基于公交車(chē)運(yùn)行速度安全性分析

李文軍　白冰兒　李偉東　劉亞　周佩炫

摘 要：論文首先將公交車(chē)運(yùn)行過(guò)程分為路段、交叉口以及?？空救齻€(gè)階段，并分別對(duì)各個(gè)階段的速度資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，總結(jié)出公交車(chē)運(yùn)行速度特性。然后，基于層次分析法，以公交運(yùn)行速度、公交運(yùn)行速度變差系數(shù)、公交平均運(yùn)行速度與設(shè)計(jì)速度之差三個(gè)指標(biāo)建立了公交運(yùn)行速度的安全評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，得到了公交車(chē)運(yùn)行速度的安全等級(jí)，這對(duì)于公交車(chē)的車(chē)速安全管理具有一定的理論和指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：公交車(chē) 運(yùn)行速度 安全評(píng)價(jià)

1 引言

大力發(fā)展大力發(fā)展城市公共交通是緩解交通問(wèn)題的重要措施。研究[1]表明，30%的致死交通事故和所有交通事故的12%都直接或間接的與車(chē)速有關(guān)。因此，有必要對(duì)公交車(chē)的速度安全性進(jìn)行研究。

國(guó)內(nèi)外研究對(duì)車(chē)速與安全的關(guān)系進(jìn)行了大量研究，但對(duì)于公交車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的車(chē)速與安全的關(guān)系涉及不多。本文的研究目的是，通過(guò)采集公交車(chē)輛的運(yùn)行速度數(shù)據(jù)，深入分析公交車(chē)運(yùn)行過(guò)程中其速度與安全的關(guān)系，為公交車(chē)的安全運(yùn)行速度的設(shè)定提供依據(jù)。

2 公交車(chē)運(yùn)行速度分析

2.1 公交車(chē)路段速度分析

公交速度衡量指標(biāo)主要包括最大值、最小值、均值、標(biāo)準(zhǔn)差、偏度、峰度等，這些指標(biāo)能夠很好地反映公交速度的分布特性。

本文以支路路段為例進(jìn)行詳細(xì)分析。所取支路路段長(zhǎng)度為100m，分別在路段起點(diǎn)、中點(diǎn)和終點(diǎn)設(shè)置數(shù)據(jù)提取點(diǎn)，利用SPSS以及EXCLE對(duì)所提取的斷面速度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。支路路段各觀測(cè)點(diǎn)的速度統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

不同等級(jí)道路路段速度變化曲線通過(guò)路段速度數(shù)據(jù)的15%位車(chē)速，50%位車(chē)速以及85%位車(chē)速求得。其中快速路、主干路、次干路的各個(gè)斷面之間的距離分別為50m、70m、60m。

由所得數(shù)據(jù)分析，得到不同等級(jí)道路路段速度變化規(guī)律如下：

（1）車(chē)輛進(jìn)入平直路段后速度變化趨勢(shì)基本一致，表現(xiàn)出前半段（AB段）加速后半段（BC段）穩(wěn)定行駛的運(yùn)行過(guò)程。（2）不同道路等級(jí)的速度變化幅度不同。主干路、次干路的變化幅度較大，而快速路和支路的變化幅度相對(duì)較小。（3）不同道路等級(jí)車(chē)輛速度不一樣?？焖俾?、主干路、次干路、支路的速度呈現(xiàn)依次減小的趨勢(shì)。（4）不同等級(jí)道路的加速度和距離不同。主干路和次干路的加速距離較大，快速路和支路的加速距離相對(duì)較小。

2.2 公交車(chē)交叉口速度分析

統(tǒng)計(jì)交叉口速度的最大值、最小值、均值、標(biāo)準(zhǔn)差、偏度以及峰度等來(lái)分析公交車(chē)在交叉口的速度特性。在交叉口功能區(qū)上游150m范圍內(nèi)，取A、B、C三個(gè)斷面數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，其中A斷面距離交叉口停車(chē)線150m，B斷面距離交叉口停車(chē)線 100m，C斷面距離交叉口停車(chē)線 50m。由表2對(duì)速度變化的分析，得到交叉口速度變化規(guī)律如下：

（1）所有斷面公交速度觀測(cè)數(shù)據(jù)大致呈正態(tài)分布;（2）距交叉口不同距離處斷面的速度集中的區(qū)間也不相同，距離交叉口越近，公交車(chē)的速度所集中的區(qū)間值越小;（3）距離交叉口停車(chē)線越近，標(biāo)準(zhǔn)差越小，說(shuō)明越靠近交叉口公交車(chē)速度越集中。由交叉口速度變化可知，車(chē)輛進(jìn)入交叉口后其速度總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，且后半段（BC段）相對(duì)于前半段（AB段）速度減小趨勢(shì)稍微變小。

