公交线网服务指标评价
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北京市西城区简介
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
西城区位于北京市中心城区西部,全区东西宽 5.5 公里,南北长 7.5 公里,面积 50.70 平方公里。 西城区历史悠久, 自古以来就与北京城的发展紧密相联。 这里曾是永定河古道, 积水成湖,风光秀丽。自秦汉至隋唐五代皆为蓟县地。东以鼓楼外大街、人定湖北巷、旧鼓 楼大街、地安门外大街、地安门内大街、景山东街、南长街、北长街、天安门广场西侧为界 与东城区相连;北以南长河、西直门北大街、德胜门西大街、新街口外大街、北三环中路、 裕民路为界与海淀区、 朝阳区毗邻; 西以里河路、 莲花池东路、 马连道北路为界, 与海淀区、 丰台区接壤;南以永定门西滨河路、右安门东城根、右安门西城根为界,与丰台区相连。辖 区设 15 个街道、255 个社区。总面积 50.70 平方千米。2010 年 7 月 1 日,宣武区并入西城 区,成立新西城区。
5)路线重复系数最低。 6)公交企业的经济利益最好。 5.3 约束条件 1)线路长度的限制。一般情况下,L������������������ ≤ L ≤ L������������������ ,L ∈R,L������������������ ,L������������������ 为线路长度 的上、下极限,L������������������ 按运行要求约为 5 km,L������������������ 按运行要求约为 15km。 2)线路非直线系数的限制。一般情况下,[ L ������ ] ≤1.4,L 为线路 I 的长度(km),d 为线路起、终点站间空间直线距离(km) 。 3)线路的路段(客流量)不均匀系数的限制。一般情况下,[ O������ ������������ ] ≤ 1.5,O������ 为线路中
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城市公交线网多目标优化建模
针对以上分析,我们组结合《城市公共交通课程》 ,探索了城市公交线网的优化模型, 作为此次大作业的拓展学习部分,整理如下: 5.1 优化原则 1)尽可能组织直达运输,使全服务区乘客总换乘次数最小,直达性良好。 2)尽可能按最短距离布设线路,使全服务区乘客总出行时间最小。 3)尽可能使规划区的线路分布均匀,减少工作盲区,提高线网的服务面积率。 4)尽可能使线路上的客流分布均匀,以充分发挥运载工具的运力。 5.2 优化目标 1)乘客的直达率最大。 2)线网日均满载率最大。 3)乘客总出行时间最小。 4)路线网络覆盖率最大。
最大断面客流量,������������ 为平均断面客流量。 4)乘客平均转换次数的限制。一般情况下,城市居民单程出行换乘次数不超过 2 次。 5)线路负载效率系数的限制。一般情况下,0.6< ������������ < 0.8,������������ 为第 k 条线路负载效率 系数。 5.4 优化目标的函数表达式 1)乘客直达率最大的函数: ������ ������ ������ =1 ������ =1 ������������������ ������������������ x= ������ ������ ������ =1 ������ =1 ������������������ 式中������������������ 为线路起终点(i,j)之间直达乘客量(人次); ������������������ 为交通小区 i 至交通小区 j 间的 OD 量(人次)。 2)线网日均满载率最大的函数: y=
表 1 公交线网调查结果 线网长度 线网站点总数 实际距离 基于线网站距 总面积
155.197km
线网密度
281 个
线路站点总数
2139.47km
直线距离
0.55km
基于线路站距
50.70km
2
非直线系数
3.06km/km2
3094 个
1644.41km
0.69km
1.30
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公交线路服务指标评价
实验进行到这里, 有必要引进一种公交服务水平的指标评价, 用以评价西城区公交线路 服务水平,现在介绍一个 TC 模式公交线路服务水平评价体系。 交通共同体(TC)模式的核心是政府购买服务,公交运营企业的最主要任务是按照行政 合同的要求做好公交服务[2],在这种模式下,企业对线路走向和票款收人多少的关注程度 远远低于在市场化模式运营下的关注程度。 政府一方面关心公交运营服务质量, 另一方面对 公交运营费用的财政支出也同样需予以控制。 下表表示单条线路服务能力评价指标: 表 2 单条线路服务水平评价指标及权重
其中 R1=R11×0.37+R12×0.23+R13×0.23+R14×0.17 R2=R21×0.49+R22×0.51
