城市公交车到站规律及站台服务水平研究

城市公共交通是城市可持续发展的必由之路,对城市交通具有重大意义.本文从公交车的运行特点入手,用数学方法描述公交车从发车到到站的运行过程,建立公交车到站模型,并利用简化模型分析公交站台车辆到站规律,计算车辆到站频次.最后,利用排队理论建立公交站台服务水平的计算模型.运用排队论模型对北京市某公交站台进行评价,证明对站点设置位置和停靠模式以及站台的线路数和线路发车频率的合理设置,可以有效地控制站台内公交车的排队情况,提高公交站台的运行效率,缓解交通拥堵.     

基于运行特性的港湾式公交站延误时间研究

基于车辆运行特性，从时空和微观的角度，运用概率论、运动学原理和 M/Ek /1(N) 排队模型，对港湾式公交站车辆的延误问题进行研究.将公交在港湾站台的延误按阶段分类并定性分析延误的主要影响因素，分析公交车辆进出站台及在站台内外运行过程和机理，构建公交进站延误时间、停靠延误时间及出站延误时间模型，推导单泊位和多泊位站台的公交延误模型.采集长沙市雨花区4个站点的公交运行数据，绘制延误变化趋势，并将计算值与实测延误时间进行比较，分析影响因素.结果表明，公交在港湾式站台的延误随公交到达率增大呈指数增长，随上下车乘客数增多呈对数函数增长，随相邻车道流量增大呈递增的抛物线增长.     

分离式公交站点车辆停靠分配模型

设置分离式公交站台能够有效缓解单站台由于负荷过重造成的拥堵,而车辆停靠组织方案是其功效发挥的关键.本文将分离式两站台作为一个系统,通过分析上下游站台停靠车辆运行特征及相互作用,使用排队论和间隙接受理论分别构建了公交站台内服务延误和上游站台公交车辆驶出延误的测算模型,然后以分离式公交站台系统内车均延误最小为目标,提出了公交车辆在上下游站台的停靠分配模型.最后,以杭州市天目山路-环城北路路段的公交站点为例对该模型进行了验证,结果显示相比于平均分配,车均延误下降16. 53%和10. 29%,这对于提高城市干线公交系统的运行效率具有重要意义.     

基于M/G/1排队模型的公交停靠站泊位数研究

公交泊位数的合理设计不仅能够提高道路通行能力、减少交通拥堵,还可以节约建设成本。传统模型把公交车辆的到达和服务均设为泊松分布,与实际的交通状况相差较大。本文假设公交车辆到达服从泊松分布,停靠时间服从一般分布,将公交停靠站抽象为一个M/G/1的排队系统,考虑了车辆在公交站台的停靠时间的变异系数较大,并不服从泊松分布的情况。运用一般分布来代替泊松分布,通过对排队系统相关数值指标的计算来推算公交停靠站的设计泊位数。作者对成都市西南交大的公交站泊位数进行了设计,将计算结果与现场调查的实际结果进行对比,发现该公交站现有泊位数不足,应增加1个泊位数才能满足现有的公交停靠需求。并将该模型与现有的M/M/1和M/M/N模型进行比较,认为该模型更能反映实际的交通状况,计算结果更可信。     

交通区域协调控制模型

为提高交通区域通行效率,构建了适合各种交通状态的区域信号协调控制模型。以区域交叉口总排队车辆数与区域总输出车辆数为性能指标,考虑上下周期排队车辆数、各交叉口闭合相位差与有效绿灯时间,建立了模型约束条件。利用粒子群算法初始化有效绿灯时间与滞留车辆数,采用模拟退火算法求解有效绿灯时间,在不同交通状态下对某交叉口路网进行了仿真。仿真结果表明:与TRANSYT模型相比,低峰时段,采用本文模型排队车辆数降低了5.3%,区域总输出车辆数增加了5.5%;高峰时段,排队车辆数降低了17.9%,区域总输出车辆数增加了33.4%。交叉口的信号方案优化结果表明:与TRANSYT模型相比,采用本文模型时,各车道饱和度均降低,平均为1.8%,最大排队车辆数平均降低2.9%。分析结果表明:本文模型在各种交通状态下都是有效的,特别是在高峰状态下,控制效果优于TRANSYT模型。     

公交发车频率与交叉口信控参数的协调关系研究

由于受上游交叉口信号控制的影响,高峰时间会有多辆公交车同时排队进站停靠,容易导致站点拥堵,影响车辆的正常运行.从受上游信控影响的公交车流的特性研究出发,采用排队论的方法,计算分析站点通行能力允许范围内的公交车辆发车频率与上游交叉口信控参数之间的协调关系.在公交优先的理念指导下通过对二者关系的研究提出减小站点拥堵的优化方法,并通过实例进行验证.     

