多線路公交?？空就？拷M織研究＊

賈富強(qiáng) 馬昌喜 楊信豐

（蘭州交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院 蘭州730070）

0 引 言

多線路公交?？空臼侵竿？烤€路條數(shù)多，且泊位數(shù)大于1的公交?？空?。?？空静贾眯问健⒄九_(tái)長(zhǎng)度（?？坎次粩?shù)）設(shè)置不合理，都會(huì)導(dǎo)致公交車輛進(jìn)出站交織、沖突及排隊(duì)等現(xiàn)象，尤其對(duì)交通量大、公交線路重復(fù)系數(shù)高的路段，不僅對(duì)站點(diǎn)所在道路交通有很大的影響，而且有可能波及到鄰近道路的交通運(yùn)行狀態(tài)。

B.Yu等［1］建立預(yù)測(cè)模型對(duì)多線路公交停靠站點(diǎn)的公交到達(dá)時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)并驗(yàn)證。B.Khondaker等［2］對(duì)單線路和高需求與旅客服務(wù)員時(shí)間非線性情況下的站間距優(yōu)化模型。B.Alonso等［3］建立了上層為用戶成本最小化，下層為擁擠的條件下公交分配模型的多線路公交泊位分配的雙層規(guī)劃模型。Tan Jiyuan等［4］利用基于仿真的啟發(fā)式算法對(duì)高峰期多線路公交?？空静次粩?shù)進(jìn)行規(guī)劃。李凱勝、劉惠麗、張兵等［5－7］從泊位數(shù)和站臺(tái)通行能力間的關(guān)系入手，對(duì)多線路公交?？空镜恼九_(tái)尺寸、泊位數(shù)和通行能力進(jìn)行了研究；徐志、孫祥龍［8－9］對(duì)不同公交位置和不同形式公交?？空镜难诱`進(jìn)行建模分析；楊曉光等［10］建立了基于不同影響因素的通行能力回歸模型，并進(jìn)行了可靠性驗(yàn)證。孫鋒［12］在研究車輛停靠站運(yùn)行效率的基礎(chǔ)上，用0－1整數(shù)規(guī)劃模型對(duì)多線路公交可越站運(yùn)行進(jìn)行了優(yōu)化研究。楊大海等［12］對(duì)多線路公交?？空镜闹鬏o?？空镜慕M合形式、有效泊位數(shù)、通行能力進(jìn)行探討和分析，建立模型，得出不同城市道路斷面和等級(jí)主輔?？空镜慕M合形式。

國(guó)外相關(guān)研究主要集中于公交到達(dá)時(shí)間、站間距和泊位數(shù)的設(shè)置等方面，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究多集中于泊位數(shù)的確定、主輔站設(shè)置形式和站點(diǎn)通行能力的研究，國(guó)內(nèi)外的研究都沒(méi)有考慮?？拷M織方式對(duì)公交及其他社會(huì)車輛運(yùn)行的影響。為此，筆者在對(duì)多線路公交?？空痉诸惖幕A(chǔ)上，利用微觀仿真軟件Vissim對(duì)直線式和港灣式多線路公交?？空镜耐？拷M織形式進(jìn)行了仿真研究，在得到最優(yōu)停靠組織的基礎(chǔ)上，進(jìn)而對(duì)多線路主輔站選型及停靠組織進(jìn)行研究。

1 多線路公交?？空镜姆诸?/h2>

?？空景凑胀？烤€路數(shù)目可分為：?jiǎn)我痪€路公交?？空竞投嗑€路公交?？空荆话磶缀涡问娇梢苑譃椋褐本€式（或稱非港灣式）和港灣式兩種；從線路容量角度可將多線路公交?？空痉譃椋褐本€式多線路公交?？空荆ㄒ妶D1）、港灣式多線路公交?？空荆ㄒ妶D2）和主輔站設(shè)置的多線路公交?？空荆ㄒ妶D3）3種。

