏偉，李剛炎(2006)等從城市公交站點車輛?？垦诱`的現(xiàn)狀入手，對城市公交車在?？空狙诱`的多樣性和復(fù)雜性問題進(jìn)行了歸類與分析，結(jié)合典型站點的調(diào)查，分析了影響城市公交站點?？垦诱`的主要因素，并提出了相應(yīng)的對策。東南大學(xué)葛宏偉(2006)在其博士論文中，通過較全面的交通調(diào)查和深入的理論分析，在總結(jié)公交運行、停靠特征規(guī)律的基礎(chǔ)上，研究探討了路段和交叉口不同類型公交?？空军c與其他交通流之間的相互作用和影響機(jī)理，建立了路段及交叉口不同類型公交站點車輛?？垦诱`模型及公交?？繉ζ渌煌餮诱`和道路通行能力的影響模型。東南大學(xué)柏海艦、李文權(quán)(2007)從公交站臺?？烤€路數(shù)和線路特征入手，運用排隊理論建立公交?？空菊九_容量的計算模型。該模型充分反映了公交車的到達(dá)特性對公交站臺通行效率的影響，從理論上計算公交站臺泊位數(shù)與站臺線路容量的定量關(guān)系，為公交站臺泊位數(shù)以及線路數(shù)的設(shè)計提供理論依據(jù)。但是對公交站臺的站臺容量進(jìn)行優(yōu)化時采用的是降低發(fā)車頻率這種方式，此種方式能夠減少公交車輛在停靠站的停車次數(shù)，但是以犧牲乘客的利益為代價。長安大學(xué)蘇國輝、吳群琪(2011)以排隊論為方法基礎(chǔ)，引入公交達(dá)到率、服務(wù)臺數(shù)、乘客平均上下車時間等為模型參數(shù)，構(gòu)建線路密集點公交站臺線路容量計算模型，并通過改變參數(shù)來進(jìn)行公交站臺的容量優(yōu)化，為公交站臺的線路數(shù)及泊位數(shù)設(shè)計提供理論方法依據(jù)。但在模型的提出中沒有考慮公交站臺清空時間，假定公交發(fā)車頻率不變，也沒有考慮車輛離去規(guī)律因素。3公交?？空痉诸?.1根據(jù)公交停靠站功能劃分根據(jù)公交停靠站點功能的不同，可以劃分為以下三種：(1)起點站起點站設(shè)有專門的調(diào)度室、停車場，提供駕駛員休息的場所，以及下班后提供合理的停放場地的必要場所，一般要求有較大的停車場。(2)終點站終點站是相對起點站而言的，在終點站也設(shè)有專門的調(diào)度室、停車場，提供駕駛員休息場所，對于環(huán)形線路而言，起點站和終點站合而為一。(3)中間站按照以上分類方法，只要不是起點站和終點站，剩余的都是中間站。根據(jù)公交?？空驹O(shè)置劃分3.2.1沿機(jī)非分隔帶設(shè)置的公交停靠站對于三幅路和四幅路的路，機(jī)非分隔帶寬度滿足條件時，站臺設(shè)置在機(jī)非分隔帶上的公交?？空?。這是我國許多城市最常見的一種公交站臺設(shè)置形式。3.2.2沿中央分隔帶設(shè)置的公交?？空緦τ趦煞泛退姆罚醒敕指魩挾葷M足條件時，站臺設(shè)置在中央分隔帶上的公交?？空?。由于我國的交通規(guī)則是車輛靠右側(cè)行駛，公交車輛的上下車門也都是設(shè)置在右邊，對于正常行駛的公交車輛如果要在這種停靠站?？?，則必須在左側(cè)車身上設(shè)置上下車門，存在一定的技術(shù)與安全問題，另外，沿中央分隔帶設(shè)置公交?？空緯r，如果沒有設(shè)置專門的人行天橋或地下過街通道，乘客需要穿越機(jī)動車道才能到達(dá)和離開?？空荆@不僅會影響乘客的安全，而且也會影響社會車輛的正常行駛。因此，這種停靠站一般與公交專用道配合使用，適用于道路機(jī)動車流量和站點上下乘客量都較小的情況。這種形式的停靠站在我們國家城市道路中并不常見。3.2.3沿人行道設(shè)置的公交?？空菊九_設(shè)置在人行道上的公交?？空?，公交?？恳加煤痛┻^非機(jī)動車道，容易與非機(jī)動車產(chǎn)生干擾，適用于無機(jī)非分隔帶或機(jī)非分隔帶不滿足設(shè)站且非機(jī)動車流量不大的道路。3.3根據(jù)公交?？空拘问絼澐指鶕?jù)公交?？空菊九_形式的不同，其可以分為以下兩類：3.3.1直線式公交?？