《公交線路站點布局優(yōu)化實例研究》8700字（論文）

公交線路站點布局優(yōu)化實例研究摘要對于現(xiàn)在公交線路出現(xiàn)的問題來說，公交線路站點布局優(yōu)化能夠快速有效地解決問題。目前公交線路出現(xiàn)的問題有公交性價比低、某些公交線路段重復、線路的直線系數(shù)過低、公交線路的方向走勢和客流方向有差距等。公交線路站點布局優(yōu)化可以讓城市里的交通堵塞問題得到改善，是一個很具有性價比的方案措施。一個城市歷史發(fā)展對于公交線路站點來說影響很大，再加上公交線路站點整體優(yōu)化難度偏大、操作起來很麻煩，本文對一條公交線路進行分析優(yōu)化，對這條公交的站點、站間距等方面優(yōu)化，讓公交線路能夠更加便利我們的生活。本文主要研究166路公交車，從166公交車的線路站點、站間距、行程速度和時間方面進行優(yōu)化，讓本文提出的優(yōu)化意見方案能夠實踐驗證。關鍵詞關鍵詞：公交站點；布局優(yōu)化：線路優(yōu)化目錄TOC\o"1-2"\u一、緒論 -3-緒論研究背景公交線路是城市公共交通依托城市道路布設的車輛?？空军c和車輛行駛線路組成的城市客運交通線路。公交線路是公交運行的基礎，提高公交客流吸引率和公交系統(tǒng)服務水平的根本就是優(yōu)化公交線路，其也是最有效、最經濟的手段。根據調查統(tǒng)計，得出我國城市公共交通主要存在以下幾個方面的問題：基礎設施投資短缺。在中國的大部分城市，雖然在公共交通建設方面投入了大量精力，但是公共交通問題沒有得到足夠的重視，公共交通設備這方面沒有及時的更新，跟不上城市發(fā)展的速度。公交覆蓋不足，部分線路過長，造成對車輛數(shù)量要求高，等待時間長，發(fā)車間隔長，舒適性差，公交車到達也不準時，經常出現(xiàn)滿載的情況；部分線路又太短，造成公交車每班的時間就很短，發(fā)車出行頻率很高，過分的占用站點資源，經濟效益很低。城市公共交通結構單一。現(xiàn)在中國除少數(shù)城市建設了地鐵和輕軌交通外，大多數(shù)城市還是只有傳統(tǒng)的公交車，缺乏大容量的快速鐵路、立體交通系統(tǒng)。城市居民多次乘坐公交車出行，導致公交線路在直達時不能滿足乘客出行的需要。公交線路繞道這方面的現(xiàn)狀很嚴重，不能使乘客的出行效率得到保障，乘客們不能快速到達目的地。線路之間客流量差距較大，公交線路沒有科學的分配客流。通過實踐表明，優(yōu)先發(fā)展公共交通是緩解國內外大中城市交通問題的最有效的手段，優(yōu)化公交線路能使公共交通發(fā)展的更快，交通問題能夠得到明顯的解決，公共交通只有在合理的交通管理與布局的條件下，才能夠充分體現(xiàn)公共交通帶給我們生活上的便利快捷。研究的主要內容首先介紹了公交線路的研究背景，本文主要著重于研究一條公交線路站點的優(yōu)化，重點分析單一線路布局，提出實現(xiàn)單一公交線路優(yōu)化的可行性方法，讓公交線路能夠更加便利我們的生活。以166公交車線路為例，先對這條公交線路的線路行程速度進行分析，其次在對166公交線路戰(zhàn)首末站及中途站點的設置進行優(yōu)化分析，最后優(yōu)化166公交線路的站間距，使得這條線路整體的效率和性價比得到提高。相關理論及方法2.1公交站點規(guī)劃原則公交站點分為三種類別，分別是首站、末站、中間站，新開發(fā)一條公交線路的先決條件是首站和末站，接著根據公交線路的實際情況確定中途站。1、公交首末站公交車首站是公交車的出發(fā)站，是公交車輛停放的地方，是公交司機整頓休息、檢查和修理車輛的地點，公交線路的運行離不開首站。末站是這條公交線路的終點站，如果終點站有停車場的話，可以讓部分公交司機把公交車停放在里面，順便在公交站臺室內休息，公交末站是專門用來調整線路車輛與車輛之間間距的地點，當公交線路比較大時，副站會安排專門的調度工作人員來處理因交通擁擠等問題造成的運營秩序問題。