公交站點(diǎn)?？繒r(shí)間及影響因素分析

胡三根，賀 琪，林銳浩

（廣東工業(yè)大學(xué) 土木與交通工程學(xué)院，廣東 廣州 510006）

近年來，隨著城市人口的快速增長(zhǎng)，城市交通擁堵問題已成為制約城市發(fā)展的一個(gè)重要瓶頸因素[1]，發(fā)展城市公共交通是提高交通資源利用效率，緩解交通擁堵的重要途徑. 在眾多公共交通工具中，公交汽車(以下簡(jiǎn)稱“公交車”或“公交”)具有載客量大、運(yùn)送效率高、能源消耗低、相對(duì)污染少、運(yùn)輸成本低等優(yōu)點(diǎn)，備受人們青睞.

公交車在站點(diǎn)的停靠時(shí)間約占其線路運(yùn)行時(shí)間的19%～21%[2]，公交系統(tǒng)擁堵主要體現(xiàn)在公交站點(diǎn)處發(fā)生的排隊(duì)擁堵，其產(chǎn)生的原因大致有:(1) 公交站點(diǎn)是公交車聚集的地方；(2) 公交站點(diǎn)多線共用. 公交車在站點(diǎn)的?？繒r(shí)間變化會(huì)影響公交車到達(dá)下一站點(diǎn)的時(shí)間，繼而會(huì)降低公交線路的運(yùn)行效率和可靠性，因此對(duì)公交停靠時(shí)間和其影響因素的研究十分必要[3-4]. 控制公交車在站點(diǎn)的?？繒r(shí)間，有助于減少公交車在站點(diǎn)的?？垦诱`和提高公交站點(diǎn)的通行能力.

目前國內(nèi)外主要是從規(guī)劃層面上對(duì)公交?？空具M(jìn)行研究，例如站點(diǎn)選址、線路長(zhǎng)度等，且對(duì)于?？空军c(diǎn)時(shí)間的研究主要采用數(shù)學(xué)建模的方法[5]. 針對(duì)?？繒r(shí)間的影響因素分析主要從道路、車輛、上下車人數(shù)、公交站候車人數(shù)、公交車型、車內(nèi)擁擠程度等方面展開探討和分析. 1977年，Kraft 和Eng-wong[6]通過對(duì)乘客上下車時(shí)間的研究分析，發(fā)現(xiàn)上下車時(shí)間和車身內(nèi)外構(gòu)造、車內(nèi)擁擠程度、付費(fèi)方式、乘客性質(zhì)、上下車乘客的混行狀態(tài)以及停車地點(diǎn)的條件等諸多因素有關(guān). 1989年，Gibson[7]認(rèn)為影響公交車停站時(shí)間的因素不僅包括公交車輛、乘客、站點(diǎn)位置及運(yùn)行過程的操作方式，還包括站點(diǎn)的容納車輛數(shù)，并用計(jì)算機(jī)仿真的方法進(jìn)行了證明. 2000年，Jepson和Ferreira[8]討論了公交信號(hào)優(yōu)先對(duì)公交車在站點(diǎn)?？繒r(shí)間的影響，并就各種情況給出了公交信號(hào)優(yōu)先情況下的合理的公交比例和公交乘客流量. 2001年，Saka[9]深入研究了公交站點(diǎn)?？繒r(shí)間，并提出將公交車運(yùn)行時(shí)間分為加減速時(shí)間、停靠時(shí)間、交叉口停車等候時(shí)間、平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)間及其他延誤時(shí)間等，對(duì)車輛?？康倪^程也進(jìn)行了細(xì)致分析. 2007年，Jaiswal等[10]在研究大型公交?？空締栴}時(shí)發(fā)現(xiàn)，公交車在站點(diǎn)的?？繒r(shí)間與乘客數(shù)量呈正相關(guān). 美國《公共交通合作研究計(jì)劃》(Transit Cooperative Research Programs，TCRP)指出快速公交在?？空镜耐？繒r(shí)間是決定其通行能力的重要因素，?？繒r(shí)間與上下車乘客數(shù)量、付費(fèi)方式、公交類型及車內(nèi)環(huán)境等有直接關(guān)系. 當(dāng)車內(nèi)有乘客站立時(shí)，站立在門口的乘客由于阻擋乘客上下車而使乘客的上、下車時(shí)間增加，尤其是乘客的上車時(shí)間[11].

