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基于可达性的公交微循环系统设计方法

莫一魁 MO Yi-kui;王凯 WANG Kai(深圳大学土木工程学院,深圳 518060)(College of Civil Engineering,Shenzhen University,Shenzhen 518060,China)摘要:公交微循环系统是城市多层次公交网络的重要组成部分,但目前缺乏实用的规划方法。在现有常用的公交线路规划方法的基础上,基于微循环线路的特点和主要功能,提出了基于可达性的公交微循环线路的规划方法,并以深圳市某片区为例,对规划方法的可行性和实用性进行了检验,研究成果可为城市公交系统的规划与设计提供参考。Abstract: Bus branch line network is an important part of urban multi-level bus network, but there is rare research on the method of bus branch line network planning. Based on the general bus network planning method, aimed at the characteristics and functions of bus branch line network, this paper puts forward an accessibility based planning method of bus branch line network. This method was used in the bus network planning of a real district of Shenzhen city, and its feasibility and practicality was proved. The research can provide reference for the planning and designing of urban bus network.教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 :公共交通;可达性;线路布设;优化算法
Key words: public transportation;accessibility;route planning;optimization algorithm中图分类号院U491 文献标识码院A 文章编号院1006-4311(2015)30-0218-030 引言随着城市经济发展和居民生活水平的提高,不少城市的机动车数量迅猛增长,逼近城市道路承载的极限。在此背景下,转变交通发展模式,实施公交优先战略成为城市交通发展的必然选择。交通运输部《交通运输“十二五”发展规划》提出在“十二五”期间组织开展国家“公交都市”建设示范工程,建设多个具有国际水准的“公交都市”,在城市中形成以轨道交通为核心的多层次一体化公交服务网络[1]。近年来,各大城市加快推进轨道交通与快速公交系统的建设,多层次公交网络已逐步形成。公交微循环系统作为城市多层次一体化公交网络的重要组成部分,处于公交出行链的末端,是轨道交通及其他公交干线服务的延伸,受到了广泛重视,不少城市明确提出逐步完善服务主要社区的公交微循环系统。以优化多层次的公交网络等级结构,提高公交系统整体运行效能为目标,对公交微循环系统设计的相关问题展开研究,对于解决公交出行“最后1公里”的问题,改善公交服务质量,提高公交分担率,具有十分重要的作用。1 概念与发展现状公交微循环是相对轨道交通、快速公交BRT和其他公交干线而言的公交支线、公交接驳线路组成的低层次线路网络,类似城市道路网络中的支路网络,其主要功能是为公交干线提供接驳,提供短距离、小运量的客运交通服务,起到提高公交系统可达性的作用,是公交干线(轨道交通)“最后1公里”问题的解决手段。公交微循环线路一般存在以下几个特点:线路长度短,提供短距离交通服务;主要布设在支路上,提供到达社区内部的服务;采用小型车,一般为中巴或小巴,甚至面包车;发车间隔短,提供高频率的交通服务。近年来,公交微循环系统已有不少实践工作的开展,如2011年以来,北京市交通部门加大了公交微循环线路的投入,为社区、经济园区等提供公交、地铁接力式换乘出行服务。2011年3月深圳市交委公布的《深圳市打造国际水准公交都市五年实施方案》中明确提出在2015年前基本建成服务全市主要社区的公交微循环系统。但目前关于城市公交微循环系统规划设计的理论研究相对较少。对公交系统规划设计的已有研究主要针对一般公交线网展开,经历了从经验布线法、系统分析法,再到智能优化方法的不同发展阶段。