路發(fā)車頻率與間隔設(shè)計

1、長春市306路公共汽車行車作業(yè)計劃編制發(fā)車頻率與發(fā)車間隔的設(shè)計目錄1、研究背景2、研究目標(biāo)3、設(shè)計原理與方法3.1最大客流（站點調(diào)查）方法方法1基于每日最大客流點方法2小時最大客流點3.2斷面客流（跟車調(diào)查）方法3.2.1方法3基于載客公里數(shù)據(jù)3.2.2方法4限制擁擠路段長路4、基于長春市306路的發(fā)車間隔與發(fā)車頻率的計算與分析4.1概述4.2運用最大客流（站點調(diào)查）方法計算與分析4.2.1方法1（每日最大客流點）4.2.2方法2（小時最大客流點）4.2.3方法1與方法2的對比分析4.3運用斷面客流（跟車調(diào)查）方法計算與分析4.3.1方法3基于載客公里數(shù)據(jù)4.3.2方法4限制擁擠路段長路4.3

2、.3方法3與方法4的對比分析4.4四種方法的區(qū)別與聯(lián)系5、總結(jié)參考文獻附錄1、研究背景隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市道路擁擠問題越加體現(xiàn)出來，發(fā)展城市公共交通成為緩解交通壓力的重要手段。提高公交服務(wù)水平，吸引更多出行者采用公交方式出行，才能真正發(fā)揮城市公共交通的優(yōu)越性。公交服務(wù)的主要決定因素之一是根據(jù)每天中不同時刻、每周種不同的天以及日期的類型為系統(tǒng)中的每條公交線路選擇最合理的發(fā)車頻率（輛/h），發(fā)車頻率的確定是創(chuàng)建行車計劃的重要基礎(chǔ)。發(fā)車間隔過小或發(fā)車頻率過大，則會造成平峰時段運力資源的浪費，發(fā)車間隔過大或發(fā)車頻率過小，則會造成高峰時段過于擁擠，甚至不能滿足出行需求，公交服務(wù)水平降低，乘客滿意度下降。

3、2、研究目標(biāo)根據(jù)每天中不同時刻、每周種不同的天以及日期的類型為系統(tǒng)中的每條公交線路選擇最合理的發(fā)車間隔與發(fā)車頻率（輛/h），在保證服務(wù)質(zhì)量的前提下，盡量減少公交車數(shù)量，降低運行成本，時間公交運行合理化。3、設(shè)計原理與方法根據(jù)Furth和wilson(1981)的研究，公交企業(yè)建立發(fā)車間隔一般基于已有的擁堵時段的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和法定的服務(wù)間隔。這種標(biāo)準(zhǔn)基于以下兩個要求：（1）提供適當(dāng)?shù)目臻g滿足乘客的需要；（2）設(shè)置發(fā)車間隔的上限，已確定保證服務(wù)水平的最小發(fā)車頻率。第一個要求作用于客流大的線路時段（高峰時段），第二個要求作用于客流量小的時段。該報告應(yīng)用的方法主要有：（1）基于站點調(diào)查數(shù)據(jù)（最大客流）確定

4、發(fā)車頻率的兩種方法；（2）基于跟車調(diào)查數(shù)據(jù)（斷面客流）的兩外兩種方法。公交服務(wù)的基本目標(biāo)之一就是保證給定時段內(nèi)的載客量與公交線路沿線上的最大客流量相適應(yīng)。將該時段表示成j（通常為1h）?；诟叻蹇土饕蜃拥母拍?，時段j所需的車輛數(shù)為Fj=Pmjjc=Pmjd0j式中，Pmj時段j內(nèi)觀察到的最大客流量（最大載客量）；c單位公交的運力（座位數(shù)加上最大無座乘客數(shù)），（注：設(shè)定306路c=80人）；j時段j內(nèi)的客流因子，0j1.0；d0j記jc為d0j，表示時段j內(nèi)的期望擁擠度，（注：設(shè)定306路d0j=50人）。3.1最大客流（站點調(diào)查）方法通常依據(jù)歷史跟車調(diào)查數(shù)據(jù)或機動調(diào)查人員提供的信息，選擇最大客

