公交車變道行駛對路網(wǎng)性能的影響分析與優(yōu)化

王博　張文斌

摘 要：文章首先分析公交優(yōu)先和車輛變道的研究現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上提出公交車變道的概念。然后以武珞路（中南路到街道口路段）為研究對象進(jìn)行交通調(diào)查，通過微觀交通仿真的手段，選取路網(wǎng)平均延誤、平均車速、平均停車次數(shù)、平均停車延誤作為評價(jià)指標(biāo)，將該路段現(xiàn)在運(yùn)營狀況與公交車不變道的運(yùn)營狀況進(jìn)行對比，并分析公交車不變道時(shí)流量的減少對路網(wǎng)性能的影響，最后運(yùn)用層次分析法給出能夠最大限度減少延誤又能保證運(yùn)力的公交車最佳運(yùn)營數(shù)量，為更好地實(shí)現(xiàn)公交優(yōu)先提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：公交優(yōu)先；車輛變道；路網(wǎng)性能；VISSIM仿真；層次分析法

中圖分類號：U491 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：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礎(chǔ)設(shè)施之一，是改善城市投資環(huán)境，緩解城市交通壓力的重要措施。自20世紀(jì)80年代引入公交優(yōu)先概念到目前為止，我國公交優(yōu)先的研究已有20多年的歷史，取得了很多研究成果[1]-[5]。但是我國在發(fā)展公共交通的過程中也遇到了很多問題，公交車變道就是其中之一。公交車在行駛過程中道隨意變換車道，給其他社會車輛造成嚴(yán)重的干擾，造成道路通行能力下降，公交車引發(fā)交通事故的現(xiàn)象頻繁發(fā)生。公交優(yōu)先的特權(quán)究竟需要保持在什么樣的區(qū)間運(yùn)行，才能給交通出行這個(gè)綜合系統(tǒng)帶來最大的效益，是值得我們研究的重要問題?；谶@樣的背景，本文以公交車變道對路網(wǎng)性能的影響為研究對象，提出公交運(yùn)營的改進(jìn)方案，對更好地實(shí)現(xiàn)公交優(yōu)先、提高道路的通行能力有重要的意義。

1 現(xiàn)狀分析

武珞路閱馬場至街道口長約6公里的道路上的公交專用道是武漢市首條投入使用的公交專用道，單向四車道最右邊的機(jī)動車道為專用道，每天7：00～9：00和16：30～19：00為公交專用時(shí)段。公交專用道實(shí)施以來，由于改善手段單一，公交車速提高不大，公交車輛與其他車輛仍然干擾嚴(yán)重，整體效用不顯著。

該路段上目前分布的公交線路較多，線路重復(fù)系數(shù)過大，有效利用率不高。公交車輛與其他車輛相互干擾嚴(yán)重，在交通高峰時(shí)段公交車平均運(yùn)營速度只有6.75km/h，在幾個(gè)上下客較多的大?？空咎幑卉囕v常?！芭扛C”，每移動100米要10余分鐘，很容易造成交通阻塞。中南路也是市內(nèi)一條主干道，交通流量相對比較大，并且與武珞路交叉成T型交叉口，有大量車流匯入武珞路，這進(jìn)一步加大了武珞路的交通壓力。武珞路從中南路到街道口路段的交通擁擠問題比較嚴(yán)重，公交數(shù)量比較大，變道問題表現(xiàn)比較突出，造成其它社會車輛延誤時(shí)間增加，頻繁變換車道還存在一定的安全隱患。

2 現(xiàn)狀評價(jià)

選取武漢市內(nèi)車流量較大且設(shè)有公交專用道的武珞路（中南路到街道口路段）為研究對象，根據(jù)實(shí)際需要制定相應(yīng)的交通調(diào)查方案，獲取路段平面幾何尺寸、交叉口配時(shí)、交通流量、公交車流量等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。然后將調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行整理得出各種車型所占的比例、路段的高峰小時(shí)交通量。

在VISSIM中畫出路段平面圖并設(shè)置交通流特性、行駛特性、公交運(yùn)營參數(shù)等仿真所需的基本數(shù)據(jù)[6]-[8]。運(yùn)行