空局本€式公交停靠站是最基本的公交站形式，它不改變道路的原有斷面形式，僅在路側(cè)設(shè)置候車亭、站牌等設(shè)施，并在車道中施劃車輛?？坎次?，工程量較小。在公交發(fā)展初期，線路數(shù)、客流量較少，在道路交通壓力不大的情況下，該型式可以滿足公交車輛停靠旅客乘降以及與社會車輛協(xié)調(diào)發(fā)展的需求。 圖3-1直線式公交?？空?.3.2港灣式公交?？空?.3.2.(1)淺港灣式公交?？空緶\港灣式公交站是對車道進(jìn)行外側(cè)拓寬，公交車輛?？繒r不占用主線車道，與主線道路上通行的其它車輛交叉影響也較小。該型式?？空緦χ骶€道路通行效率影響較小，公交服務(wù)水平也能夠得到相應(yīng)提高。一般而言，為減少公交車對其它車輛的影響，提高公交服務(wù)水平，只要道路情況允許，應(yīng)將直線式公交站設(shè)置成淺港灣式公交站。 圖3-2淺港灣式公交?？空?.3.2.(2)深港灣式公交?？空鞠鄬τ跍\港灣式公交站而言，在某些大型客流集散點，公交線路數(shù)多，客流集散量大，公交車輛之間、公交車輛與其他車輛之間的交叉影響大，僅在站點處拓寬一條車道的做法已不能滿足公交服務(wù)要求，需要進(jìn)行較大規(guī)模的斷面改造，設(shè)立兩條或以上服務(wù)通道，使多輛公交車可以分別在不同通道上為旅客提供乘降服務(wù)。這種具有多個服務(wù)通道的站點便是深港灣式公交站，該型式可有效減少公交車輛之間以及公交車輛與社會車輛之間的交叉干擾，改善道路通行條件，提升公交服務(wù)水平。 圖3-3深港灣式公交?？空?.3.2.(3)“多站臺式”公交?？空驹诳土骷⒘看?、公交線路多，但又受道路斷面限制不能進(jìn)行深港灣改造的路段，為避免大規(guī)模的車輛排隊，一個有效的做法是在一定的間隔下連續(xù)設(shè)置直線式或淺港灣式公交站，形成“多站臺式"公交站。該型式分散了站點服務(wù)區(qū)域，從而可以有效減輕車輛集中程度，縮短車輛排隊長度，提高公交服務(wù)水平，但由于服務(wù)區(qū)域分散，該型式也存在著換乘不便的問題。 圖3-4“多站臺式”公交?？空?公交?？空菊九_容量計算4.1公交?？空菊九_容量定義公交?？空菊九_容量指在一定的道路、交通狀態(tài)和環(huán)境下，公交停靠站站臺所能容納得最大公交的線路數(shù)。如果超過此數(shù)，將導(dǎo)致公交車輛在停靠站排隊等待時間延長，公交運行效率降低。公交?？空菊九_容量不同于一般意義上的容量(在物體或者空間所能夠容納的單位物體的數(shù)量)，當(dāng)給定物體時，容量不會改變，但是在給定站臺時，其站臺容量并不能確定，它取決于?？空九_類型及幾何參數(shù)，還取決于公交車輛運行狀況。同時，站臺容量是通過模型計算得出結(jié)果，當(dāng)對模型的參數(shù)有不同的設(shè)置時就能得到不同的結(jié)果。因此，有必要介紹公交停靠站的概況和公交運行的機(jī)理。4.2公交停靠站點的運行分析4.2.1進(jìn)站分析進(jìn)站過程包括變換車道和減速進(jìn)站兩個階段。變換車道是指運行在非公交站點相鄰車道的公交車輛，在站點范同之內(nèi)將要減速?？繒r，必須變換到公交站點相鄰車道的運行過程。這一階段并不是所有公交車輛都必的，對于那些沒有到達(dá)公交站點范圍之前早已經(jīng)運行在站點相鄰車道的公交車輛．就不需要經(jīng)歷這一階段。在此階段，由于公交車輛變換車道才能進(jìn)站?？?，不可避免的會與其他交通流產(chǎn)生干擾。減速進(jìn)站是指公交車輛在公交站點范圍之內(nèi)，從正常運行速度開始減速直到進(jìn)站?？康届o止的運行過程。根據(jù)觀測，其減速運行可以分為以下兩種：(1)勻減速運動直至停下。(2)公交車在開始進(jìn)入站點范圍以后，在保證能正確停靠的前提下，先不減速．而是以在路段上的行速行駛，然后在車輛與站臺較近的距離內(nèi)以較大的加速度在短時間內(nèi)停下。觀測中，由與大多數(shù)駕駛員都想盡量減少公交的停靠延誤時間，因此，在實際情況下公交車的進(jìn)站過程大多為第二種。