2.3 公交車(chē)停靠站速度分析

2.3.1 公交車(chē)進(jìn)站速度分析

統(tǒng)計(jì)公交車(chē)進(jìn)出站時(shí)速度的最大值、最小值、均值、標(biāo)準(zhǔn)差、偏度以及峰度等來(lái)分析公交車(chē)在進(jìn)出站時(shí)的速度特性。為研究方便，進(jìn)出站影響區(qū)均取100m，并取距?？空?100m、50m、10m三個(gè)斷面，分別研究三個(gè)斷面處的速度特征，表3所示為進(jìn)站時(shí)各個(gè)斷面的速度統(tǒng)計(jì)表。由公交車(chē)進(jìn)站速度統(tǒng)計(jì)得出以下結(jié)論：

（a）公交車(chē)進(jìn)出站時(shí)，各個(gè)斷面速度大致呈正態(tài)分布;（b）越靠近停靠站，公交車(chē)速度的標(biāo)準(zhǔn)差越小，說(shuō)明距?？空驹浇?公交車(chē)的速度越集中;（c）由斷面速度頻率分布和速度累積頻率對(duì)比分析可知，距?？空静煌嚯x斷面速度的集中區(qū)間也不盡相同，距離?？空驹浇?，公交車(chē)速度集中的區(qū)間值越小;（d）由進(jìn)出站對(duì)比可知，公交車(chē)剛駛?cè)胪？空居绊憛^(qū)時(shí)速度標(biāo)準(zhǔn)差較大，速度分布較為離散，說(shuō)明道路環(huán)境的突然改變對(duì)公交速度有相當(dāng)?shù)挠绊憽?/p>

2.3.2 進(jìn)出站速度變化分析

進(jìn)出站速度變化關(guān)系通過(guò)進(jìn)出站速度數(shù)據(jù)的15%位車(chē)速，50%位車(chē)速以及85%位車(chē)速來(lái)求得，由公交車(chē)進(jìn)出站速度變化關(guān)系可知：

（a）公交車(chē)進(jìn)站時(shí)速度總體呈現(xiàn)減小趨勢(shì)，且AB段減速度較小、BC段減速度較大;公交車(chē)出站時(shí)速度呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，且AB段加速度較大BC段加速度較小。說(shuō)明距離公交車(chē)站點(diǎn)越近速度增加或減小越快，距離公交站點(diǎn)越遠(yuǎn)速度增加或減小越慢。（b）公交車(chē)進(jìn)（出）站速度基本呈現(xiàn)勻加（減）速變化。

3 公交運(yùn)行速度安全性評(píng)價(jià)

本文結(jié)合公交車(chē)運(yùn)行的實(shí)際情況，采用以下三個(gè)指標(biāo)[3]評(píng)價(jià)公交速度安全。（1）速度;（2）運(yùn)行速度（平均速度）與設(shè)計(jì)速度差;（3）運(yùn)行速度變差系數(shù)。根據(jù)《指南》[4]提出公路的速度安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際情況，基于層次分析法[5]，對(duì)元素的相對(duì)權(quán)重與一致性檢驗(yàn)分析得到各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，如表4。

速度安全系數(shù)Y表示公交運(yùn)行速度綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。在確定速度安全系數(shù)Y時(shí)，首先應(yīng)確定兩個(gè)基本值。一個(gè)是根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)所得的評(píng)價(jià)結(jié)果所對(duì)應(yīng)的代表數(shù)值，另外一個(gè)是評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值。采用北京工業(yè)大學(xué)碩士研究生羅彬彬在其碩士論文《基于運(yùn)行速度的山區(qū)雙車(chē)道公路線形的安全評(píng)價(jià)與改善》中所提出的評(píng)價(jià)結(jié)果賦值，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果賦值如表5所示。

由此得到速度安全系數(shù)Y的計(jì)算式如下：

Y=γ1×β1+γ2×β2+γ3×β3

式中：γ1，γ2，γ3為指標(biāo)權(quán)重值;

β1，β2，β3為評(píng)價(jià)結(jié)果代表值。

在進(jìn)行公交道路安全評(píng)價(jià)時(shí)，首先得到各個(gè)階段速度、變差系數(shù)和速度差的安全等級(jí);然后進(jìn)行一次評(píng)價(jià)，根據(jù)各階段各因素的賦值與權(quán)重，求得各個(gè)階段的安全系數(shù)，根據(jù)安全系數(shù)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，得到各個(gè)階段的安全速度等級(jí);最后進(jìn)行二次評(píng)價(jià)，根據(jù)各個(gè)階段的賦值與權(quán)重，求得公交運(yùn)行過(guò)程的速度安全系數(shù)，根據(jù)安全系數(shù)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則得到公交運(yùn)行過(guò)程中的速度安全等級(jí)。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)公交車(chē)在路段、交叉口以及?？空镜倪\(yùn)行速度特性，提出了公交運(yùn)行速度的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)及其準(zhǔn)則，實(shí)現(xiàn)了對(duì)公交運(yùn)行速度的安全評(píng)定。

基金項(xiàng)目：國(guó)家級(jí)或省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目資助;項(xiàng)目編號(hào)：S202010710292。

參考文獻(xiàn)：

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