R3=R31 R4=R41 P=R1×0.35+R2×0.2+R3×0.25+R4×0.2 此系数为多位专家评价的平均值。 在获取评价指标的过程中,下列数据可以通过此次大作业获得: 表 3 R12 评价指标 线路长短得分 等级 得分 长度(km) 优 90-100 10-14 评价等级及对应分值 良 80-90 14-16 表 4 R14 评价指标 平均站距得分 等级 得分 长度(m) 优 90-100 500-600 评价等级及对应分值 良 80-90 600-650 一般 60-80 650-800 差 0-60 0-500,800 以上 一般 60-80 16-20 差 0-60 0-10,20 以上
������ ������ ������ =1 ������ =1 ������������������������ ������������������������ ������ ������ ������ ������ =1 ������ =1 ������ =1 ������0������������������ ������������������������
以下数据需要实地测量和调查获得: 表 5 R21 评价指标 准点率得分 等级 得分 准点率(%) 优 90-100 95-100 评价等级及对应分值 良 80-90 90-95 表 6 R41 评价指标 平均收益得分 等级 得分 单位成本收益率 优 90-10 0 1-1.2 评价等级及对应分值 良 80-90 0.7-1 一般 60-80 0.5-0.7 差 0-60 0-0.5 一般 60-80 80-90 差 0-60 0-80
式中������������������������ 为第 k 条线路的节点 i 至 j 路段客流量(人次), ������0������������������ 为节点 i 至 j 路段车容量, ������������������������ 为第 k 条线路的节点 i 至 j 路段客流量间距离(km),N 为公交线路数,n 为公交车辆的 道路网结点数。 3)乘客总出行时间最小的函数: t = ������1 ������1 + ������2 ������2 + ������3 ������3 + ������4 ������4 + ������5 ������5 式中������1 = L0 uv为每位乘客从出行点到相应车站的步行时间。L0 为乘客从出行点到相应
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实验过程及数据
本次实验的数据来源于谷歌地图测量工具, 谷歌地图具有点击站点就可以显示经过该站 点的公交线路的线路图这一项功能,通过此功能,可以非常方便快捷的就完成线网的绘制。 利用这一工具, 我们测量出了西城区公交线网长度、 站间距, 基于此测算出了公交线网密度, 非直线系数等数据。具体的操作过程如下: 1)西城区公交线网长度 点击谷歌地图中的每一个站点, 显示周围公交线路后标记出来, 通过谷歌地图的测 量工具测出自己区域内的每条道路的长度, 并标注在每条道路旁边, 最终加起来求得整个区 域内路网的长度。 2)西城区公交站平均站间距 由于我们要计算的是基于公交线网的平均站距, 那么一些较为复杂的路口可能会出 现附近有几处站点都叫同一个站名的情况。 这种情况下几乎很少有线路会停靠两次同名站点, 也就是说这是为不同线路方便停靠设置的分离站位, 所以这种情况下, 我们要求邻近的同名 异站算一站,不重复计入。 最终汇总得到的结果是,西城区公交线网长度为 155.197km。站点总数为 281 个。 2 由此可以求得线网密度基于线网的平均站距为 0.54km。而西城区的总面积为 50.70km ,由 2 此可以求得西城区的公交线网密度为 3.06km/km 。 3)非直线系数
非直线系数的调查中需要准备两项数据,一是基于线路的公交车实际的走行距离, 二是公交站点的始末站之间的距离。 在非直线系数实验中, 由于没有任何一个电子地图可以 做到公交线路与西城区边界同时显示的功能, 所以我们采取了同时打开两份地图, 一份进行 边界区域的确定,另一份用于公交线路的确定,由此来进行测量的方法。 最终,我们计算得到的数据为西城区内公交线路总长度 1089.74km ,总直线距离 838.26km,非直线系数为 1.30。 汇总调查结果如表 1:
以下这些指标需要做问卷调查: 1)线路走向(R11) 、站点设置(R13) 、班次密度得分(R22)=(合理比例×1+合理比例 ×0.8 一不合理比例×1)×100; 2)公众满意度得分(R31)=(很满意×1+满意×0.8+一般×0.6)×100;
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实验结果分析
利用以上的指标,可以对调查的西城区公交线网的服务进行评价,针对此次实验,结合 评价系数,我们分析西城区的公交线网如下: 1)线网密度 我们查找了相关标准,对于主城区公交线网密度规范要求 3-4 公里/平方公里。对于 2 西城区, 我们计算得到的线网密度值是 3.06km/km 。 我们可以看到这个值是在标准要求的区 段内的,但是处于下限值附近,对于标准来说偏低。但是在我们的调查过程中,我们进行线
