環(huán)路公交車進(jìn)出站對(duì)交通流的影響及解決方案

梁思遠(yuǎn)

【摘要】本文對(duì)三環(huán)主路上的六里橋北站公交車站進(jìn)行分析。在Anylogic平臺(tái)上，采用多服務(wù)臺(tái)排隊(duì)模型對(duì)公交車站的進(jìn)出站情況進(jìn)行了模擬分析。研究公交車?？空緯r(shí)等候時(shí)間、排隊(duì)數(shù)量反映系統(tǒng)性能的數(shù)據(jù)。并在排隊(duì)模型中添加了公交車進(jìn)出站時(shí)變換車道的行為模型，將變換車道的數(shù)量與系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)相聯(lián)系，探討和研究公交車進(jìn)出站對(duì)交通流的影響。

【關(guān)鍵詞】公交車站；多服務(wù)臺(tái)排隊(duì)模型；變換車道行為；Anylogic

1六里橋北里車站基本情況

六里橋北里車站是北京西三環(huán)上，蓮花橋和六里橋之間的一個(gè)公交車站，北臨北京西站，南臨六里橋客運(yùn)主樞紐，緊臨蓮花池公園，交通環(huán)境復(fù)雜。同時(shí)六里橋是京港澳高速公路的出口，從北京房山區(qū)、河北省涿州和石家莊進(jìn)京的沿途的車輛，出高速公路之后都要從位于北京西三環(huán)南段的六里橋上通過。進(jìn)京的車輛和從南三環(huán)進(jìn)入西三環(huán)的車輛匯合之后，車輛的數(shù)量大大增加。因此，對(duì)六里橋北里公交車站對(duì)正常行駛車輛的交通流的影響及研究可以在一定程度上了解造成早晚高峰時(shí)期西三環(huán)擁堵情況和原因。

在三環(huán)主路上的車站由南向北總共有50米長(zhǎng)，其中有主要四個(gè)車牌，大概會(huì)有16路公交車在主路的車站上進(jìn)行?？浚饕?00路、特8、50、699、特2、368、631、57、616、694等。其中300路和特8為串聯(lián)南三環(huán)→西三環(huán)→北三環(huán)人流的主要公共交通工具，上下車乘客較多。另外616路和901路為從房山區(qū)進(jìn)京的公交車，乘客流量大，?？繒r(shí)間較長(zhǎng)。

2六里橋北里站車輛行駛數(shù)據(jù)的調(diào)查與統(tǒng)計(jì)分析

從2014年4月2日到2014年5月16日期間，筆者對(duì)7:30~8:30之間在六里橋北里觀測(cè)由南向北方向的汽車通過數(shù)量進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，其中小轎車和公交車的數(shù)量進(jìn)行分開監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容：行駛車速、小轎車流量總數(shù)、公交車流量總數(shù)、公交車進(jìn)站時(shí)間間隔、公交車等待進(jìn)站的平均等待時(shí)間、公交車等待進(jìn)站的數(shù)量、公交車在車站的平均停留時(shí)間、等待出站時(shí)公交車變換車道的數(shù)量。因?yàn)樵O(shè)備和要求的限制，這里所測(cè)量出來的行駛速度為估測(cè)值，僅供參考。監(jiān)測(cè)方法：（1）行車速度采取估算與北京交通發(fā)展研究中心公布的數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法，估算大概車速。因?yàn)闀r(shí)間與設(shè)備等原因，行車速度不能計(jì)算出相應(yīng)的準(zhǔn)確數(shù)值。（2）車流量采取分時(shí)段抽測(cè)的方法。每5分鐘記錄車經(jīng)過六里橋北里站的數(shù)量。（3）對(duì)于其他停留時(shí)間的數(shù)據(jù)，是到現(xiàn)場(chǎng)勘察及采數(shù)據(jù)所得。

在7:30~8:30之間車流總量在4000至5000之間，且波動(dòng)不大。車輛的平均行駛速度在25km/h左右，車輛行駛緩慢，受六里橋和蓮花橋進(jìn)出口的影響會(huì)出現(xiàn)短暫的擁堵情況。其中公交車?？空镜目倲?shù)在200到250輛之間。