我國學(xué)者對(duì)公交站點(diǎn)?？繒r(shí)間及影響因素也開展了一些研究. 2006年，馬宏偉等[12]對(duì)公交站點(diǎn)?？垦诱`的多樣性和復(fù)雜性問題進(jìn)行了分析，結(jié)合實(shí)際站點(diǎn)的調(diào)查分析了?？垦诱`的影響因素. 同年，楊遠(yuǎn)祥[13]在快速公交(Bus Rapid Transit，BRT)站點(diǎn)的設(shè)置研究中，重點(diǎn)討論了快速公交?？空镜拈g距和站內(nèi)布置優(yōu)化問題，建立并驗(yàn)證了快速公交行駛時(shí)間和站點(diǎn)間距關(guān)系的優(yōu)化模型. 2007年，王希[14]從乘客和公交車這兩個(gè)視角進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，對(duì)乘客上下車時(shí)間、公交車停車延誤等的過程進(jìn)行了分析，旨在減少公交車的運(yùn)行時(shí)間. 2009年，東南大學(xué)龔翔[15]在研究城市快速公交?？空军c(diǎn)優(yōu)化中，對(duì)?？空军c(diǎn)的選址和結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了充分研究，為公交車?？繒r(shí)間優(yōu)化問題的研究奠定了基礎(chǔ). 2011年，王虎[16]在快速公交系統(tǒng)運(yùn)行分析及設(shè)計(jì)改良研究提出，通過對(duì)信號(hào)交叉口的配時(shí)優(yōu)化，減少公交車在交叉口的損失時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)公交軌道式運(yùn)行模式. 2014年，張夢(mèng)啟[17]分別從?？空?、交叉口和路段來提出改善BRT運(yùn)行延誤的優(yōu)化策略，從而減少BRT在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的損失時(shí)間.

基于上述國內(nèi)外研究現(xiàn)狀可以看出，在公交車?？繒r(shí)間影響因素方面，多數(shù)研究主要從某一因素或者某幾種因素作定性和定量的分析，但往往會(huì)忽略對(duì)公交?？繐p失時(shí)間的分析. 對(duì)于BRT?？空镜难芯恐饕性谶x址規(guī)劃及對(duì)周邊交通的影響. 本文將在綜合國內(nèi)外對(duì)公交車在公交站點(diǎn)停靠時(shí)間研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合廣州市BRT運(yùn)營(yíng)實(shí)際情況，通過實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析廣州市快速公交車輛在站點(diǎn)停靠時(shí)間及其影響因素，并對(duì)影響因素展開系統(tǒng)研究，旨在為提高快速公交的服務(wù)水平提供參考.

1 ?？繒r(shí)間組成

公交車在站點(diǎn)的?？窟^程主要由車輛減速進(jìn)站、開門、乘客上下車、關(guān)門、車輛加速離站5個(gè)部分組成. 本文主要研究公交車在站點(diǎn)的靜態(tài)?？窟^程，即從公交車輛進(jìn)入泊位完全停穩(wěn)開始到服務(wù)完后車輛啟動(dòng)離開這段時(shí)間. 因此，公交車?？繒r(shí)間主要由開關(guān)門時(shí)間、損失時(shí)間[16]、上下車時(shí)間和延誤時(shí)間這4部分組成. 其中，損失時(shí)間定義為從公交車門打開到第1個(gè)乘客上下車之間的這段時(shí)間. 由于受公交站臺(tái)的長(zhǎng)度、乘客到達(dá)速度、公交車內(nèi)擁擠程度等因素的影響，公交車門打開后，乘客并不一定能立刻上下車. 現(xiàn)有對(duì)公交停靠時(shí)間的研究往往會(huì)忽略這段時(shí)間，這可能對(duì)實(shí)際公交停靠時(shí)間的研究會(huì)存在一定的誤差. 延誤時(shí)間是指公交車服務(wù)完后到離開站點(diǎn)的時(shí)間，該時(shí)間主要受相鄰下游公交車輛及相鄰車道車輛的影響.

為了定量地分析公交車停靠時(shí)間的大小及影響因素對(duì)其影響，本文將采用實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行論證分析. 調(diào)查地點(diǎn)選取客流量較大的廣州BRT崗頂站S2子站臺(tái)進(jìn)行公交車停靠時(shí)間的抽樣調(diào)查. 該站臺(tái)有4個(gè)?？坎次缓?條經(jīng)停線路，?？坎次粡南掠伍_始依次為S2-1、S2-2、S2-3和S2-4，經(jīng)停線路為B4、B4A、B4B、B6、B9、B12和B25. 調(diào)查時(shí)間選取2018年5月9日(工作日)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，按早高峰(7：30～9：30)、午間平峰(11：30～13：30)、晚高峰(17：00～19：00)分時(shí)段進(jìn)行調(diào)查.

