306路发车频率与间隔设计说明

./市306路公共汽车行车作业计划编制——发车频率与发车间隔的设计目录1、研究背景2、研究目标3、设计原理与方法3.1最大客流〔站点调查方法3.1.1方法1——基于每日最大客流点3.1.2方法2——小时最大客流点3.2断面客流〔跟车调查方法3.2.1方法3——基于载客公里数据3.2.2方法4——限制拥挤路段长路4、基于市306路的发车间隔与发车频率的计算与分析4.1概述4.2运用最大客流〔站点调查方法计算与分析4.2.1方法1〔每日最大客流点4.2.2方法2〔小时最大客流点4.2.3方法1与方法2的对比分析4.3运用断面客流〔跟车调查方法计算与分析4.3.1方法3——基于载客公里数据4.3.2方法4——限制拥挤路段长路4.3.3方法3与方法4的对比分析4.4四种方法的区别与联系5、总结参考文献附录1、研究背景随着经济的发展,城市道路拥挤问题越加体现出来,发展城市公共交通成为缓解交通压力的重要手段。提高公交服务水平,吸引更多出行者采用公交方式出行,才能真正发挥城市公共交通的优越性。公交服务的主要决定因素之一是根据每天中不同时刻、每周种不同的天以及日期的类型为系统中的每条公交线路选择最合理的发车频率〔辆/h,发车频率的确定是创建行车计划的重要基础。发车间隔过小或发车频率过大,则会造成平峰时段运力资源的浪费,发车间隔过大或发车频率过小,则会造成高峰时段过于拥挤,甚至不能满足出行需求,公交服务水平降低,乘客满意度下降。2、研究目标根据每天中不同时刻、每周种不同的天以及日期的类型为系统中的每条公交线路选择最合理的发车间隔与发车频率〔辆/h,在保证服务质量的前提下,尽量减少公交车数量,降低运行成本,时间公交运行合理化。3、设计原理与方法根据Furth和wilson<1981>的研究,公交企业建立发车间隔一般基于已有的拥堵时段的服务标准和法定的服务间隔。这种标准基于以下两个要求：〔1提供适当的空间满足乘客的需要；〔2设置发车间隔的上限,已确定保证服务水平的最小发车频率。第一个要求作用于客流大的线路时段〔高峰时段,第二个要求作用于客流量小的时段。该报告应用的方法主要有：〔1基于站点调查数据〔最大客流确定发车频率的两种方法；〔2基于跟车调查数据〔断面客流的两外两种方法。公交服务的基本目标之一就是保证给定时段的载客量与公交线路沿线上的最大客流量相适应。将该时段表示成j〔通常为1h。基于高峰客流因子的概念,时段j所需的车辆数为式中,——时段j观察到的最大客流量〔最大载客量；——单位公交的运力〔座位数加上最大无座乘客数,〔注：设定306路=80人；——时段j的客流因子,；——记为,表示时段j的期望拥挤度,〔注：设定306路=50人。3.1最大客流〔站点调查方法通常依据历史跟车调查数据或机动调查人员提供的信息,选择最大客流段的起始站点进行最大客流数据统计。根据最大客流站点的选择不同,通常又可分为两种方法：基于每日最大客流点的方法一和基于各时间段的最大客流点的方法二。3.1.1方法1——基于每日最大客流点该方法中,调查者被分配到一个站点进行客流统计,而且该站点为沿线中每日客流最大点,该调查者全天只在一个站点统计,而不是根据时段的不同在不同的最大客流站点间轮换。式中,——时段j最小期望发车频率〔法定发车间隔的倒数,〔注：根据实际情况,在下面的案例分析中取；——时段j离开站点i的所有车辆运载乘客总数的统计学指标；——时段j每日最大客流点的〔平均观测流量；——每日最大客流点的总客流量；——线路全部站点i的集合；——每日最大客流站点。3.1.2方法2——小时最大客流点该方法中,调查者根据时段的不同在不同的最大客流站点间轮换调查,得到该时段最大客流点的客流量。式中,——时段j观察到的最大客流〔针对所有站点。3.2断面客流〔跟车调查方法如果以最大客流点来进行发车间隔与发车频率的设计,势必会造成无效运力过大,即非高峰时段运力资源的浪费。下面使用断面客流曲线提供的附加信息,通过引入基于载客公里而非最大客流因子的发车频率确定方法来解决运力资源浪费严重的问题。3.2.1方法3——基于载客公里数据方法3是基于平均值,它能确保在最大客流路段上,在给定的运力c的情况下,乘客不会感觉到过于拥挤。这种方法适用以下情况：计划人员了解期望的运营车辆数〔发车频率,同时期望拥挤度标准的约束被放宽,并避免乘客在平均等待时间不能乘车的情况发生。式中,——站点i与下一站i+1之间的距离；——时段j的断面客流曲线下的乘客公里数〔人km；L——线路长度。3.2.2方法4——限制拥挤路段长路但方法3在乘客出行距离延长时可能引起满意度下降,为了消除或减少这个问题,方法4通过限制客流量大于期望拥挤度的线路占线路总长度的比例来保证服务水平。约束条件〔s.t.式中,——时段j的断面客流大于发车间隔的所有站点的集合；——时段j允许大于发车间隔线路长度的控制参数。需要说明,在和时,方法4分别等价于方法2和方法3.4、基于市306路的发车间隔与发车频率的计算与分析4.1概述市306路公交是最主要的城市公交线路之一,承担着市最主要的道路——人民大街的客流运输工作,306路从市政府出发,途径大学,大学南岭校区等多所大学,以及路等重要商业中心,最后到达市最重要的客流集散点——火车站,运输线路长,客流量大,合理设计306路发车间隔与发车频率,提高306路服务水平,成为提高市公交整体服务水平的重要途径之一。由于306路线路长,站点多,且调查人员有限,本小组采用跟车调查的方法,12个人两两一组,分别在早高峰、平峰、晚高峰从市政府乘坐连续的六辆公交车。