城市道路公交站点设置关键技术研究

我国城市道路公交停靠站的设置距离交叉口太近、公交站台长度不合理及路段公交停靠站对站布置等,导致公交站点处成为道路的交通瓶颈,造成通行能力下降、公交站台处交通拥堵及交通安全差等现象。通过对公交停靠站设置位置进行选择,根据公交站点通行能力模型给出标准公交停靠站在不同道路等级条件下的设置尺寸,进而通过模型计算给出路段和交叉口公交停靠站在不同断面情况下的设计模式,成为城市道路公交停靠站设计的标准,并为城市道路的规划与设计提供设计参考。     

城市快速路公交停靠站与出入口的最小间距研究

公交停靠站与出入口的相对位置关系是快速路公交优先设计中的重要内容。将出入口分为公交出入口、非公交出入口,将停靠站分为路边型停靠站、路中型停靠站,解析了两类出入口与两类停靠站相互影响的机理,得到了停靠站与出入口的最小间距应该满足的条件。基于运动学原理、交通波动理论、概率论等知识建立了最小间距的计算模型,并利用蒙特卡罗等方法求解模型。利用天津市快速路大量的实测数据给出计算实例,验证了模型的可用性。     

基于Vissim的公交停靠站有效泊位数分析

在公交车辆相同的延误情况下,以多个泊位公交停靠站能服务的公交车辆到达率与单个泊位的公交车辆到达率比值作为确定有效泊位数的方法,通过Vissim建立港湾式公交停靠站的仿真模型,结合相关数据,对不同泊位下公交停靠站的有效泊位进行了分析计算。     

公交停靠站区域长度优化研究

基于马尔可夫,研究建立了公交停靠站平均排队长度模型。在高峰时段,车辆到达满足泊松分布,基于马尔可夫的停靠站区域长度模型,确定停靠站的区域长度。运用VISSIM仿真软件,对典型的公交停靠站进行仿真,验证马尔可夫模型在确定停靠站区域长度的可行性及合理性。然后,对典型的公交停靠站进行改造方案的研究,通过平均排队长度、最大排队长度以及公交车辆的延误等统计结果,确定合理的改造方案,优化现有的停靠站区域长度。     

单车道港湾式公交停靠站设置条件研究

公交进出停靠站对道路通行能力产生折减,运用排队论与间隙接受理论相关知识,对单车道公交停靠站上下限设置条件进行研究,分别建立了直线式、港湾式公交进出停靠站对机动车道的影响时间模型;进而以公交出站延误及站点服务强度作为约束,推导出机动车道通行能力及设置条件模型;最后对仿真试验结果与模型计算结果进行对比分析、模型的适用性进行检验,给出不同公交到达率下设置港湾式公交停靠站通行能力范围值。结果表明:当公交到达率为20 veh/h和30 veh/h时,对应的单车道港湾式公交停靠站设置的上下限条件分别为:518～1 262 veh/h、518～1 243 veh/h。可见,该模型具有较高的精度和可靠性,所得结果能够为城市道路设计提供必要的参考依据。     

双港湾式公交停靠站的研究

针对常规公交停靠站的不足,提出双港湾式公交停靠站。该形式停靠站能够充分利用道路资源,利用横向拉伸缩短站台长度,规范公交车辆在停靠站有序停靠,从而提高站台利用率和减少乘客站内和站间的换乘距离。通过停靠站通行能力和乘客换乘距离两个方面与常规站台进行对比,指出了双港湾式公交停靠站的适用条件,并对停靠站的服务能力进行估算。该形式公交停靠站适用于公交线路较多的城市主干道,可以通过公交车辆进行分类停靠,提高公交停靠站的通行能力,并能缩短乘客换乘距离。     

基于全样本大数据的公交停靠站时间规律分析

为了更加全面地评价城市公交运行状况,提升乘客出行效率和公交运营效率,研究从城市公交停靠站时间与总行程时间相关关系的角度出发,研究了基于全样本大数据的公交停靠站时间规律分析方法.通过收集济南市公交行程时间的全样本大数据,在对公交行程时间和停靠站时间典型问题和异常数据预处理的基础上,计算不同公交班次的停靠站时间比例系数,构建了公交停靠站时间计算模型,分析了线路差异、驾驶员(车辆)差异、运行时段差异、行程时间差异等因素对比例系数的影响,并与江阴市的典型线路进行对比.研究结果表明,随着数据样本量的增加,公交停靠站时间比例系数会逐渐收敛至一个稳定值,且受到线路、时间、驾驶员等因素的影响较小,具有较强的可靠性和适用性,并提出城市公交系统的公交停靠站时间比例系数的建议取值为0.25.      

