第三章 公共汽电车系统

第三章公共汽电车系统第1页，共68页，2023年，2月20日，星期三本章内容公交服务类别公交运营要素公交运营计划现场调度管理技术管理服务质量管理安全管理第2页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.1公交服务类别四种基本分类方法（1）停靠站点数量及服务频率Number

of

stops

or

service

frequency（2）服务的人数Population

served（3）线路设计Route

design（4）每天服务时间Time

of

day

Local

serviceLimited

stop

serviceRapid

service

or

BRTExpress

serviceFlexible

service

or

route

deviationExtremely

low

density

serviceCommuter/work‐based

serviceCommunity‐based

serviceStudent‐based

transportationSpecial

event

serviceRegional

serviceRadial

routesCross‐town

routesCirculator

routesFeeders

or

shuttle

serviceRegional

servicePeak

period

serviceNon‐peak

service

Night

service第3页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.2公交运营基本要素（1）固定设施：线路、站点、网络公交线路Transitline公交路径Transitroute公交网络Transitnetwork

公交站Transitstop(station)公交首末站Transitterminals公交换乘站Transittransferstation公交长度Transitlength第4页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.2公交运营基本要素（2）移动设施：车辆、车队规模车队规模

Fleetsize常规服务车辆VehiclesforRegularservice储备车辆Vehiclesforreserve维修保养车辆Vehiclesonmain-tenanceandrepair车辆完好率第5页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.2公交运营基本要素（3）服务使用：客流量连续型假设条件下极值点上客量Boardings下客量Alightings客流量PassengerVolume第6页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.2公交运营基本要素（3）服务使用：客流量离散型假设条件下客流量PassengerVolume第7页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.2公交运营基本要素（4）关键要素：发车间隔与服务频率时钟间隔clockheadways政策间隔Policyheadway最小间隔minimumheadway方式间隔wayheadway车站间隔stationheadway服务频率frequencyofservice对乘客而言，发车间隔越短，其等待时间越少对公交运营商而言，发车间隔越短，其所需提供的车辆数越多，运营成本越高发车间隔的确定，是两者利益的平衡，政府需制定最低服务标准，以保证双方的利益经验表明，发车间隔应尽量保持平稳几种发车间隔发车间隔Headway第8页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.2公交运营基本要素（5）容量、

作业量、

利用率车辆容量VehicleCapacity线路容量LineCapacity座位+站立空间seatsplusstandingspaces座位seatsonly座位与站立空间比ratioofseatstostandingspaces单位小时公交容量Transitunitsperhour：

用最大频率表示单位小时通过车辆Vehiclesperhour

用最大通过车辆数表示单位小时提供空间容量Spacesperhour

用提供给乘客的实际空间表示运输作业量Transportationwork供给作业量offeredwork利用作业量utilizedwork作业利用率Workutilizationcoefficient第9页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.2公交运营基本要素（6）出行时间车辆在线时间On-LineTravelTimesPassengerTravelTimes运行时间runningtime停站时间stationstandingtime站间时间station-to-stationtime作业时间operatingtime首末站时间terminaltime周转时间cycletime空驶时间deadheadtime运营总时间platformtime可达时间accesstime等待时间waittime

在线时间on-linetraveltime

换乘时间transfertimesOD出行时间origin-destinationtraveltime第10页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.2公交运营基本要素（7）速度车辆速度VehicleSpeeds线形速度AlignmentSpeeds车辆在线速度Vehicle-on-LineSpeeds乘客速度PassengerSpeeds.最高技术速度maximumtechnicalspeed线路设计速度linedesignspeed法定速度legalspeed程序化速度programmedspeed与车辆在线时间对应与乘客在线时间对应第11页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3公交运营计划3.3.1公交运营计划的重要性1公交生存能力分析（1）乘客视角

