设置路侧公交专用道的道路通行能力分析设计计算开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.研究目的 设置公交专用道导致社会车辆可使用的路面资源减少，道路通行能力发生变化，量化“公交专用道设置”这一因素的影响，建立设置路侧公交专用道的道路通行能力的计算模型，原有模型得到的计算值CB与的实际道路通行能力测量值CA会有一定偏差，因此需要修正模型来拟合现实。调整后的模型可用于估计其他设置路侧公交专用道的道路通行能力，为评价设置路侧公交专用道后的道路系统能否满足实际交通需求提供理论依据。2.研究意义 首先，公交专用道引起通行能力变化这方面，现有通行能力手册考虑得较为简略，本文力图细化现有道路通行能力计算模型，使通行能力模型更加符合实际情况。其次，建立该计算模型可以得到设置路侧公交专用道的道路上各个车道通行能力，有助于分析公交专用道设置的必要性和合理性，也为道路辅助设施和基础设施的设置提供参考和依据。最后，经过一系列调查分析，计算建模加强自己统筹思维、提高调查统计能力、建模能力、发现问题并解决问题的能力，进一步巩固专业知识提高专业技能。3.研究现状及分析3.1国内外研究现状3.1.1公交专用道规划方法研究： 国外《美国公共交通通行能力和服务质量手册》[3]、《美国平面公交专用道规划与设计手册》[4]和国内《60042公交专用车道设置标准GAT507-2004》[5]专门用于公交专用道设置，《城市道路设计规范》[6]也涉及公交专用道规划。着眼于公交低比率下专用公交车道（DBL）不合理的问题，Tian, Z和 Jia, L[7]提出了一个物理长度有限的新公交专用道以减少由公交车和小汽车混合交通引起的车道变换冲突。经研究发现新公交专用道对车道变换影响最小并且可提供更高的通行能力。澳大利亚的D.Jeason和F.Ferreira(2000年)[8]研究实行公交优先通行措施对道路交通所产生的影响，通过对比设置公交专用道、专用信号前后道路上车辆的延误时间，建立模型，计算出在不同道路交通量条件下,设置公交专用道的最佳公交比例和最佳公交客流量。

国内学者李铁柱等人[9]就城市主干道公交专用道设置中公交流量条件进行较为系统的研究，提出设置公交专用道的公交流量判断标准．陈冠男[10]提出了适用于快速路的公交专用道的设置形式与设置必要条件，并选取示范区域对不同设置形式进行了具体的仿真分析。周玉民[11]针对公交专用道的发展前景和方向，结合国外多年经验阐述公交专用道的作用，性能，设置形式以及使用和管理。张南[12]等人用轨道交通线网规划方法研究公交专用道线网布局问题.从可行性和必要性入手,得出设置公交专用道的速度条件、公交车流量条件、道路条件,以及公交专用道需求线网和可行线网的设置方法。刘伟[13]通过对公交专用道规划设置的道路、交通、通行能力和公交优先等条件的研究,从公交与非公交出行效率角度出发,建立了规划设置公交专用道的路段公交车流量和非公交车流量临界值数学模型,得到了不同类型道路相交时,规划设置一条公交专用道的临界流量。