公交首末站規(guī)劃時應該注意的事項：①公交首站的選擇地點應該是交通不擁堵的地點，公交首站的出口和入口不能太靠近路口，在一定情況下可以設置信號燈來緩解出入口車帶來的壓力；②公交首末站的選擇地點應該市民居住集中的地域，可以使大多數(shù)出行的人們到第一個汽車站（出發(fā)站）的距離不超過400米，最大不超過800米。如果當公交末站有停車場時，這時也可以稱之為副站，選擇副站地理位置的標準應當于公交首站相同，如果當公交末站沒有停車場時，那么此時地理位置的選擇只要求公交車輛能夠調頭和末站四周的交通狀況良好，其他條件應該與中間站點標準一樣；③第一站和最后一站的規(guī)模大小應首先考慮能夠裝的下多少條公交線路和多少輛公交車，以及周圍的客流量來決定。此外，還要考慮周邊地區(qū)的發(fā)展以及車站在整個公交網絡中的地位和作用；④首末兩站的設置要求是在高斷面車站附近和主要客流方向的上游，這樣更有利采取一定的調度措施來滿足客流需求，使線路的運行秩序變得更加有序，讓百姓的出行服務更便捷。2、公交車中途站點一般情況下線路的第一站和最后一站確定下來之后，才能夠設置中途站點，路線的方向也是在線路的主要路段確定之后。需要注意以下幾點：中間站點應該設置在道路上人流量比較集中的點位上公交車能夠安全?？吭诼愤呉彩侵虚g站點建設的考慮點；（3）在設置車站時，既要考慮到不能過于靠近路口而影響交通，又要考慮到不能離路口太遠，讓需要過路口的人能夠快速到達車站，交叉口附近的中途站點最好設置在下行方向50米以外，在車流量大的路口應增加至100米以外。（4）中間站站距受客流分布、道路等級、路口情況、安全系數(shù)等多種因素的影響。車站與車站之間距離過大，雖然讓乘客短距離旅途的乘坐體驗會因為走路抵達車站的距離增加而變差，但會讓公交站點的個數(shù)減少會使得司機停車到站的頻率減少，減少車輛自身的損耗，降低成本支出。車站之間距離過小會增加車站個數(shù)，縮短人步行到車站的時間，有利于吸引短途旅客，但由于車站個數(shù)增加，停車時間將會變長，乘坐距離比較遠的乘客將會不愿意再次乘坐，公交車的成本因為經常剎車耗費機油而增加，司機也會操作的更頻繁，變得更累。公共交通系統(tǒng)中公交車型和線路類別間距如表2.1。表2.1公共交通系統(tǒng)的站間距類別表公共交通系統(tǒng)普通公交大站快車中運量、BRT市區(qū)線500-8001500-2000800-1000郊區(qū)線800-10001500-25001000-15002.2公交線路調整優(yōu)化步驟第一步：首先要明白是選擇減少公司的成本，讓運行效率低下的公交線路得到優(yōu)化，或者是選擇讓公交線路跑的范圍更廣闊，使市民都能乘坐公交車出行。第二步：留意限定條件，當公交線路站點優(yōu)化發(fā)生在一定約束范圍內，這樣的優(yōu)化才能更符合實際情況。下面是兩個對于線路優(yōu)化很關鍵的2個約束范圍：城市道路網條件的約束城市道路網為新公交線路的開發(fā)、線路的運行、線路站點的優(yōu)化提供了便利，假如干線公交車線路設定在微循環(huán)路面上，不但干線公交車線路不可以一切正常運作，并且很有可能對全部道路網造成很糟糕的情況。不一樣等級的公交車線路，那么公交車行駛的道路等級也會有區(qū)別，公交支線能在各種道路上，而公交干線只能在快速路和主干路，公交次干線只能在主干路和次干路。首末站的約束首末站對公交車線路來說起著關鍵性作用，我們需要多加研究首末站的優(yōu)化，第一，保證線路優(yōu)化調整時在第一站和最后一站的可行性，第二，第一站和最后一站的大小應與線路級別相對應。