5、流段的起始站點進行最大客流數(shù)據(jù)統(tǒng)計。根據(jù)最大客流站點的選擇不同，通常又可分為兩種方法：基于每日最大客流點的方法一和基于各時間段的最大客流點的方法二。方法1基于每日最大客流點該方法中，調(diào)查者被分配到一個站點進行客流統(tǒng)計，而且該站點為沿線中每日客流最大點，該調(diào)查者全天只在一個站點統(tǒng)計，而不是根據(jù)時段的不同在不同的最大客流站點間輪換。F1j=maxPmdjdoj,Fmj, j=1,2,qPmd=maxiSj=1qPij=j=1qPi*jPmdj=Pi*j式中，F(xiàn)mj時段j內(nèi)最小期望發(fā)車頻率（法定發(fā)車間隔的倒數(shù)），（注：根據(jù)實際情況，在下面的案例分析中取Fmj=Pmjc）；Pij時段j內(nèi)離開站點i的所

6、有車輛運載乘客總數(shù)的統(tǒng)計學(xué)指標(biāo)； Pmdj時段j內(nèi)每日最大客流點的（平均）觀測流量；Pmd每日最大客流點的總客流量；S線路全部站點i的集合；i*每日最大客流站點。方法2小時最大客流點該方法中，調(diào)查者根據(jù)時段的不同在不同的最大客流站點間輪換調(diào)查，得到該時段內(nèi)最大客流點的客流量。F2j=maxPmjdoj,Fmj, j=1,2,qPmj=maxiSPij式中, Pmj時段j內(nèi)觀察到的最大客流（針對所有站點）。3.2斷面客流（跟車調(diào)查）方法如果以最大客流點來進行發(fā)車間隔與發(fā)車頻率的設(shè)計，勢必會造成無效運力過大，即非高峰時段運力資源的浪費。下面使用斷面客流曲線提供的附加信息，通過引入基于載客公里而非最

7、大客流因子的發(fā)車頻率確定方法來解決運力資源浪費嚴(yán)重的問題。3.2.1方法3基于載客公里數(shù)據(jù)方法3是基于平均值Pmj，它能確保在最大客流路段上，在給定的運力c的情況下，乘客不會感覺到過于擁擠。這種方法適用以下情況：計劃人員了解期望的運營車輛數(shù)（發(fā)車頻率），同時期望擁擠度標(biāo)準(zhǔn)的約束被放寬，并避免乘客在平均等待時間內(nèi)不能乘車的情況發(fā)生。F3j=maxAjdojL,Pmjc,Fmj, j=1,2,qAj=iSPijliL=iSli式中，li站點i與下一站i+1之間的距離；Aj時段j內(nèi)的斷面客流曲線下的乘客公里數(shù)（人km）；L線路長度。3.2.2方法4限制擁擠路段長路但方法3在乘客出行距離延長時可能引起

8、滿意度下降，為了消除或減少這個問題，方法4通過限制客流量大于期望擁擠度的線路占線路總長度的比例來保證服務(wù)水平。F4j=maxAjdojL,Pmjc,Fmj約束條件（s.t.）iLjlijLLj=i:PijFjdoj式中，Lj時段j內(nèi)的斷面客流Pij大于發(fā)車間隔F4jdoj的所有站點的集合；j時段j內(nèi)允許Pij大于發(fā)車間隔F4jdoj線路長度的控制參數(shù)。需要說明，在j=0和j=1.0時，方法4分別等價于方法2和方法3.4、基于長春市306路的發(fā)車間隔與發(fā)車頻率的計算與分析4.1概述長春市306路公交是長春最主要的城市公交線路之一，承擔(dān)著長春市最主要的道路人民大街的客流運輸工作，306路從市政府出

9、發(fā)，途徑長春大學(xué)，吉林大學(xué)南嶺校區(qū)等多所大學(xué)，以及重慶路等重要商業(yè)中心，最后到達長春市最重要的客流集散點火車站，運輸線路長，客流量大，合理設(shè)計306路發(fā)車間隔與發(fā)車頻率，提高306路服務(wù)水平，成為提高長春市公交整體服務(wù)水平的重要途徑之一。由于306路線路長，站點多，且調(diào)查人員有限，本小組采用跟車調(diào)查的方法，12個人兩兩一組，分別在早高峰、平峰、晚高峰從市政府乘坐連續(xù)的六輛公交車。記錄車輛到達各站點的時刻，上車人以及下車人數(shù)。調(diào)查數(shù)據(jù)整理得到各時段各站點單位時間（1h）內(nèi)客流集散量以及端面流量，由于在進行發(fā)車間隔與發(fā)車頻率計算過程中，只考慮高單向客流量，而306路下行線路（從火車站至市政府）由于

