《公交线路站点布局优化实例研究》8700字（论文）

公交线路站点布局优化实例研究摘要对于现在公交线路出现的问题来说，公交线路站点布局优化能够快速有效地解决问题。目前公交线路出现的问题有公交性价比低、某些公交线路段重复、线路的直线系数过低、公交线路的方向走势和客流方向有差距等。公交线路站点布局优化可以让城市里的交通堵塞问题得到改善，是一个很具有性价比的方案措施。一个城市历史发展对于公交线路站点来说影响很大，再加上公交线路站点整体优化难度偏大、操作起来很麻烦，本文对一条公交线路进行分析优化，对这条公交的站点、站间距等方面优化，让公交线路能够更加便利我们的生活。本文主要研究166路公交车，从166公交车的线路站点、站间距、行程速度和时间方面进行优化，让本文提出的优化意见方案能够实践验证。关键词关键词：公交站点；布局优化：线路优化目录TOC\o"1-2"\u一、绪论 -3-绪论研究背景公交线路是城市公共交通依托城市道路布设的车辆停靠站点和车辆行驶线路组成的城市客运交通线路。公交线路是公交运行的基础，提高公交客流吸引率和公交系统服务水平的根本就是优化公交线路，其也是最有效、最经济的手段。根据调查统计，得出我国城市公共交通主要存在以下几个方面的问题：基础设施投资短缺。在中国的大部分城市，虽然在公共交通建设方面投入了大量精力，但是公共交通问题没有得到足够的重视，公共交通设备这方面没有及时的更新，跟不上城市发展的速度。公交覆盖不足，部分线路过长，造成对车辆数量要求高，等待时间长，发车间隔长，舒适性差，公交车到达也不准时，经常出现满载的情况；部分线路又太短，造成公交车每班的时间就很短，发车出行频率很高，过分的占用站点资源，经济效益很低。城市公共交通结构单一。现在中国除少数城市建设了地铁和轻轨交通外，大多数城市还是只有传统的公交车，缺乏大容量的快速铁路、立体交通系统。城市居民多次乘坐公交车出行，导致公交线路在直达时不能满足乘客出行的需要。公交线路绕道这方面的现状很严重，不能使乘客的出行效率得到保障，乘客们不能快速到达目的地。线路之间客流量差距较大，公交线路没有科学的分配客流。通过实践表明，优先发展公共交通是缓解国内外大中城市交通问题的最有效的手段，优化公交线路能使公共交通发展的更快，交通问题能够得到明显的解决，公共交通只有在合理的交通管理与布局的条件下，才能够充分体现公共交通带给我们生活上的便利快捷。研究的主要内容首先介绍了公交线路的研究背景，本文主要着重于研究一条公交线路站点的优化，重点分析单一线路布局，提出实现单一公交线路优化的可行性方法，让公交线路能够更加便利我们的生活。以166公交车线路为例，先对这条公交线路的线路行程速度进行分析，其次在对166公交线路战首末站及中途站点的设置进行优化分析，最后优化166公交线路的站间距，使得这条线路整体的效率和性价比得到提高。相关理论及方法2.1公交站点规划原则公交站点分为三种类别，分别是首站、末站、中间站，新开发一条公交线路的先决条件是首站和末站，接着根据公交线路的实际情况确定中途站。1、公交首末站公交车首站是公交车的出发站，是公交车辆停放的地方，是公交司机整顿休息、检查和修理车辆的地点，公交线路的运行离不开首站。末站是这条公交线路的终点站，如果终点站有停车场的话，可以让部分公交司机把公交车停放在里面，顺便在公交站台室内休息，公交末站是专门用来调整线路车辆与车辆之间间距的地点，当公交线路比较大时，副站会安排专门的调度工作人员来处理因交通拥挤等问题造成的运营秩序问题。公交首末站规划时应该注意的事项：①公交首站的选择地点应该是交通不拥堵的地点，公交首站的出口和入口不能太靠近路口，在一定情况下可以设置信号灯来缓解出入口车带来的压力；②公交首末站的选择地点应该市民居住集中的地域，可以使大多数出行的人们到第一个汽车站（出发站）的距离不超过400米，最大不超过800米。如果当公交末站有停车场时，这时也可以称之为副站，选择副站地理位置的标准应当于公交首站相同，如果当公交末站没有停车场时，那么此时地理位置的选择只要求公交车辆能够调头和末站四周的交通状况良好，其他条件应该与中间站点标准一样；③第一站和最后一站的规模大小应首先考虑能够装的下多少条公交线路和多少辆公交车，以及周围的客流量来决定。