公交停靠站通行能力分析

公交停靠站通行能力的提高将会促进整个公共交通系统通行能力的提高,在分析公交停靠站延误时间的基础上,提出计算公交停靠站通行能力的方法。同时给出了提高公交停靠站通行能力的措施,对公交停靠站的设计等相关工作具有现实意义。     

新型交叉口公交停靠站选址模型

为了降低交叉口处公交停靠站对周边道路交通流的影响,给实际交叉口及其周边附属设施的规划设计提供参考,在交通流元胞自动机模型研究的基础上,分别分析公交车停靠、运行、换道行为及交叉口饱和度、绿信比、信号周期等交叉口参数,结合元胞自动机模型的设置原理,构建车辆、交叉口平面、停靠站等子模型,进而得到一种新型交叉口公交停靠站选址模型。使用MATLAB软件对建立的模型进行仿真,将受到公交停靠影响的社会车辆行车时间作为仿真的输出结果,并将输出结果与实际调查情况进行对比,验证模型的可靠性。结果表明:建立的模型符合实际,能够反映出公交车辆在交叉口处的停靠情况;公交停靠站对交通的影响程度与停靠站距交叉口的距离呈现W形的变化趋势;港湾式停靠站对周边机动车及交叉口运行的影响程度比直线式停靠站小;上游停靠站的推荐设置区间为距交叉口70~110m的区域,下游的推荐区间为距交叉口60~90m的区域;不同饱和度下的停靠站设置区间差别较大,在实际应用时需要进行精细化分析。     

港湾式公交停靠站设置条件研究

针对城市道路中公交进出直线式与港湾式停靠站对外侧车道通行能力产生影响的问题,运用排队论与间隙接受理论相关成果,分别建立了直线式、港湾式排队无溢出及港湾式排队有溢出3种情况下公交进出停靠站对外侧车道的影响时间模型;在此基础上以公交出站延误及站点服务强度作为约束条件,推导出外侧车道通行能力计算模型,并给出设置条件;对仿真模拟试验结果与模型计算结果进行对比,并对模型适用性进行了检验,给出了不同公交到达率下3种模式设置港湾式公交停靠站的通行能力范围值。结果表明:该模型具有较高的精度和可靠性,能够为城市道路设计提供必要的参考依据。     

BRT车站组的线路停靠组合优化模型

为了缓解公交车辆进入单车道快速公交(BRT)车站容易出现排队的问题,提出了BRT车站组的线路停靠组合优化模型。首先基于排队论推导出BRT车辆进站不发生排队的概率模型,然后以最小排队概率为目标,提出整个车站组的线路停靠混合整数规划模型,并针对该模型的求解分别给出了一种基于分布式并行搜索的全局最优解算法和一种基于贪心策略的次优解快速算法;最后通过算例计算出广州市某个典型BRT车站组的线路停靠最优方案,利用VISSIM软件对优化方案及现有方案进行了多次仿真。结果表明:所提出的方法能够有效缓解公交车辆的进站排队现象。     

基于精英选择遗传算法的需求响应公交规划

为提高公交系统服务质量,需求响应公交是近年来被提出的新型运营模式,其可以根据乘客需求定制公交线路。对需求响应公交的规划包括点规划和路径规划两阶段。首先通过K-means算法实现公交零食停靠点规划,其次在路径规划的过程中,提出了一种基于精英选择的遗传算法。最后,通过100名乘客需求的实例试验,需求响应公交最大可以使企业盈利162.30元,并证实了基于精英选择遗传算法相比与基于轮盘赌选择遗传算法具有更快的收敛速度和更好的搜索结果,精英种群的规模设为15%左右时求解结果较好。     

专用道条件下电动公交线路静态无线充电设施布局优化

为了减少电动公交线路静态无线充电设施的布设成本，从而提高时间控制点的有效利用率，提出了考虑时间控制点影响的静态无线充电设施布局优化方法。首先建立电动公交车运行状态表达模型，提出乘客出行时间成本增加量计算方法；随后在总松弛时间、电池剩余电量、准点率的约束下，将每个站点是否布设静态无线充电设施、是否设置为时间控制点以及对应的松弛时间作为优化变量，将充电设施总布设成本与乘客出行时间成本增加量最小以及站点有效利用率最大作为优化目标，建立专用道条件下静态无线充电设施布局优化模型，并采用嵌入随机模拟技术的麻雀搜索优化算法进行求解；最后以一条实际线路为例进行案例分析，并对电池容量、充电功率进行敏感性分析。研究结果表明：在满足不同班次电量需求的前提下，充电设施的总布设成本、乘客出行时间成本增加量随着电池容量或者静态无线充电功率的增加而减少，且充电设施的总布设成本呈阶梯形状变化。     