公交減速運行時間一般在4～10秒。由于變換車道是減速進(jìn)站的前期準(zhǔn)備階段，許多情況下，公交車輛變換車道平和減速運行是同時進(jìn)行的。因此，變換車道與減速進(jìn)站兩個階段可以合稱為公交車輛進(jìn)站過程。4.2.2?？糠治鐾？侩A段包括開車門、乘客上下車和關(guān)車門階段，由于開車門，乘客上下車與關(guān)車門三個階段都是在公交靜止?？康那闆r下完成的，因此可以合稱為公交?？窟^程。這是一種比較理想?？窟^程，但是在現(xiàn)實的過程中，存在著二次停車過程。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，公交車輛開、關(guān)車門的時間一般為1～3秒。乘客上下車時間合稱為公交車輛服務(wù)乘客的時間，其時間主要有一下幾個影響因素：(1)車門寬度和數(shù)量；(2)踏步級數(shù)和高度；(3)售票系統(tǒng)；(4)乘客攜帶行李和包裹數(shù)量；(5)車內(nèi)擁擠程度；(6)座位構(gòu)造；(7)車內(nèi)通道寬度；(8)上、下車乘客混行狀態(tài)；(9)路面、路緣石和停車地點的條件與構(gòu)造；4.2.3離站分析離站過程即加速離站過程，加速離站是指當(dāng)完成乘客的上下客后，公交車輛在公交站點范圍之內(nèi)，從靜止開始加速出站，直至達(dá)到正常行駛速度的運行過程。不同型式的公交?？空军c，車輛出站運行特征不同。4.2.3.(1)直線式公交?？空竟卉囯x站特征描述對于直線式停靠站來說，公交車出站的過程較為簡單，其表現(xiàn)為一個公交車在上下客結(jié)束后，從零啟動加速達(dá)到正常的跟車行駛狀態(tài)的過程。根據(jù)實際的調(diào)查情況，在公交車加速出站的過程中，公交駕駛員一般要進(jìn)行三次換檔才能完成加速出站過程。第一個檔位的車速一般取10—15km／h，時長為2s；第二個檔位的車速一般取20—25km／h，時長為3s；第三個檔位的車速一般取30—35km／h；當(dāng)公交車到達(dá)第三檔位車速時即認(rèn)為加速出站過程結(jié)束，車輛進(jìn)入跟車行駛狀態(tài)。4.2.3.(2)港灣式公交?？空竟卉囯x站特征描述對于港灣式公交?？空緛碚f．由于公交車輛出站時要重新匯入相鄰車道的直行交通流，使得公交出站過程較為復(fù)雜。除了要考慮公交車的加速出站過程，還要考慮與?？空鞠噜徿嚨赖慕煌顟B(tài)的影響。一般情況下認(rèn)為與港灣式?？空鞠噜彽穆范诬嚨赖闹毙薪煌鳛閮?yōu)先交通流，停靠站的公交車出站時要讓行，但從實際的觀察情況看，情況并非如此，當(dāng)交通量大的高峰小時或接近于高峰時間里，大量集中的公交車依次排成隊列駛出港灣式?？空?，出站公交車往往并不會讓行于干道車流，而是在車流通過的沖突點上以車隊形式交替穿插通過，追使路段的交通流減速其至產(chǎn)生擁堵的情況，具有明顯的車隊特征。4．3公交?？空就ㄐ心芰τ嬎愎煌？空镜耐ㄐ心芰κ侵冈诂F(xiàn)有的道路、交通及管理條件下，在一定時間內(nèi)(通常為一小時)所能通過?？空緮嗝娴淖畲蠊卉囕v數(shù)。如果公交?？空镜耐ㄐ心芰Σ荒軡M足公交車的停靠需求，將直接影響到城市道路的正常交通運行。因此對公交?？空就ㄐ心芰M(jìn)行專門研究，并根據(jù)經(jīng)過停靠站的公交車交通量提出提高措施是很有必要的。美國《交通工程手冊》對公交?？窟M(jìn)行了分析，提出站點通行能力計算方法，考慮了對站點通行能力影響較大的綠信比及車輛到達(dá)變化率等因素的影響，從而得到一個泊位能?？康能囕v數(shù)。具體估算公式為：(4-1)式中：—公交站臺的通行能力()；—綠信比；—乘客平均上下車時間()；—公交站臺平均清空時間()，車輛到站與前車離站之最小車距，等于從前車開始離站到下一車進(jìn)站達(dá)同一位置所需之時間，實際觀測值介于9到20(s)；—調(diào)整系數(shù)，主要體現(xiàn)公交車到站時間及接受服務(wù)時間對站臺容量的影響程度，經(jīng)驗值一般取0.833。