此外，还要考虑周边地区的发展以及车站在整个公交网络中的地位和作用；④首末两站的设置要求是在高断面车站附近和主要客流方向的上游，这样更有利采取一定的调度措施来满足客流需求，使线路的运行秩序变得更加有序，让百姓的出行服务更便捷。2、公交车中途站点一般情况下线路的第一站和最后一站确定下来之后，才能够设置中途站点，路线的方向也是在线路的主要路段确定之后。需要注意以下几点：中间站点应该设置在道路上人流量比较集中的点位上公交车能够安全停靠在路边也是中间站点建设的考虑点；（3）在设置车站时，既要考虑到不能过于靠近路口而影响交通，又要考虑到不能离路口太远，让需要过路口的人能够快速到达车站，交叉口附近的中途站点最好设置在下行方向50米以外，在车流量大的路口应增加至100米以外。（4）中间站站距受客流分布、道路等级、路口情况、安全系数等多种因素的影响。车站与车站之间距离过大，虽然让乘客短距离旅途的乘坐体验会因为走路抵达车站的距离增加而变差，但会让公交站点的个数减少会使得司机停车到站的频率减少，减少车辆自身的损耗，降低成本支出。车站之间距离过小会增加车站个数，缩短人步行到车站的时间，有利于吸引短途旅客，但由于车站个数增加，停车时间将会变长，乘坐距离比较远的乘客将会不愿意再次乘坐，公交车的成本因为经常刹车耗费机油而增加，司机也会操作的更频繁，变得更累。公共交通系统中公交车型和线路类别间距如表2.1。表2.1公共交通系统的站间距类别表公共交通系统普通公交大站快车中运量、BRT市区线500-8001500-2000800-1000郊区线800-10001500-25001000-15002.2公交线路调整优化步骤第一步：首先要明白是选择减少公司的成本，让运行效率低下的公交线路得到优化，或者是选择让公交线路跑的范围更广阔，使市民都能乘坐公交车出行。第二步：留意限定条件，当公交线路站点优化发生在一定约束范围内，这样的优化才能更符合实际情况。下面是两个对于线路优化很关键的2个约束范围：城市道路网条件的约束城市道路网为新公交线路的开发、线路的运行、线路站点的优化提供了便利，假如干线公交车线路设定在微循环路面上，不但干线公交车线路不可以一切正常运作，并且很有可能对全部道路网造成很糟糕的情况。不一样等级的公交车线路，那么公交车行驶的道路等级也会有区别，公交支线能在各种道路上，而公交干线只能在快速路和主干路，公交次干线只能在主干路和次干路。首末站的约束首末站对公交车线路来说起着关键性作用，我们需要多加研究首末站的优化，第一，保证线路优化调整时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应与线路级别相对应。第三步：优化线路走向①线路长度调整根据《城市道路交通规划设计规范》，公交汽车主要线路最佳的长度为8~12千米，公交线路长度如果太短，一种是与单车等非机动车造成市场竞争，公交车的乘客数量就会不稳定，另一种是司机开的公交线路长度越短，开的公交班次也就越多，在公交首站滞留的次数越多，那么有效工作时间也就越短，不能将人力资源进行有效地运用。公交线路长度的设置规则如表2.3。线路长短不符合标准要求，就要看公交线路的实际情况来对长度调整。表2.3不同城市规模对应不同等级线路长度城市规模大城市中等城市小城市大于200万100-200万小于100万Tmax(min)6050403525Vq（km/h）干线2525251818次干线18-2018-2018-20支线151515Lmax(km)干线252017107次干线18-2015-1712-13支线151210（1）式中：Tmax——95%居民单程出行时间（分）Vq——公交车平均车速（千米/时）②非线性系数调整计算线路非线性系数可以从一方面评价线路的合理性。非直线系数计算结果过大的话，那么说明公交车走的线路太绕了，行车时间大大增加，乘客走到目标站点所花费的时间也将增加。线路非线性系数不可超出1.4，最好在1.15—1.20中间。参照公式为：μ=（k/d）max≤1.4（2）式中：k一公交线路的长度（km）；d—线路首末站站间空间直线距离（km）。