第七章公共交通场站规划方法研究讲解

第7章公共交通场站规划方法研究7.1 引言对城市公共交通场站的规划主要包括公共汽车起(终)点站、中途站点、换乘枢纽站和保养修理场等四种，其规划应结合城市规划的合理布局，计划用地进行，做到保障城市公共交通畅通安全、使用方便、经济合理的要求。

其中：①、公共汽车的起、终点站选址是公交线网规划的重要约束条件，可在公交路线优化后，根据路线及车辆配置情况确定位置及其规模；②、公交中途站点的规划可以在公交起、终点位置和路线走向确定以后，根据最优站距和车站长度限制等情况确定；③、换乘枢纽站点一般是在公交路线作为对外交通或大运量交通系统的集散系统时考虑规划设置；④、车辆保养场一般在所辖线网的重心处。

本章主要介绍公交车辆起（终）点的设置原则以及公交路线中途间站点的优化布设、公共交通客运枢纽的选址规划、大容量捷运交通（MRT）—公交接运枢纽规划、公交—自行车换乘枢纽规划的相关模型与方法。

7.2 公共汽车起、终点和中途站点规划公交汽车的起、终点及中途站点的位置、间距、设计和管理对公交系统作用的发挥有着很大影响。

尤其是车站间距，是影响车辆运营速度和调度计划的重要因素。

本节重点研究公交起、终点站规划的原则和中途站点间距优化的模型方法。

7.2.1 公交车站起、终点规划原则公交车辆起、终站点的主要功能是为线路上的公交车辆在开始和结束营运、等候调度以及下班后提供合理的停放场地的必要场所。

它既是公交站点的一部分，也可以兼具车辆停放和小规模保养的用途。

对起、终站点的规划主要包括起、终点的位置选择、规模的确定以及出入口道路的设置等几方面内容，规划时应遵循以下原则：①、公交起、终点站的设置应与城市道路网的建设及发展相协调，宜选择在紧靠客流集散点和道路客流主要方向的同侧；②、公交起、终点站的选址宜靠近人口比较集中、客流集散量较大而且周围留有一定空地的位置，如居住区、火车站、码头、公园、文化体育中心等等，使大部分乘客处在以该站点为中心的服务半径范围内（通常为350米），最大距离不超过700~800米；③、起、终点站的规模应按所服务的公交线路所配营运车辆的总数来确定。

一般配车总数（折算为标准车）大于50辆的为大型站点；26~50辆的为中型站点；小于26辆的为小型站点；④、与公交起、终站点相连的出入口道应设置在道路使用面积较为富裕、服务水平良好的道路上，尽量避免接近平面交叉口，必要时出入口可设置信号控制，以减少对周边道路交通的干扰。

7.2.2 公交车中途站点规划（1）公交车中途站点规划原则公交车辆的中途站点规划在公交车辆的起、终点及线路走向确定以后进行，规划的原则为：①、中途站点应设置在公共交通线路沿途所经过的各主要客流集散点上；②、中途站点应沿街布置，站址宜选择在能按要求完成车辆的停和行的两项任务的地方；③、交叉口附近设置中途站点时，一般设在过交叉口50米以外处，在大城市车辆较多的主干道上，宜设在100米以外处；④、中途站点的站距受到乘客出行需求、公交车辆的运营管理、道路系统、交叉口间距和安全等多种因素的影响，应合理选择，平均站距在500~600米之间，市中心区站距宜选择下限值，城市边缘地区和郊区的站距宜选择上限值；百万人口以上的特大城市，站距可大于上限值；不同的车辆类型和区域条件下站间距范围如表7—1[1]所示。

表7—1 典型的车型与站距分类表国内公交线路站距的范围如表7—2[1]所示。

（2） 中途站点布局规划方法对公共交通中途站点的规划主要是对中途站点间距的研究。

一般而言，较长的车站间距可提高公交车的平均运营速率，并减少乘客因停车造成的不适，但乘客从出行起点(终点)到上(下)车站的步行距离增大，并给换乘出行带来不便；站间距缩短则反之。

最优站间距规划的目标是使所有乘客的“门到门”出行时间最小(如图7—1所示)。

乘客出行时间图7—1乘客出行时间与站距的关系基本图式公交路线站间距的优化主要考虑乘客总出行时间的影响，并与车辆性能和运营要求有关。

对于大容量捷运交通（MRT ）系统，车站的造价也是一个重要的影响因素。

同时，进行车站间距优化还应考虑站间距对需求的影响和各种客运交通方式之间的协调。

从长期的影响来看，站间距的增大会使乘客短途出行量减少，吸引长距离的乘行。

例如在进行城市地铁系统站距的规划中，应考虑到城市引入地铁系统的目的是对现有地面交通方式的补充，而非与其竞争。

因此在车站选址规划中，要求线路的站距比地面系统的站距大；以鼓励短途乘客使用地面系统。

这里以常规公交线路为例，研究在一条线路上，使所有乘客出行时间最小的站间距s D 的求解问题。

①、最优站距目标函数进行公交中途站点最优站距的规划是以最小化线路上乘客总出行时间A T 为目标，模型可表达为：∑=P A T T min（7—1）式中，T A —线路上所有乘客的总出行时间(min)；T —单个乘客的总出行时间(min)；P —线路上所有乘客的集合。

如考虑与站距有关的主要出行时间，则有s R T T T T T +++=21 (7—2) 式中，T 1—由出行起点到上车站的步行时间(min)；T 2—由下车站到出行终点的步行时间(min)；T R —出行途中公交车的行驶时间(min)；T s —出行途中公交车的停车时间(min)。