第三步：優(yōu)化線路走向①線路長度調整根據《城市道路交通規(guī)劃設計規(guī)范》，公交汽車主要線路最佳的長度為8~12千米，公交線路長度如果太短，一種是與單車等非機動車造成市場競爭，公交車的乘客數(shù)量就會不穩(wěn)定，另一種是司機開的公交線路長度越短，開的公交班次也就越多，在公交首站滯留的次數(shù)越多，那么有效工作時間也就越短，不能將人力資源進行有效地運用。公交線路長度的設置規(guī)則如表2.3。線路長短不符合標準要求，就要看公交線路的實際情況來對長度調整。表2.3不同城市規(guī)模對應不同等級線路長度城市規(guī)模大城市中等城市小城市大于200萬100-200萬小于100萬Tmax(min)6050403525Vq（km/h）干線2525251818次干線18-2018-2018-20支線151515Lmax(km)干線252017107次干線18-2015-1712-13支線151210（1）式中：Tmax——95%居民單程出行時間（分）Vq——公交車平均車速（千米/時）②非線性系數(shù)調整計算線路非線性系數(shù)可以從一方面評價線路的合理性。非直線系數(shù)計算結果過大的話，那么說明公交車走的線路太繞了，行車時間大大增加，乘客走到目標站點所花費的時間也將增加。線路非線性系數(shù)不可超出1.4，最好在1.15—1.20中間。參照公式為：μ=（k/d）max≤1.4（2）式中：k一公交線路的長度（km）；d—線路首末站站間空間直線距離（km）。表2.4不同等級公交線路直線系數(shù)非直線系數(shù)公交干線小于等于1.4公交次干線小于等于1.5公交支線小于等于1.6③線路重復系數(shù)調整現(xiàn)階段，在中國很多大城市的線路重復系數(shù)都很高，各種類別的公交線路條數(shù)也是有規(guī)定上限的。線路重復系數(shù)反映了公交交通線路的重復程度高低，有些鄰近相同的站點開發(fā)了十多條線路，一旦遇上市民集體上下班的時間段，相同站點的公交車就要在公交站外依次排隊等候，很浪費出行效率，所以調整線路重復系數(shù)很重要，讓道路網的布局更加合理。第四步：遇上站點附近客流量過大、道路擁擠等情況時，就要采取其他方面的輔助對策來優(yōu)化，主要是區(qū)間車、調整公交班次間隔等措施來調整的。輔助對策能夠很輕松解決公交車客流量過大等道路狀況問題，實施起來也比較方便。166路公交站點問題分析3.1166公交線路現(xiàn)狀166路公交北至新都汽車站，南至植物園站，166的公交線路基本特征：公交站點總個數(shù)為15個，線路總長度為8.57千米，其中經過的主干路長度為3.427千米，城市支路的長度為3.807千米，次干路長度為1.336千米，公交專用道長度為1.41千米，占這條線路長度的16.45%。線路經過新都區(qū)和金牛區(qū)兩個區(qū)縣，15個公交站點分別是：新都汽車站-新泰路口站-南景灣站-電子路口站-新都南一環(huán)站-新都南二環(huán)站-海都路口站-傳化國際新城站-三原學校站-明天路站-三河站-流溪苑站-萬科雙水岸站-長勝六隊站-醫(yī)學院站，公交經過軍區(qū)醫(yī)院、醫(yī)學院、植物園、富森美家居等人流大的地帶。圖3.1166公交線路圖3.2166公交線路存在的問題經調查可知，166公交線路的線路長度為8.57km，從首站到末站的空間直線距離為5.33，用非直線系數(shù)公式算出非直線系數(shù)為1.61，166公交線路非直線系數(shù)偏大，城市道路規(guī)劃標準規(guī)定非直線系數(shù)最大不能夠超過1.4，由此可得出166公交線路比較繞，乘客到達目的地花費的時間比較久。公交平均站距的計算方式是總線路長度之和乘以二，除以站點總數(shù)得出結果，166路公交平均站距1.14km，從平均站距分析來看，超過了普通公交最大站距1km，會使得乘客步行到公交站點平均距離很大。