表2.4不同等级公交线路直线系数非直线系数公交干线小于等于1.4公交次干线小于等于1.5公交支线小于等于1.6③线路重复系数调整现阶段，在中国很多大城市的线路重复系数都很高，各种类别的公交线路条数也是有规定上限的。线路重复系数反映了公交交通线路的重复程度高低，有些邻近相同的站点开发了十多条线路，一旦遇上市民集体上下班的时间段，相同站点的公交车就要在公交站外依次排队等候，很浪费出行效率，所以调整线路重复系数很重要，让道路网的布局更加合理。第四步：遇上站点附近客流量过大、道路拥挤等情况时，就要采取其他方面的辅助对策来优化，主要是区间车、调整公交班次间隔等措施来调整的。輔助对策能够很轻松解决公交车客流量过大等道路状况问题，实施起来也比较方便。166路公交站点问题分析3.1166公交线路现状166路公交北至新都汽车站，南至植物园站，166的公交线路基本特征：公交站点总个数为15个，线路总长度为8.57千米，其中经过的主干路长度为3.427千米，城市支路的长度为3.807千米，次干路长度为1.336千米，公交专用道长度为1.41千米，占这条线路长度的16.45%。线路经过新都区和金牛区两个区县，15个公交站点分别是：新都汽车站-新泰路口站-南景湾站-电子路口站-新都南一环站-新都南二环站-海都路口站-传化国际新城站-三原学校站-明天路站-三河站-流溪苑站-万科双水岸站-长胜六队站-医学院站，公交经过军区医院、医学院、植物园、富森美家居等人流大的地带。图3.1166公交线路图3.2166公交线路存在的问题经调查可知，166公交线路的线路长度为8.57km，从首站到末站的空间直线距离为5.33，用非直线系数公式算出非直线系数为1.61，166公交线路非直线系数偏大，城市道路规划标准规定非直线系数最大不能够超过1.4，由此可得出166公交线路比较绕，乘客到达目的地花费的时间比较久。公交平均站距的计算方式是总线路长度之和乘以二，除以站点总数得出结果，166路公交平均站距1.14km，从平均站距分析来看，超过了普通公交最大站距1km，会使得乘客步行到公交站点平均距离很大。3.3166公交线路问题因素分析3.3.1公交客流特征公交客流特征主要以下三个方面：公交客运需求量、人流量的分布情况、客运周转量。公交客运需求量是市民出门选择做公交车的人数，这个数据可以用来制订发车时间表和判断线路需要多少辆公交车。人流量的分布情况可以看出市民出门需求的时间和位置分布，客运周转量是运送旅客人数与运送距离的乘积，反映了公交运输工作量，数据越高，需要的车辆越多、需要的车型越大、两辆公交车班次出发时间相差越小。3.3.2车辆运营特征运行速度决定着一个公交线路运营技术的好坏。车速比一般公交速度快，这条线路的公交车需求量越低，所花费的周转时间也就比一般公交车短，公司花费的成本也就越少。车速务必要在道路法律法规限定以内，不可以超出车速规定，这样才能使乘客的安全得到保障。3.3.3公交线路特征①公交线路长度公交线路的长度可以决定运营管理组织技术，如果公交线路过长，就会使周转时间变长，那么受路况的影响也就越大，公交汽车调度也就变得困难。公交线路过长的话，司机半路不能上厕所，待在车上很久，驾驶公交车的难度也就增加。②道路通行能力在城市中，道路资源比较稀缺，线路运力配置的大小是由于道路通行能力的变化，不同车型的车辆应该在其规划的道路行驶。公交线路站点优化4.1166公交路程速度分析图4.1166公交车高峰平峰速度折线图从运行速度高低上分析：①166公交车，看高峰速度这根线，从三河站出发到流溪苑站之间路段速度达到最低，仅为5km/h左右；②平峰时166公交车的最高速度为25km/h，高峰时166公交车的最高速度为21km/h，平峰时最低车速为10km/h，高峰时最低车速为5km/h。③无论是高峰还是平峰，各路段的运行速度都有较大的波动，受到路况、交通运行状态等多种因素的影响。