2.1公交車進(jìn)站時(shí)間間隔的統(tǒng)計(jì)分析

進(jìn)站時(shí)間間隔在0至96秒之間呈現(xiàn)不均勻分布。根據(jù)離散事件系統(tǒng)仿真的要求，對(duì)進(jìn)站時(shí)間間隔進(jìn)行分組，并記錄其有關(guān)概率，指定不同的隨機(jī)數(shù)，以保證仿真結(jié)果盡可能的同現(xiàn)實(shí)情況相同。

2.2公交車在車站的平均停留時(shí)間的統(tǒng)計(jì)分析

六里橋北里車站在三環(huán)主路上總共有四個(gè)站牌，每輛公交車都有其要停靠的固定的公交站牌。因此對(duì)公交車的平均停留時(shí)間要區(qū)分不同的站牌，來進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。根據(jù)數(shù)據(jù)分析可知，每輛公交車?？繒r(shí)間與公交車的滿載率相關(guān)。滿載率越高，停靠時(shí)間越長(zhǎng)，行人的正常上下車時(shí)間增加。

對(duì)數(shù)據(jù)的分析可知，每個(gè)公交站牌的公交車停留時(shí)間大致呈正態(tài)分布，平均停留時(shí)間有所不同。

2.3公交車變換車道行為和數(shù)量分析

如圖1所示，A公交車的目標(biāo)站牌為一號(hào)站牌，當(dāng)進(jìn)入車站時(shí)，2號(hào)站牌有公交車B?？?，A車的司機(jī)將會(huì)做出是否變換車道的選擇，當(dāng)B車的停靠時(shí)間大于司機(jī)可以等候的時(shí)間時(shí)，A車將選擇變道。這里將引入關(guān)鍵參數(shù)，PB為B車的停靠時(shí)間。當(dāng)PB>10時(shí)A車選擇變換車道。出站的情況與進(jìn)站情況相似，2站牌的公交車出站時(shí)，如果1站牌?？康墓卉囃Ａ魰r(shí)間超過司機(jī)可以等候的時(shí)間，公交車司機(jī)選擇變換車道。

在7:30~8:30時(shí)間段中，變換車道的公交車數(shù)量為75輛左右，占總車輛數(shù)量的40%~60%之間，變換車道數(shù)量較多，對(duì)主路正常行駛的車輛影響較大。

圖1

3六里橋車站的模型仿真

六里橋車站的模型可以簡(jiǎn)化看成是一個(gè)多服務(wù)臺(tái)系統(tǒng)，不同的站牌代表不同服務(wù)臺(tái)。在系統(tǒng)仿真過程中，加入了公交車變換行車道的簡(jiǎn)易模型，使排隊(duì)系統(tǒng)更符合現(xiàn)實(shí)情況。

3.1變換車道模型

公交車變換車道的過程可以包括意圖的產(chǎn)生、變道可行性條件分析及變道行為的實(shí)施三個(gè)方面。當(dāng)這三個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)才有可能出現(xiàn)變道行為。

設(shè)?？繒r(shí)間為T，n為?？康墓卉嚲幪?hào)。Tn代表第n輛公交車停靠了T秒。當(dāng)Tn-1>10s，第n輛公交車產(chǎn)生變換車道行為，記錄?？抗卉嚨臄?shù)量，和總共進(jìn)站的公交車數(shù)量進(jìn)行比較，給出合理化建議。

3.2公交車模型

圖2公交車車站系統(tǒng)仿真模型

變量serviceTime是計(jì)算公交車?？繒r(shí)間。totalCount為進(jìn)入模型的公交車數(shù)量總和，busQueue為等候進(jìn)站公交車數(shù)量的長(zhǎng)度，changeCount記錄公交車變換車道行為的總數(shù)。折線圖體現(xiàn)了總車輛與變換車道車輛之間的數(shù)量關(guān)系。同時(shí)餅狀圖時(shí)時(shí)記錄變換車道車輛和不變換車道車輛的數(shù)字百分比。tolerantTime為司機(jī)可以等候前車車輛的時(shí)間，在分析時(shí)可以根據(jù)需要改變時(shí)間的長(zhǎng)短。serviceNum為一個(gè)站牌可以同時(shí)?？慷嗌佥v公交車輛，用戶可以根據(jù)需要更改?？繑?shù)量。

