XX多线路公交停靠站的优化设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1）目的及意义

随着人口的增加、城市化进程的发展，城市交通的规模不断加大，我国汽车保有量也在不断增长。根据我国汽车保有量的数据分析，截止至2016年底，全国机动车保有量达2.9亿辆，其中汽车有1.94辆。而随着人民物质生活的丰富，汽车的需求量还有进一步扩大的空间。全国范围内有49个城市的汽车保有量超过百万，其中有18个城市则超过两百万，6个城市超过三百万。然而，我国多数城市的基础交通设施的优化与汽车保有量增长却无法同步，交通堵塞、交通事故以及环境等问题接踵而来，严重影响了市民的正常生活。

公交车系统是维系城市交通正常运行的关键。公交车是一种能耗少、效率高、成本低的一种公共交通出行方式，以及成为市民日常的出行方式，且近年来各地政府发布的各项政策也对老年人与残障人士更加友善，上车刷卡搭乘以及红绿灯的调整也能使公交车达到一定的运输速度与能力，因此，公交车系统在城市交通运营方面是不可或缺的。但是公交车庞大的体积、发车频率的参差不齐等等问题也容易使公交车运营中产生交通拥堵、影响社会车辆等多重问题。尤其是在城市客流大量集散之处，公交停靠站一般停靠线路多，若多线路公交车停靠站设置不当，大量的公交车流与客流容易造成停靠区域交通秩序混乱，同时也会影响过往的机动车等社会车辆，甚至影响该路段交通的正常运行。对公交车停靠站的合理设置以及优化，能够提升公交系统对乘客的服务质量以及运输效率，也是改善城市交通基础设施中的重要一环，同时也极大地影响未来交通的可持续性。

公交优先如今已经成为我国城市交通发展的一项目标，实施公交发展战略也处于各大城市的发展规划是，但在多线路公交停靠站的优化设计方面的研究多处于理论研究方面，许多城市的公交站点的优化设置还缺乏重视，公交站台本身也存在诸多问题，因此公交运行效率、乘客出行效率等都会受到影响。本文将通过实地调查，对城市某一公交停靠站的泊位数、通行能力路、站台尺寸、容纳线路等方面进行详细的探讨，以达到改善这一多线路公交停靠站的目的。

2）国内外研究现状

针对多线路公交停靠站这一方向，国内外学者、研究人员等都做了多方面的研究，并取得了一定的研究成果，下面将从停靠类型、泊位数的确定、通行能力、排队论、延误等几个研究方向进行阐述。

（1）多线路公交停靠站类型

多线路公交停靠站根据位置可以分为交叉口上游公交车停靠站、交叉口下游公交车停靠站以及路段停靠站。李胜凯[1]详细对比分析了交叉口与路段公交停靠站的优缺点、交叉口进口道与出口道设置公交停靠站的延误、对交通流的干扰以及安全性等多方面要点，最后给出交叉口附近选址的一般原则，其中，交叉口出口道设置的公交车停靠站的延误要低于进口道设置的站点。何赟[2]通过离散模型与连续模型优化路段停靠站的选址问题，利用SPSS软件对调查的数据统计分析，得到某一交叉口上游停靠站的延误与停车线距离交叉口的关系，以及根据拥挤情况计算出交叉口下游停靠站的选址公式。

多线路公交停靠站根据站台可以分为直线式公交停靠站以及港湾式公交车停靠站。同时，在多篇文献中均有提到主辅站的设置。Maryvone Dejeammes等[3]通过调查的方式比较了直线式和港湾式公交停靠站的停靠能力，并提出了改良方案。李胜凯[1]认为直线式的公交停靠站对社会车辆影响更大，进而导致的交通问题也会加大公交车在站点的延误，并通过图表提倡使用港湾式的公交停靠站，同时讨论了一幅路、三幅路等不同道路条件下港湾式停靠站的设置建议。

（2）有效泊位数

①直线式与港湾式公交停靠站

泊位数的多少对公交停靠站通行能力的大小有着决定性的影响力，当泊位数数大于1时，停靠站区域内会产生各种干扰，从而使得泊位数的效率无法达到100%。Herbert S. Levinson[4]中提供了停靠站实际泊位数与有效泊位数之间的量化关系，如表1所示。

表1公交站点及有效泊位数

美国《道路通行能力》（HCM）[5]提出的公交停靠站通行能力计算方法是当今研究常用的经典方法，其中针对不同站台形式的公交车停靠站提供了泊位利用率以及累计有效泊位数的参考值，如表2所示。HCM模型将相同站点类型的公交停靠站的有效泊位数认定为某一定值，而忽略公交运行中其他因素对有效泊位数的影响。