不可替代noalternative

比小汽车更舒适specialcomport

服务可接受acceptableservice第12页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3公交运营计划3.3.1公交运营计划的重要性1公交生存能力分析（2）运营商视角经营许可

commercialconcessions补贴subsidy

比小汽车更舒适specialcomport减少运营成本Decreasedoperatingcosts第13页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3公交运营计划3.3.1公交运营计划的重要性2我国公交运营存在的主要问题企业不重视运营计划缺少调查分析，信息采集手段落后运营计划技术含量低，主要靠经验运营计划调整滞后线路之间衔接性差第14页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3公交运营计划3.3.1公交运营计划的重要性3国内外经验（1）韩国首尔的新公交运营系统第15页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3公交运营计划3.3.1公交运营计划的重要性3国内外经验（2）上海公交运营经验118路是一条从杨浦安图路至宝山一二八纪念路东西向的线路，线路长度13.900公里，营业时间4:30—22:30。日均运客1.89万人次，日均营收3.76万元，日均行驶5600公里。种类配车劳动力早高峰通过量日均损失班次日均损失公里原时刻表41931250771064改进时刻表后41691280686对比-2430-71-978第16页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3公交运营计划3.3.1公交运营计划的重要性3国内外经验（2）上海公交运营经验537路是一条从市中心老西门到杨浦白城路线路，线路长度19.128公里，配车44辆，日均运客2.76万人次，日均营收7.1万元，日均行驶8009公里。该线客流峰谷明显，早上高单向与低单向不平衡系数达到0.72。种类配车劳动力大站车单程平均行驶时间高断面满载系数高断面(1小时)通过班次日均运客（万）日均营收（万）日均公里（万）原时刻表50100800.98172.56.68.05多样化时刻表448854.50.85222.767.19.03对比-6-12-25.5-0.13+5+0.26+0.5+0.98第17页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3公交运营计划3.3.2公交运营计划的步骤公交运营计划制定主要包括四个步骤：

服务频率确定Frequencysetting时刻表确定Timetabledeveloping车辆计划Vehiclescheduling人员计划Crewscheduling第18页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3公交运营计划3.3.3运营计划制定方法成功公交运营系统三种关键因素：收集足够有用的数据并进行综合分析

利用数据进行科学规划与决策用科学与决策指导与控制运营数据获取技术驻点调查（Pointcheck)跟车调查（Ridecheck)空驶调查（Deadheadcheck)乘客调查(Passengersurvey)总体调查(Populationsurvey)1公交运营计划的数据准备第19页，共68页，2023年，2月20日，星期三1公交运营计划的数据准备3.3.3运营计划制定方法第20页，共68页，2023年，2月20日，星期三2服务频率确定方法3.3.3运营计划制定方法（1）服务频率分类政策频率policy(orminimum)frequency基于需求的频率demand-basedfrequencies基于性能的频率performance-basedfrequencies第21页，共68页，2023年，2月20日，星期三2服务频率确定方法3.3.3运营计划制定方法（2）频率计算方法方法一：最大载客量法－基于需求的频率保证有足够的空间可以容纳最大乘客需求，采用高峰时段的乘客数量来确定发车频率。为某个时段为第j时段的平均最大乘客数为载客率为公交容量

公式：为期望载客量①全天最大载客量法其中：为政策频率，或最小频率为j时段内在站i所有经过的公交车辆中的乘客人数，通过点查获得。为全天最大载客点，S为所有的车站为在全天最大载客点上第j时段的载客量为最大载客点上的全天载客量其中：数据获取方式：点查优点：需要的数据少，调查量小缺点：可能存在局部拥挤基本思路：公式：第22页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法（2）

频率计算方法①全天最大载客量法计算步骤Step1根据点查数据按时段列表整理Step2计算全天载客量Step3确定全天最大载客点算例一解：由题意，已知政策频率为3，每辆车期望载客量为50经计算，得到全天最大载客量为1740确定最大载客点为第3站，故以第3站作为频率的计算依据则：各时段的发车频率为：

Step4根据全天最大载客点上各时段载客量，计算发车频率Step5与政策频率进行比较，得到各时段发车频率4004204003202001740Excel求解算例2服务频率确定方法第23页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法（2）

频率计算方法②时段最大载客量法计算步骤Step1

根据点查数据按时段列表整理Step

2计算各时段最大载客量Step3根据时段最大载客量，计算发车频率Step4

与政策频率进行比较，得到各时段发车频率算例二为j时段最大载客量优点：最大限度满足乘客需要缺点：可能存在资源浪费公式：解：由题意，已知政策频率为3，每辆车期望载客量为50。由调查数据得到各时段的最大载客量以此作为频率的计算依据。则各时段的发车频率为：

400510400320220注意：基于需求的频率计算方法可以很好地满足乘客的需要，但高频率意谓着高运营成本，公交运营商将面临很大的成本压力。Excel求解算例2服务频率确定方法第24页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法（2）

