（交通运输规划与管理专业论文）轨道交通与常规公交衔接研究.pdf

摘要 随着经济社会的发展，城市化率稳步提高，城市公共交通需求日益增加，供 给与需求矛盾凸显。为有效整治城市交通病，方便城市居民出行，提升城市品位， 大城市都把目光聚焦于轨道交通。然而，由于轨道交通机动灵活性差，无法实现 居民出行门到门服务：此外，要充分发挥轨道交通运量大的优势，必须借助其它 公共交通方式的衔接，特别是与常规公交的衔接。轨道交通与常规公交的衔接有 利于借助常规公交的辐射功能提高轨道交通的辐射吸引范围；有利于实现轨道交 通较高的运量成本比、较低的占地和能源消耗以及相对较少的环境污染；有利于 提高整个城市公共交通系统的运输效率。因此，如何使轨道交通与常规公交有效 衔接，协调发展，成为急需研究的课题。 本论文主要对换乘枢纽布局和选址、常规公交线网协调、运营衔接系统匹配 三个问题进行研究。换乘枢纽布局选址方面，通过分析换乘枢纽布局考虑的因素 和原则，提出换乘枢纽处基础设施布局。建立了轨道交通与常规公交换乘枢纽选 址模型，为换乘枢纽选址提供了参考依据：常规公交线网协调方面，包括现有线 网调整和新增线网优化。在分析常规公交调整优化原则和目标的基础上，对现有 线网，给出了定性优化调整措施，对新增线网，以单位费用的覆盖效率最大为目 标函数，建立覆盖效率模型得到备选站点集，并运用智能搜索算法形成线网：运 营衔接系统匹配方面，包括运能匹配、调度协调、运营整合。考虑轨道交通与常 规公交换乘客流量相协调，建立换乘运能匹配模型，得出换乘站点所需的换乘公 交车辆数，以乘客换乘成本最小为目标函数建立调度协调模型，得到了接运公交 线网密度和发车班次，分析了轨道交通与常规公交运营整合的优点，建议轨道交 通和常规公交实施一体化运作管理。本论文利用讨论结论对番禺区轨道交通与常 规公交衔接进行了实证。 目前国内轨道交通与常规公交衔接的理论还不完善，本论文对已有的相关研 究进行有效整合，并进行理论创新最后应用于实践，这不仅丰富了轨道交通与常 规公交衔接的理论，而且对指导城市公共交通协调发展也有一定现实指导意义。 关键词：轨道交通；常规公交；衔接；换乘枢纽；常规公交线网； 运营衔接系统；番禺 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fe c o n o m i cs o c i e t y ，u r b a n i z a t i o ns t e a d i l y i m p r o v e s ， t h ed e m a n do fu r b a np u b 】i ct r a n s p o r t i n c r e a s e sd a yb yd a y ，s u p p l ya n dd e m a n d c o n t r a d i c t i o nh i 曲垤h t s m a s st r a n s i t i sf o c u s e db yt h e m a j o rc i t y i no r d e rt o d l a g n o s eu r b a nt r a n s p o r td i s e a s e ，m a k et h eu r b a nr e s i d e n t st r a v l e c o n v e n j e n t l y ， p r o m o t ec i t yg r a d e w h i l e ，t h ed o o r t o d o o rs e r v i c eo fu r b a nr e s i d e n t st r a v e ic a n n ，t r e a l l z eb e c a u s eo ft h eb a dt a c t i c a l f l e x i b i i i t yi nm a s st r a n s i t ；a n d ，o t h e rp u b l i c f a n s p o r tm o d e ss h o u l db ej o i n e d e s p e c i a 】yt h ec h a n g i n gw j t hc o m m o np u b “c t r a n s p o r t ，t oe x e 九f uj l yt h ea d v a n t a g eo ft h em a s st r a n s i tt r a 确c t h ec h a n g i n g b e t w e e nm a s st r a n s i ta n dc o m m o n p u b l i ct r a n s p o r ti sb e n m c i a it oh e l pt h ef u n c t i o n o tt h ec o m m o np u b l i ct r a n s p o r tt oi m p r o v et h er a d i a t i o na b s o r p t i o na r e a ，t or e a l i z e t h eh i 曲l yt r a 币cc o s tr a