3.3166公交線路問題因素分析3.3.1公交客流特征公交客流特征主要以下三個方面：公交客運需求量、人流量的分布情況、客運周轉量。公交客運需求量是市民出門選擇做公交車的人數(shù)，這個數(shù)據可以用來制訂發(fā)車時間表和判斷線路需要多少輛公交車。人流量的分布情況可以看出市民出門需求的時間和位置分布，客運周轉量是運送旅客人數(shù)與運送距離的乘積，反映了公交運輸工作量，數(shù)據越高，需要的車輛越多、需要的車型越大、兩輛公交車班次出發(fā)時間相差越小。3.3.2車輛運營特征運行速度決定著一個公交線路運營技術的好壞。車速比一般公交速度快，這條線路的公交車需求量越低，所花費的周轉時間也就比一般公交車短，公司花費的成本也就越少。車速務必要在道路法律法規(guī)限定以內，不可以超出車速規(guī)定，這樣才能使乘客的安全得到保障。3.3.3公交線路特征①公交線路長度公交線路的長度可以決定運營管理組織技術，如果公交線路過長，就會使周轉時間變長，那么受路況的影響也就越大，公交汽車調度也就變得困難。公交線路過長的話，司機半路不能上廁所，待在車上很久，駕駛公交車的難度也就增加。②道路通行能力在城市中，道路資源比較稀缺，線路運力配置的大小是由于道路通行能力的變化，不同車型的車輛應該在其規(guī)劃的道路行駛。公交線路站點優(yōu)化4.1166公交路程速度分析圖4.1166公交車高峰平峰速度折線圖從運行速度高低上分析：①166公交車，看高峰速度這根線，從三河站出發(fā)到流溪苑站之間路段速度達到最低，僅為5km/h左右；②平峰時166公交車的最高速度為25km/h，高峰時166公交車的最高速度為21km/h，平峰時最低車速為10km/h，高峰時最低車速為5km/h。③無論是高峰還是平峰，各路段的運行速度都有較大的波動，受到路況、交通運行狀態(tài)等多種因素的影響。從兩根折線的運行速度比較上分析：三原站點到流溪苑站點這兩個站點內的路段，高峰速度沒有平峰速度快，說明該地區(qū)內的公交運行受交通狀況的影響較大，同時該地區(qū)高峰時段與平峰時段在這方面有很大的差異；萬科雙水岸站點到醫(yī)學院站點，高峰速度幾乎和平峰速度持平，說明這個區(qū)域段的路況高峰和平峰時都一樣；4.2時間綜合分析表4.1166公交車行程時間表車站牌號車站名字車站名字高峰行程時間（秒）平均行程時間（秒）1新都汽車站新秦路口站148.51153.602新秦路口站南京灣站123.591.493南京灣站電子路口站83.4371.794電子路口站新都南一環(huán)站103.1668.415新都南一環(huán)站新都南二環(huán)站267.25154.766新都南二環(huán)站海都路口站132.55127.637海都路口站傳化國際新城站92.4896.388傳化國際新城站三原學校站149.9186.209三原學校站明天路站97.4161.0310明天路站三河站320.56171.1411三河站流溪苑站178.96112.7612流溪苑站萬科雙水岸站176.65183.6513萬科雙水岸站長勝六隊站163.47143.6214長勝六隊站醫(yī)學院站69.7845.32大部分的站點高峰行程時間顯著超過平峰行程時間，這表明在高峰期這些路段行駛的車使得公交車的到站時間延后了，說明車輛的行駛路況很符合日常規(guī)律。無論是高峰時期還是平峰時期，從明天路到三河站的兩個行程時間都很大，說明這個路段的路況一直很堵塞；最后一個路段從長勝六隊到醫(yī)學院的時間很短。