频率计算方法方法二：载客剖面法－基于性能的频率6:00-7:00载客剖面图8:00-9:00载客剖面图2服务频率确定方法第25页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法（2）

频率计算方法③下界法为j时段的周转量为线路长度平均载客量下的频率在最大载客区段不致拥挤

（不超过容量）政策允许

可确定下界频率，即满足需求的最小发车频率，或处理以下问题：需求变化，不增加车辆车辆临时调往其它地方驾驶员临时不够用优点：导致不愉快的出行（拥挤），某些区段会出现载客量大于期望载客量

缺点：基本思路：公式：数据获取方式：跟车调查2服务频率确定方法第26页，共68页，2023年，2月20日，星期三算例三3.3.3运营计划制定方法（2）

频率计算方法③下界法计算步骤Step1根据调查数据按时段列表整理Step2计算各时段最大载客量Step3计算各时段周转量Step4按周转量计算各时段平均载客量下的发车频率Step5按容量计算各时段最大载客下的发车频率Step6将以上两个频率与政策频率进行比较，得到最终频率解：由题意，已知政策频率为3，每辆车容量为90.由公式，计算各时段周转量，如6:00-7:00时段为：平均载客量下的发车频率为：1285/(50*10)=4.446:00-7:00最大载客量为400,最拥挤情况下的发车频率为：400/90=4.44发车频率为：max(4.44,4.44,3)=4.44,其它时段类推Excel求解算例2服务频率确定方法第27页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法（2）

频率计算方法④服务水平约束法为j时段的周转量为线路长度

当时，对应方法②时，对应方法③当为载客量超过期望载客量的站点集。基本思路：既减少资源的浪费，又保证一定的服务水平。在方法③的基础上，增加服务水平约束，即载客超过期望载客量的路段长度应在一定范围内。公式：为服务水平调节系数优点：综合考虑了企业与乘客的利益缺点：服务水平调节系数难以确定2服务频率确定方法第28页，共68页，2023年，2月20日，星期三算例四3.3.3运营计划制定方法（2）

频率计算方法④服务水平约束法计算步骤Step1根据调查数据按时段列表整理Step2计算各时段最大载客量Step3将各时段载客量按降序排列Step4从高到低依次以当前载客量作为平均载客量，计算超过期望载客量的比例Step5根据设定的服务水平调节系数，确定平均载客量Step6按此平均载客量计算各时段发车频率Step7按容量计算最大载客下的发车频率Step8将以上两个频率与政策频率进行比较，得到最终频率Excel求解算例2服务频率确定方法第29页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法（3）

比较分析2服务频率确定方法Excel求解算例算例五第30页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法2服务频率确定方法（4）

方法选择载客密度：对数正态分布模型：其中：为标准化后的距离为标准化后的载客量如果，需采用跟车调查，获取载客剖面信息，运用方法③或④

如果，可同时采取点查与跟车调查，为未来的计划调整作准备

如果，可采取点查获取发车间隔信息，运用方法①或②第31页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法2服务频率确定方法作业一根据洛杉矶217路公交的调查数据，请用以上四种方法，运用Excel计算该线路的服务频率与发车间隔，并确定调整方案，并说明理由。

调查数据见frequencyexample.xls中的reallife工作表。

要求：提交《洛杉矶217路公交服务频率调整方案》报告，用A4纸打印，图文并茂。第32页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法3时刻表确定方法（1）目标：根据所需资源评价备选的时刻表根据乘客需要改善车辆的发车时间，同时，尽量减少资源消耗在某些可能的例外情形下，改变发车频率采用时间平滑过渡技术，减少乘客等

待时间采用多种频率确定方法与多种时刻表

确定方法，选择最佳方案第33页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法3时刻表确定方法（2）时刻表制定需考虑的问题：时刻表的类型

均匀时间间隔

均匀平均载客量频率确定方法经验法基于需求的方法基于性能的方法特殊要求时钟间隔

预先确定的发车时间第34页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法3时刻表确定方法（3）基准时间点的确定首末班时间

可通过问卷调查得到最大载客点时间

可通过点查与跟车调

查得到过渡时间点的确定

采用平滑技术员

第35页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法3时刻表确定方法（4）数据准备①时间点（timepoint）