从两根折线的运行速度比较上分析：三原站点到流溪苑站点这两个站点内的路段，高峰速度没有平峰速度快，说明该地区内的公交运行受交通状况的影响较大，同时该地区高峰时段与平峰时段在这方面有很大的差异；万科双水岸站点到医学院站点，高峰速度几乎和平峰速度持平，说明这个区域段的路况高峰和平峰时都一样；4.2时间综合分析表4.1166公交车行程时间表车站牌号车站名字车站名字高峰行程时间（秒）平均行程时间（秒）1新都汽车站新秦路口站148.51153.602新秦路口站南京湾站123.591.493南京湾站电子路口站83.4371.794电子路口站新都南一环站103.1668.415新都南一环站新都南二环站267.25154.766新都南二环站海都路口站132.55127.637海都路口站传化国际新城站92.4896.388传化国际新城站三原学校站149.9186.209三原学校站明天路站97.4161.0310明天路站三河站320.56171.1411三河站流溪苑站178.96112.7612流溪苑站万科双水岸站176.65183.6513万科双水岸站长胜六队站163.47143.6214长胜六队站医学院站69.7845.32大部分的站点高峰行程时间显著超过平峰行程时间，这表明在高峰期这些路段行驶的车使得公交车的到站时间延后了，说明车辆的行驶路况很符合日常规律。无论是高峰时期还是平峰时期，从明天路到三河站的两个行程时间都很大，说明这个路段的路况一直很堵塞；最后一个路段从长胜六队到医学院的时间很短。表4.2166站点停留时间166路公交站均值（秒）标准差（秒）新都汽车站56.9817.36新泰路口站15.642.03南京湾站58.8231.48电子路口站29.1119.43新都南一环站74.6730.41新都南二环站19.2610.17海都路口站33.936.36传化国际新城站44.5911.97三原学校站30.308.53明天路站13.482.84三河站38.267.91流溪苑站36.6520.45万科双水岸站31.477.72长胜六队站45.828.76医学院站40.0711.21166路公交车全部站点停留时间均值都在75秒以内，数据跌宕起伏，可以初步推断：新都南一环乘客的流动比较大，新泰路口站、新都南二环站、明天路乘客的流动较小。4.3公交首末站优化方法首站和末站的位置可以通过比较该地区每小时的最大客流量和经过该地区的所有巴士路线的通行能力来确定。当每小时最大客流量大于经过该站的所有巴士线的总载客量时，应设置第一站和最后一站，以满足区内居民的出行需要，否则无须设置车站。可以用以下公式计算表明某一站点的运力：（3）式中：R0——1个中途站点的载运能力（人次/高峰小时）；n——高峰小时平均每车从中间站点搭载的乘客数；TH——该中途站点高峰小时途径车辆的间隔；应当把中间站点设为首末站的标准可以描述为：(4)当乘客总数大于则不需要设置首末站，反之则亦然；式中：R（f）——f区域内的全部中途站点的运力；N（i）——f区域的全部中途站点总数；一个地区的中途汽车站点数量取决于该地区的面积、客运量、道路和交通水平以及公交线路的数量，上述因素都能够影响这个地区中途站点的设置，中途站点的设置要按照当前地区的实际情况来进行安排。站点设置应根据实际情况，没有特殊情况影响下的主要因素是站点间距，可以用以下公式来确定一个地区的站点总数：(5)式中：N0——某一区域站点总数；Ρ——某一区域公交线网平均密度；S——某一区域的面积（km2）；D——某一区域平均站间距（km）；在未来的规划中如果有住宅小区、购物商场等人群比较集中的场所，即便人流量的数值不支撑能够建设新的公交站，也可以提前商量建新公交站。4.4公交中途站点的设置公交中途站点设置的关键点在于站间距，控制好了站间距，就相当于控制乘客步行到公交站的时间。车站中间间距过远会使乘客从起始点徒步到车站的时间增加，减少短途旅游的诱惑力;可是，伴随着车站总数的提升和车站总数的减少，远途将减少公交车走一班的时间和乘客进入车内时间，进而提升对远途乘客的诱惑力；另外在某一固定不动路线的情况下减少泊车发展频次将减少公交车走一班的时间、减少然料耗费、车子耗损（车胎、汽车发动机等的损坏）及其提升乘客搭乘舒适感，可能进一步的减少公交车企业成本工作压力、生产调度管理方法难度系数及其公交车司机的劳动效率；过小的站间隔则反过来。全部乘客的总出行时间最少是站间隔提升的终极目标，如图4.1所显示。图4.1站间距与乘客出行时间关系图所有乘客总的出行时间最少是公交车线路站间隔设计方案的最关键指标值。