2 ?？繒r(shí)間影響因素分析

下文將結(jié)合調(diào)查數(shù)據(jù)和實(shí)地觀察分別針對(duì)開關(guān)門時(shí)間、損失時(shí)間、上下車時(shí)間和服務(wù)后延誤時(shí)間大小及其影響因素進(jìn)行分析.

2.1 開關(guān)門時(shí)間及影響因素分析

根據(jù)現(xiàn)有的研究資料可知，公交車開門與關(guān)門總的時(shí)間一般情況下取為1～2 s. 公交車輛開關(guān)門時(shí)間主要受車輛自身性能所決定.

2.2 損失時(shí)間及影響因素分析

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)得到公交車的?？繐p失時(shí)間大小及各調(diào)查時(shí)段損失時(shí)間均值，如圖1所示.

圖1 損失時(shí)間大小與均值Fig.1 Lost time and its mean

從圖1可知，87.6%的公交車損失時(shí)間在0～3 s范圍內(nèi)，12.4%的公交車損失時(shí)間會(huì)超過3 s. 從均值來看，損失時(shí)間均值最小為1.69 s，在早、晚高峰時(shí)段損失時(shí)間均值超過2 s，也就是說在高峰時(shí)期，公交車損失時(shí)間較大.

結(jié)合實(shí)地觀察可以得知，影響損失時(shí)間大小的主要原因可大致歸納如下:

(1) 站臺(tái)擁擠:站臺(tái)客流量大會(huì)造成擁擠和視線遮擋，一方面會(huì)影響乘客對(duì)目標(biāo)車輛的判斷，另一方面也會(huì)降低乘客移動(dòng)到目標(biāo)車輛的速度. 而且站臺(tái)擁擠容易造成上車混亂，這也會(huì)增大損失時(shí)間.

(2) 車內(nèi)擁擠:公交到站后，由于車內(nèi)擁擠會(huì)降低乘客上下車速度，這也會(huì)使得損失時(shí)間變大.

(3) 泊位數(shù)量:由于泊位是共享使用，當(dāng)泊位設(shè)置過多，乘客很難準(zhǔn)確判斷目標(biāo)車輛的?？坎次?，往往會(huì)習(xí)慣性站在最下游泊位候車，此時(shí)乘客候車位置與目標(biāo)車?？坎次恢g的距離會(huì)影響損失時(shí)間大小，圖2為不同泊位損失時(shí)間均值對(duì)比. 從圖2中可以看出，公交站在不同停靠泊位的損失時(shí)間存在明顯

差別，其中S2-1和S2-2相差較小，S2-3和S2-4損失時(shí)間明顯上升. 其中，S2-1為最下游泊位，S2-4為最上游泊位.

圖2 不同泊位損失時(shí)間均值Fig.2 Average lost time of different berths

(4) 站臺(tái)指引設(shè)置:根據(jù)實(shí)地觀測(cè)，廣州市BRT崗頂站的站臺(tái)長(zhǎng)度較長(zhǎng)，經(jīng)停的公交線路較多，電子站牌只在S1、S3子站臺(tái)中間位置設(shè)置，乘客進(jìn)站后并不一定能看到電子站牌的信息，經(jīng)常會(huì)詢問公交司機(jī)線路信息，這在一定程度上也會(huì)增加公交車輛損失時(shí)間.

2.3 上下車時(shí)間及影響因素分析

通過對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，乘客在站點(diǎn)的上下車時(shí)間與上下車人數(shù)的關(guān)系如圖3所示. 從圖中曲線變化趨勢(shì)可以看出，上下車時(shí)間隨上下車人數(shù)的變化而變化，且變化趨勢(shì)保持一致，即上下車人數(shù)增加，公交車輛上下客時(shí)間就相應(yīng)增加，反之上下車時(shí)間會(huì)減少.

圖3 上下車時(shí)間與上下車人數(shù)的變化關(guān)系Fig.3 Relationship between the boarding and alighting time and the number of passengers

根據(jù)上下車時(shí)間和上下車人數(shù)之間的關(guān)系，可計(jì)算出乘客人均上下車時(shí)間與上下車人數(shù)之間的關(guān)系，結(jié)果如圖4所示. 從圖4中可以得出，當(dāng)上下車人數(shù)小于30人時(shí)，人均上下車時(shí)間隨上下車人數(shù)的增多而減少，當(dāng)上下車人數(shù)大于30人時(shí)，人均上下車時(shí)間開始增加. 這是因?yàn)楫?dāng)上下車人數(shù)不多的時(shí)候，乘客不會(huì)擔(dān)心不能上下車而會(huì)從容選擇待公交車在站點(diǎn)開門后有序上下車；當(dāng)上車人數(shù)或者下車人數(shù)較多的時(shí)候，下車乘客會(huì)提前到達(dá)車門處等待下車，上車乘客同樣也會(huì)提前在站臺(tái)邊上排隊(duì)且會(huì)快速上車尋找合適的地方坐著或站著，此時(shí)乘客人均上下車的時(shí)間會(huì)比前面一種情況要小很多；當(dāng)上下車人數(shù)很多的時(shí)候(＞30人)，此時(shí)上下車會(huì)存在擁擠、上下車?yán)щy等情況使得上下車人均時(shí)間迅速增加.