表4.2166站點停留時間166路公交站均值（秒）標準差（秒）新都汽車站56.9817.36新泰路口站15.642.03南京灣站58.8231.48電子路口站29.1119.43新都南一環(huán)站74.6730.41新都南二環(huán)站19.2610.17海都路口站33.936.36傳化國際新城站44.5911.97三原學校站30.308.53明天路站13.482.84三河站38.267.91流溪苑站36.6520.45萬科雙水岸站31.477.72長勝六隊站45.828.76醫(yī)學院站40.0711.21166路公交車全部站點停留時間均值都在75秒以內，數(shù)據跌宕起伏，可以初步推斷：新都南一環(huán)乘客的流動比較大，新泰路口站、新都南二環(huán)站、明天路乘客的流動較小。4.3公交首末站優(yōu)化方法首站和末站的位置可以通過比較該地區(qū)每小時的最大客流量和經過該地區(qū)的所有巴士路線的通行能力來確定。當每小時最大客流量大于經過該站的所有巴士線的總載客量時，應設置第一站和最后一站，以滿足區(qū)內居民的出行需要，否則無須設置車站。可以用以下公式計算表明某一站點的運力：（3）式中：R0——1個中途站點的載運能力（人次/高峰小時）；n——高峰小時平均每車從中間站點搭載的乘客數(shù)；TH——該中途站點高峰小時途徑車輛的間隔；應當把中間站點設為首末站的標準可以描述為：(4)當乘客總數(shù)大于則不需要設置首末站，反之則亦然；式中：R（f）——f區(qū)域內的全部中途站點的運力；N（i）——f區(qū)域的全部中途站點總數(shù)；一個地區(qū)的中途汽車站點數(shù)量取決于該地區(qū)的面積、客運量、道路和交通水平以及公交線路的數(shù)量，上述因素都能夠影響這個地區(qū)中途站點的設置，中途站點的設置要按照當前地區(qū)的實際情況來進行安排。站點設置應根據實際情況，沒有特殊情況影響下的主要因素是站點間距，可以用以下公式來確定一個地區(qū)的站點總數(shù)：(5)式中：N0——某一區(qū)域站點總數(shù)；Ρ——某一區(qū)域公交線網平均密度；S——某一區(qū)域的面積（km2）；D——某一區(qū)域平均站間距（km）；在未來的規(guī)劃中如果有住宅小區(qū)、購物商場等人群比較集中的場所，即便人流量的數(shù)值不支撐能夠建設新的公交站，也可以提前商量建新公交站。4.4公交中途站點的設置公交中途站點設置的關鍵點在于站間距，控制好了站間距，就相當于控制乘客步行到公交站的時間。車站中間間距過遠會使乘客從起始點徒步到車站的時間增加，減少短途旅游的誘惑力;可是，伴隨著車站總數(shù)的提升和車站總數(shù)的減少，遠途將減少公交車走一班的時間和乘客進入車內時間，進而提升對遠途乘客的誘惑力；另外在某一固定不動路線的情況下減少泊車發(fā)展頻次將減少公交車走一班的時間、減少然料耗費、車子耗損（車胎、汽車發(fā)動機等的損壞）及其提升乘客搭乘舒適感，可能進一步的減少公交車企業(yè)成本工作壓力、生產調度管理方法難度系數(shù)及其公交車司機的勞動效率；過小的站間隔則反過來。全部乘客的總出行時間最少是站間隔提升的終極目標，如圖4.1所顯示。圖4.1站間距與乘客出行時間關系圖所有乘客總的出行時間最少是公交車線路站間隔設計方案的最關鍵指標值。針對快公交車線路，馬路中間專用型站口的修建成本費也是必須考慮到的關鍵要素。下邊將主要科學研究如何解決降到最低全部乘客總行程出行時間的難題單一線路最優(yōu)站間距目標函數(shù)最小化線路上所有乘客的總行程時間是車站間距的最佳評價指標，函數(shù)為（6）式中：T總——線路所有乘客出行時間之和；T單——單一乘客出行時間之和；P——線路所有乘客的集合；如考慮與站距有關的主要出行時間，則有：(7)式中：T1——出行起點到上車站的時間；T2——下車站到出行終點的時間；T3——乘車過程中車輛的行駛時間；T4——乘車過程中車輛的停車時間；λ1，λ2，λ3，λ4——乘客對各種時間敏感程度權重系數(shù)。