t i o 、i o w l ys q u a r e 、e n e r g yc o n s u m p t i o na n d l i t t l ee n v i r o m e n t p o l u t l o nl nm a s st r a s l t ，t oi m p r o v et h et r a n s p o r t a t i o ne m c i e n c yi n p u b l i ct r a n s p o r t s y s t e mo fw h o l ec i t y s o ，h o wt om a k et h ec h a n g i n gb e t w e e nm a s st r a n s i ta n d c o m m o n p u b j l c t r a n s p o r te 陌c i e n t l ya n dc o o r d i n a t e l y ，i sai s s u e r e s e a r c h e d i m m e d i a t e i y t h ec h a n g j n gh u b sp j a n n i n gs i t es e l e c t i o n 、 c o m m o mp u b l i ct r a n s p o r tl i n en e t a d j u s t m e n to p t l m l z a t l o n 、 o p e r a t i o nm a n a g e m e n ta d j u s t m e n th a v eb e e nr e s e a r c h e di n t h i st h e s i s i nt h ec h a n g i n gh u b s p l a n n i n gs i t es e l e c i t o n ，t h r o u g ha n a l y s i n gt h e f a c t o r sa n dp r i n c j p l eo fc l a s s i6 c a t i o n 、f u n c t i o n 、s i t es e j e c t i o ni n c h a n g i n gh u b s ，m a s s t r a n s i ta n dc o m m o np u b l i ct r a n s p o n c h a n g i n gh u b ss i t es e l e c t i o nm o d eh a sb e e n e s t a b l i s h e db a s e do nt h ea t t r a c t i o no f p a s s e n g e rf l o wd i r e c t l ya n dj n d i r e c tj y i nm a s s t r a l l s i t1 i n e ，w h j c hp r o v i d e s t h e o r yf o u n d a t i o n ；c o m m o np u b l i ct r a n s p o r ti n c l u d e s e x l s t e d l l n en e t a d j u s t m e n ta n da d d e dl i n en e t o p i t i m i z a t i o n q u a i i t a t i v e o p t l m l z a t l o na d j u s t m e n tm e a s u r e sh a v eb e e n p r o p o s e di n t h ee x i s t e dl i n e n e t ： c o v e r a g ee f r l c i e n c ym o d eh a sb e e n p o s e dt og e ta l t e r n a t i v es i t e ， t h r o u g ht h e m a x i m u mo b j e c t i v ef u n c t i o no ft h eu n i t c o s t c o v e r a g ee m c i e n c y ，a n di n t e 】l i g e n t s e a r c ha l g o r n h mh a sb e e nu s e dt of o r ml i n en e tj n t h ea d d e dl i n en e t ；o p e r a t i o n m a n a g e m e n ta d j u s t m e n ti n c l u d e s t r a n s p o r tc a p a c i t ym a t c h i n g 、 s c h e d u l i n g c o o r d l n a t l o n 、 m a n a g e m e n tu n i t y e v e n t u a l l y ，i tg a v eae m p i r i c a ja n a j y s i so fm a s s t r a n s l ta n dg e n e r a jp u b l j ct r a n s p o r t a t i o nc o o r d i n a t et r a n s f e ri np a n v us e c t i o n a tp r e s e n t ，t h et h e o r ya b o u te f n c i e n tt r a n s f e r r i n ga n dc o o r d i n a t i v eb e t w e e n m a s st r a n s m i ta n dg e n e r a lp u b l i ct r a n s p o r t a t i o ni ss t i l li n i t si n f a n c y ，a n ds u c c e s s f u l m e t h o d sa r es c a r c e a f t e rt h er e l e v a n tr e s e a r c hr e s u l t sa r ei n t e g r a t e de f f b c t i v e l ya n d a p p l i e d t o p r a c t i c e ， n o to n l yt h eb a s i so ft h et h e o r yi se n r i c h e d ，b u ta l s ot h e c o o r d i n a t e dd e v e l o p m e n to fu r b a np u b l i ct r a n s p o r t a t i o ni sg u i d e dr e a l i s t i c a l l y k e yw o r d s ：m a s st r a n s mi t ；g e n e r a lp u b l i ct r a n s p o r t a t i o n ； e n g a g e m e n t ； h u b ；c o n v e n t i o n a lp u b l i ct r a n s p o r t a t i o nn e t w o r k ； o p e r a t i o nm a n a g e m e n t ；p a n y u 长沙理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本论文的研究做出重要 贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明 的法律后果由本人承担。 作者签名： 声、番 心 吼7 乍夕月 学位论文版权使用授权书 日 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密函。 ( 请在以上相应方框内打“) 名：刘每 导师签名：穆列移 | j 月夕日 岁月厂日 # # 产倍 矿 ， 、， 夕 期 期 日 日 1 1 研究背景 第一章绪论 1 、交通需求持续快速增长 随着城市经济的持续快速发展，城市化率稳步提高，城市规模和人口日益增 长。据住房和城乡建设部数据显示，改革开放3 0 年来，我国城市化率从2 0 左 右提高到4 4 9 。城市规模的不断扩大及卫星城的建设使得城市居民出行距离 逐步延长乜引。城市规模的扩大必然导致公交线路的延长和增长，城市居民的增 加衍生出城市交通出行的增多。 2 、交通拥堵现象呈日趋恶化态势 近2 0 年来，我国非农业人口日渐增多，城市发展愈来愈快，城市居民出行 对交通产生了强大的需求，私人机动车拥有量急剧增加，然而交通基础设施的发 展相对滞后，跟不上城市对交通的发展需要，以及交通规划、交通管理水平的相 对落后，城市道路的“生产速度 跟不上汽车的“生产速度”，我国的公共交通 普遍存在运量不足、速度慢、服务水平差等一些弊端h 1 。这些原因交织在一起严 重导致交通供给与交通需求矛盾突出，使交通拥堵成为困扰大城市发展的顽疾， 严重阻碍了现代城市的发展。 3 、轨道交通得到重视迅速发展 经济发展使得城市规模不断扩大，城市化水平不断提高，新市区和组团式卫 星城得到空前发展。如长江三角洲、京津塘地区、长株潭城市群、武汉城市圈等， 城市向集群趋势发展。近年来，由于受到城市土地的制约，城市道路交通面临愈 来愈严重的堵塞。大容量、隔离的轨道交通得到普遍重视，在我国已经进入快速 发展阶段。轨道交通作为城市最大规模的基础设施建设，它对城市发展有以下几 个个方面的作用：一是提升城市公共交通的供给能力，缓解城市日益恶化的交通 堵塞；二是引导城市发展格局，带动新城区发展；三是通过轨道交通投资建设， 拉动城市经济增长，提升整个城市的综合价值；四是提升城市生活品味，提升城 市综合竞争实力，轨道交通已成为城市综合竞争实力的评量因素之一。 为缓解日趋尖锐的城市交通供给与需求间的矛盾，减轻我国大城市道路交通 压力，方便城市居民出行，提升城市生活品味，提高城市发展水平及城市综合竞 争实力，不少交通学者和城市学家已经认识到解决我国大城市交通问题的根本出 路在于实施公交优先政策。