公交停靠站站台尺寸的研究

本文从长度和宽度对公交停靠站台的尺寸进行了计算和研究.根据公交车辆在不同停靠站布设形式下,公交进出站所需的长度不同,将公交停靠站分为三类(非港湾式站台、一般港湾式站台以及锯齿型站台);并根据各布设形式下公交进出站的动态过程和车辆转弯半径,通过对单个公交停靠泊位长度的研究,分别对三种公交站台的长度进行了确定.同时,在分析轨道交通站台宽度计算模型不适应于地面公共交通的基础上,提出了公交停靠站宽度计算的基本模型,并通过对站台候车区影响因素的分析,以数学建模的思路对站台候车区的宽度进行了重点研究,最终建立公交停靠站站台宽度的计算模型.最后,通过示例对研究成果进行了应用,结果与实际基本相符,证明该方法具有较强的可操作性.     

基于M/G/1模型的停车场出口排队延误

通过对大型停车场高峰时段出口车辆行驶特性的调查研究,选取了车辆排队的出口车头时距以及出口服务时间两个指标。基于两个指标实测特性和M/G/1排队模型的分析,计算了停车场出口理论平均排队时间。通过实测车辆平均排队时间,对理论模型计算的平均排队时间进行了修正。实例分析表明:排队时间修正模型能够准确地估计排队时间。提出了基于驾驶员容忍度的排队延误分级标准。     

基于 M/G/1模型的停车场出口排队延误

通过对大型停车场高峰时段出口车辆行驶特性的调查研究,选取了车辆排队的出口车头时距以及出口服务时间两个指标。基于两个指标实测特性和 M/G/1排队模型的分析,计算了停车场出口理论平均排队时间。通过实测车辆平均排队时间,对理论模型计算的平均排队时间进行了修正。实例分析表明：排队时间修正模型能够准确地估计排队时间。提出了基于驾驶员容忍度的排队延误分级标准。     

基于MAST的智慧公交系统调度优化模型

为解决传统公交运行模式单一、乘客需求无法得到及时响应的问题,提出了基于MAST智慧公交的系统构架。在公交静态调度优化模型基础上,结合智慧公交可在一定范围内灵活变线、变站并及时满足乘客出行需求的特点,建立了智慧公交系统动态调度优化模型。以重庆市南岸区357路公交车为例,应用动态调度优化模型,计算智慧公交的相关运行参数。并将其与传统公交运行模式进行对比,结果表明:相同高峰时间段内,智慧公交的发班数目所需车辆数与传统公交相同,运送乘客总人数增长5.81%,平均每班载客率提高6.12%,经济利润增长2.86%。     

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本文提出了一个支持向量机进行初始行程时间预测并结合卡尔曼滤波算法进行动态调整的快速公交车行程时间综合预测模型.以快速公交车运行的GPS数据为基础,对北京市朝阳区快速公交2号线进行行程时间预测案例研究.利用该模型对其早高峰和上午平峰的两个不同时段的公交行程时间分别进行预测和对比分析,并通过与单一的卡尔曼滤波方法所得的预测结果进行比较.结果表明,该模型应用于快速公交行程时间预测具有更好的适用性,并且预测平峰时段的精度要高于高峰时段.     

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在NS模型基础上,考虑到公交车进出站的优先权、逐步变速等因素,建立了多站台港湾式公交站混合交通流双车道元胞自动机模型.通过模型模拟,对比分析了单站台和多站台港湾式公交站两种停靠方式的交通流特性,研究了多站台港湾式公交站的站台长度、站台间距以及公交车比例对交通流的影响.结果表明,在公交车密度较大的路段上,设置多站台港湾式公交站并选择适当站台长度、站台间距可以提高车站的处理能力,更有效的缓解由公交站引起的道路拥堵,从而提高道路的通行能力.该模型作为城市现有道路改造时确定公交车站停靠方式及站台长度的参考.     

基于对交通流影响分析的直线式公交站选型优化

为了进行直线式公交站选型优化,根据南京市某公交站台的调查数据,考虑交通负荷、公交车占用站台时间及停靠频率因素,比较虚拟港湾式公交站与普通直线式公交站对交通流的影响,建立了沿机非分隔带虚拟港湾公交站的车流速度模型.该模型可计算车延误,并结合通行能力进行公交站选型.研究表明,单车道路段设置虚拟港湾式公交站有利;两车道路段根据交通负荷等参数确定公交站选型;公交车平均停靠时间不超过1 min时,3车道路段设置普通直线式公交站有利.     