②、模型约束变量分析A 、公交车的行驶时间公交车行驶时间可由下式表达：)(N D A S IN P R V L L D T T K T ++++= (7—3)式中，K —公交车途中经过的车站数；T P —乘客上、下车完成后，公交车司机的操作反应时间及车辆启动时间(s)； T IN —车辆进出站受干扰的延误时间(s)，与道路交通状况、车站类型和使用车站的路线数量有关。

D S —公交路线的站间距(m)；L A —车辆加速达到正常速度所需行驶的距离(m)；L D —车辆由正常速度减速至静止所需行驶的距离(m)；V N —公交车的正常行驶速度(m/s)；B 、公交车的停车时间公交车的停车时间s T 受车辆上、下乘客数和乘客上、下车时间的影响较大，计算公式可表达为：∑∑∑∑==⋅+⋅=+=m n i D i D m n i U i U D U S P T P T T TT (7—4)式中， T U 、T D —一个乘客的上、下车时间(min)；P i U 、P i D —站点i 的上、下车乘客数(人)；n 、m —乘客出行的起点、终点站，n m >；T U 、T D —乘客上、下车的平均时间(min)，与站台的高低、车门大小、售票方式等有关，取值参见表7—3和表7—4[3]。

表7—3 典型的上/下车时间表7—4 多车门上/下车时间统计值C 、乘客到/离站时间设乘客按出行时间最小选取上、下车站，参见图7—2。

则乘客到、离公交站点的最短出行时间为：),min(1N D A IN P M M S V L L Ds T T V x V x D T ++++-=+ (7—5)),/min(2N D A IN P M M V L L Ds T T V y Ds V y T ++++-=+ (7—6)式中， 21,T T —乘客到、离公交站点的最短出行时间(s)；x —乘客出行起点到站点n 的距离(m)；y —乘客出行终点到站点m 的距离(m)；V M —乘客的步行速度(m/s)。

1,+n n —与乘客出行起点相邻的连续两公交站点序列；1,+m m —与乘客出行终点相邻的连续两公交站点序列，1+>n m ；D 、总时间计算总时间为乘客到、离公交站点时间与公交车行驶时间之和，可表达为： ),/min())()(1(),min(N D A IN P M M ND A IN P ND A IN P M M V L L Ds T T V y Ds V y V L L Ds T T n m V L L Ds T T V x V x Ds T ++++-+++++--+++++-=++ (7—7)E 、决策变量S D 的约束条件实际计算中，公交站点间距S D 有上下限的约束：max min Ds D Ds S ≤≤ (7—8)图7—2 乘客的上、下车站示意图其中，考虑乘客到公交车站的最大容忍步行距离，令S R Ds 2max = (7—9) 式中，R S —公交中途站点的服务半径(m)。

另外，站距不应小于车辆加速达到正常运营速度再减速停止所需的最小行驶距离，如假定加速度与减速度相同，则min Ds 可表达为：)/(min IN P N N T T a V V Ds ++= (7—10) 式中，a —加速度(m/s 2)，设车辆尽快地加速，考虑站立乘客的安全与舒适的要求，通常有a ≤1.52m/s 2；（3） 中途站点布局规划实例计算公交路线站间距的优化常用模拟搜索的方法确定。

假设乘客沿路线均匀分布，V M =1.22m/s ，T p =3.7s ，线路总长度为10km ，计算得到的最优站距如表7—5所示。

表7—5 最优站距计算表可见，车辆速度越快，站间距越大；停车干扰较多时，站间距也将增大。

若考虑停车成本(如轮胎摩损，耗油等)与空气污染等因素，站距还会增大。

此外，具体规划时还需根据道路条件、交叉口位置调整站点的具体位置。

以上结论可知，公交路线站距过大，使非车内时间增加，反之则车内时间增加。

以所有乘客的出行时间最小为目标，可求得最优站距值。

7.3 公共交通枢纽选址规划7.3.1 概述公共客运交通枢纽是指公交线路之间、公共交通与其它交通方式之间客流转换相对集中的场所，对公交枢纽的合理布设、规划是改善整个交通系统，从而提高运营效益和解决出行换乘问题的重要步骤。

公共交通枢纽通常包括对外交通枢纽和市内交通枢纽两种。

（1）对外交通枢纽对外交通枢纽是市内公共交通与市际交通的联系点，一般在铁路客运站、长途汽车站、轮渡港口、航空港口和城市出入口道路处。

这类交通枢纽在城市中的位置相对比较确定。

（2）市内交通枢纽市内交通枢纽一般是城市区域内的集散点，如公共交通之间或公共交通与其它交通方式之间的转换场所，如常规公交与大容量捷运交通（MRT）、自行车的换乘枢纽，多条公交线路汇聚的交点等。

合理的公共客运交通枢纽规划对改善城市交通系统，提高运输效益和解决出行换乘问题具有重要的意义。

规划的主要内容包括枢纽选址和规模的确定。

本节主要研究公共交通枢纽选址优化的一般模型。

7.3.2 公共交通枢纽选址优化模型从系统工程的观点，城市公共客运枢纽的选址属于物流中心的选址问题，规划方法大致分为三类：①、经验(专家咨询)选址法；②、连续型选址模型，如重心模型；③、离散型选址模型，如(混合)整数规划法、Bawol-Wolfe法等，从几个备选站址中按目标函数最优从中选取。

其中经验选址法是依据专家凭经验和专业知识对相关指标量化后综合分析得到的选址方案，决策结果受专家知识结构、经验及所处时代和社会环境等多方面因素的影响，由于选址分析取决于主观分析，在规划时更适用于对有限备选站点的优化选址；连续选址模型不限于对特定备选集合的选择，自由度较大，但规划时难以考虑实际的土地约束条件，结果往往并不实用；离散型选址模型所需基础数据较多，计算量很大。