优化公共交通系统，建立一个以轨道交通系统为骨干， 常规公交为主体，多种交通方式相互协调的综合客运交通系统拍1 。为真正解决城 市交通拥堵问题，使公共交通成为大城市交通的主导交通方式。积极发展轨道交 通已成为缓解城市交通拥堵的共识。北京在2 0 0 8 年奥运会举办之前已建成地铁 四号、五号线、奥运支线、机场线共2 8 0 公里的轨道交通。上海“十五 期间建 设了近2 0 0 公里的轨道交通线路。深圳、武汉、沈阳、长沙、大连等大城市均在 积极的规划或筹建不同类型的地铁和轻轨交通。 4 、城市环境发展的需要 2 0 世纪7 0 年代以来，随着能源危机、资源短缺、环境污染等交通衍生病的 凸显，城市学家、交通学者、环保学家对交通尾气、噪声等污染愈来愈重视，提 出了一些支撑环保城市可持续发展的建议。现代快捷交通给市民带来方便的同时 也给大自然造成了相当大的伤害，城市交通污染成为一大难题哺1 。随着资源节约 型、环境友好型等环保观念深入人心，绿色环保型交通备受青睐。目前，在一些 大中城市已经陆续开通了天然气公交以及电力公交等一批污染小的公共交通，在 机动车的污染控制方面取得了一些进展，许多城市正在进行用液化石油气或天然 气替代汽油、柴油，实施排放法规方面也逐渐向国际主导的无污染、清洁化排放 标准靠拢。在城市中心地区和历史传统街区修建宽马路、立交桥的做法，又破坏 了城市建筑环境的和谐，割裂了社区结构的完整性 1 。 1 2 研究意义 发达国家大城市的公共交通发展道路为我国公共交通发展提供了良好的学 习教材，我国公共交通发展应该借鉴他们的先进经验。他们的发展经验表明轨道 交通是城市公共交通的重要组成部分，城市公共交通发展战略应该是以包含城市 轨道交通和常规公交在内的公共交通为主导、以出租车和私家车为辅的交通结 构，构成综合交通体系，并且将发展城市轨道交通放在重要位置，其交通方式划 分率一般在6 0 以上阳1 。国际大都是巴黎正是由于有四通八达的城市轨道公共交 通和便利的换乘系统，从而使得整个城市交通次序井然，成为世界交通最发达的 城市之一。 随着经济的持续快速增长，全国大型、特大型城市的数量不断增加，许多研 究城市发展的专家学者都预测未来城市发展逐步向城市群方向转变，呈现出间 距、联系较为密切的城市组团，且呈一体化的趋势。如我国中部地区的武汉城市 圈、长株潭城市群等。以往的常规公交、出租车、摩托车、自行车等常规出行方 式由于不适应长距离、大运量的客运任务，已不能满足居民的日常出行要求；大 运量的城市轨道交通以其运量大、速度快、不受复杂交通环境的干扰等诸多优点， 必将在未来的城市公共交通系统中将占据主导地位。但城市轨道交通的直接服务 范围较小，建设周期较长且投资大，实施困难，交通可达性相对较小，因此其客 运地位的实现需要地面常规公交的紧密配合，地面常规公交的地位也将从传统的 2 主导变为补充和辅助，成为城市轨道交通的馈入口和分配口们。 城市轨道交通与地面常规公交系统都拥有庞大的客运量和强大的客运能力， 两者间有机衔接对整个城市交通网络的正常运营起着决定作用。因此，我们应特 别着重于常规公交与城市轨道交通的衔接配合，即大力促进接运公交的发展，在 未来的城市客运交通系统中形成以快速轨道交通为骨干，常规公交为主体，个体 交通为补充的城市交通模式1 。 随着公共交通需求日益增加，供给与需求矛盾凸显。为有效整治城市交通病， 方便城市居民出行，提升城市品位，城市把目光聚焦于轨道交通。为充分挖掘轨 道交通运能潜力，提高城市公共交通系统运输效率，轨道交通与常规公交之间的 衔接成为一个热点课题，研究其间的衔接对于丰富公共交通理论、指导公共交通 运营都具有重要意义。 轨道交通有自身优势特征，常规公交有其优势特征，只有两者优势互补，相 互衔接才能提高整个公共交通系统的运输能力。对城市轨道交通与常规公交衔接 进行研究有利于提高城市轨道交通的运输效率，有利于提高城市公共交通客运供 给能力，有利于缓减城市交通拥堵问题，有利于整个城市公共交通的持续发展。 1 3 研究现状 1 3 1 国外研究概况 国外发达国家在经历完大规模轨道交通建设实施阶段以后，已经开始普遍重 视以轨道交通为基础的公共交通一体化研究，以充分发挥各种交通设施的协作效 应，实践上积累了丰富的经验，理论上形成了一定的体系，有许多值得我们借鉴 学习。 d e m e t s k y ，m j ，l a h o e l ，a n d m r v i r k l e r 1 2 1 ，提出了分析运输基础设 施的方法，研究了建立交通换乘枢纽的程序，同时对公共交通系统的效益以及成 本进行了估算。 k o r f ，j l ，a n d m j d e m e t s k y n3 1 ，描述了罗吉特模型应用在地铁车站换乘 工具的发展情形，其采用十八种车站地区特性及社会、经济变量在不同的车站型 式间比较，将地铁车站分成五类 b a t e s ，e g n4 1 探讨了交通系统换乘设施优化与改进，认为换乘设施必须鼓 励、方便乘客使用换乘。