公交站點多個泊位數(shù)的通行能力為：(4-2)其中:為多車位的有效泊位數(shù)；為多泊位站點通行能力，veh/h。在式中，若公交站臺前方或者后方?jīng)]有信號燈，綠信比的取值則以到達(dá)公交站臺前的最近一個信號燈的綠信比為準(zhǔn);本文提出采用公交站臺的有效泊位數(shù)，這是因為當(dāng)線路密集區(qū)的公交停靠站的泊位數(shù)大于1時,往往對各條公交線路停靠位置不會加以明確限制，因而各個泊位在實踐中不會等量使用,各條公交線路進(jìn)出站之間也會產(chǎn)生干擾,因而對公交線路不同的公交站臺泊位數(shù)在不同狀況的?？空厩闆r下有著不同的有效泊位數(shù)。美國《道路通行能力手冊》指出:非港灣式停靠站的使用效率隨著泊位數(shù)增加而降低，并且建議非港灣式停靠站最大有效值為2.50。但是歐洲學(xué)者研究表明，當(dāng)超過3個?？坎次坏臅r候，通行能力會有所增加。研究中通過對泊位數(shù)從l增加到5造成的通行能力的變化進(jìn)行模擬比較，提出如下表所示不同泊位數(shù)對應(yīng)的有效泊位值如表4-1所示:表4-1不同類型公交停靠站運轉(zhuǎn)效率表直線式?？空靖蹫呈酵？空具\轉(zhuǎn)效率泊位數(shù)運轉(zhuǎn)效率100%有效累計泊位數(shù)運轉(zhuǎn)效率100%有效累計泊位數(shù)11001.001001.002851.85851.853602.45752.604202.65603.25552.70503.75根據(jù)公式4—2，并結(jié)合表4—1，就能計算出不同上下車時間(單位：秒)，直線式和港灣式公交停靠站的通行能力表，其中，=1,=15s。表4-2直線式和港灣式公交停靠站不同泊位數(shù)通行能力表單位：直線式?？空靖蹫呈酵？空静次粩?shù)上下車時間(s)123451234530671231631771806712317321725045509212213213550921301621876040749810610840741041301507533628288903362871081259029537076772953749310710525466166672546658194圖4-1直線式公交停靠站臺通行能力與乘客上下車時間關(guān)系圖圖4-2港灣式公交?？空九_通行能力與乘客上下車時間關(guān)系圖從圖3-l、3-2中，可以得到隨著上下車時間的增加，公交停靠站通行能力下降很快，不同泊位數(shù)停靠站通行能力的差距越來越小。當(dāng)泊位數(shù)比較小時，增加站臺泊位數(shù)能夠增加停靠站通行能力。但是，站臺泊位數(shù)大于3時，直線式公交停靠站通行能力的曲線基本重臺，即通行能力相差不大。而對于港灣式公交?？空?，提高的幅度已經(jīng)非常有限。因此，對于直線式公交停靠站泊位數(shù)不宜超過4條，港灣式公交?？空静次粩?shù)可以設(shè)到5條。4.4基于排隊論的公交?？空菊九_容量計算4.4.1排隊論介紹排隊論(queuingtheory),或稱隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)理論,是通過對服務(wù)對象到來及服務(wù)時間的統(tǒng)計研究，得出這些數(shù)量指標(biāo)(等待時間、排隊長度、忙期長短等)的統(tǒng)計規(guī)律，然后根據(jù)這些規(guī)律來改進(jìn)服務(wù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或重新組織被服務(wù)對象，使得服務(wù)系統(tǒng)既能滿足服務(wù)對象的需要，又能使機(jī)構(gòu)的費用最經(jīng)濟(jì)或某些指標(biāo)最優(yōu)。它是數(shù)學(xué)運籌學(xué)的分支學(xué)科。也是研究服務(wù)系統(tǒng)中排隊現(xiàn)象隨機(jī)規(guī)律的學(xué)科。