城市綠色交通一體化走廊管理研究

摘要：一體化走廊是城市綠色交通未來發(fā)展的關鍵。高質量的綠色交通一體化走廊既能滿足市民對高效、便捷出行的需求、又能有效減少霧霾、噪聲、尾氣等環(huán)境污染，達到城市節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的目的。本文著眼于綠色公交站點，對大城市綠色交通一體化走廊管理方法進行研究，為我國未來綠色交通一體化發(fā)展提供理論與實踐依據(jù)。關鍵詞：公共交通；一體化走廊；管理方法0引言一體化走廊管理（IntegratedCorridorManagement，ICM）是對一條交通走廊的道路基礎設施、公共交通服務以及各種交通方式的管理模式進行整體改善，以此來提高所有出行者的出行可靠性、出行舒適性、出行速度及出行安全性，強調的是“綜合性、統(tǒng)籌、一體化、相互補充、覆蓋整個走廊”，集中政府的行政和財政資源來提高整個走廊的交通系統(tǒng)表現(xiàn)，同時增強公共交通的吸引力以促使出行者的出行選擇向可持續(xù)性高的公共交通方式轉移。目前，國內外學者、專家對單一公共交通系統(tǒng)的管理方法研究較成熟，對公共交通一體化走廊管理方法的研究較少。運用智能交通系統(tǒng)對城市交通走廊實施跨機構、跨邊界的無縫管理。提出運用不同的方法和工具對一體化走廊管理的策略進行分析，論述不同策略操作條件下的ICM性能和效益，并提出ICM的有效實施方法。系統(tǒng)介紹了ICM的計劃目標、關鍵方法，以及ICM試點的實施過程和評價方法，并論述ICM的知識和技術轉移。提出走廊跟蹤分析的方法，對易受周圍土地開發(fā)影響的交通走廊實施走廊優(yōu)先策略。討論了交通走廊一體化改善的發(fā)展背景、趨勢，并結合我國的交通特點，提出走廊改善的思路和方法。西南交通大學在綜合交通的基礎上，分析了綜合公交走廊系統(tǒng)配置的內容，并通過確定城市綜合公交走廊的骨干道路，構建城市綜合公交走廊客流分配優(yōu)化模型。山東大學在對城市交通走廊建設方案決策優(yōu)化進行深入分析的基礎上，對交通走廊建設方案進行綜合評價，科學確定交通走廊的一體化管理模式，實現(xiàn)城市交通走廊資源的最佳配置。1

綠色公交站點車輛?？刻卣鞣治?.1

公交車流運行特征分析公交車流是走廊交通流的一部分。若不考慮公交車在站點的?？?，那么它的運行特征就與其的他交通流無異，在理想狀態(tài)下可以按“通過上游交叉口－正常行駛－通過下游交叉口”進行描述，如圖1（a）所示。若考慮公交車在站點的?？?，其運行特征將會發(fā)生很明顯的變化。時間上由于加減速和?？繒剐谐虝r間發(fā)生變化，空間上由于進出站時變換車道而與走廊上行駛的車輛發(fā)生交織，在理想的情況下可將其運行特征大致描述為“通過上游交叉口—正常行駛—變換車道—減速進站—站點?？俊铀匐x站—變換車道—正常行駛—通過下游交叉口”，如圖1（b）所示。在實際情況下，每個公交站點會有多條公交線路經(jīng)過。在一些人流密集的公交站點，有可能導致公交車在站點排隊的現(xiàn)象，而在一些無人上下車的站點，公交車也可能不進站?？浚瑥亩３终５男旭偁顟B(tài)。1.2