该研究只针对巴士、城际客运及铁路方面的服务，并根 据交通系统服务和延伸空间范围的大小来对换乘设施进行分类，该论文中除了介 绍换乘设施的功能及类型之外，还阐述了各种类型接驳车站应该具有的换乘设施 规模。 d ie k in s ，s j i a n n5 1 通过对欧洲及北美多个都市进行详细调查，说明各大 城市轨道交通( 主要是轻轨) 运输换乘设施的使用情况与潜在发展能力，提出了 换乘设施的使用效益和影响各大城市换乘设施高效运作的因素，并对换乘设施的 位置、配置以及规模作了建议。 s n k u a n ，h l o n g ，k m n g 刮在“s o l v i n gt h ef e e d e rb u sn e t w o r kd e s i g n p r o b l e mb yg e n e t i ca l g o r i t h m sa n da n tc o l o n yo p t i m i z a t i o n ”文中击黾出 了启发式的遗传算法和蚁群优化方法，并运用这些算法来规划设计接运公交网 络。 m d s h o a i bc h o w d h u r yn 7 3 在“o p t i m i z a t i o no ft r a n s f e rc o o r d i n a t i o nf o r i n t e r m o d a lt r a n s i tn e t w o r k 探讨了以发车时刻表和车头时距为要素，在换乘 枢纽站点实现一条轨道交通线与多条常规公交线运营协调的控制技术。并以总费 用最小为目标函数对轨道交通与接运公交线路的发车频率进行确定。 c h c h e w 坩在“工n t e g r a t e db u s r a “s t a t i o n 中，分析了一体化轨道 站点的作用并讨论了一体化站点的设计方式；d e m e t s k y 等人提出了分析运输设 备的方法，给出了建立交通枢纽的程序，并对公交系统的效益和运营成本进行了 衡量。 s t e v e nc h ie n 和p a u ls c h o n f e l d n 引对常规公交接运站点间距、发车频率以 及轨道交通线路长度和发车频率进行了模型计算。 国外的轨道与公交衔接接运研究理论都是在轨道交通规模发展到一定程度， 形成了一定的线网密度条件下研究的且我国城市的发展历史及城市市情也有区 别，这对于我国低密度轨道交通线网条件下的公共交通状况不太适用。因此，有 必要针对我国公共交通的特点研究适合的轨道与常规公交衔接协调的方法和理 论。 1 3 2 国内研究概况 随着我国国内许多大城市陆续开始轨道交通的规划、建设和运营。大城市的 公共交通问的衔接日益引起了国内交通学者的重视，城市轨道交通与常规公交的 协调换乘研究已经成为个热点问题，我国交通学者在这方面也撰写了一些的著 作，为轨道交通与常规公交衔接奠定了一定理论基础。 陆化普在城市轨道交通规划的研究与实践比们中指出接运公交线网规划 设计的核心工作是接运站点的确立和接运路线的改善，并阐述了接运站点选择及 接运线路改善的方法。 覃煜等在轨道交通与常规公交衔接系统分析心在对轨道交通客流特征 进行分析的基础上，论述了轨道交通与常规公交衔接系统协调的三个要素，并提 出了轨道交通与常规公交换乘布局模式，最后论文中还提出了换乘系统运营评价 指标。 4 晏克非等在轨道交通枢纽换乘效率非均一评价模型乜2 1 中，首先指出了 均一评价方法的不足，改而选用较优的数据包络分析法进行轨道枢纽换乘效率评 价，开辟了这方面评价新思路，同时还给出了换乘效率、输入冗余率和输出亏空 率和运行有效性的评价方法。 王秋平在城市其他客运交通换乘轨道交通协调探讨乜3 1 中，推导出从其 它交通方式换乘轨道交通时在换乘站点的平均换乘时间计算公式。还提出了其它 交通方式换乘轨道交通并保持充分协调使其吸引更多客流可以采取的措施。 薛行健在其硕士论文城市轨道交通接运公交线网优化研究阳们一文中建 立了基于乘客出行时间消耗和运营成本最小的城市轨道交通接运线网优化模型， 并采用遗传算法对其进行了求解。 谢玉洁在文献城市轨道交通与地面常规公交的客运一体化o 钉中探讨了 轨道交通与常规公交线路布局、一体化换乘布局以及票制协调等。提出了以轨道 交通为主，常规公交为辅的“城市轨道交通与地面常规公交一体化 思想。 陈琛在其硕士论文城市公共交通换乘系统研究乜6 1 中从公共交通换乘体 系的构架入手，进行系统网络的分解，采用效用最大化理论推导换乘客流非集聚 预测模型，建立枢纽换乘衔接客流量的m n l 模型。 姜帆在城市轨道交通与其它交通方式衔接的研究乜 中，从线路和车站 相互影响的角度出发，论述了在城市轨道交通规划中，该系统与其它交通方式衔 接的形式和技术问题，并列出了在这方面值得借鉴国外的方法。 袁振洲在城市轨道交通规划与其它交通衔接问题的分析乜引中，分析了 国外典型城市的轨道交通换乘系统，并对轨道交通衔接换乘问题进行了研究。 中国城市规划设计研究院城市交通研究所指出合理的接运公交线网规划是 城市快速交通系统充分发挥作用的保证，其关键环节是接运站点的规划和接运路 线的优化比引。 同济大学结合广州市交通衔接实施方案，对广州轨道交通与其它城市客 运交通方式衔接、市内与市际交通衔接进行了研究，提出了枢纽集散客流预测的 “叠加法”模型，建立了客运枢纽布局和单体枢纽方案评价的指标体系及评价方 法30 1 。 