表2公交站点泊位利用率及有效泊位数

泊位数	直线式公交停靠站	港湾式公交停靠站
泊位利用率	有效泊位数	泊位利用率	有效泊位数
1	100%	1.00	100%	1.00
2	85%	1.85	85%	1.85
3	60%	2.45	75%	2.60
4	20%	2.65	65%	3.25
5	5%	2.70	50%	3.75

而美国《公共交通通行能力与服务质量手册（第二版）》[6]则给出了两种直线式公交站不同泊位数所对应的有效泊位数，如表3所示。

表3直线式多泊位公交站利用率及有效泊位数

泊位数	路内式公交站	路外式公交站
随机到达	车队到达	各种到达
利用率	有效泊位数	利用率	有效泊位数	利用率	有效泊位数
1	100%	1.00	100%	1.00	100%	1.00
2	75%	1.75	85%	1.85	85%	1.85
3	70%	2.45	80%	2.65	80%	2.65
4	20%	2.62	25%	2.90	65%	3.25
5	10%	2.75	10%	3.00	60%	3，75

辛鹏远[7]对直线式公交停靠站在不同位置，以公交车停留时间为变量，以通行能力为因变量，符合一些欧洲的研究，也就是说，从1个泊位增加到3个泊位时，通行能力明显增加，但泊位数达到3个泊位以上时，通行能力基本没有变化。

②主辅站设置的多线路公交车停靠站

设置辅站后的公交停靠站可细分为双直串联、双港串联、直港串联、直港并联以及双港并联共六种。贾富强等人[8]利用VISSION仿真得到不同形式主辅站组合的延误等图像数据，并得出双港串联式公交站最优。

李凯胜等人[1][9]对停靠站设置的研究中发现，对于计算双港湾停靠方式泊位，不能仅简单地对主辅站的有效车位数进行叠加。建议采用以下公式，并对各种类型的双港湾方式进行列举。

（1-1）

式中：

Ne1——主站的有效泊位数；

Ne1——辅站的有效泊位数；

ε——主站与辅站之间相互干扰系数，建议取值0.9[8]。

（3）通行能力

多线路公交停靠站的通行能力是指某一多线路公交停靠站在一定的交通条件下，在单位时间所能服务最多的车辆数，其是反应公交停靠站提供服务能力大小的重要指标。

Jonathan M. Bunker[11]在文献中阐述了公交车在停靠站上游时等待时间对通行能力大小的影响。李凯胜[1]对公交车、停靠站以及道路交通情况三大类中的各个小点进行叙述。何赟[2]则是根据HCM模型所提供的公式中的具体参数进行分析。公交停靠站的通行能力与诸多因素相关，周本钰[11]主要从站台尺寸及泊位数、车辆停靠形式、站内乘客排队、上下乘客数以及车内拥挤度五个方面叙述。

国内关于公交停靠站通行能力的研究计算[1][9]一般是根据美国HCM中提出的公式，其考虑了绿信比、消散时间等相关参数，从而得到公交站可以停靠的公交车辆数。在何赟[2]、杨弘[13]、江新凯[14]等人研究中采用较新的《公共交通通行能力和服务质量手册(第二版) 》[6]计算公交车停靠站的通行能力，其中引入了运营裕量tom的概念。孙锋等人[16]对直线式公交停靠站的分析中还提到了道路通行能力分析模型[15]，这个模型主要认为车辆进站后马上就能进行服务，其较HCM模型精确度更低，因此多数研究都未采用该种算法，同时他通过车辆运行时空图分别计算了泊车位为1、2、3时直线型公交停靠站的通行能力，通过对停靠时间分布函数的标定与检验，并运用VISSIN仿真，得出直线式公交停靠站的通行能力计算模型。杨静[17]的研究中引用了斯图奥迪提出的基于乘客的车站能力模型以及列队运营计算模型，但前者不适用于多线路的公交停靠站，而后者的适用性限于特殊的公交组织方式。

（4）排队论计算模型

公交车辆在运行至停靠站的过程中，会受到交叉口信号控制、道路交通实况以及行车延误等情况的影响，李凯胜等人[9]对多线路公交站设置进行研究，通过调查分析公交车辆的基本特征，认为多线路公交站车辆的到达服从泊松分布，站台的服务时间服从爱尔朗分布，并将停靠站与车流之间的服务引用排队论的知识分析，默认高峰时段公交车遵守先到先服务的原则，将其构成为“单路排队多通道服务的M/M/N”系统。何赟[2]对公交停靠站站址与站位的研究中也选用了这种排队模型进行计算。