3.1.2公交专用道合理性研究及评价：

国外学者Leonardo J. Basso[14]等人分析城市交通拥堵管理政策对城市交通的作用，比较公交专用道、拥堵收费和补贴三种政策下服务水平、社会福利和消费者剩余的差别。研究发现公交专用道是比补贴过境或拥堵费更好的单机政策。相比拥挤收费，补贴和公交专用道容易得到群众支持。但公交专用道会引起公交最优尺寸，发车频率，运行速度，站距等变化。实施快速公交（BRT）存在技术，业务和制度性等许多方面的问题，Patankar[15]等人选择在印度研究BRT走廊建模的方法。考虑交通流量、速度、旅行时间、延迟时间、停止时间和油耗等交通质量参数，建立模型以探讨BRT的影响，这项研究可用作发展适应目前印度交通条件的公交走廊的基础。ARASAN, VT[16]运用针对异质流量的微观模型，以其他机动车速度减少情况来反映设置城市公交专用道的影响。作者发现如果是高度异质性的交通条件下，典型八车道的城市道路确保道路服务水平为C（不包括公交车）所能允许最大饱和度为0.62，这项研究可作为提供公交专用车道的理论依据。使用bus shoulder是在没有空间设置额外基础设施的区域实施快速公交（BRT）的主要方法。Ward, N, Shankwitz, C[17] 等人从驾驶员心理角度分析行驶在shoulder的心理压力与车速，车流密度等的关系。shalaby[18]等使用TRANsYT7F软件对公交专用车道及其相关的辅助措施的效益进行了模拟分析评价,可以较为准确的模拟出公交车辆的车速和延误。 国内学者胡兴华[19]等分析了设置公交专用道对交通运行的不利影响程度。将脆弱性的概念引入交通系统,通过对其进行评价和系统扰动下的交通状态分析。构建了交通脆弱性评价指标体系,建立了交通脆弱性评估数学模型,并对模型进行应用,对道路的交通脆弱性进行了分级研究。也有通过对比设置公交专用道前后道路交通流、通行能力的情况来评价公交专用道，如黄艳君等人[20] 选择单向三车道和四车道的路段对有无设置路侧公交专用道的路段进行观测分析。采用饱和度作为自变量，建立了设置不同形式的公交专用道条件下公交车与社会车辆的速度模型,并对比分析了车辆的运行状态和车速变化特征。钟永艳在[21]采用有无分析法,对设置路段公交专用道前后,公交车辆和社会车辆路段行驶时间的分析和比较,为正确评价公交专用道实施效果提供了依据。3.1.3通行能力计算 《美国道路通行能力手册》、《道路通行能力分析》, 《道路通行能力手册》[22]通常是作为其他研究通行能力的参考和基础。 李晓薇[23]分析了城市道路路段上的公交停靠站对路段通行效率的影响,详细分析了公交车辆对通行效率影响的主要方面,即公交影响时间,并分别对直线式和港湾式公交站台的各类情况进行了分类总结。冯太群[24]以分析公交停靠对站点区段路段通行能力的折减为主要目标。详细分析了公交车辆、公交站台区段交通流运行特性等，确定出直线式公交停靠站和港湾式公交停靠站对道路通行能力的折减模型。 张斌[25]分析优先措施对道路通行能力的影响,路段上主要论述了公交停靠站对道路通行能力的影响,路口上以设置公交预信号的情况下来分析对道路通行能力的影响,提出了相应的通行能力修正系数和计算方法。叶新晨[26]基于实测数据统计分析、VISSIM仿真和理论解析相结合的方法，建立了上海市路侧式公交专用道路段通行能力的计算模型，并进行了深入地参数敏感性和关联性分析。结果表明，各个影响因素中，路段停靠站和出租车停靠点对公交专用道通行能力影响较大。周伟[27]认为行车间距与速度是决定路段通行能力的两个最直接的要素, 从理论上对路段通行能力问题作深入的探讨，改进通行能力计算，认为交通流模式的顶点值作为实际通行能力是有条件的,不能随意使用。3.2国内外研究现状综述： 公交系统在国外经历了较长时间的应用和发展，建立了较为完善的公交专用道评价体系，对合理设置公交专用道的方法以及公交专用道影响研究方面比较全面和深入。国内学者也展开了大量公交专用道相关的研究且己经取得丰硕的成果：公交专用道对道路交通流包括车速、延误的影响；公交运行对社会车辆车速影响；公交站点形式、停靠站影响区的影响等。此外对于公交专用道的实施效益评价也有较多的研究成果：对路段行驶时间、交叉口延误、通行能力等影响指标的评价创建了多种计算方法。但在通行能力方面，量化公交专用道的影响作为参数来计算城市道路通行能力相关研究较少。

2. 研究的基本内容与方案

1.研究基本内容

(1)实地调查选取合适路段。要求路段i设置公交专用道和公交站点且无出入口干扰。调查车道宽度、车道数、交通组成和分布、交通流特性、方向分布、横向干扰，公交站点通行能力；要求路段ii为纯路段（无公交站点和交叉口干扰）。调查车道宽度、车道数、交通组成和分布、交通流特性、方向分布。 处理调查数据得到通行能力观测值。

(2)分别考虑公交站点附近影响区和纯路段区的机动车流特性，分析影响道路通行能力的关键因素，分析路侧公交专用道对机动车流的影响。

(3)在基本通行能力基础上考虑修正系数包括车道宽度、侧向净空、纵坡度、视距不足、沿途条件、车辆组成、车道分布等，建立实际（可能）通行能力计算模型。

3. 研究计划与安排

1. 2015年3月：查阅与毕业设计相关的文献，根据导师意见，完成开题报告及论文第一章的绪论撰写；
2. 2015年4月：针对研究内容制定相关调查方案，完成论文所需数据资料的采集工作，完成论文第二章的撰写；
3. 2015年5月：完成论文的其余章节撰写工作，字数不少于15000字，并完成不少于5000汉字外文资料翻译一篇；
4. 2015年6月：整理毕业设计相关材料，进行毕业设计答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