上海市政工程设计研究院对轨道交通间的换乘进行了研究，提出了同站换 乘、通道换乘、共同换乘广场等换乘模式口。 铁道部第四勘测设计院介绍了城市轨道交通与国有铁路的衔接方式，对衔接 的基本原则、目标和基本形式展开了讨论阳引。这些衔接理论和思想在轨道交通 与常规公交衔接中也值得借鉴。 总体来看，国内对城市轨道交通与常规公交衔接的研究还处在起步阶段，基 础资料还很缺乏，理论体系还未成形。在我国城市化进程快速发展的今天，研究 城市各种交通方式间的有效衔接，分析各种交通方式换乘衔接所存在的问题，特 别是轨道交通与常规公交的衔接，探讨怎样解决这些问题刻不容缓。 1 4 研究内容 1 4 1 研究内容 目前，绝大多数的轨道交通规划仍局限于轨道交通系统本身，缺乏对常规公 交与轨道交通的协调衔接分析，没有根据轨道交通线路走向进行城市常规公交线 路的调整优化，结果在实际的运营过程中出现了常规公交与轨道交通互相竞争， 导致整个城市公共交通系统运输效率不高；缺乏有效的常规公交与轨道交通衔接 换乘而使居民利用轨道交通出行不便，轨道交通客源不足等问题，其经济社会效 益得不到充分发挥。显然这与构筑对私人机动化交通有竞争力的公交系统，落实 “公交优先”的发展理念背道而驰。我们必须认识到快速轨道交通和常规公交构 成的公交系统，是一个相互支撑的协作体系，两者相互补充，相互合作才能共赢， 使得整个城市公共交通系统有机协调运转。只有共同构成成熟城市公共交通系 统，才能缩短人们的日常出行时间、提高公交系统的服务水平和吸引力，优化城 市居民日常出行结构，减少不必要的竞争，提高整个公交系统运营效益，真正确 立以公共交通为城市交通的主导地位，有效抑制私人机动交通的发展，形成一个 和谐的城市交通环境。 本论文在总结国内外相关研究的基础上，对轨道交通与常规公交衔接机理进 行分析，从技术规划协调和运营协调入手讨论两者间的衔接，并把结论应用于番 禺轨道交通与常规公交换乘，总结起来本论文主要做了以下几方面的工作： 1 、轨道交通与常规公交衔接机理分析 阐述了轨道交通与常规公交衔接的含义及类型；分析了其间衔接的重要意义 及设施设置原则；总结出轨道交通与常规公交衔接系统的内涵，即轨道交通与常 规公交衔接系统应该包括换乘枢纽合理布局选址、常规公交线网协调、运营衔接 系统匹配。 2 、轨道交通与常规公交换乘枢纽布局和选址 总结了国内外换乘枢纽发展现状、换乘枢纽的分类及功能，探讨轨道交通与 常规公交协调换乘衔接模式、换乘枢纽规划布局，建立了公共交通枢纽选址模型。 3 、常规公交线网调整优化措施和模型 提出常规公交线网优化调整的内容；对现有线网，给出了定性优化调整措施， 对新增线网，建立覆盖效率模型得到备选站点集，并运用智能搜索算法形成线网 4 、轨道交通与常规公交运营匹配 针对轨道交通与常规公交运能匹配设计建立模型，确定一条轨道交通线路各 6 换乘枢纽站需要的接运公交数量；以轨道交通与常规公交线路间乘客换乘成本最 小为目标函数建立模型对两者之间的调度协调进行分析：分析轨道交通与常规公 交运营整合的优点及其实现。 5 、番禺区轨道交通与常规公交换乘实证 结合广州市番禺区公交规划课题，利用本论文所讨论的线路布设与调整优化 方法对轨道交通与常规交通换乘规划了接运公交线路，利用本论文的运营衔接系 统匹配对运能匹配、运营调度做了讨论。 7 1 4 2 论文思路框架 轨道交通与常规公交衔接研究与 上 轨道交通与常规公交衔接系统机理分析 1r 1r 1r i 换乘枢纽布局选址常规公交线网协调 运营匹配 1 r 1rr 1r 番禺区轨道交通与常规公交换乘实证 图1 1 研究思路框架图 8 第二章衔接机理分析 2 1 衔接概述 城市公共交通由多种交通方式构成。目前，各大中城市常见的衔接方式主要 有轨道交通、常规公交、出租车之间及相互之间的换乘。城市居民的出行往往是 多种交通方式的组合过程。因此，各种交通方式之间衔接决定了一个城市客运交 通体系的水平。组织交通方式换乘，使城市对外交通、城市交通各种方式的换乘 集中在一个合理区域中完成，提高换乘的效率、减少换乘的时间。 交通衔接，就是在一次出行期间不同交通方式、不同交通工具间的连接或不 同交通线路间的连接。交通衔接概念的核心是从一种交通方式( 或一种交通工具) 到另一种的转换，英语称其为“换乘 3 3 引。按衔接的交通方式不同可以分为 三种类型。 1 、轨道交通间的衔接( 目前常见的为地铁与地铁间的换乘) 。 2 、轨道交通与其接驳系统间的衔接( 目前常见的为地铁与常规公交间的换 乘) 。 轨道交通与接驳系统的衔接是以轨道交通为骨干，用比轨道交通更低速、更 小的交通方式来集散客流，接驳方式主要四种：常规公交、自行车、步行、小汽 车。 3 、城市对外交通与市内交通间的衔接( 轨道交通或常规公交与航空港、城市 铁路客站的换乘) 。 本论文主要涉及到第二种类型中的轨道交通与常规公交衔接。 2 2 衔接的重要意义 随着城市经济社会持续快速发展，交通需求日益高涨，交通供给增长速度落 后于交通需求，城市交通状况日渐恶化。优先发展城市公共交通己成为城市交通 界的共识，特别是大力发展城市轨道交通已成为大多超级城市的首选。