圖1 直線式多線路公交?？空綟ig.1 The multiple routes beeline bus stop

圖2 港灣式多線路公交?？空綟ig.2 The multiple routes harbor-shaped bus stop

圖3 主輔站設(shè)置多線路公交?？空镜念愋虵ig.3 The types of multiple routes bus stops

2 直線式和港灣式多線路公交?？空就？拷M織

常見的多線路公交?？拷M織形式有：自由停靠，順序停靠和劃線?？?種。自由停靠時(shí)，車輛隨意插空?？?，導(dǎo)致運(yùn)行紛亂、泊位利用率低；順序?？繒r(shí)，車輛按照到達(dá)順序依次?？?，站臺(tái)內(nèi)不準(zhǔn)超車，但個(gè)別車輛由于上下車乘客過(guò)多而導(dǎo)致停靠時(shí)間較長(zhǎng)，將會(huì)嚴(yán)重增加后方車輛的延誤；劃線停靠是對(duì)每個(gè)公交?？空緞澏ㄜ囕v停靠泊位（如圖1中的1，2，3號(hào)位置），不同泊位間相互不受影響，明確停車泊位不僅能方便乘客候車，又能指導(dǎo)乘客快速換乘，減少站臺(tái)上行人間的相互影響，降低車輛?？垦诱`［13］。由于自由?？窟@種組織方式運(yùn)行效率較低，筆者僅選擇順序?？亢蛣澗€停靠這2種組織方式進(jìn)行對(duì)比研究。

2.1 具體研究對(duì)象的確定

根據(jù)美國(guó)《道路通行能力手冊(cè)》［14］中給出的數(shù)據(jù)，在假定站內(nèi)不發(fā)生超車情況下多泊位公交?？空居行２次粩?shù)見表1。

表1 公交停靠站有效泊位表Tab.1 The number of effective berths of bus stops

由表1可見，隨著泊位數(shù)的增多，?？空静次焕寐氏陆?，對(duì)于直線式公交?？空?，當(dāng)泊位數(shù)大于3時(shí)，利用效率驟減；故針對(duì)3泊位直線式（見圖1）和港灣式（見圖2）公交?？空镜捻樞蛲？恳约安煌M織的劃線?？窟M(jìn)行仿真分析，對(duì)比不同?？拷M織形式在不同交通條件下的運(yùn)行效率。

2.2 仿真模型基本假設(shè)及參數(shù)設(shè)置

在確定?？拷M織方案時(shí)，按照車輛發(fā)車頻率的不同，將公交線路分為3種不同的發(fā)車頻次線路：高頻、中頻和低頻公交線路，本文假定發(fā)車頻率≤120s時(shí)為高頻公交線路，120s＜發(fā)車頻率＜300s時(shí)為中頻公交線路，發(fā)車頻率≥300s時(shí)為低頻公交線路，分別按照?qǐng)D1和圖2所示的1，2，3位置進(jìn)行組合，組合形式有：低中高、低高中、中高低、中低高、高中低、高低中。利用Vissim進(jìn)行仿真時(shí)，相關(guān)參數(shù)見表2。

表2 Vissim仿真參數(shù)Tab.2 The parameters of Vissim simulation

在公交數(shù)量不發(fā)生變化的情況下，考慮不同交通狀態(tài)下整個(gè)路段（包括公交?？空荆┥瞎?，以及其他社會(huì)車輛的運(yùn)行狀況，從公交延誤、車輛總延誤、單位行程時(shí)間，以及通過(guò)車輛數(shù)等方面進(jìn)行仿真分析［15］，結(jié)果見圖4～圖7。

圖4 不同?？拷M織方案公交延誤Fig.4 The bus delay of different dwelling organizations

圖5 不同?？拷M織方案總延誤Fig.5 The total delay of different dwelling organizations

圖6 不同停靠組織方案單位行程時(shí)間Fig.6 The travel time of different dwelling organizations

由圖4～圖7對(duì)比分析可知，隨交通量的增加，公交延誤、車輛總延誤和單位行程時(shí)間總體上呈“S”形變化；通過(guò)車輛數(shù)則先增后減。當(dāng)交通量小于2 000pcu／h時(shí)，延誤和單位行程時(shí)間變化不大，而通過(guò)車輛數(shù)呈直線增加；當(dāng)交通量大于2 000pcu／h時(shí)，直線式公交?？空镜难诱`和單位行程時(shí)間急速上升，通過(guò)車輛數(shù)增長(zhǎng)緩慢且有下降趨勢(shì)；當(dāng)交通量大于2 600pcu／h時(shí)，直線式公交停靠站的延誤和單位行程時(shí)間增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯減弱，通過(guò)車輛數(shù)隨著交通量的增加而減少；當(dāng)交通量大于3 000pcu／h時(shí)，港灣式?？空镜难诱`和單位行程時(shí)間隨著交通量的增加變化顯著，通過(guò)車輛數(shù)增長(zhǎng)速度減慢；當(dāng)交通量大于3 800pcu／h時(shí)，2種停靠站的延誤和單位行程時(shí)間都緩慢增長(zhǎng)，通過(guò)車輛數(shù)隨著交通量的增加而減少。

圖7 不同停靠組織通過(guò)車輛數(shù)Fig.7 The vehicle volume of different dwelling organizations

將劃線?？康膸追N組織方式與常規(guī)順序停靠對(duì)比，結(jié)果見表3和表4。

表3 直線式?？拷M織對(duì)比表Tab.3 The contrast table of dwelling organizations of beeline bus stop %