10、道路施工的影響，客流量相對較小，于是在設(shè)計過程中，用上行線路（從市政府至火車站）的客流量，各時段上行客流量統(tǒng)計見附錄一。4.2運用最大客流（站點調(diào)查）方法計算與分析利用百度地圖測量出個站點之間的距離，并將附錄一中的表1、2、3整理得表4：沿線站點間距及各路段客流量統(tǒng)計表，見附錄一。由表4得下圖，圖中條紋部分為每日最大客流點對應(yīng)的客流量，陰影部分為各時段最大客流點的客流量。圖1 306路沿線各站點早高峰、平峰、晚高峰客流量統(tǒng)計圖4.2.1方法1（每日最大客流點）早高峰：F1j=maxPmdjdoj,Fmj=max115250,93601280=23.04平峰：F1j=maxPmdjdoj,Fmj

11、=max72650,60041280=14.52晚高峰：F1j=maxPmdjdoj,Fmj=max81050,66271280=16.24.2.2方法2（小時最大客流點）早高峰：F2j=maxPmjdoj,Fmj=max117650,93601280=23.52平峰：F2j=maxPmjdoj,Fmj=max75050,60041280=15晚高峰：F2j=maxPmjdoj,Fmj=max81050,66271280=16.24.2.3方法1與方法2的對比分析表1：時段方法一方法二（每日最大客流點）（小時最大客流點）F1j/（輛/h）H1j/（min）F2j/（輛/h）H2j/（min）早

12、高峰23.042.6023.522.55平峰14.524.13154.00晚高峰16.23.7016.23.70雖然方法1在節(jié)省數(shù)據(jù)采集成本方面較方法2具有優(yōu)勢，但不能保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，如果從統(tǒng)計學(xué)來看兩者的區(qū)別并不明顯，那么使用方法1更好。這個比較可以通過對兩種數(shù)據(jù)樣本空間的2假設(shè)檢驗來進行，這里不進行進一步論證。由表1可以看出，在本例中方法1與方法2的計算結(jié)果差異并不大，所以為了節(jié)省數(shù)據(jù)采集成本，可采用方法1。4.3運用斷面客流（跟車調(diào)查）方法計算與分析跟車調(diào)查采集的數(shù)據(jù)能夠使計劃人員觀察到不同站點間的客流變化，這里稱為斷面客流。4.3.1方法3基于載客公里數(shù)據(jù)以下圖2為例，如果按照最大客

13、流點來設(shè)計發(fā)車間隔，在觀測的平均最大小時客流點畫一條直線，那么該直線一下、斷面客流曲線以上的陰影部分區(qū)域則表示無效運力。如果以最大客流點來進行發(fā)車間隔與發(fā)車頻率的設(shè)計，勢必會造成無效運力過大，即非高峰時段運力資源的浪費。下面使用斷面客流曲線提供的附加信息，通過引入基于載客公里而非最大客流因子的發(fā)車頻率確定方法來解決上述問題。圖2 早高峰時段客流量與無效運力示意圖早高峰：F3j=maxAjdojL,Pmjc,Fmj=max93645012,117680,93648012=15.6平峰：F3j=maxAjdojL,Pmjc,Fmj=max60045012,75080,60048012=10晚高峰：

14、F3j=maxAjdojL,Pmjc,Fmj=max66275012,81080,66278012=11.045表2：時段方法三F3j/（輛/h）H3j/（min）早高峰15.63.85平峰106.00晚高峰11.055.434.3.2方法4限制擁擠路段長路但方法3在乘客出行距離延長時可能引起滿意度下降，為了消除或減少這個問題，方法4通過限制客流量大于期望擁擠度的線路占線路總長度的比例來保證服務(wù)水平。要實現(xiàn)上述目標(biāo)，就要限制時段j內(nèi)的斷面客流Pij大于發(fā)車間隔F4jdoj的站點間的距離，針對于j取值的不同，得到不同時段斷面客流Pij大于發(fā)車間隔F4jdoj的站點間的距離的范圍，見下表。表3：j