比较有代表性的如Ceder和Wilson将三阶段法(出行分配、规划路径和发车间隔)引入到公交线网设计中[2],Hasselstr提出了一个两阶段同时优化路线和频率的方法[3],Baaj和Mahmassani提出在进行网络设计的同时优化线路和频率来生成线路网,再对取得的网络进行分析的方法[4],王炜提出“逐条布设,优化成网”的方法[5]。关于公交微循环的研究较少,且主要针对轨道交通的接驳线路的规划设计,有Chien等建立了地铁与其接运公交系统的优化模型,并应用地理信息系统技术建立了多条接运公交线路的优化模型[6],Verma等从整合轨道交通和接运线路运营出发,探讨了其线路布设的优化模型[7]。总的来说,国内外对公交微循环系统设计的研究不多, 已有成果主要为针对具体线路的数学规划模型方法,缺乏可面向片区应用的微循环网络设计的实用技术方法。2 公交微循环系统的设计城市公交网络的演变有着从无到有、从简单到复杂、由低级到高级的形成与发展过程,随着公交网络规模的扩大,其将演化出不同的功能层次。公交微循环系统是公交层次化发展的产物,是公交干线网络,包括轨道交通、快速公交网络形成以后,对既有线网进行调整优化后形成的。根据现有的交通规划体系与规划时序,公交微循环系统的设计在城市公交专项规划(城市公交线网规划)或片区交通改善规划中进行,并以既有的公交干线(轨道交通)线网为前提条件。区别于某条轨道交通线路的接驳线路规划,公交微循环系统设计是指以提升片区公交服务为目的的公交支线网络的设计。现有的公交网络设计方法完全以客流需求为导向进行线网设计,在一定程度上会导致部分地区公交可达性较差。考虑到公交服务的公益性,在公交微循环系统的设计中,应将提高这些地区的公交可达性为作为主要目标。3 基于可达性的公交微循环系统设计方法3.1 设计思路与流程本文提出的基于可达性的公交微循环系统设计方法,是以提高片区公交可达性为目标进行线路的设计,通过将可达性低的站点接入公交网络,提高公交网络的覆盖率。设计流程如下:①经过现状调查与分析,确定规划片区内的低可达性备选站点(已有站点+新设站点):选择公交线路数量少于2条且与轨道站点或公交枢纽站点没有直接连接线路的N个站点作为第一类备选站点;②在全市公交客流OD分布矩阵的基础上,减去能被现有公交网络运输的客流OD,再减去与第一类备选站点无关的客流OD,得到留存的客流OD矩阵;③在已有站点中,去掉与第一类备选站点之间没有OD需求的站点,剩下的站点为第二类备选站点;④在所有备选站点中,初步确定产生量(吸引量)最大的K个作为备选首末站点,K值取得越大,后继计算工作量就越大,一般可取前10~20位(也可按备选站点总数10%~15%选取);⑤基于最短路直达客流最大的线路生成方法,可生成K(K-1)/2条备选公交线路;⑥对备选公交线路进行评价和调整,通过截短或延长,使备选公交线路的首末站均在规划区范围内;⑦对满足开线客流量的线路,按照经过第一类备选站点的数量进行排序(即该线路可提升站点的可达性),确定微循环备选线路;⑧根据客流测试结果,对公共交通网络进行整体调整优化。这种微循环线路的设计方法,可较好的照顾到公交服务薄弱地区,同时考虑了客流需求和线路运营的经济效益,克服了[本文来自于www.jYqkW.com]目前公交微循环线路设计主要依靠定性的缺点。3.2 现状调研公交低可达性站点包括现在线路较少的站点,以及未开通公交线路的站点,尤其是后者需要通过现场踏勘和调研来确定。调研的内容主要包括:现状道路条件,包括现状道路的宽度、有无设置新的公交停靠站的条件;现状交通需求情况,拟设置站点位置是否有公交出行需求,重点考察站点300米范围内的居住人口和就业人口;出行意向问卷调查,在拟设置站点附近进行抽样问卷调查,了解市民对拟设置站点的意见和建议。3.3 公交微循环线路生成公交微循环线路一方面要增强对覆盖薄弱地区的服务,一方面要考虑运营的经济效益,其线路生成采用定量结合定性的方法来确定。首先通过加入拟增设公交线路的低可达性站点,调整公交OD矩阵,得到与低可达性站点有关的留存OD矩阵;然后基于常规的公交线路生成方法,生成满足运量需求的初始线路。在初始公交线路的生成过程中,其采用的OD矩阵为全市范围的OD矩阵(去除了与低可达性站点无关的交通需求),因为规划区内的这些低可达性站点的交通需求大部分都是与规划区外站点间的需求,虽然这部分需求是通过规划区内其他站点的换乘后满足的,但是初始线路仍需要在全市OD和全市站点的基础上实现。最后,对初始线路进行调整,对其进行缩短或延长,得到备选的公交微循环线路。3.4 公交微循环线路评估与调整优化如上所述,在全市OD和备选站点基础上生成的初始公交线路的起点和重点可能都不在规划区范围内,这样就无法得到满足规划要求的微循环线路。拟规划的公交微循环线路的起点和终点都在本规划区范围内,长度较短,主要提供与其他公交线路的接驳服务。对生成的初始线路,应评估其与其他已有线路的关系,根据其与已有线路的关系,可以采用以下几种方式进行调整优化。