廣泛應(yīng)用于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，生產(chǎn)，運輸，庫存等各項資源共享的隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)。排隊論研究的內(nèi)容有3個方面：統(tǒng)計推斷，根據(jù)資料建立模型；系統(tǒng)的性態(tài)，即和排隊有關(guān)的數(shù)量指標(biāo)的概率規(guī)律性；系統(tǒng)的優(yōu)化問題。其目的是正確設(shè)計和有效運行各個服務(wù)系統(tǒng)，使之發(fā)揮最佳效益。在日常生活中存在大量有形和無形的排隊或擁擠現(xiàn)象，如旅客購票排隊，市內(nèi)電話占線等現(xiàn)象。20世紀(jì)50年代初，堪道爾(D.G.Kendall)對排隊論作了系統(tǒng)的研究，他用嵌入馬爾柯夫(A.A.Markov)鏈方法研究排隊論，使排隊論得到了進(jìn)一步的發(fā)展，是他首先用3個字母組成的符號A/B/C表示排隊系統(tǒng)。其中A表示顧客到達(dá)時間分布，B表示服務(wù)時間的分布，C表示服務(wù)機(jī)構(gòu)中的服務(wù)臺的個數(shù)。城市道路公交停靠站站多條公交線路交匯處，各條線路公車依次進(jìn)入站臺，上、下乘客后，依次駛出站臺，這樣公車與站臺構(gòu)成一個排隊系統(tǒng)。這一排隊系統(tǒng)是較復(fù)雜的，為了分析需要，對此排隊系統(tǒng)作兩個簡化:第一，中途站內(nèi)公車依次駛?cè)?、駛出，不能超越前車，這就構(gòu)成中途站臺單通道服務(wù)系統(tǒng);第二，公交車按時間序列到達(dá)和駛出均為Poisson過程。這樣站臺與公車構(gòu)成單服務(wù)臺，負(fù)指數(shù)分布，客量有限的M/M/1排隊系統(tǒng)。單通道輸入率(或到達(dá)率)是隨機(jī)的泊松分布，令其平均到達(dá)率為，系統(tǒng)服務(wù)率為，并定義交通強(qiáng)度或利用系數(shù)為，此模型可以寫成()：()。則系統(tǒng)中有n輛車的概率為：(4-3)排隊系統(tǒng)中車輛的平均數(shù)為：(4-4)排隊中車輛數(shù)的方差為：(4-5)平均排隊長度為：(4-6)排隊系統(tǒng)中平均消耗時間為：(4-7)排隊中的平均等待時間為：(4-8)4．4．2公交停靠站站臺容量計算4.4.2.(1)排隊模型參數(shù)分析公交站站臺容量即公交站臺在一定的幾何特征和線路特征參數(shù)下可以?？康淖畲蟮木€路數(shù)。計算公交站站臺容量考慮的參數(shù)主要是發(fā)車頻率、運行速度和車輛類型，運行速度和車輛類型可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，因此只考慮發(fā)車頻率和公交車流到達(dá)和離去的特性，建立排隊系統(tǒng)模型對公交站站臺容量進(jìn)行計算，排隊系統(tǒng)參數(shù)分析如下：(1)顧客，(即公交車)由于公交車每條線路在發(fā)車點發(fā)車間隔均勻，因此可認(rèn)為公交站臺的每條線路公交車到達(dá)過程服從到達(dá)率的泊松分布。(2)服務(wù)臺數(shù)S，(即公交站臺的泊位數(shù))公交站臺內(nèi)公交車運行方式一般有以下2種情況：超車進(jìn)出站式，駕駛員根據(jù)停靠站車輛停靠情況，強(qiáng)進(jìn)強(qiáng)出，但是駕駛員只在站臺內(nèi)停車，對乘客實行服務(wù)，采用該方式時，服務(wù)臺數(shù)可認(rèn)為是?？空镜牟次粩?shù)。因此，可將站臺系統(tǒng)簡化成個服務(wù)臺的多通道的排隊模型。排隊進(jìn)出站式，在大多數(shù)情況下，公交車在?？空境囘M(jìn)出站的機(jī)會較小，主要是跟隨排隊方式進(jìn)站出站。因此，可將站臺系統(tǒng)簡化成1個服務(wù)臺、先進(jìn)先出的排隊系統(tǒng)。