杨静[17]在其研究中除了引入上述系统，还引入公交车辆服务时间为K阶爱尔朗分布的“单路排队多通道服务的M/Ek/N/∞/FCFS系统”。柏海舰等人[18]对常规公交容纳模型的研究中采用了M/M/1/∞/∞系统，并对南京市某一站点进行详细解算。刘媛的研究[19]考虑了公交车在停靠站变异系数较大，不服从泊松分布时，并运用一般分布代替泊松分布，将公交车站转化为一个M/G/1系统。

（5）公交站台设计

Kollaros A.George的文献[21]中阐述了不同情况下关于公交停靠站与土地合理利用的问题。李凯胜[1]先通过站台人均空间的计算判断出停靠站的服务等级，再通过通行能力以及排队论模型进一步确定服务等级，并对等级较低的公交停靠站提出整改意见。何赟[2]在站台与站位的研究中详述了关于站址选取的判断因素与制约因素，周围土地开发利用情况、道路及交叉口交通负荷情况等对公交停靠站设置具有重要的判断作用，而道路横断面形式、交叉口几何形式等对站台的设置具有极大的制约作用，并对路段、交叉口的公交站选址进行优化，还分析了停靠站间距之间的优化布局。杨弘等人[13] 则从站台的停靠线路数量与线路特征入手，利用M/M/1/∞/∞系统，认为容纳线路是公交站台容纳线路的最大值，选用排队长度大于公交站台的车位数的概率作为目标值，通过陈家港公交车站进行验算应用，提出一系列整改方案。但该方法仅从单个车站的角度进行，但未考虑路网，同时采用的通行公式计算站台服务率时具有一定的局限性。曾奕林[22]的研究中列举了车站尺寸的要求与计算方式。

（6）公交车进站延误

Zhao Jianyou等[23]通过排队论的概率、停靠站外侧的车流量以及停靠泊位站数量计算公交车辆进站的延误时间。Bumjin Park等[24]通过运用首尔市CBD区域的某一线路公交站进行分析，采用绘图的方法得到公交车在停靠站停车时间的正态分布图，同时其概率密度曲线则向右。韩宝睿[25]等人对公交停靠站延误的多样性与复杂性进行了归类与分析，探讨了延误的不同原因，并在具体数据的基础上找出延误的主要影响因素，同时还强调了二次延误的情况。郭四玲[26]等人通过实际观测数据以及统计分析公交车停靠时间得到不同位置停靠站受交通影响的状况，发现高峰时期公交车在直行道上的停靠时间比平常时间大，而交叉口由于影响因素较大，高峰时期与平常时期的停车时间呈相差不大的峰状分布。朱祎[27]等人通过对三个典型公交站的延误调查得到各站的延误影响因素，其中站台形式与车辆停靠组织方式为主要因素，并提出对站点进行治理改进、推行新型公交车、客运量大的车站设立快车道等减少多线路站点车辆延误的对策。

2. 研究的基本内容与方案

1）研究目标

（1）前期通过查阅文献了解多线路公交停靠站研究成果，并对选择优化的公交停靠站有详细的认识。

（2）在调查本地多线路公交站时能够发现其中不足，通过分类的方式阐述该地区多线路公交停靠站的各类问题，并通过前期查阅的文献对其优化设计。

（3）通过优化后的多线路公交停靠站能够减少延误，通行能力有所提升，满足乘客或私家车主等的满意程度，一定程度上缓解该区域的交通压力。

3. 研究计划与安排

周 数	内容安排
第1周	确定选题。
第2周—第4周	根据选题和设计任务书，明确研究内容，完成开题报告，并为后期调查制定调查计划书及表格；
第4周—第10周	进行调研并进行分析和处理工作根据得到的数据对该多线路公交站点进行优化设计。
第11周—第14周	完成论文初稿，交予指导老师审阅。
第15周—第16周	修订论文初稿，进一步完善论文。
第17周	提交答辩申请，做好答辩准备。

4. 参考文献（12篇以上）

1. 李凯胜.多线路公交停靠站的设置研究[d].北京交通大学，2008

2. 何赟.多线路公交停靠站站址与站位问题研究[d].西南交通大学，2011.

3. maryvone dejeammes，florent coffin. bus stop design and automatedguidance for low-floor buses[j].transportation research record 1666.1999：85-91

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