多线路公交停靠站停靠组织研究

针对多线路公交停靠站公交车辆进出站排队现象严重,站点延误大,运行效率低等问题,分析了不同停靠组织形式和不同主辅站设置类型对公交运营效率的影响。运用Vissim对3泊位直线式和港湾式公交停靠站点的顺序停靠组织和不同组合的划线停靠组织分别进行仿真研究,从公交延误、车辆总延误、行程时间以及通过车辆数4个方面对不同停靠组织形式在不同条件下的交通运行效果进行评价,得到不同形式公交停靠站的最佳停靠组织形式;在此基础上,对不同组合型式的6泊位主辅站停靠组织进行仿真评价,得到了最优的主辅站设置类型。仿真结果表明:对3泊位公交停靠站采用直线式停靠站,总延误平均降低38.4%,采用港湾式公交停靠站,总延误平均降低40.6%;对6泊位主辅站采用双港串联设置,总延误降低22.8%。      

基于步行到站者出行时间的独立BRT走廊站距优化模型

BRT站距影响乘客到达BRT 站点所花费的平均时间,这种影响对步行到站者的出行显得尤为明显。首先,对BRT走廊辐射区域进行了细致的解析,以到站时间受站距影响较大的步行到站者为研究对象,分析步行到站者的平均到站时间,得到了步行到站平均时间同站距的函数关系。在此基础上,以增加站点数量造成的平均步行到站时间减少同BRT车辆运行时间的增加两者之间的平衡为目标,建立了BRT走廊站距优化模型,给出了模型参数的标定方法。该模型对BRT 影响区进行细化,更加符合实际情况,能为BRT实际设站提供一定的参考。      

考虑出行时间窗的定制公交线路车辆调度方法

为提高定制公交系统的运行效率,研究了带乘客出行时间窗约束的多条定制公交线路车辆调度方法。给出了乘客出行站点合并方法,将公交车早到、晚到站点所造成的乘客损失转变为当量运营里程,以多辆公交车总运营里程最小为目标,考虑乘客的站点约束、公交车容量约束以及乘客的出行时间窗,建立了定制公交车辆调度优化模型。其次分析了乘客出行起点、终点对模型求解的影响,通过提出虚拟源站点,将多辆定制公交车的调度问题转换为多旅行商问题;基于后向推导原则设计贪心算法求得模型的可行解;之后基于遗传算法,采用自然数编码机制,将每个站点作为基因位,按照访问次序排列成染色体对应问题的解;最后给出了贪心算法和遗传算法的流程。在理论研究的基础上以定制公交线路为例对建模过程和模型的求解过程进行了阐述。研究结果表明：所建立的优化模型能够输出合理的多条定制公交线路车辆调度方案,不仅可以给出每辆定制公交的途经站点、运营里程,还可以给出每个站点的准点程度以及由于公交早到、晚到折算得到的当量运营里程;在求解算法质量方面,与可行解相比,相对最优解输出的方案能够使综合运营里程降低10.4%;模型求解时间为30.3 s,可以满足定制公交企业的实时性需求。     

港湾式公交站点泊位数优化方法

为合理确定港湾式公交停靠站的泊位数,以实际公交站点交通观测数据为基础,从优化公交站点供需平衡的角度分析公交停靠需求与通行能力之间的关系,结合经典的通行能力计算模型,并在模型中添加港湾式公交出站变道造成的延误,建立单位时间内公交停靠需求大于站点通行能力的概率计算方法,在此基础上建立了港湾式公交站点泊位数优化方法.以武汉市中山大道长江二桥公交站点为例,根据站点运行情况将站点公交车排队溢出概率的上限值设定为15%,经计算得出该站点单位时间(1 min)的公交动态停靠需求大于站点通行能力的概率高于15%,通过调整泊位数提高站点通行能力后,通行能力满足公交停靠需求(p<15%),表明该方法能准确确定港湾式公交站点的泊位需求数,为港湾式公交站点泊位数设计提供依据.      

非港湾式公交停车对道路交通流的影响分析

公交车进出站点不仅影响本身,也给其他车辆运行带来很大干扰。文章首先比较全面地分析非港湾式公交停车影响下道路交通流特征,然后借助于EXCEL软件,构建关于公交停车频率、公交停车时间、最大公交停车长度及其存在时间、道路流量的车速和车头时距多元线性模型,并进行了严格的数学检验。该研究为合理分析路段交通流状况、正确计算区间行驶车速与车头时距提供了依据。