(3)服務(wù)時間，由于顧客到達(dá)率的隨機(jī)性，服務(wù)時間應(yīng)服從參數(shù)為(公交車平均站內(nèi)運行時間，包括?？繒r間和進(jìn)出站時間)的負(fù)指數(shù)分布。在此排隊系統(tǒng)中，公交車在站內(nèi)的服務(wù)時間并不是完全由上下客數(shù)決定的，很大程度上受前車服務(wù)時間影響，關(guān)系非常復(fù)雜。通過公交?？空就ㄐ心芰τ嬎愎?，計算出通行能力，通過轉(zhuǎn)換可得到服務(wù)率。(4)其它參數(shù)，根據(jù)公交線路公交車流的特性，可認(rèn)為公交車到達(dá)數(shù)量總體是無限的，排隊過程服從等待制原則，排隊規(guī)則為先到先服務(wù)(FCFS)。4.4.2.(2)公交停靠排隊模型分析及站臺容量計算在排隊論系統(tǒng)中，設(shè)公交站臺有個泊位數(shù)，表示泊位繁忙時間百分比(服務(wù)設(shè)施的利用系數(shù))，為公交車到達(dá)率，為公交站臺服務(wù)率，在實際的計算中必須小于1，排隊系統(tǒng)才能處于穩(wěn)定狀態(tài)，否則，排隊系統(tǒng)有可能排成無限的隊列。由于站臺內(nèi)各條線路的發(fā)車頻率之間沒有相關(guān)性，是相互獨立的，每條線路車輛的到達(dá)過程都服從的泊松分布，則公交站臺的公交車的到達(dá)過程應(yīng)服從的泊松分布。為了將公交站臺線路數(shù)作為公式參數(shù)，可作以下簡單變換：(4-9)式中：—為公交站臺公交線路數(shù)—為公交站臺線路平均到達(dá)率，則(4-10)站臺容量是公交站臺容納線路數(shù)的最大值，平均排隊長度不能反映站臺線路排隊擁堵的狀況。因此，選取排隊公交車輛數(shù)大于公交站臺泊位數(shù)的概率作為目標(biāo)值，根據(jù)排隊論可得：(4-11)為停靠站排隊系統(tǒng)中公交車輛數(shù)超過公交?？空静次粩?shù)的概率，通常取5％—15％。根據(jù)公交?？空就ㄐ心芰Ρ?，將上述通行能力表轉(zhuǎn)換成服務(wù)率，如下所示：表4-3公交?？空痉?wù)率表單位：直線式?？空靖蹫呈酵？空静次粩?shù)上下車時間(s)12341234301.122.052.722.941.122.052.883.61450.831.532.042.210.831.532.172.71600.671.231.631.770.671.231.732.17750.551.031.361.470.551.031.451.80900.480.881.171.260.480.881.231.551050.420.771.021.100.420.771.081.35根據(jù)公式可計算出線路容量數(shù)，如下表4-4所示：表4-4線路容量數(shù)直線式?？空靖蹫呈酵？空静次黄骄竭_(dá)率(veh/min)123412340.103813163814210.1525911259140.202468237110.25135613580.30135512570.35134512560.40124412450.45123412450.50123411350.55123311340.60123311340.65122311230.7011231123其中上下車時間取30s，=5％對于服務(wù)方式是強(qiáng)進(jìn)強(qiáng)出的公交?？空径裕胶希旱呐抨犇Ｐ?，設(shè)公交站臺有S個泊位數(shù)位，表示泊位繁忙時間的百分比(服務(wù)設(shè)施的利用系數(shù))，為公交車到達(dá)率，以為公交站臺服務(wù)率，。在實際計算中必須小于1排隊系統(tǒng)才能處于穩(wěn)定狀態(tài)，否則，排隊系統(tǒng)有可能排成無限的隊列。即：(4-12)為?？空九抨犗到y(tǒng)中公交車輛數(shù)超過公交停靠站泊位數(shù)S的概率，通常取5％-15％，根據(jù)排隊論基本公式可計算出公交車站線路容量數(shù)N。