①初始线路的起终点都在规划区内,则保留原起终点和线路走向;②初始线路的起点在规划区,终点在规划区范围外,选择某条经过规划区范围且经过该终点的公交干线上进行合并,与该公交干线进行接驳,反之亦然;③初始线路的起终点都在规划区外,选择某条经过规划区范围且经过该对起终点的公交干线上进行合并;若无满足条件的公交干线,则放弃该条线路。对得到的公交微循环线路进行客流量评估、线路长度评估等,去掉不满足调教的线路。4 公交微循环系统设计的实例分析4.1 规划区基本情况以深圳市某片区为例,该片区为深圳市老商业区,规划区面积约3.26平方公里,现状常住人口14.22万人,就业岗位20.25万个,人口密度为全市平均值2.18倍,岗位密度为全市平均的3.80倍。该片区全天机动化客运交通机动化出行总量为72.96万次/日,片区对外出行量为64.2万人次/日,占总出行量的88%,片区内部出行量为8.8万人次/日,占总出行比例的12%,片区公交占机动化出行分担比例为60.6%。片区共有公交线路108条,经过现状调查可以可以得到公交站点分布及经过的公交线路情况,在此基础上,结合道路条件和交通需求条件,得到低可达性公交站点如图1所示。4.2 公交微循环线路规划方案基于前文所述方法,生成了多条公交初始线路,通过与已有公交干线(包括地铁线路)的合并和调整,结合首末站用地条件,最终得到满足开线客流条件的两条公交微循环线路。两条微循环线路的首末站可设置在A站(现状为地铁公交接驳站)或B站(现状为公交首末站),线路1的走向为B-1-3-4-5-6-B,经过5个低可达性站点,可为这些地区提供与地铁站A点和公交首末站的接驳服务;线路2的走向为A-5-6-1-2-7-A,同样经过5个低可达性站点,可为沿线地区提供与地铁站A点和公交首末站的接驳服务。公交微循环线路方案如图2所示。5 结语公交微循环系统是大城市多层次公交网络的重要组成部分,对于解决公交出行“最后1公里”的问题,改善公交服务质量,提高公交分担率,具有十分重要的作用,但目前还未形成有针对性的设计技术与方法。本文在现有常用的公交线路规划方法的基础上,基于微循环线路的特点和主要功能,提出了基于可达性的公交微循环线路的规划方法,并以深圳市某片区为例,对本方法的可行性和实用性进行了检验,研究成果可为城市公交系统的规划与设计提供参考。教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献
[1]交通运输部.交通运输“十二五”发展规划[EB/OL].[2011-06-13]. http://www.mot.gov.cn/zhuantizhuanlan/jiaotongguihua/shierwujiaotongyunshufazhanguihua/.[2]Ceder, A.[本文来自于www.jyqKw.COm], Wilson, N. H. M., Bus network design[J].Transportation Research-B, 1986, 20B(4): 331-44.[3]Hasselstrm, D., Public Transportation Planning- A Mathematical Programming Approach[D].in Doctoral Dissertation, University of Gteborg, Sweden. 1981.[4]Baaj, M.H., Mahmassani, H.S. , Hybrid Route Generation Heuristic Algorithm for the Design of Transit Networks[J]. Transportation Research-C, 1995, 3(1): 31-50.[5]王炜,杨新苗,陈学武,等.城市公共交通系统规划方法与管理技术[M].2002:科学出版社.[6]Chien S I J, Tsai F M. Optimization o f multiple route feeder bus service-an application o f GI S[C].Journal of Transportation Research Board, Washington DC, 2003.[7]Verma A, Dhingr a S L. Feeder bus routes generation within integrated mass transit planning framework [J].Journal o f Transportation Engineering ,2005,131(11):822-834.
浏览次数:  更新时间:2017-02-11 11:06:51
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