轨道交通 与常规公交衔接成为城市公共交通系统的热点，其间的衔接对整个城市公共交通 系统的发展及改善城市交通状况具有重要意义。此外，做好轨道交通与常规公交 的衔接是轨道交通有无生命力的重要保证，只有建立完善便捷的换乘系统，做好 其问的衔接，轨道交通的运能优势才能充分挖掘出来，优先发展城市公共交通才 能从理论走向现实。 2 2 1 有利于发挥轨道交通大运量优势 轨道交通吸引范围包括一次吸引范围和二次吸引范围口胡口引，一次吸引范围 9 又称直接吸引范围，它是指轨道交通吸引的直接客流区域范围，是步行到轨道交 通的客流分布范围，是轨道交通的合理步行区域范围。二次吸引范围又称间接吸 引范围，是指通过非步行出行方式与轨道交通衔接的客流区域范围，是轨道交通 的影响区域范围。对轨道交通的一次吸引范围，不必借助其它交通方式进行；然 而，由于轨道交通一次吸引范围内的客流出行量远远不能满足其正常运量，为了 提高轨道交通的运输效益、提高轨道交通实载率，必须充分吸引轨道交通二次吸 引范围的客流。协调衔接为轨道交通集聚和疏散客流起到保障功能，没有轨道交 通与常规衔接，无法充分发挥轨道交通的运能最大效益，不利于轨道交通的可持 续经营发展。合理的衔接既有利于轨道交通的良性发展，也推动着常规公交的复 兴。 2 2 2 有利于构建高效的公共交通系统 轨道交通建成后，城市交通会逐步呈现出轨道交通为骨干，常规公交为主体， 各种交通方式相互协调的城市综合交通局面。常规公交是构成城市综合交通运输 系统的重要方式之一。它与轨道交通一起构成了不同功能和服务水平，多元化的 城市公交客运系统。由于常规公交相对于出租车等城市交通有其自身优势，为轨 道交通做好聚集、疏散客流的重任就落到其肩上。在轨道交通不能覆盖的区域， 它是城市骨干公共交通客运系统；在城市轨道交通覆盖的区域，它是集散轨道交 通客流的重要接驳方式。一个轨道交通系统效率的发挥，需要借助于作为集散客 流的常规公交。 2 2 3 有利于提高公共交通的竞争力 协调高效的衔接系统可以为公交线网的调整、优化提供必要条件，增加常规 公交运营线路的应变能力，提高其运营效率，为城市公共交通体系分阶段、可持 续发展奠定基础。合理方便的衔接可以充分适应城市出行者的选择要求，缩短交 通出行时间，方便城市居民出行，提高公共交通的竞争力，促进城市公共交通的 发展。 2 3 衔接系统的原则 要提高衔接效率，应该遵循衔接过程的连续性、客运设备的适应性、客流过 程的畅通性、点、线、网系统性、环保可持续发展。 2 3 1 衔接过程连续性 乘客完成各交通方式间的换乘，应该是一个完整的连续过程。衔接连续性是 组织衔接交通最基本的要求和条件。换乘站或换乘枢纽的规划布局应为乘客换乘 提供便利，应为乘客提供最佳交通工具和交通路线，只有这样才能保证交通连续， 1 0 减少换乘延误。 2 3 2 客运设备适应性 应保证轨道交通与常规公交之间的客运设备( 包括交通工具的数量，客运站 及枢纽中转站、行人通道、乘降设备、停车设施等) 的运输能力相互匹配。 2 3 3 客流过程畅通性 要使乘客均匀分布在换乘过程的每一个环节上，不致于在环节中间滞留集 聚。保证乘客在换乘过程中的紧凑和通畅。 2 3 4 规划布局系统性 轨道交通与常规公交都属城市公共交通的重要组成部分，两者的协调配合应 该统一于城市公共交通运输效率最大化。针对其间衔接，要运用系统思维考虑换 乘枢纽站点合理选址、轨道交通、常规公交线路布设、整个城市公共交通网络优 化，换乘枢纽显现出“点 的特征，但这些点处于一条交通系统上，具有“线 的关联性，若不同的交通系统组成了城市交通网络，枢纽特定的“点”置于一个 特定的网中。点、线、网构成一个完整的城市公共交通系统结构，它们又各为这 个大系统的子系统。因而，轨道交通与常规公交衔接应该体现系统性思想。 2 3 5 环保可持续发展 构建资源节约型、环境友好型社会，走可持续发展之路已成为我国城市发展 的时代强音。规划换乘枢纽站点、优化衔接线网布局都应该遵循环保节约可持续 发展原则。 2 4 衔接系统的内涵 我国城市公共交通系统中，一般都是先有常规公交后才兴建轨道交通，目前， 轨道交通在各大城市都还未形成完整线网。轨道交通与常规公交衔接主要是基于 系统中多子系统与多环节相互独立、相互配合以及整体利益的一致性要求。轨道 交通与常规公交系统从宏观技术规划到系统运营涉及到换乘枢纽布局、接运公交 线网调整、运营部门协调，这些环节的规划设计及其间运营需要进行周密的协调。 本论从技术规划和运营入手，认为轨道交通与常规公交衔接是指换乘枢纽、接运 公交线网与运营衔接系统三个方面的协调，达到最大限度地满足城市客运交通需 要，衔接系统效率最优，使得轨道交通与常规公交协调、可持续发展。 2 4 1 换乘枢纽布局和选址 换乘枢纽是轨道交通与常规公交进行客流“交换“的主要场所。根据换乘客 流的不同特征，设计换乘枢纽范围内的各种衔接方式的站场、通道布置，严格控 制大部分乘客的换乘时间，并具有良好的舒适性。对换乘枢纽等级划分、功能布 局、换乘模式、选址模型进行讨论。 1 、做好换乘枢纽的规划布局应该把握好人、车、路和场四要素。 ( 1 ) 人一是客流生成的基本要素，规划宗旨应体现以人为本思想，为城市居 民提供捷达、舒适、高质量、高水平的交通运输服务； ( 2 ) 车一是车流生成的基本要素，车流因人流而产生，它主要考虑各种车辆 的载客能力、速度、舒适度等标准； ( 3 ) 路一是客流和车流组织的基本要素，是交通运输得以实现的实体载体， 主要包括其流动的路径，道路的通行能力等技术条件； ( 4 ) 场一是枢纽的场地和选址，是运输规模和自然环境的控制要素。 2 、轨道交通与常规公交换乘枢纽布局时应遵循以下原则： ( 1 ) 换乘线路应尽可能短，换乘枢纽应紧凑布置，以减少乘客换乘步行时 间； ( 2 ) 当常规公交车从主要干道进出换乘枢纽时，应该提供公交车优先的专 用通道和专用标志，以减少其进出换乘站的时间； ( 3 ) 常规公交车停靠站和站台数量，应该由接驳交通工具的线路条数、车 辆配备、乘客上下车所需时间、车辆停靠所需空间决定，规划时应考虑为将来线 路发展留有余地； ( 4 ) 当人流在广场汇集时，应避免与密集的地面平交交通，可采用地下步 行通道或地下步行广场与轨道交通站衔接。其衔接应有利于人流沿站台均匀分布 并符合客流需求； ( 5 ) 为了出行者顺利换乘，应使接运公交站点尽可能靠近枢纽出入口。位 于十字口的枢纽，如果在四个方向都有出入口，需在出入口显著位置设置通往不 同公交车站的标示标牌； ( 6 ) 枢纽出入口布置应有利于各方向乘客换乘，尽可能减少横穿街道。 3 、换乘枢纽选址方法 城市公共交通的缓冲枢纽选址方法按照其性质可分为两类：定性选址、定量 选址。 ( 1 ) 定性选址。又称经验法( 专家咨询) 选址，指的是建立在逻辑思维、逻 辑分析、逻辑判断和逻辑推理、创造基础上的定性方法进行换乘枢纽选址； ( 2 ) 定量选址。指的是建立在数学、统计学、数理逻辑、控制论、运筹学 等基础上，通过图表、数学公式等建立的模型选址。定量选址模型又可分为两类： 连续型选址模型，如：重心法选址模型；离散型选址模型，如客流决定法、费用 决定法和最短路法等，其基本思想是从几个备选枢纽中按目标函数最优确定枢纽 位置。 本论文在枢纽选址理论部分采用重心法选址模型法，具体应用时采用定性选 址为辅、定量选址为主相结合确定换乘枢纽。 2 4 2 常规公交线网协调 线网规划协调反映轨道交通与常规公交在空间结构衔接上的有机结合、相 互渗透、相互制约、相互促进。线网规划协调是系统正常运转所需要的最基本协 调。一般城市公交系统都是先有常规公交，后兴建轨道交通，常规公交已形成线 网，轨道线路只是零星的一条或几条且轨道线路一经修建不易调整，为了使轨道 交通与常规公交衔接，有必要对常规公交线网进行调整，使得公交线网与轨道交 通线网协调。 1 、常规公交协调的意义 ( 1 ) 增加轨道交通客流量 城市轨道交通建设投资巨大、工程复杂、施工周期较长，要形成完善的网络 需要一个长期的发展过程，即使轨道交通已经形成网络，其覆盖面与线网密度也 很难达到常规公交的程度。因此与地面道路交通系统，特别与常规公交的衔接， 对扩大轨道交通的吸引范围，增加客流量具有重要的作用。 ( 2 ) 满足轨道交通持续发展 城市轨道交通建设及运营成本都较高。目前，经济因素是制约其在我国大多 城市规模发展的瓶颈。但轨道交通单位运营成本随着客流量的增加而减少，在一 定运输效率条件下，平均成本函数能够下降到常规公交之下。因而通过合理的规 划设计引导城市客流换乘轨道交通，增加轨道交通运输客流量，能够提高轨道交 通经济效益，实现其持续发展。 ( 3 ) 优化常规公交网络布局 城市轨道交通运量大、速度高、安全、便捷，其投入运营势必会给影响区域 内的常规公交线路带来一定冲击。某些常规公交线路可能因为与轨道交通线路平 行而客流减少，从而需要取消或更改走向。某些轨道交通站点附近需要设置常规 公交站点，以方便轨道交通客流集散。原来运行稳定的常规公交网络因为轨道交 通的兴建变得不再合理。这就需要根据新的情况重新调整原有公交线路，保障常 规公交网络运转的高效性与协调性。 2 、常规公交协调的目标 接运公交网络的优化目标与一般常规公交网络的优化既有共性也有区别，因 为其所追求的不仅仅是常规公交自身的运输效率与运营效益，而是包括城市轨道 交通在内的轨道一常规公交系统的效率与效益。常规公交线网为轨道交通主要起 如下作用：为上、下轨道交通的客流提供便利舒适的换乘，满足轨道交通运行中 的运量需求；加强轨道交通系统作为中长距离交通方式的功能特性；尽可能节省 公交运营商的成本；尽量减少城市居民的出行时间。因此，在进行常规公交线网 调整优化时，应该考虑以下目标： ( 1 ) 换乘客流周转量最大； ( 2 ) 乘客和运营商的总成本最少。 3 、常规公交协调的原则 接运公交优化调整的原则应体现城市公共交通发展的整体性、协调性、便捷 性、合理性和政策性，使常规公交与轨道交通形成有机整体，发挥网络的最大运 输效能。 ( 1 ) 合理定位常规公交在城市不同区域的功能，在轨道交通覆盖区域，把 常规公交定位在辅助功能为主上，在轨道交通未能覆盖的区域，把常规公交定位 在骨干公共交通。 ( 2 ) 对于平行于轨道交通方向，根据竞争分担的常规公交分担客流和轨道 交通设计客流，重新确定公交线路以及发车频率，根据实际情况适当削减常规公 交运能： ( 3 ) 对于垂直于轨道交通的方向，根据轨道交通的吸引半径和吸引量大小 确