5實例分析一鯉魚山南路醫(yī)學(xué)院站為例鯉魚山南路醫(yī)學(xué)院站位于新醫(yī)路和友好北路交叉口以北200米處，其位置示意如下：圖5-1鯉魚山南路醫(yī)學(xué)院站位置示意圖此段主路雙向4車道，中間有隔離帶，主路和非機(jī)動道用花壇作為隔離帶，設(shè)有人行橫道。該站臺有效泊位數(shù)為2個，站臺長度為45m，線路數(shù)8條，屬于港灣式公交?？空?，線路具體情況見表5-1。因新醫(yī)路和友好北路上車流量比較大，綠信比比較小，為0.50，其中綠燈時間為50s，綠燈時間比較短，因此極易造成公交車輛在新醫(yī)路和友好北路交叉口排隊，另外，該站點停靠線路數(shù)比較多，附近商鋪密集，且附近是新疆醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，上下車乘客比較多，進(jìn)一步加重排隊現(xiàn)象。表5-1鯉魚山南路醫(yī)學(xué)院站線路情況線路號起點站終點站總站數(shù)醫(yī)學(xué)院站與起點站的間隔站數(shù)1兒童公園會展中心14176通嘉世紀(jì)城家佳樂超市3229157地王國際商城順翔機(jī)械市場3115518西山農(nóng)場場部八道灣煤礦4927526北園春三宮村七隊275535七紡風(fēng)機(jī)廠國際機(jī)場3413913新農(nóng)大迎賓路3210917培訓(xùn)中心家佳樂超市25225．1調(diào)研人員安排及數(shù)據(jù)收集調(diào)研手段是采用人工觀測記錄。調(diào)查時間為2012年3月14日(周三)。調(diào)查時段為早高峰(8：30-10：30)、平峰(13：00—15：00)和晚高峰(19：00-21：30)，每天共計6．5小時。人員安排基于如下考慮。由于站臺范圍比較大，為了不影響調(diào)研數(shù)據(jù)質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)站臺泊位數(shù)對調(diào)研人員進(jìn)行分組，該站臺處有2個泊位，有時會有多輛車同時?？吭谝粋€站臺附近，為了記錄的方便和準(zhǔn)確設(shè)置2組人員，這樣即使該站臺處有多輛車?？?，記錄人員也能將數(shù)據(jù)記錄下來，一組包括三個人，1號人員負(fù)責(zé)記錄公交車乘客上車人數(shù)，2號人員負(fù)責(zé)記錄公交車乘客下車人數(shù)，3號人員負(fù)責(zé)記錄乘客的上下車總時間及車內(nèi)擁擠程度。通過這樣的安排，可以得到公交?？空驹谡{(diào)研時間范圍內(nèi)所有經(jīng)過該站的公交車乘客的上下車時間、公交車到達(dá)前車內(nèi)擁擠程度以及上下客人數(shù)等指標(biāo)。通過以上安排，經(jīng)過整理統(tǒng)計后得到數(shù)據(jù)如下5-2(初步統(tǒng)計表格詳細(xì)見附錄一，調(diào)查圖片詳見附錄二)：表5-2上下車人數(shù)及服務(wù)時間統(tǒng)計表線路號統(tǒng)計次數(shù)上車人數(shù)下車人數(shù)上下車總時間(s)平均上下車時間(s)16813460293143.1763592170103129.415768387464187227.551839159219124731.952650509109190238.153554241259141526.291316674636522.89173911721788722.8總平均服務(wù)時間：30.23表5-3線路發(fā)車頻率和到達(dá)頻率調(diào)查統(tǒng)計表線路號發(fā)車頻率(min／veh)到達(dá)頻率(veh／min)15.70.187611.10.091575.70.18518100.105267.80.135357.20.1491324.40.04917100.10線路平均到達(dá)率：0.125.2鯉魚山南路醫(yī)學(xué)院站站臺容量計算通過觀察發(fā)現(xiàn)，該公交站大部分公交車輛是通過排隊進(jìn)出站的，可利用4-2公式計算單通道排隊模型公交?？