公交停靠過程微觀分析在站點范圍內，公交車為提供乘客上下車而采取的行為過程可按照以下六個階段來描述：變換車道－減速進站?？浚_車門－上下客－關車門－加速離站。如圖2所示。（1）變換車道與減速進站階段變換車道是指運行在非公交站點相鄰車道的公交車，在站點范圍內將要減速進站時變換到站點相鄰車道的過程，在這個過程中，就會與其他交通流發(fā)生交織。在實際情況下，有些公交車在站點范圍以外就已經(jīng)行駛在站點相鄰車道上，因此并不是每一輛公交車都必須經(jīng)歷這個過程。減速進站可分為兩類：勻減速運動過程；在離站臺較近的范圍內，以較大的加速度在短時間內停車。由于大多數(shù)駕駛員都想盡量縮短車輛進站?？康难诱`時間，所以在實際的進站減速過程多為第二類。許多情況下，公交車變換車道和減速進站這兩個過程是同時進行的，因此可合稱為公交進站過程。（2）開車門、上下客車、關車門階段開車門－上下客－關車門這三個階段都發(fā)生于公交車停止時，可合稱為公交?？窟^程。有關調查數(shù)據(jù)顯示，公交車開關門一般用時1~3秒。上下客時間可稱為公交車服務乘客時間，主要取決于乘客數(shù)量和每位乘客的服務時間。2

綠色公交站點對交通走廊影響因素分析（1）站臺形式站臺形式有直線式和港灣式，兩者對走廊交通流的影響時明顯不同。對于直線式站點，由于公交?？繒r要占用一條車道，很大程度地降低了交通走廊的通行能力。而港灣式站點設置在車道之外，對交通走廊通行能力的影響相對較小。（2）公交停靠次數(shù)每一次公交?？窟^程都對走廊交通流的運行產(chǎn)生影響，而公交?？看螖?shù)越多，這種影響就越大。（3）公交占用站臺時間在直線式公交站點，公交車的停靠靜止階段需要占用一條車道，影響走廊其他車輛通行，?？繒r間越長，對走廊通行能力的影響程度越大。（4）公交超出站臺時間由于港灣式站點設置在機動車道以外，因此公交在站點?？繒r對走廊交通流不產(chǎn)生影響。而對于公交線路較多、發(fā)車頻率較大的港灣式站點，公交車的排隊長度就會延伸到站點范圍之外的機動車道上，同樣對走廊交通流產(chǎn)生影響。3

綠色公交站點優(yōu)化研究公交站點作為公共交通系統(tǒng)的重要組成部分，其設置合理與否不僅決定公交系統(tǒng)一體化走廊的營運效率和成本，還會影響居民的出行時間成本和出行方式，進而影響城市交通的可持續(xù)發(fā)展。因此，公交站點的設計優(yōu)化應該綜合考慮對整個交通走廊的影響，使社會總成本最小、環(huán)境總效益最大。3.1

站點間距布局優(yōu)化《城市道路工程設計規(guī)范》（CJJ37－2012）規(guī)定，在同一路段上，同向換乘距離應不大于50m，異向換乘距離不應大于100m，對置設站，應在車輛前進方向迎面錯開30m。公交站點之間的距離是在進行公交站點布局需要首先考慮的因素，站點的數(shù)量與間距不僅會影響公交車輛的運營速度、發(fā)車間隔、線路運載能力和線路的配車數(shù)，同時也會影響乘客便利程度和出行選擇。公交乘客的出行時間包括車內時間和車外時間兩個部分。站間距越大，乘客車內運行時間越小，車外運行時間則越大，站間距越小則相反。根據(jù)實地調查結果分析，只有當站點間距在800~1000m之間時，乘客抵達車站的步行距離和用時才比較合理。本小節(jié)從乘客的出行時間最小，以增加公交出行的吸引力及提高交通走廊通行能力為出發(fā)點，建立公交站點間距的數(shù)學模型。（1）乘客到站步行時間對于一條固定的公交線路，乘客步行到達公交站點的平均垂直距離與站間距關系不大，可視為常數(shù)，則乘客步行到站的時間為：式中：t11

為乘客步行到達公交站點的時間，s；Lb

為公交線路長度，m；P

為單位長度公交乘客吸引量，人/m；Lp

為乘客步行到達公交站點的平均垂直距離，m；νw

為乘客步行速度，m/s。乘客沿公交線路步行到達最近站點的距離，與乘客選擇站間距分界點的行為特性有關。一般來說，乘客選擇的站距分界點在兩個站點間連線的中點，如圖3所示。則所有公交乘客沿公交線路到達最近站點的步行時間為：式中：n