表4 港灣式?？拷M織對(duì)比表Tab.4 The contrast table of dwelling organizations of harbor-shaped bus stop %

由表3和表4可見，?？拷M織形式對(duì)公交運(yùn)營(yíng)影響顯著，在港灣式和直線式公交?？空镜耐？拷M織形式中，劃線停靠都優(yōu)于順序?？?。對(duì)于直線式公交停靠站，采用劃線停靠組織后公交延誤平均降低37.5%，總延誤平均降低38.4%，單位行程時(shí)間平均縮短25.9%，通過(guò)車輛數(shù)平均提高17.9%；對(duì)于港灣式公交停靠站，采用劃線?？拷M織后公交延誤平均降低34.1%，總延誤平均降低40.6%，單位行程時(shí)間平均縮短17%，通過(guò)車輛數(shù)平均提高10.9%。對(duì)直線式公交?？空?，“中低高”的劃線?？拷M合最優(yōu)；對(duì)港灣式公交?？空?，“低中高”的劃線停靠組織最優(yōu)。

3 多線路主輔站選型及停靠組織研究

對(duì)所需泊位數(shù)大于3的多線路公交?？空驹O(shè)置時(shí)，通常采用主輔站的設(shè)置形式，按照連接方式可分為：并聯(lián)式和串聯(lián)式（見圖3）；按照站點(diǎn)形式可分為：主直輔直、主港輔港、主港輔直和主直輔港灣4類。在仿真中，對(duì)雙直串聯(lián)、直港串聯(lián)、雙港串聯(lián)、直港并聯(lián)及雙港并聯(lián)5種主輔站布置形式進(jìn)行研究，假設(shè)主輔停靠站都為3泊位，對(duì)于直線式公交停靠站按照泊位編號(hào)采用中頻、低頻、高頻?？拷M織方式，對(duì)港灣式公交停靠站采用低頻、中頻、高頻?？拷M織方式；分別對(duì)劃線最優(yōu)?？拷M織方式（記為A）與順序?？拷M織方式（記為B）進(jìn)行仿真，結(jié)果見圖8～圖11。

圖8 不同組合形式主輔站公交延誤Fig.8 The bus delay of different main-assist bus stops combinations types

圖9 不同組合形式主輔站總延誤Fig.9 The bus delay of different main-assist bus stops combinations types

圖10 不同組合形式主輔站單位行程時(shí)間Fig.10 The bus delay of different main-assist bus stops combinations types

圖11 不同組合形式主輔站通過(guò)車輛數(shù)Fig.11 The vehicle volume of different main-assist bus stops combination types

從圖8～圖11可得，不同主輔站組合形式的公交延誤、總延誤和單位行程時(shí)間總體呈“S”形變化；通過(guò)車輛數(shù)先增后減。對(duì)比結(jié)果見表5。

表5 不同組合形式主輔站?？拷M織對(duì)比表Tab.5 The contrast table of different main-assit bus stops combination types %

由表5可知，對(duì)于任意的主輔站組合形式，與常規(guī)的順序?？肯啾?，采用對(duì)應(yīng)3泊位最優(yōu)的劃線停靠組織方式后，延誤及單位行程時(shí)間都明顯減少，通過(guò)車輛數(shù)增加，在所有的組合形式中，雙港串聯(lián)組合方式最為理想。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)現(xiàn)有多線路公交停靠站?？拷M織和主輔站選型方面研究的不足，考慮站點(diǎn)本身的多線路公交車輛?？拷M織及主輔站組合形式對(duì)公交以及社會(huì)車輛運(yùn)行的影響，利用Vissim微觀仿真軟件對(duì)不同類型的公交站點(diǎn)處的公交?？拷M織和不同組合型式的主輔站停靠組織進(jìn)行仿真對(duì)比，得出如下結(jié)論。

1）多線路公交?？空镜耐？拷M織形式和不同的主輔站設(shè)置類型對(duì)公交運(yùn)營(yíng)有很大的影響。

2）對(duì)于3泊位多線路公交停靠站，采用劃線停靠組織優(yōu)于順序?？?，其中在直線式劃線?？拷M合形式中，“中低高”的組合形式最優(yōu)（即中頻公交線路車輛停在泊位1處，低頻公交線路車輛停在泊位2處，高頻公交線路車輛停在泊位3處）；在港灣式公交停靠站劃線?？拷M織形式中，“低中高”的組合形式最優(yōu)。

3）對(duì)于不同組合形式的6泊位主輔站，采用劃線停靠組織優(yōu)于順序?？浚渲须p港串聯(lián)組合型式最優(yōu)，見圖3（b）。

文中只是運(yùn)用仿真的方法對(duì)多線路公交?？空镜耐？拷M織和主輔站設(shè)置型式進(jìn)行了研究，在后期將采用排隊(duì)論及系統(tǒng)優(yōu)化理論展開定量研究。

［1］ YU B，LAM W H K，TAM M L.Bus arrival time prediction at bus stop with multiple routes［J］.Transportation Research Part C：Emerging Technologies，2011，19（6）：1157-1170.