15、時段10%20%40%早高峰Pij780，iLjli1.2Pij780，iLjli2.4Pij780，iLjli4.8平峰Pij500，iLjli1.2Pij500，iLjli2.4Pij500，iLjli4.8晚高峰Pij552，iLjli1.2Pij552，iLjli2.4Pij552，iLjli4.8（1）以早高峰時為例，按客流量從大至小排序，并計算出站點間累計長度（該長度是指從本站點至上行的下一站點的距離），如下表：表4：站點（上行）早高峰客流量距離（km）累計長度（km）15新文化報社1176 0.351 0.351 12文昌路1170 0.768 1.119 10學(xué)人書店1161

16、0.338 1.457 14南湖大路1158 0.317 1.774 9惠民路1152 0.796 2.570 13工農(nóng)廣場1152 0.331 2.901 16湖寧路1146 0.482 3.383 11自由大路1143 0.396 3.779 8解放大路1134 0.413 4.192 7人民廣場1053 0.764 4.956 17繁榮路960 0.522 5.478 18公交巴士公司846 0.348 5.826 6重慶路840 0.812 6.638 19長春大學(xué)756 0.755 7.393 20理工大學(xué)690 0.181 7.574 5北安路603 0.282 7.856 21幸

17、福綜合市場603 0.371 8.227 22幸福嘉園510 0.472 8.699 4新發(fā)廣場489 0.320 9.019 3勝利公園423 0.320 9.339 2長江路348 0.672 10.011 1長春站234 0.505 10.516 23南環(huán)城路204 1.300 11.816 24市政府11.816 總計12km當(dāng)j=10%、20%、30%時，滿足表3的條件，所對應(yīng)的客流量Pij分別為1170、1158、1134所以：j=10%，F(xiàn)4j=maxAjdojL,Pmjc,Fmj=max117650,117680,93648012=23.5 j=20%，F(xiàn)4j=maxAjdoj

18、L,Pmjc,Fmj=max115850,117680,93648012=23.16 j=10%，F(xiàn)4j=maxAjdojL,Pmjc,Fmj=max113450,117680,93648012=23.68 （2）在平峰和晚高峰時段，j=10%、20%、40%計算方法同上，數(shù)據(jù)見附錄5、附錄6，計算結(jié)果見下表：表4：時段方法四10%20%30%F4j/（輛/h）H4j/（min）F4j/（輛/h）H4j/（min）F4j/（輛/h）H4j/（min）早高峰23.52.5523.162.5922.682.65平峰14.824.0514.14.2612.844.67晚高峰16.23.7015.72

19、3.8214.944.024.3.3方法3與方法4的對比分析表5：時段方法三方法四10%20%30%F3j/（輛/h）H3j/（min）F4j/（輛/h）H4j/（min）F4j/（輛/h）H4j/（min）F4j/（輛/h）H4j/（min）早高峰15.63.8523.52.5523.162.5922.682.65平峰106.0014.824.0514.14.2612.844.67晚高峰11.055.4316.23.7015.723.8214.944.02在3.2.2中提到，在j=1.0時，方法4分別等價于方法3。其實，當(dāng)jldiiLjli(lbi為Pij等于于發(fā)車間隔F4jdoj是所對應(yīng)的

20、累計站點距離)時，方法4就等價于方法3了，例如在早高峰時，j6.63812，即j55.3%時，方法4就等同于方法3了。同理可計算出平峰時j55.8%、晚高峰時j55.8%，方法4等同于方法3。4.4四種方法的比較圖3 早高峰客流量及各方法允許載客水平示意圖從圖3中可以看出，如果按照方法2來設(shè)計發(fā)車間隔與發(fā)車頻率，不會存在擁擠路段，但很多情況下運力不能被充分利用，按照方法3來設(shè)計，則有相當(dāng)長的路段會過于擁擠，勢必會造成服務(wù)水平的降低，降低乘客的滿意度。方法4按照j取不同的值，會設(shè)計出不同的方案。隨著j取值的增大，允許載客水平線從方法2對應(yīng)的位置開始不斷降低，降到某一值（早高峰時j=55.3%）時