空揪€路容量。已知，D=30.23s，，，利用公式4-2和表4-1可以得出：將其轉(zhuǎn)換成服務(wù)率為，由公式3-10，，取5％，計算出：6結(jié)論6.1主要研究結(jié)論公交站臺的容量設(shè)計是公交規(guī)劃的核心內(nèi)容之一，若公交站站臺容量設(shè)計不當(dāng)，會直接影響公交運行效率，甚至?xí)U(kuò)散至整個交通體系，這也往往成為提高公交服務(wù)水平的難點，本論文主要進(jìn)行了以下幾方面的工作：(1)本文對公交停靠站進(jìn)行了分類、對?？空菊九_位置、公交車進(jìn)出站等進(jìn)行了研究分析。(2)在分析公交停靠站通行能力的基礎(chǔ)上，結(jié)合公交車輛在?？空痉?wù)的過程，運用排隊論公式確定出公交?？空菊九_容量計算公式。(3)以鯉魚山南路醫(yī)學(xué)院站為例，對該站站臺容量進(jìn)行了分析，得出結(jié)論是當(dāng)前站臺容量能夠滿足當(dāng)前線路數(shù)的?？恳?。6.2研究展望由于本人的精力和學(xué)識水平有限，使得本文研究成果還存在諸多不足之處，有待進(jìn)一步拓展和深入研究。(1)在公交站點方面研究的還不夠全面，在論文中只介紹了站點分類長度、位置，對站臺輔助設(shè)施沒有進(jìn)行深入研究，同時對站點位置沒有從整個路網(wǎng)角度出發(fā)，缺少系統(tǒng)性研究。(2)在公交停靠站站臺容量計算中，采用數(shù)據(jù)是高峰和平峰的均值，但是在實際中，往往在高峰期間排隊現(xiàn)象特嚴(yán)重，此時，乘客數(shù)量最多。在數(shù)據(jù)采集方面以什么時段最合理，將在后續(xù)的研究中進(jìn)行深入。(3)由于考慮到學(xué)校因素，環(huán)境因素以及人員調(diào)查因素等，本來選址選取的克拉瑪依西路改為比較近的鯉魚山路，這對論文的分析和數(shù)據(jù)采集也有一定影響，將在后續(xù)工作中改進(jìn)。參考文獻(xiàn):[1]S.C.Wirasinghe,NadiaS.GhoneimSpacingofBus—stopsforManytoManyTravelDemand[J].TransportationScience,1981,15(3):210-221.[2]AmhonyA.Saka.ModelforDeterminingOptimumBus—stopSpacinginUrbanAreas[J].JournalofTransportationEngineering,2001,127(3):195-199.[3]劉安.公交?？空疚恢梅植嫉难芯縖J].中國交通工程,1995,(2):30-31.[4]譚滿春,徐建閩,毛宗元.城市公共汽車?？空具x址模型[J].公路交通科技,1999,16(2):59-61.[5]彭國雄,莫漢康.城市公交?？空驹O(shè)置常見問題及對策[J].交通運輸工程學(xué)報,2001,l(3):77-80.[6]徐良明,易良廷,張曉清.城市公共汽車停靠點選址方法的研究[J].重慶工業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報,2007,17(4):24-26.[7]郭冠英.中途?？空竟痪€路數(shù)上限的確定及駐站時間計算模型[J].上海公路,2002,(2):7-10.[8]何寧,馬健霄,李娜.公交車站停靠能力的研究[J].城市軌道交通研究,2004,(2):78-80.[9]馬宏偉,李剛炎,胡劍.城市公交?？空緯r間延誤分析與對策[J].公路與汽運,2006,6(2):25-27.[10]葛宏偉.城市公交停靠站點交通影響分析及優(yōu)化技術(shù)研究[D].南京:東南大學(xué),2006:77-78.[11]柏海艦,李文權(quán).常規(guī)公交站臺容納線路能力計算模型[J].東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2007(6)：1077-1080.[12]黃敏