［2］ KHONDAKER B，WIRASINGHE S C.Bus stop spacing and location for a corridor with multiple bus routes［R］.Calgary 2013-The Many Faces of Transportation.Calgary Alberta，Canada：Transportation Association of Canada，2013.

［3］ ALONSO B，MOURA J L，IBEAS A，et al.Public transport line assignment model to dual-berth bus stops［J］.Journal of Transportation Engineering，2010，137（12）：953-961.

［4］ TAN J，LI Z，LI L，et al.Berth assignment planning for multi-line bus stops［J］.Jornal of Advand Transportation，2013，48：750-765

［5］ 李凱勝，馮 佳，李夏苗.多線路公交?？空镜脑O(shè)置研究［J］.交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息，2010，11（z1）：188-194.LI Kaisheng，F(xiàn)ENG Jia，LI Xiamiao.Study on the layout of bus stops for multiple bus routes［J］.Journal of Transportation Systems Engineering and In-formation Technology，2010，11（z1）：188-194.（in Chinese）

［6］ 劉惠麗.多線路公交中間停靠站優(yōu)化設(shè)置研究［D］.成都：西南交通大學(xué)，2012.LIU Huili.Study on Optimization Settings of Multiple Bus Routes［D］.Chengdu：Southwest Jiaotong University，2012.（in Chinese）

［7］ 張 兵，凌 璐.港灣式公交?？空緦?duì)路段通行能力的影響［J］.交通信息與安全，2014（1）：21-24.ZHANG Bing，LIN lu.Impact of harbor-shaped bus stops on road section capacity［J］.Journal of Transport Information and Safety，2014（1）：21-24.（in Chinese）

［8］ 徐 志，Akpakli Vincent Kwami，楊孝寬.公交?？空狙诱`分析及估算方法［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)：交通科學(xué)與工程版，2010，34（5）：877-881.XU Zhi，KWAMI A V，YANG Xiaokuan.Bus delay factor analysis at and near the bus stop and an approach to delay estimation［J］.Journal of Wuhan U-niversity of Technology：Transportation Science and Engineering Edition，2010（5）：877-881.（in Chinese）

［9］ 孫祥龍，陸 建.公交站點(diǎn)間行程時(shí)間估計(jì)［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)：交通科學(xué)與工程版，2013，37（1）：67-70.SUN Xianglong，LU Jian.Travel time estimation between bus stops［J］.Journal of Wuhan University of Technology：Transportation Science and Engineering Edition，2013，37（1）：67-70.（in Chinese）

［10］ 楊曉光，徐 輝，王 健，等.港灣式公交?？空驹O(shè)置條件研究［J］.中國(guó)公路學(xué)報(bào)，2011，24（1）：96-102.YANG Xiaoguang，XU Hui，WANG Jian et al.Study of setting conditions of bus bay stop［J］.China Journal of Highway and Transport，2011，24（1）：96-102.（in Chinese）

［11］ 孫 鋒.公交站點(diǎn)運(yùn)行效率計(jì)算及車輛?？拷M織優(yōu)化［D］.長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2013.SUN Feng.Calculation of operating efficiency of bus stops and optimization for dwelling scheme of buses［D］.Changchun：Jilin University，2013.（in Chinese）

［12］ 楊大海，張衛(wèi)華.城市道路主輔停靠站設(shè)置方法與?？磕芰ρ芯浚跩］.交通科技，2014（2）：138-142.YANG Dahai，ZHANG Weihua.Research on capacity and setting method of main-assist bus station on urban road［J］.Transportation Science ＆Technology，2014（2）：138-142.（in Chinese）

［13］ 何 赟.多線路公交?？空菊局放c站位問(wèn)題研究［D］.成都：西南交通大學(xué)，2011.HE Yun.Study on problems of the location and the number of berths of multiple bus routes［D］.Chengdu：Southwest Jiaotong University，2011.（in Chinese）

［14］ Transportation Research Board.Highway capacity manual 2000［Z］.Washington，D.C.：National research Council，2000.

［15］ 馬昌喜，馬超群.交通影響評(píng)價(jià)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.MA Changxi，MA Chaoqun.Traffic impact assessment［M］.Beijing：China Machine Press，2014.（in Chinese）