為公交線路站點數(shù)量，個；n

=

Lb

/

l；vw乘客步行速度，m/s。則乘客步行到站的時間為：式中：t11為乘客步行到達公交站點的時間，s；t12為所有公交乘客沿公交線路到達最近站點的步行時間，s。（2）乘客候車時間t2每位乘客的候車時間不會完全一樣，但與公交發(fā)車間隔有密切關系，根據(jù)乘客到達站點的隨機性，其平均候車時間可假設為發(fā)車間隔的一半，為：式中：h0為所規(guī)劃公交線路平均發(fā)車間隔，s。（3）乘客離站步行至目的地時間t3公交乘客從下車站點步行到達目的地的時間與從出行起點步行到達站點的步行時間基本相同，即：式中：t1為乘客步行到站的時間，s。則乘客車外總運行時間為：（4）乘客車內運行時間t4乘客車內運行時間可按下式確定：式中：Lc為乘客平均運距，m；vb為公交車在路段的平均行駛車速，m/s。（5）乘客因公交站點停靠損失時間ts公交乘客的車內總運行時間為：式中：t4為乘客車內運行時間，s；t5為乘客因公交站點?？繐p失時間，s。（6）優(yōu)化模型目標函數(shù)為：式中：T

為線路上所有乘客的總出行時間，s。

由上述分析可知：式中：Ta為乘客車外總運行時間，s；Tb為公交乘客的車內總運行時間，s。為求得最佳站距l(xiāng)0，使得公交乘客出行總時間最小，將上式對l求偏微分，并令其為零，得：式中：ta公交進站減速時間，s；tb公交出站加速時間，s。3.2

站點選址和選型優(yōu)化不同的公交站設置位置所帶來的效益和產(chǎn)生的影響也不同，許多學者的相關研究都優(yōu)先考慮將站點設置在交叉口附近?！冻鞘械缆饭こ淘O計規(guī)范》（CJJ37－2012）規(guī)定，交叉口附近的公交?？空疽嗽O置在交叉口出口道一側，距交叉口出口緣石轉彎半徑終點80~150m。但同時，公交站點的選址還要考慮客流的集散點分布，對于設置在路段上的公交站點，必須要有配套的過街設施以方便公交乘客過街。此外，《城市道路設計規(guī)范》規(guī)定，在路段上設置公交站點，上下行對稱的站點應在道路平面上錯開，錯開距離應不小于30m，同時不應大干100m，以方便公交乘客異向換乘。公交站點的選型涉及公交車輛對走廊交通流的影響、公交停靠延誤、交通安全等因素，我國普遍采用的是路邊設站的方式，需要經(jīng)過不同形式站點的對比分析，選擇合適的站點形式。公交停靠站形式分為直線式和港灣式兩種，對其優(yōu)缺點的比較分析如下所示。直線式：公交進出站容易，能減小站點延誤，設計簡單，建造費用低，易于改造，但?？空加靡粭l車道，降低路段通行能力?？繒r影響尾隨車輛的行駛，存在安全隱患；港灣式：最大程度減小了直行交通延誤，減小直線式停靠站的不安全因素，但公交進出站不便，增加了站點延誤，且占用空間資源大，建設費用高，不易改造。公交站點的選址和選型應綜合考慮，在交叉口附近及機動車流量大的路段上設置公交?？空?，宜采用港灣式的站點形式，直線式公交?？空緞t只宜設置在交通流量小、公交車比例低的路段。3.3

站點和站長優(yōu)化公交?？空镜恼疚缓驼鹃L設計決定了公交站點的車輛停靠能力，從而影響線路的客運通行能力。我國城市公交一般都采用10~12m的單機車。根據(jù)《城市道路工程設計規(guī)范》（CJJ37－2012）規(guī)定，普通大型車的設計長度為12m，同時，站內停靠的公交車輛之間的安全距離通常取為3m，因此，公交站的單個站位長度設計為15m。在多站位的公交?？空荆驗檐囕v到達的不均勻分布、相鄰站位車輛的相互干擾等因素，會使得每個站位的實際使用率降低，通過現(xiàn)場實地調研福州市楊橋中路不同站位公交站點的利用效率，結果如表1所示。由表中的分析可知，站位越多，公交站點的利用率越低，對于直線式?？空?，站位越多，利用率下降得越快。因此，設計師應根據(jù)實際情況需要，