记录车辆到达各站点的时刻,上车人以及下车人数。调查数据整理得到各时段各站点单位时间〔1h客流集散量以及端面流量,由于在进行发车间隔与发车频率计算过程中,只考虑高单向客流量,而306路下行线路〔从火车站至市政府由于道路施工的影响,客流量相对较小,于是在设计过程中,用上行线路〔从市政府至火车站的客流量,各时段上行客流量统计见附录一。4.2运用最大客流〔站点调查方法计算与分析利用百度地图测量出个站点之间的距离,并将附录一中的表1、2、3整理得表4：沿线站点间距及各路段客流量统计表,见附录一。由表4得下图,图中条纹部分为每日最大客流点对应的客流量,阴影部分为各时段最大客流点的客流量。图1306路沿线各站点早高峰、平峰、晚高峰客流量统计图4.2.1方法1〔每日最大客流点早高峰：平峰：晚高峰：4.2.2方法2〔小时最大客流点早高峰：平峰：晚高峰：4.2.3方法1与方法2的对比分析表1：时段方法一方法二〔每日最大客流点〔小时最大客流点F1j/〔辆/hH1j/〔minF2j/〔辆/hH2j/〔min早高峰23.042.6023.522.55平峰14.524.13154.00晚高峰16.23.7016.23.70虽然方法1在节省数据采集成本方面较方法2具有优势,但不能保证结果的准确性,如果从统计学来看两者的区别并不明显,那么使用方法1更好。这个比较可以通过对两种数据样本空间的假设检验来进行,这里不进行进一步论证。由表1可以看出,在本例中方法1与方法2的计算结果差异并不大,所以为了节省数据采集成本,可采用方法1。4.3运用断面客流〔跟车调查方法计算与分析跟车调查采集的数据能够使计划人员观察到不同站点间的客流变化,这里称为断面客流。4.3.1方法3——基于载客公里数据以下图2为例,如果按照最大客流点来设计发车间隔,在观测的平均最大小时客流点画一条直线,那么该直线一下、断面客流曲线以上的阴影部分区域则表示无效运力。如果以最大客流点来进行发车间隔与发车频率的设计,势必会造成无效运力过大,即非高峰时段运力资源的浪费。下面使用断面客流曲线提供的附加信息,通过引入基于载客公里而非最大客流因子的发车频率确定方法来解决上述问题。图2早高峰时段客流量与无效运力示意图早高峰：平峰：晚高峰：表2：时段方法三F3j/〔辆/hH3j/〔min早高峰15.63.85平峰106.00晚高峰11.055.434.3.2方法4——限制拥挤路段长路但方法3在乘客出行距离延长时可能引起满意度下降,为了消除或减少这个问题,方法4通过限制客流量大于期望拥挤度的线路占线路总长度的比例来保证服务水平。要实现上述目标,就要限制时段j的断面客流大于发车间隔的站点间的距离,针对于取值的不同,得到不同时段断面客流大于发车间隔的站点间的距离的围,见下表。表3：时段10%20%40%早高峰平峰晚高峰〔1以早高峰时为例,按客流量从大至小排序,并计算出站点间累计长度〔该长度是指从本站点至上行的下一站点的距离,如下表：表4：站点〔上行早高峰客流量距离〔km累计长度〔km15新文化报社11760.3510.35112路11700.7681.11910学人书店11610.3381.45714南湖大路11580.3171.7749惠民路11520.7962.57013工农广场11520.3312.90116湖宁路11460.4823.38311自由大路11430.3963.7798解放大路11340.4134.1927人民广场10530.7644.95617繁荣路9600.5225.47818公交巴士公司8460.3485.8266路8400.8126.63819大学7560.7557.39320理工大学6900.1817.5745北安路6030.2827.85621幸福综合市场6030.3718.22722幸福嘉园5100.4728.6994新发广场4890.3209.0193胜利公园4230.3209.3392长江路3480.67210.0111站2340.50510.51623南环城路2041.30011.81624市政府11.816总计12km当时,满足表3的条件,所对应的客流量分别为1170、1158、1134所以：〔2在平峰和晚高峰时段,计算方法同上,数据见附录5、附录6,计算结果见下表：表4：时段方法四10%20%30%F4j/〔辆/hH4j/〔minF4j/〔辆/hH4j/〔minF4j/〔辆/hH4j/〔min早高峰23.52.5523.162.5922.682.65平峰14.824.0514.14.2612.844.67晚高峰16.23.7015.723.8214.944.024.3.3方法3与方法4的对比分析表5：时段方法三方法四10%20%30%F3j/〔辆/hH3j/〔minF4j/〔辆/hH4j/〔minF4j/〔辆/hH4j/〔minF4j/〔辆/hH4j/〔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,在时,方法4分别等价于方法3。其实,当<为等于于发车间隔是所对应的累计站点距离>时,方法4就等价于方法3了,例如在早高峰时,,即时,方法4就等同于方法3了。同理可计算出平峰时、晚高峰时,方法4等同于方法3。4.4四种方法的比较图3早高峰客流量及各方法允许载客水平示意图从图3中可以看出,如果按照方法2来设计发车间隔与发车频率,不会存在拥挤路段,但很多情况下运力不能被充分利用,按照方法3来设计,则有相当长的路段会过于拥挤,势必会造成服务水平的降低,降低乘客的满意度。