4模擬分析

本文對(duì)本模型運(yùn)行的時(shí)間單位為秒，一次運(yùn)行兩個(gè)小時(shí)，模型運(yùn)行的階段只是早高峰7:00~9:00的時(shí)間段。模型不是單純的多服務(wù)臺(tái)的排隊(duì)模型，因此在模型中每個(gè)站牌應(yīng)用了兩個(gè)隊(duì)列。busQueue用來記錄排隊(duì)的車輛，stationQueue用來限制進(jìn)入站牌的車輛，因此在stationQueue中只允許一個(gè)實(shí)體存在隊(duì)列中，如果已經(jīng)有等候的車輛，公交車將不能進(jìn)站，進(jìn)入統(tǒng)一隊(duì)列進(jìn)行排隊(duì)，等候進(jìn)入各個(gè)公交站牌。

本文研究重點(diǎn)是公交車變換車道數(shù)量的變化。模型運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)，隊(duì)列的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，變換車道的數(shù)量越多，隊(duì)列長(zhǎng)度和改變車道的車輛呈線性增長(zhǎng)，擁堵嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成更多公交車無法正常進(jìn)出站。同時(shí)隊(duì)列長(zhǎng)度和停靠公交車的平均停留時(shí)間呈正相關(guān)，平均停留時(shí)間越長(zhǎng)隊(duì)列長(zhǎng)度越長(zhǎng)。隊(duì)列長(zhǎng)度和?？繑?shù)量呈負(fù)相關(guān)，當(dāng)每個(gè)站牌的?？抗卉嚁?shù)量增加到2或者3時(shí)，隊(duì)列長(zhǎng)度明顯減少，甚至不出現(xiàn)排隊(duì)現(xiàn)象。公交車改變車道的數(shù)量與隊(duì)列長(zhǎng)度和司機(jī)等候時(shí)間呈相關(guān)性，隊(duì)列長(zhǎng)度減少改變車道的數(shù)量減少，司機(jī)等候時(shí)間增加改變車道的車的數(shù)量減少。

仿真模型的結(jié)果與實(shí)際情況大致相似。

5解決方案

根據(jù)仿真模型的結(jié)論和現(xiàn)場(chǎng)勘查的情況相結(jié)合，提出了以下建議。

5.1增加車站的長(zhǎng)度，將各個(gè)公交車牌間的距離增加

仿真模型中，可以發(fā)現(xiàn)，因?yàn)檐囌鹃L(zhǎng)度的限制，每一個(gè)站牌只能同時(shí)?？恳惠v公交車，其他需要停靠的公交車只能在另外一條行車道等待進(jìn)站，這將影響另外一條行車道車流的正常行駛。適當(dāng)增加車站與車站間的距離，可以增加同時(shí)停靠公交車?？康臄?shù)量，增加車站的運(yùn)營(yíng)能力，減少公交車排隊(duì)時(shí)間，降低對(duì)其他車道的影響。

5.2規(guī)范公交車駕駛員的行為

在公交車停靠過程中，駕駛員可以忍受的?？繒r(shí)間為10秒，也就是說如果前方公交車停留時(shí)間超過10秒，駕駛員選擇變換車道以更快的進(jìn)出公交車站。這種行為會(huì)導(dǎo)致，其他車牌的公交車進(jìn)出站時(shí)出現(xiàn)問題，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致事故的發(fā)生。數(shù)據(jù)分析表示，每輛公交車的平均停留時(shí)間大概在31秒左右。如果駕駛員的忍受?？繒r(shí)間可以增加到25秒或者更多，那么變換車道的公交車數(shù)量將會(huì)大大減少，對(duì)其他車道車輛行駛的影響也會(huì)大大降低。公交車站?？康钠骄鶗r(shí)間將會(huì)降低。

5.3引導(dǎo)乘客排隊(duì)等候車輛

車站設(shè)施簡(jiǎn)陋，車站進(jìn)站和出站時(shí)人流和公交車流交匯，情況復(fù)雜。乘客沒有排隊(duì)行為，無形中增加了公交車的?？繒r(shí)間。約束乘客行為，減少公交車的等候時(shí)間，也將降低公交車對(duì)其他正常行駛車流的影響。

本文中只對(duì)解決方案中的第一個(gè)和第二個(gè)進(jìn)行了仿真模擬，具有了數(shù)據(jù)和理論支持。下一步研究中將進(jìn)一步完善公交車站?？磕Ｐ停瑢?duì)其他解決方案進(jìn)行模擬，將仿真結(jié)果進(jìn)行綜合比較，提出最優(yōu)解決方案。

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［責(zé)任編輯：龐修平］