圖4 人均上下車時(shí)間與上下車人數(shù)的關(guān)系Fig.4 Relationship between the average boarding and alighting time and the number of passengers

2.4 服務(wù)完后延誤時(shí)間及影響因素分析

本文將公交車輛從服務(wù)完乘客上下車后關(guān)門到車輛啟動(dòng)駛離?？坎次贿@段過程持續(xù)時(shí)間定義為服務(wù)后延誤時(shí)間. 根據(jù)實(shí)地調(diào)查和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，該延誤時(shí)間主要受以下兩個(gè)因素影響:

(1) 公交車關(guān)門后不會(huì)立即啟動(dòng)，司機(jī)一般先會(huì)觀察車內(nèi)乘客乘坐情況后才啟動(dòng)車輛，以提高乘客安全性和舒適性.

(2) 相鄰泊位?？寇囕v之間的影響. 由于站臺(tái)泊位之間相隔較近，因此當(dāng)下游泊位的公交車輛還在服務(wù)時(shí)，相鄰上游泊位車輛即使完成服務(wù)也不能離開泊位.

圖5為公交車輛在不同?？坎次煌？繒r(shí)車輛的服務(wù)完后的延誤時(shí)間變化關(guān)系.

圖5 不同泊位延誤時(shí)間Fig.5 Delay time for bus dwelling at different berth

由于進(jìn)站停靠車輛是按照進(jìn)站順序依次?？吭诓煌次坏?，因此停靠在上游泊位的車輛會(huì)受下游其他?？寇囕v的影響而產(chǎn)生更多的延誤，即泊位越在上游，服務(wù)后延誤時(shí)間就越大.

圖6為禁止超車進(jìn)站和超車出站的公交站點(diǎn)示意圖，假設(shè)公交站點(diǎn)有4個(gè)泊位，且同時(shí)有4輛公交車分別在A、B、C、D這4個(gè)泊位上?？浚？繒r(shí)間分別為SA、SB、SC、SD.

圖6 禁止超車進(jìn)站和超車出站的公交站點(diǎn)Fig.6 No-overtaking stop with 4 berths

表1為公交車輛離站條件和延誤時(shí)間統(tǒng)計(jì). 為描述方便，公交車輛編號(hào)與泊位編號(hào)對(duì)應(yīng).

表1 公交車輛離站條件和延誤時(shí)間Tab.1 Departure conditions and delay time of buses

從表1中可以看出，最上游泊位車輛A離站條件要比其他泊位車輛離站條件苛刻些，延誤時(shí)間為其他泊位車輛服務(wù)時(shí)間的最大值與自身服務(wù)時(shí)間之差，因此在相同條件下，越靠近上游泊位的車輛服務(wù)完后的延誤時(shí)間就越大. 最下游泊位的車輛服務(wù)完后的延誤時(shí)間受司機(jī)與站點(diǎn)下游交通狀況所決定.

除上述影響公交車站點(diǎn)停靠時(shí)間因素外，公交車類型、收費(fèi)方式、乘客特性及公交站臺(tái)尺寸等因素都會(huì)影響到公交車停靠時(shí)間的大小[18].

3 結(jié)論

本文以廣州市快速公交為例，對(duì)公交車輛的停靠時(shí)間大小及影響因素進(jìn)行了詳細(xì)的定性和定量分析，并得到以下主要結(jié)論:

(1) 不同時(shí)間段的公交車在泊位?？窟^程中的損失時(shí)間大小會(huì)不一樣，高峰期的損失時(shí)間會(huì)比平峰時(shí)間要大；公交車不同泊位停靠的損失時(shí)間也不一樣，上游泊位的損失時(shí)間要大于下游泊位.

(2) 上下車時(shí)間隨上下車人數(shù)增加而增加，而人均上下車時(shí)間隨上下車人數(shù)先減少再增加.

(3) 公交車輛服務(wù)后的延誤時(shí)間受司機(jī)本身及相鄰泊位停靠車輛的影響.