21、，與方法3重合，之后隨著j的增加，允許載客水平線不再變化?？梢姺椒?設(shè)計的結(jié)果介于方法2與方法3之間。不同公交線路可以根據(jù)預(yù)期服務(wù)水平設(shè)定控制參數(shù)j設(shè)計發(fā)車間隔與發(fā)車頻率。5、總結(jié)運用上述方法設(shè)計發(fā)車間隔與發(fā)車頻率與實際情況比較相符。要想運用方法4設(shè)計出實時的發(fā)車間隔與發(fā)車頻率需要進行全天的跟車調(diào)查，獲得沿線各個站點、各個時刻的客流量，但在本次課程設(shè)計中，由于人員、時間和經(jīng)費等原因，只調(diào)查了早高峰、平峰、晚高峰時間段的客流量，且各時段調(diào)查時間也不充分，因此只能粗略的設(shè)計出長春市306路的發(fā)車間隔與發(fā)車頻率。參考文獻1Avi. Ceder著，關(guān)偉等譯，公共交通規(guī)劃與運營理論、建模及應(yīng)用，清華大學(xué)

22、出版社，2010-05。2楊浩，運輸組織學(xué)，中國鐵道出版社，2004-03附錄附錄1：早高峰上行客流量站點 早高峰上行上車人數(shù)早高峰上行下車人數(shù)站點集散量路段客流量小時站點集散量小時路段客流量總計總計1長春站07878782342342長江路038381161143483勝利公園12627141814234新發(fā)廣場12324163724895北安路442462011386036重慶路281832802498407人民廣場6778335124910538解放大路11384937814711349惠民路172340384120115210學(xué)人書店14173138793116111自由大路24184

23、2381126114312文昌路2111339039117013工農(nóng)廣場221638384114115214南湖大路11132438672115815新文化報社182442392126117616湖寧路1772438272114617繁榮路72108232024696018公交巴士公司4134428213284619長春大學(xué)3443825211475620理工大學(xué)3194023012069021幸福綜合市場3343720111160322幸福嘉園310311709351023南環(huán)城路10201026830620424市政府68068204附錄2：平峰上行客流量站點平峰上行上車人數(shù)平峰上行下車人

24、數(shù)站點集散量路段客流量小時站點集散量小時路段客流量總計總計1長春站01281281283843842長江路034341621024863勝利公園01616178485344新發(fā)廣場066184185525北安路51520194605826重慶路47861332333996997人民廣場1128392501177508解放大路181533247997419惠民路20153524210572610學(xué)人書店24174123512370511自由大路2210322239666912文昌路7292182765413工農(nóng)廣場84122143664214南湖大路5052091562715新文化報社22628

25、1938457916湖寧路5051881556417繁榮路303331619948318公交巴士公司262281378441119長春大學(xué)263291148734220理工大學(xué)25631959328521幸福綜合市場24832799623722幸福嘉園7310753022523南環(huán)城路361374011112024市政府40040120附錄3：晚高峰上行客流量站點 晚高峰上行上車人數(shù)晚高峰上行下車人數(shù)站點集散量路段客流量小時站點集散量小時路段客流量總計總計1長春站01181181183543542長江路051511691535073勝利公園31821184635524新發(fā)廣場281019030

26、5705北安路71724200726006重慶路571091662524987567人民廣場2528532551597658解放大路1929482651447959惠民路29346327018981010學(xué)人書店27154225812677411自由大路16203626210878612文昌路67132633978913工農(nóng)廣場206262497874714南湖大路155202396071715新文化報社245292208766016湖寧路227292058761517繁榮路3554017512052518公交巴士公司235281578447119長春大學(xué)273301339039920理工大學(xué)166221236636921幸福綜合市場26127988129422幸福嘉園19625857525523南環(huán)城路459544916214724市政府49049147附錄4：沿線站點間距及各路段客流量統(tǒng)計表附錄5：站點（上行）平峰客流量距離（km）累計長度（km）7人民廣場750 0.764 0.764 8解放大路741 0.413 1.177 9惠民路726 0.796 1.973 10學(xué)人書店705 0.338 2.311 6重慶路699 0.812 3.123 11自由大路669 0.396 3.519 12文昌路654 0.768 4.287 13工農(nóng)廣場642 0.33