针对快公交车线路，马路中间专用型站口的修建成本费也是必须考虑到的关键要素。下边将主要科学研究如何解决降到最低全部乘客总行程出行时间的难题单一线路最优站间距目标函数最小化线路上所有乘客的总行程时间是车站间距的最佳评价指标，函数为（6）式中：T总——线路所有乘客出行时间之和；T单——单一乘客出行时间之和；P——线路所有乘客的集合；如考虑与站距有关的主要出行时间，则有：(7)式中：T1——出行起点到上车站的时间；T2——下车站到出行终点的时间；T3——乘车过程中车辆的行驶时间；T4——乘车过程中车辆的停车时间；λ1，λ2，λ3，λ4——乘客对各种时间敏感程度权重系数。4.5模型约束条件分析1、车辆的行驶时间车辆行驶时间(8)式中：——车辆经过的站点个数；T站——车辆进出站加速或者减速的时间；Ds——站间距（m）；L站——车辆进出站加速、减速产生的距离；V车——车辆正常行驶速度；车辆的停车时间上、下车乘客人数，平均每位乘客的上下车时间和车辆停站次数是影响车辆停车时间主要因素。计算公式为：(9)式中:T上，T下——一个乘客的上、下车时间（min）；Pi上，Pi下——站点上、下车人数（人）；，——表4.1一般的上下车时间表车门数2车门3车门前门宽度前门单开前门双开前门双开地板高度三级踏步二级踏步二级踏步一级踏步二级踏步售票方式刷卡投币刷卡投币刷卡投币刷卡投币刷卡投币乘客上车时间1.11.21.01.10.80.90.70.80.80.9乘客下车时间1.01.00.90.90.80.80.70.70.70.73、乘客到、离站时间我们可以认为乘客是按总出行时间最小选取选取上、下车站的，则乘客到、离公交站点的最短时间为(10)(11)式中：T1、T2——乘客到、离公交站点的最短时间x——乘客出行起点到站点的距离；Y——乘客出行终点到站点的距离；V乘——乘客步行速度；n,n+1——与乘客出行起点相邻的连续两公交站点序列；m,m+1——与乘客出行终点相邻的连续两公交站点序列，m＞n+1；4.4总时间计算总时间等于乘客到、离站点总时间与乘坐车辆时车辆行驶总时间之和，表达式为T=λ1+λ3++(12)4.5站间距的约束条件实际工作当中，站间距应满足以下约束条件：Dsmin≤Ds≤Dsmax一般Dsmax=2Rs，式中：Rs——公交中途站点的服务半径（m）另外，站距不应小于一个完整起步、减速距离之和。4.6优化意见1、非直线系数目前路上行的非直线系数为1.63超出了《城市道路交通规划设计规范》当中要求的公交支线非直线系数不大于1.60，公交次干线不大于1.5的要求。线路缩短后线路长度为9.4km，首末站直线距离为6.4km。按照非直线系数的计算方法：μ=9.4/6.4=1.49合理2、线路长度按照第二章介绍的《城市道路交通规划设计规范》当中有关线路长度的计算方法，计算得到线路长度极值为Lmax=Vi×Tmax/60=11.64缩短后线路程度为9.4km，周转时间大约为45分钟，较为合理。周边路线可以接一部分线路长胜六队、医学院路段线路重复系数较高。路途经的这两个路段重复线路条数均超过4条，长胜六队、医学院共有的重复线路达到3条，乘客换乘非常方便，对该路段的乘客影响较小。更换座位数更多的公交车，高峰时期公交增加班次由于166路公交车高峰时期满载率太高，防止出现公交站点客人上不了公交车的情况，可以在高峰时间段使用大容量的公交车来载乘客，降低满载率，使乘客都能上的了公交车，但要注意配合时间段的使用，避免造成资源浪费。总结目前公共交通问题在大城市越发严重，大城市的人口一直在增长，需要解决的交通问题困难，考虑怎么让市民出行方便快捷，现在大城市都在大力发展地铁，人们相对于公交车来说，更愿意选择地铁出行。单一公交线路的研究，可操作性很强，但相较于整个公交道路网，层次还比较低，形式比较单一，约束相对性较少，难度相较于整体低。本文主要在运行速度、运行时间、首末站设置、中途站点设置、站间距上进行分析，提出了优化改善意见，由于我的想法不是所有方面都能考虑齐全，本篇论文还存在不足和缺陷，比如调查数据获取难度大、测量技术的短板，会使得数据会有误差。单一公交线路的优化研究并不能使整个公公共交通系统得到实质性的改善，对多条公交线路进行优化研究才能改善城