方法4按照取不同的值,会设计出不同的方案。随着取值的增大,允许载客水平线从方法2对应的位置开始不断降低,降到某一值〔早高峰时时,与方法3重合,之后随着的增加,允许载客水平线不再变化。可见方法4设计的结果介于方法2与方法3之间。不同公交线路可以根据预期服务水平设定控制参数设计发车间隔与发车频率。5、总结运用上述方法设计发车间隔与发车频率与实际情况比较相符。要想运用方法4设计出实时的发车间隔与发车频率需要进行全天的跟车调查,获得沿线各个站点、各个时刻的客流量,但在本次课程设计中,由于人员、时间和经费等原因,只调查了早高峰、平峰、晚高峰时间段的客流量,且各时段调查时间也不充分,因此只能粗略的设计出市306路的发车间隔与发车频率。参考文献[1]Avi.Ceder著,关伟等译,《公共交通规划与运营——理论、建模及应用》,清华大学,2010-05。[2]浩,《运输组织学》,中国铁道,2004-03附录附录1：早高峰上行客流量站点早高峰上行上车人数早高峰上行下车人数站点集散量路段客流量小时站点集散量小时路段客流量总计总计1站07878782342342长江路038381161143483胜利公园12627141814234新发广场12324163724895北安路442462011386036路281832802498407人民广场6778335124910538解放大路11384937814711349惠民路172340384120115210学人书店14173138793116111自由大路241842381126114312路2111339039117013工农广场221638384114115214南湖大路11132438672115815新文化报社182442392126117616湖宁路1772438272114617繁荣路72108232024696018公交巴士公司4134428213284619大学3443825211475620理工大学3194023012069021幸福综合市场3343720111160322幸福嘉园310311709351023南环城路10201026830620424市政府68068204LINKC:\\Users\\admin\\Desktop\\课设\\数据处理.xlsSheet4!R1C1:R26C7\a\f4\h附录2：平峰上行客流量站点平峰上行上车人数平峰上行下车人数站点集散量路段客流量小时站点集散量小时路段客流量总计总计1站01281281283843842长江路034341621024863胜利公园01616178485344新发广场066184185525北安路51520194605826路47861332333996997人民广场1128392501177508解放大路181533247997419惠民路20153524210572610学人书店24174123512370511自由大路2210322239666912路7292182765413工农广场84122143664214南湖大路5052091562715新文化报社226281938457916湖宁路5051881556417繁荣路303331619948318公交巴士公司262281378441119大学263291148734220理工大学25631959328521幸福综合市场24832799623722幸福嘉园7310753022523南环城路361374011112024市政府40040120附录3：晚高峰上行客流量站点晚高峰上行上车人数晚高峰上行下车人数站点集散量路段客流量小时站点集散量小时路段客流量总计总计1站01181181183543542长江路051511691535073胜利公园31821184635524新发广场2810190305705北安路71724200726006路571091662524987567人民广场2528532551597658解放大路1929482651447959惠民路29346327018981010学人书店27154225812677411自由大路16203626210878612路67132633978913工农广场206262497874714南湖大路155202396071715新文化报社245292208766016湖宁路227292058761517繁荣路3554017512052518公交巴士公司235281578447119大学273301339039920理工大学166221236636921幸福综合市场26127988129422幸福嘉园19625857525523南环城路459544916214724市政府49049147附录4：沿线站点间距及各路段客流量统计表附录5：站点〔上行平峰客流量距离〔km累计长度〔km7人民广场7500.7640.7648解放大路7410.4131.1779惠民路7260.7961.97310学人书店7050.3382.3116路6990.8123.12311自由大路6690.3963.51912路6540.7684.28713工农广场6420.3314.61814南湖大路6270.3174.9355北安路5820.2825.21715新文化报社5790.3515.56816湖宁路5640.4826.0504新发