4.5模型約束條件分析1、車輛的行駛時間車輛行駛時間(8)式中：——車輛經過的站點個數(shù)；T站——車輛進出站加速或者減速的時間；Ds——站間距（m）；L站——車輛進出站加速、減速產生的距離；V車——車輛正常行駛速度；車輛的停車時間上、下車乘客人數(shù)，平均每位乘客的上下車時間和車輛停站次數(shù)是影響車輛停車時間主要因素。計算公式為：(9)式中:T上，T下——一個乘客的上、下車時間（min）；Pi上，Pi下——站點上、下車人數(shù)（人）；，——表4.1一般的上下車時間表車門數(shù)2車門3車門前門寬度前門單開前門雙開前門雙開地板高度三級踏步二級踏步二級踏步一級踏步二級踏步售票方式刷卡投幣刷卡投幣刷卡投幣刷卡投幣刷卡投幣乘客上車時間1.11.21.01.10.80.90.70.80.80.9乘客下車時間1.01.00.90.90.80.80.70.70.70.73、乘客到、離站時間我們可以認為乘客是按總出行時間最小選取選取上、下車站的，則乘客到、離公交站點的最短時間為(10)(11)式中：T1、T2——乘客到、離公交站點的最短時間x——乘客出行起點到站點的距離；Y——乘客出行終點到站點的距離；V乘——乘客步行速度；n,n+1——與乘客出行起點相鄰的連續(xù)兩公交站點序列；m,m+1——與乘客出行終點相鄰的連續(xù)兩公交站點序列，m＞n+1；4.4總時間計算總時間等于乘客到、離站點總時間與乘坐車輛時車輛行駛總時間之和，表達式為T=λ1+λ3++(12)4.5站間距的約束條件實際工作當中，站間距應滿足以下約束條件：Dsmin≤Ds≤Dsmax一般Dsmax=2Rs，式中：Rs——公交中途站點的服務半徑（m）另外，站距不應小于一個完整起步、減速距離之和。4.6優(yōu)化意見1、非直線系數(shù)目前路上行的非直線系數(shù)為1.63超出了《城市道路交通規(guī)劃設計規(guī)范》當中要求的公交支線非直線系數(shù)不大于1.60，公交次干線不大于1.5的要求。線路縮短后線路長度為9.4km，首末站直線距離為6.4km。按照非直線系數(shù)的計算方法：μ=9.4/6.4=1.49合理2、線路長度按照第二章介紹的《城市道路交通規(guī)劃設計規(guī)范》當中有關線路長度的計算方法，計算得到線路長度極值為Lmax=Vi×Tmax/60=11.64縮短后線路程度為9.4km，周轉時間大約為45分鐘，較為合理。周邊路線可以接一部分線路長勝六隊、醫(yī)學院路段線路重復系數(shù)較高。路途經的這兩個路段重復線路條數(shù)均超過4條，長勝六隊、醫(yī)學院共有的重復線路達到3條，乘客換乘非常方便，對該路段的乘客影響較小。更換座位數(shù)更多的公交車，高峰時期公交增加班次由于166路公交車高峰時期滿載率太高，防止出現(xiàn)公交站點客人上不了公交車的情況，可以在高峰時間段使用大容量的公交車來載乘客，降低滿載率，使乘客都能上的了公交車，但要注意配合時間段的使用，避免造成資源浪費?？偨Y目前公共交通問題在大城市越發(fā)嚴重，大城市的人口一直在增長，需要解決的交通問題困難，考慮怎么讓市民出行方便快捷，現(xiàn)在大城市都在大力發(fā)展地鐵，人們相對于公交車來說，更愿意選擇地鐵出行。單一公交線路的研究，可操作性很強，但相較于整個公交道路網，層次還比較低，形式比較單一，約束相對性較少，難度相較于整體低。本文主要在運行速度、運行時間、首末站設置、中途站點設置、站間距上進行分析，提出了優(yōu)化改善意見，由于我的想法不是所有方面都能考慮齊全，本篇論文還存在不足和缺陷，比如調查數(shù)據獲取難度大、測量技術的短板，會使得數(shù)據會有誤差。單一公交線路的優(yōu)化研究并不能使整個公公共交通系統(tǒng)得到實質性的改善，對多條公交線路進行優(yōu)化研究才能改善城