参考文献:[1] 陈宽民、严宝杰.道路通行能力分析.2003.[2] 美国交通研究委员会.道路通行能力手册HCM2000.北京,2000.[3] 交通运输研究委员会,杨佩昆. 公共交通通行能力和服务质量手册.2007.[4] L. David Shen, Hesham Elbadrawi, Fang Zhao and Diana Ospina .美国平面公交专用道规划与设计手册.1998.[5] 60042公交专用车道设置标准GAT507-2004.2004.[6] 中华人民共和国建设部。

中华人民共和国行业标准：城市道路设计规范（CJJ37-90）.北京：中国建筑工业出版社，1991.[7] Tian, Z, Jia, L .A new bus lane on urban expressway with no-bay bus stop', International Journal Of Modern Physics B: Condensed Matter Physics; Statistical Physics; Applied Physics, 30, 3, p. 1, Academic Search Premier, EBSCOhost, viewed 9 March 2016.[8] D Jeason and Ferreia.Assessing Travel Time Impacts of Measure to Enhance Bus Operation,part2:Study Methodology and Main Finding.2000.[9] 李铁柱,丁建友,孙云峰,何炜. 城市主干道公交专用道设置交通条件研究[J]. 昆明理工大学学报(理工版),2010,01:56-60.[10] 陈冠男.快速路公交专用道设置对交通影响分析及对策研究[D].北京工业大学,2015.[11] 周玉民.公交专用道的应用和发展前景[J].北京规划建设,2000,06:45-47.[12] 张南,李相勇. 城市公交专用道线网布局方法[J]. 西南交通大学学报,2006,05:641-644.[13] 刘伟. 公交专用道规划体系及设置条件研究[D].重庆交通学院,2004.[14] Leonardo J. Basso，Cristia′n Angelo Guevara，Antonio Gschwender ，Marcelo Fuster.Congestion pricing, transit subsidies and dedicated bus lanes: Efficient and practical solutions to congestion.Transport Policy. 18, 5, 676-684, Sept. 2011. ISSN: 0967070X.[15] PATANKAR, VM; KUMAR, R; TIWARI, G. Impacts of Bus Rapid Transit Lanes on Traffic and Commuter Mobility. Journal of Urban Planning Development. 133, 2, 99-106, June 2007. ISSN: 07339488.[16] ARASAN, VT; VEDAGIRI, P. Microsimulation Study of the Effect of Exclusive Bus Lanes on Heterogeneous Traffic Flow. Journal of Urban Planning Development. 136, 1, 50-58, Mar. 2010.[17] Ward, N, Shankwitz, C, Gorgestani, A, Donath, M, De Waard, D, Boer, E 2006, An evaluation of a lane support system for bus rapid transit on narrow shoulders and the relation to bus driver mental workload', Ergonomics, 49, 9, pp. 832-859, MEDLINE, EBSCOhost, viewed 9 March 2016.[18] AS ShalaBy.Simulating Performance Impacts of Bus Lanes and Supporting Measures[J].Journal of Transportation Engineering.1999.[19] 胡兴华,刘咏..设置公交专用道道路的交通脆弱性分析[J].交通运输工程与信息学报, 2006(3).[20] 黄艳君,陈学武,张卫华. 公交专用道设置前后路段交通流模型的比较[J]. 华中科技大学学报(城市科学版),2003,04:68-70.[21] 钟永艳.公交专用道的交通影响分析 [D].西南交通大学, 2008.[22] 任福田,刘小明,荣建等.道路通行能力手册[M].北京:人民交通出版社.2007.[23] 李晓蔚.城市道路通行效率及其影响因素的量化分析[D].北京交通大学,2012.[24] 冯太群. 公交停靠对路段通行能力的影响分析[D].西南交通大学,2012..[25] 张斌.公交优先对道路通行能力的影响分析[D].西南交通大学,2007.[26] 叶新晨,马万经,白玉,杨晓光.上海市公交专用道路段通行能力研究[A].中国智能交通协会.2014第九届中国智能交通年会大会论文集[C].中国智能交通协会:,2014:9.[27] 周伟,王秉纲. 路段通行能力的理论探讨[J]. 交通运输工程学报,2001,02:92-98.