发布时间 : 星期六 文章城市公交站点布局优化与设计方法研究-以集宁公交站点规划为例更新完毕开始阅读fb2c254c59eef8c75fbfb39a
第三章 公交站点站间距布局优化研究
第三章 公交站点站间距布局优化研究
3.1公交停靠站间距的效益影响分析及规划目标
公交站点的数量与间距是公交系统一项十分重要的评价指标，明显的影响着公交车辆的运营速度、线路的发车间隔、配车数和线路运载能力，是关系乘客乘车便利程度、车辆运营速度和公交运营调度计划的重要因素。
对于出行者，在乘车费用差别不大的情况下，一般总是选择出行时间最短、最便捷的交通工具。公交乘客的出行时间主要包括两部分：车外时间和车内时间。车外时间包括步行到站时间、乘客候车时间以及下车后步行到目的地的时间，车内时间主要包括公交运行时间、交叉口与站点延误时间。除了交叉口延误时间以外，公交站点的间距与乘客出行时间的各组成部分紧密相关。
另一方面，对于公交运营者而言，总是希望既定线路的公交车辆运行时间能尽量小，则在发车间隔不变的情况下，能减少线路车辆的配置，节约投入成本；或以相同的车辆配置，可以发出更多的班次，提高公交线路服务质量，吸引更多的乘客乘坐公交出行，从而增加运营收入。公交车辆运行时间组成部分与乘客车内时间一样，其与公交站点的间距也是紧密相关的。
当公交站点的间距比较小时，对公交乘客、运营者的影响分析如下： （1）对于公交乘客，一方面，减少了部分公交乘客的到站距离，缩减了其步行到站时间，提高了乘客公交出行的便捷性，有利于吸引更多的乘客乘坐公交出行。另一方面，增加了公交车辆的沿途停站次数，增加了公交车辆的站点延误，降低了公交车辆的运行速度，从而增加了公交乘客的车内运行时间，另外，车辆更频繁的停靠，也会降低公交乘客的舒适度。
（2）对于公交运营者而言，增加了公交车辆的运行时间，为了保证乘客出行需要，在发车间隔不变的情况下，线路需要投入更多的车辆，增加了运营成本；或在投入车辆不变的情况下，必然会减少发车间隔，会造成车辆拥挤，服务质量下降，从而减少公交的吸引力。
无论公交站距减少还是增加都有其正面的效益和负面的影响，因此，在公交站点布局规划时，应该对使用者和运营者的成本做交互损益分析，以制定合理的规划目标，作为选择公交站点间距大小的依据。通过总结分析，公交站点间距的
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规划目标主要有以下几点：
（1）以乘客的观点而言，希望所设计的站距，能够使乘客的总出行时间最小，此总出行时间包括乘客在车外的出行时间以及乘客在车内的出行时间。
（2）以运营者的观点而言，希望所设计的站距，能够在对乘客吸引力没有影响的情况下，使其运营成本最低，利润最大化。
（3）以乘客和运营者的共同观点而言，希望所设计的站距，能够使系统总成本最低。所谓的系统总成本包括乘客总出行时间成本及运营者的营运成本。
（4）配合其他方面的要求，如城市发展、土地利用、区域特征及交通发展政策等。
可以根据以上四个规划目标，分别建立不同的优化模型，求得最佳的公交站点间距，以满足不同的目的需要。 3.2公交线路平均站点间距的优化研究
由于站点间距优化问题的复杂性，以及站距优化能带来很显著的经济和社
会效益。目前，国内外已经有许多关于公交站点间距优化的研究成果。这些研究成果中的绝大多数都是基于公交需求沿线路均一连续分布，建立优化模型对公交线路的平均站点间距进行优化。
3.2.1以乘客总出行时间为最小的平均站距优化模型
由前所述，公交乘客总出行总时间包括车外运行时间和车内运行时间两部分，站距增大，将减少乘客车内运行时间，但增加乘客车外运行时间，站距减小则相反。站距对乘客出行时间的影响见图4-1所示。因此，本节从节约乘客出行时间，以增加公交吸引力为出发点，建立数学模型，目标是使乘客总出行时间为最小。
总行程时间 车内时间 到/离站时间 最优站间距 车站间距 乘客出行时间3.2.1.1乘客车外总出行时间Ta[31]
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站距与乘客出行时间关系的示意图
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（1）乘客到站步行时间t1
乘客由出发地步行到达公交站点的时间与周围道路网密度、公交线路网密度和设站距离大小密切相关，一般来说，乘客乘坐公交车要先由出发地步行到达公交线路，然后沿公交线路步行到达最近的公交站点候车[24]。因此，乘客到达公交站点的距离包括两部分：到达公交线路和沿公交线路到达最近的公交站点。
对于一条固定公交线路，乘客步行到达公交线路的平均距离与公交站点间距离关系不大，可以假设为常数w，则所有乘客步行到达公交线路的时间为t11：
t11?L?P?w?Va (3-1) 式中，L一公交线路长度（m）；
P一单位长度公交乘客需求量（人/m）； w一乘客步行到达公交线路的平均距离（m）； Va一乘客步行速度（m/s）。
至于乘客沿公交线路到达最近公交站点的距离，则需要分析乘客选择站点的分界点的行为特性。如图4-2所示，乘客在考虑使用任一站点的分界点时，应以乘客步行到达K+1站点的时间，加上候车时间等于步行到达K站点加上车辆行驶到K+1站点的时间与候车时间之和，如式(3-2)：
图3-2 乘客选择站点示意图
HG?Tw??Ts?Tw G?H?d (3-2) VaVa式中：d—公交站距（m）；
Ts—两站点K及K+1站之间的旅行（s）； Tw—在站点的平均候车时间（s）。
由上式可以推导出式（3-3）：
11G?(d?TsVa) H?(d?TsVa) (3-3)
22假设车辆在站间行驶车速为v，进站减速度为b，出站加速度为a，停站时
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间(即乘客上下车平均时间)为ts，则由车辆的速度时间曲线，从图3-2可以看出，车辆站间旅行时间包括车辆站间以正常车速行驶的时间、车辆进站减速时间、车辆停站时间及车辆出站加速时间。
则有式(3-4)：
dTs??T1 (3-4)
V式中：T1—车辆停站损失时间（s）: ts—车辆停站时间（s）。
由此可得式(3-5)和(3-6)：
V1G?(d?d?a?VaT1)?a?d?r (3-5)
2VH?V1(d?d?a?VaT1)?E?d?r (3-6) 2VV1(1?a) (3-7) 2VV1(1?a) (3-8) 2V式中：a? E?若已知上述参数值，则乘客沿公交线路到达最近站点的时间即可导出。设n为公交线路上站点数，则所有乘客沿公交线路到达最近站点的时间为式(3-9)：
P?n (3-9) t12?(G2?H2)2Va则可得到乘客沿公交路线到达站点的时间为式(3-10)：
wP?n (3-10) t1?t11?t12?L?P??(G2?H2)Va2Va（2）乘客候车时间t2
每位乘客的候车时间长短不一，但是它与公交线路的发车间隔密切相关，在乘客随机到达站点的情况下，其平均候车时间可以假定为发车间隔的一半，即乘客平均候车时间为： ht2?L?P? (3-11)
2式中，h一所规划公交线路平均发车间隔（s）
（3）乘客离站步行到达目的地的时间t3
由下车站点到出行终点的时间与出行起点到上车站点的步行时间基本相同，即t3?t1。因此公交乘客的车外出行时间为：
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