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公交站点作为常规公交的重要基础设施,其运行特性和效率的研究一直是许多交通工程人员关注的问题. 通过对公交车辆在站点内的微观行为分析,提出了出站排队时间的概念和形成过程. 在公交车辆运行特征的基础上,建立了基于运营可靠性的两停靠位公交站点出站排队时间模型,分别在不同到达和停靠随机程度下构建出站排队时间期望值以及出站排队出现概率的计算模型. 从算例的结果分析可知,随着停靠时间的随机程度的增加,公交车辆出站排队时间的期望值以及出站排队现象出现的概率都随着增加,特别是在爱尔朗分布的k取值小于10的范围内,这种影响最为显著.     

多线路公交停靠站的设置研究

随着大城市交通拥堵问题的日益严重,优先发展公交已经成为一种共识.作为乘客和公交运输服务的基本纽带的多线路公交停靠站在大城市的公交系统中也十分常见.本文从泊位数与站台通行能力之间的关系入手给出了利用停靠站通行能力计算泊位数的方法.利用排队论分析与评价站点能更好地满足高峰时段公交的停靠需求.利用泊位数和站台服务水平的概念可...     

可超车条件下公交车站点延误估算模型研究

通过分解公交车在站点的等待过程,给出了公交车站点延误的分类和定义.运用排队论中的M/M/s模型,结合随机变量函数和幂级数等相关知识,基于平均排队时间、排队时间标准差和延误产生概率,采用理论推导的方法建立了公交车站点延误估算模型.该模型以公交车到达率、站点通行能力、泊位数和信号参数为解释变量.通过停靠站实地调查对模型进行了验证,表明所建模型可用于公交车站点延误的预测.     

直线型公交停靠站通行能力计算方法

为了提高公交停靠站通行能力计算方法的精确性,针对目前城市的公交运行现状,使用时空分布图分析了公交车在直线式停靠站的服务过程,在此基础上,综合考虑停靠站排队概率和停靠时间分布,推导了公交停靠站通行能力计算模型.对杭州市公交车停靠时间的分布函数进行了拟合,对数正态分布的拟合程度最优, 2个交通时段的K-S检验值分别为0.083 9和0.050 6.用MATLAB编程得到不同分布参数下的通行能力结果表明:随着停靠时间对数平均值μ的增加,不同泊位数停靠站的通行能力减少了44.4%~47.3%;通过VISSIM仿真得到了停靠站的通行能力,模型计算值与仿真结果的平均误差为6.5%.      

基于不确定理论的常规公交车辆调度优化

为提高公交车的利用效率，本文将公交车辆调度方案划分为高峰型和平峰型。在考虑乘 客候车时间与站间运行时间不确定的现实条件下，综合考虑不同车型的运营成本和乘客候车成 本；基于不确定理论建立混合车型下的双重不确定多目标规划模型，并通过遗传算法的python编 码求解。以南昌市211路公交上行为例，进行sumo仿真结果表明：在保证公交持续运营的前提 下，调整车辆调度方案有助于降低成本和提高运行效率；在高峰期，将发车间隔降低25%，公交车 统一使用纯电动客车，总成本降低5%，平均延误减少4%；平峰期，总成本降低10%，平均延误降 低3%。两组仿真结果发现，考虑不确定因素的公交车辆合理调度安排有利于充分利用公交车辆 资源和提高运行效率。     

城市公交站台乘客吸入汽车尾气模型研究

针对公交站台乘客汽车尾气暴露风险,引入吸入量概念,分别对路段中直线、路段中港湾、交叉口直线和交叉口港湾四种公交站台布局类型建立乘客汽车尾气吸入量模型.以南京市鸡鸣寺公交站台为研究对象,运用该吸入量模型,对不同类型公交站台上乘客汽车尾气吸入量进行了研究,研究表明:在相同条件下路段中港湾式公交站台布局环境中乘客尾气吸入量最小;增加公交车辆线路和发车间隔在相同条件下会增加乘客尾气吸入量.本文的研究为城市公交线和公交站台从乘客健康角度进行人性化布局规划提供了决策依据.     

路侧公交专用车道模式下右转交织长度建模

在设置路侧公交专用道的交叉口处,可通过划定交织区的方式允许右转车辆借用一定长度的公交专用道通行.合理规划公交车与右转车的交织区长度有利于提高借道右转的通行效率,减少在交织区前的排队车辆数从而降低道路混乱程度,保障公交车的专用路权.本文分析了公交站点影响下的公交车车头时距分布,建立了右转车穿越交织区长度计算模型,并结合实际调查数据进行了算例分析和模型验证.研究成果可为公交优先条件下的交叉口空间优化设计提供理论参考.