往返行车时间（roundtriptime）②周转时间CycleTime

周转时间包括来回行车时间、逗留时间（Layovertime）以及额外逗留时间（excesslayovertime）Layovertime一般要考虑劳动法、安全需要以及乘客的利益等。Minimumcycletime:=(roundtriptime+min.layover/recovery)=(72+(10%×72))=(72+7.2)取整=(72+8)=80第36页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法3时刻表确定方法（4）数据准备③期望时间间隔四种方法④车辆数假设期望时间间隔为30min为小数，取3，但周转时间需要随之改变⑤额外逗留时间（excesslayovertime）可知：额外逗留时间＝90-80＝10min⑥服务时间范围（spanofservices）如6:00AM-10:30AM1:30PM-6:30PM第37页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法3时刻表确定方法（5）时刻表一般制定步骤Step1计算周转时间Step2确定车辆数Step3调整周转时间Step4确定起始发车时间Step5分配逗留时间Step6用电子表格确定时刻表第38页，共68页，2023年，2月20日，星期三某城市计划开行一条新公交线路，基本情况如下：服务时间:6:00AMto7:00PM时间间隔:30分钟运行方式:A——D,D——A修理厂:A和D附近至修理厂的空驶时间:至A修理厂10分钟，至B修理厂20分钟里程与运行时间如下：1.38miles2.87miles2.22miles3.3.3运营计划制定方法3时刻表确定方法（6）一个简单算例第39页，共68页，2023年，2月20日，星期三1.38miles2.87miles2.22miles3.3.3运营计划制定方法3时刻表确定方法（6）一个简单算例Step1计算周转时间往返行车时间：逗留时间：周转时间：Step2确定车辆数Step3调整周转时间周转时间调整为：逗留时间调整为：额外逗留时间：Step4确定起始发车时间A—D：D—A：Step5分配逗留时间Step6用电子表格确定时刻表算例六Excel求解算例第40页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法3时刻表确定方法（7）首末站发车时间的图上作业法前面的方法简单易行，但存在如下问题：没有考虑需求的变化（高峰、平峰）首末站发车时间随意性较大（逗留时间人为确定）无法满足特定需要（如学生放学）在确定时刻表时，如果确定了首末站的发车时间，则线路上各时间点的时间便可确定。这种先确定首末站发车时间再确定其它站点时间的时刻表确定方法，称为“锚固”法。可用图上作业法确定。①均匀发车时间间隔制图：以时间作为x轴，以累积发车频率作为y轴，以各时段发车时间间隔的倒数为斜率构造彼此相连的曲线。时间累积频率图上作业法：Step1确定首班车的发车时间；Step2从频率为2开始，从y轴沿水平方向画直线，与曲线相交后，再沿垂直方向画直线，与x轴相交；Step3计算与x轴的交点对应的时间，即为该班车的起点发车时间差；Step4重复2和3，直到完成所有的班次。注意：不同的频率确定方法，对应不同的发车时间。第41页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法3时刻表确定方法（7）首末站发车时间的图上作业法①均匀发车时间间隔算例七解：制图如上所示。已知首班车的发车时间为6:00，则频率为2（第2班车）时，其对应的时间：频率为4（第4班车）时，其对应的发车时间：第42页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法3时刻表确定方法（7）首末站发车时间的图上作业法②均匀载客量制图：以时间作为x轴，以累积载客量作为y轴，以各时段乘客均匀到达率为斜率构造彼此相连的曲线。时间累积载客图上作业法：Step1确定首班车的发车时间；Step2以为一个单位（一个单位对应一台车），从y轴沿水平方向画直线，与曲线相交后，再沿垂直方向画直线，与x轴相交；Step3计算与x轴的交点对应的时间，即为该班车的起点发车时间差；Step4重复2和3，直到完成所有的班次。注意：不同时段的可能不同不同的频率确定方法对应不同的发车时间第43页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法3时刻表确定方法（7）首末站发车时间的图上作业法算例八解：制图如上所示。已知首班车的发车时间为6:00，6:00-7:00的期望载客量为50，7:00-8:00的期望载客量为60。第2班车的发车时间为对应的X值，即：第4班车的发车时间为对应的X值，即：②均匀载客量第44页，共68页，2023年，2月20日，星期三4车辆计划（vehiclescheduling/blocking）3.3.3运营计划制定方法（1）目标：确定单个车辆的运行安排，包括：出场时间（pullouttime)运行趟次与时间进场时间第45页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法4车辆计划（vehiclescheduling/blocking）（2）准备工作①线路时刻表②逗留时间(layovertime)与恢复时间(recoverytime)区别：