VISSIM仿真模型得到現(xiàn)有的交通流量下公交車變道與不變道的路網(wǎng)性能指標(biāo)數(shù)據(jù)，如表1所示。

從表1可以看出路網(wǎng)性能與公交車是否變道有密切關(guān)系。公交車變道造成路網(wǎng)的平均延誤、平均停車次數(shù)、平均停車延誤增加，平均車速下降。

3 改進(jìn)方案

優(yōu)先發(fā)展公共交通的最終目的是提高道路的通行能力，即在公交優(yōu)先的前提下提高道路的通行能力。公交車變道這種犧牲社會車輛運(yùn)行效率的公交車運(yùn)行方式，顯然有悖于優(yōu)先發(fā)展公共交通的初衷。所以，優(yōu)化該路段公交結(jié)構(gòu)，降低公交線路重復(fù)系數(shù)（即調(diào)整公交車流量），提高公交車的有效利用率是提高路段通行能力的主要途徑。

為了尋求合適的公交流量，分別對不變道時(shí)不同公交流量下的路網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行交通仿真。將改進(jìn)方案的交通流數(shù)據(jù)分別用VISSIM進(jìn)行仿真，得到道路網(wǎng)絡(luò)性能評價(jià)數(shù)據(jù)。圖1、圖2分別表示公交車不變道的情況下公交車減少量與平均延誤、平均車速的函數(shù)關(guān)系。從圖中可以看出隨著公交車流量的減少，路網(wǎng)的性能逐漸改善，但是受到需求運(yùn)力的限制，不能無限制地減少公交流量，應(yīng)該在滿足運(yùn)力需求的條件下降低線路重復(fù)系數(shù)，適當(dāng)減少公交車流量。

4 方案評價(jià)與優(yōu)化

為了比較公交車不變道時(shí)不同公交流量的優(yōu)劣采取評分的方法。取每種評價(jià)指標(biāo)的最優(yōu)值與最差值并相減得到差，將這個(gè)差平分為10份，每份為1分，最優(yōu)得10分，根據(jù)各指標(biāo)參數(shù)與最優(yōu)情況的差別計(jì)算出各項(xiàng)指標(biāo)的得分。為了確定每項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，選用層次分析法。根據(jù)判斷尺度對考評因素進(jìn)行兩兩比較構(gòu)造判斷矩陣，計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重。表2為各方案的評分匯總。

由表2可以看出，隨著公交車數(shù)量的減少，得分呈現(xiàn)遞增的趨勢。當(dāng)公交車減少30%時(shí)得分最高，減少18%次之。由于公交車減少18%和減少30%時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)相差不大，考慮到武珞路運(yùn)力需求因素，將公交車流量減少18%作為最佳決策。

5 結(jié)束語

本文用VISSIM建模進(jìn)行交通仿真，分析表明武珞路（中南路到街道口段）公交車變道降低了道路通行能力，由此提出限制公交車變道以提高道路通行能力。但是該路段內(nèi)公交流量過大，單方面限制變道會大大增加公交車的延誤，因此，提出了限制公交車變道以提高道路通行能力，同時(shí)降低公交線路重復(fù)系數(shù)減少公交車流量以提高公交有效利用率，并得出能最大限度地減少延誤又能保證公交運(yùn)力需求的最優(yōu)方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]林思能.基于模糊邏輯的瓶頸路段車輛變道決策模擬[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，19（3）.

[2]楊利娟，牛玲.公交優(yōu)先是城市公共交通的戰(zhàn)略方針[J].城市公共交通，2001（3）：19-20.

[3]張衛(wèi)華，石琴，劉強(qiáng).公交優(yōu)先信號交叉口延誤計(jì)算與配時(shí)優(yōu)化方法[J].上海微電子技術(shù)和應(yīng)用，2004，21（4）：30-33.

[4]張斌.公交優(yōu)先對道路通行能力的影響分析[D].西南交通大學(xué)，2007.

[5]陳龍.公交優(yōu)先技術(shù)及適應(yīng)性研究[D].浙江大學(xué)，2006.

[6]陳斌，郭遠(yuǎn)輝.高速公路車道變換仿真模型[J].西華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007，26（3）.

[7]徐英俊.城市微觀交通仿真車道變換模型研究[D].吉林大學(xué)，2005.

[8]鄒智軍，楊東援.微觀交通仿真中的車道變換模型[J].中國公路學(xué)報(bào)，2002，15（2）.