恢复时间是指为保证班车的准点到达而预留的时间。当车辆晚点到达时，可通过压缩恢复时间来保证下一班次的准点到达。逗留时间则是通过劳工谈判或相关法律规定的驾驶员休息时间。

有时，将两者的和统称为逗留时间。③车辆逗留地点单趟逗留多趟逗留④线路组织方式单线路运行多线路运行⑤劳动协议第46页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法4车辆计划（vehiclescheduling/blocking）（3）计划步骤Step1数据准备Step2从第一个班次开始，安排第一辆车，并编号Step3计算返回时间，寻找匹配班次Step4重复操作，直到工作时间结束Step5继续其它班次的车辆安排Step6更新车次表第47页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法4车辆计划（vehiclescheduling/blocking）（4）算例继续前面的算例，某城市计划开行一条新公交线路：－线路时刻表如右图所示－逗留时间包括恢复时间－A、D两站均逗留－单线路组织－没有额外的劳动协议1.38miles2.87miles2.22miles算例九第48页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法4车辆计划（vehiclescheduling/blocking）（4）算例Step1数据准备Step2从第一个班次开始，安排

第一辆车，并编号Step3计算返回时间，寻找匹

配班次Step4重复操作，直到工作时间

结束Step5继续其它班次的车辆安排Step6更新车次表第49页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法4车辆计划（vehiclescheduling/blocking）（4）算例第50页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法4车辆计划（vehiclescheduling/blocking）（4）算例第51页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法4车辆计划（4）算例第52页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法5人员计划（crewscheduling/runcutting）（1）目标合法解：“Legal”Solutions有效解：EfficientSolutions潜能解：“Streetable”Solutions友好解：“Friendly”Solutions第53页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法5人员计划（crewscheduling/runcutting）（2）排班方式Multi-PieceStraight1-PieceStraightBreak

(paidorunpaid)SplitRunBreak

(‘swing’,normallyunpaid))PartTimeRun第54页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法5人员计划（crewscheduling/runcutting）（3）时间构成Report0:15RevenueTime7:15Travel/Pull0:20SignOff0:10TotalHours=8:18Travel/Pull0:18Report0:15Travel/Pull0:20RevenueTime3:15Travel/Pull0:15SignOff0:05Report0:10Travel/Pull0:18RevenueTime3:00Travel/Pull0:20SignOff0:10UnpaidBreak(Swing)3:00TotalHours=8:08TotalSpread=11:08第55页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法5人员计划（crewscheduling/runcutting）（3）时间构成第56页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法5人员计划（crewscheduling/runcutting）（4）数据准备①车次表②劳动协议规定的工作时间③成本约束④换班类型、地点与时间⑤加班制度以及费用计算方法⑥时间构成第57页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法5人员计划（crewscheduling/runcutting）（5）计划步骤Step1数据准备Step2计算排班数Step3确定排班方式Step4从连续班次开始，分割时间Step5安排间断班次，组合排班Step6计算每班运行时间参数Step7计算每班带薪时间Step8检查是否满足成本约束，是，结束，否，转Step4第58页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.3.3运营计划制定方法5人员计划（crewscheduling/runcutting）（6）算例WorkRuleRequirementMinimumPlatformTime(fulltimerun)6:00MaximumPlatformTime10:00MinimumPlatformTime(tripper)2:00MaximumPlatformTime(tripper)5:59ReportAllowance(startofrun)0:15ClearAllowance(endofrun)0:15ClearAllowance(endoffirsthalfofsplitrun)0:05ReportAllowance(startofsecondhalfofsplitrun)0:15MaximumSpread13:00RunTypeLimits50%minimumstraightruns25%maximumsplitruns25%maximumtrippersGuarantee(Daily)8:00Overtime(Daily)Timeandahalfover8:00SpreadPenaltyTimeandahalfover10:00ReliefsMustbeat‘PointA’Allreliefsaretakenastravelsusingacar0:10traveltimefromgaragetoPointAStep1数据准备算例十第59页，共68页，2023年，2月20日，星期三公交排班尽可能做到不加班理想时间=

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