网进行绘制的时候发现,大部分道路已经都有公交车经过,并不是有很大的公交盲区存在。 所以对此我们进行了简单的分析。对于二环以内的区域,属于北京的老城区,发展较早,而 且古宅较多,在道路建设时,会经常考虑到对于文物的保护,所以很多曾经的胡同,现在都 保留了下来,因此,有公交车正常行驶条件的道路并不丰富。而二环以外的区域,由于北京 当时是在老城的基础上进行扩张,所以道路的网络密度会多少受到二环内道路密度的影响, 所以在道路网密度上,北京市的整体值就偏小,这对于公交车来说,线网密度自然会受到一 定的影响。所以对于目前的道路网来说,我们认为,北京市目前西城区的道路网密度还是较 为合适的。 2)非直线系数 对于非直线系数, 《城市道路交通规划设计规范 GB50220-95》规定:公共交通线路非 直线系数不应大于 1.4,整个线网的平均非直线系数为 1.15—1.2 为宜。目前北京的非直线 系数是 1.30,小于极限最大值 1.4,但大于推荐值 1.15—1.2。对于这一点,我们也进行了 相关的分析。由于北京的道路网是近乎标准的方格网型,与以上海、天津为代表的自由型路 网不同的是,在北京,指定两点,中间可以找到很多条距离相似的路线,但是与自由型路网 相比距离较远。相当于实际距离为一个直角三角形的两条直角边,而直线距离则是斜边。而 我们知道若构成等边直角三角形,那么非直线系数可以达到 1.41。所以路网形式的不同导 致,对于方格网型路网,如果要减小非直线系数,那就需要增加直线线路的比例。但是对于 一个方格网型的路网,主干道直线的线路固然需要,但是不宜过多,否则会导致路网重复率 过高。而正是一些转弯的线路可以大大提高整个路网的通达性,减少换乘的距离,增加十字 路口互通性。而且对于不同的线路,承担的客流量和配车数目是不同的。例如主干线上的 1 路、728 路等线路,单线配车都达到了 80 辆左右,而很多小区专线,只配有不到 5 辆车。 所以简单的将这样差别巨大的两条线路仅仅在里程上进行加权求得的非直线系数必然是有 局限性的。所以对于北京的路网,我们认为目前的非直线系数也较为合适。 3)平均站距 对于平均站距,我们查阅了有关资料,了解到建设部有关文件规定,市内公交站点站距 一般为 500—800 米,市郊为 1000 米以上。从此次调查的数据我们发现,站距在 200—1000 米之间的线路最多,尤其以 500—700 米最为集中。所以大部分线路的站距还是集中在规范 要求以内的。 另外由于德胜门位于西城区内, 而德胜门是去往京藏高速沿线的远郊线路的集 散地,所以平均站距较大的主要是这些线路,也符合站距在 1000 米以上的要求。所以北京 市的平均站距还是较为合理的。
北京市西城区简介
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
西城区位于北京市中心城区西部,全区东西宽 5.5 公里,南北长 7.5 公里,面积 50.70 平方公里。 西城区历史悠久, 自古以来就与北京城的发展紧密相联。 这里曾是永定河古道, 积水成湖,风光秀丽。自秦汉至隋唐五代皆为蓟县地。东以鼓楼外大街、人定湖北巷、旧鼓 楼大街、地安门外大街、地安门内大街、景山东街、南长街、北长街、天安门广场西侧为界 与东城区相连;北以南长河、西直门北大街、德胜门西大街、新街口外大街、北三环中路、 裕民路为界与海淀区、 朝阳区毗邻; 西以里河路、 莲花池东路、 马连道北路为界, 与海淀区、 丰台区接壤;南以永定门西滨河路、右安门东城根、右安门西城根为界,与丰台区相连。辖 区设 15 个街道、255 个社区。总面积 50.70 平方千米。2010 年 7 月 1 日,宣武区并入西城 区,成立新西城区。
5)路线重复系数最低。 6)公交企业的经济利益最好。 5.3 约束条件 1)线路长度的限制。一般情况下,L������������������ ≤ L ≤ L������������������ ,L ∈R,L������������������ ,L������������������ 为线路长度 的上、下极限,L������������������ 按运行要求约为 5 km,L������������������ 按运行要求约为 15km。 2)线路非直线系数的限制。一般情况下,[ L ������ ] ≤1.4,L 为线路 I 的长度(km),d 为线路起、终点站间空间直线距离(km) 。 3)线路的路段(客流量)不均匀系数的限制。一般情况下,[ O������ ������������ ] ≤ 1.5,O������ 为线路中
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城市公交线网多目标优化建模
针对以上分析,我们组结合《城市公共交通课程》 ,探索了城市公交线网的优化模型, 作为此次大作业的拓展学习部分,整理如下: 5.1 优化原则 1)尽可能组织直达运输,使全服务区乘客总换乘次数最小,直达性良好。 2)尽可能按最短距离布设线路,使全服务区乘客总出行时间最小。 3)尽可能使规划区的线路分布均匀,减少工作盲区,提高线网的服务面积率。 4)尽可能使线路上的客流分布均匀,以充分发挥运载工具的运力。 5.2 优化目标 1)乘客的直达率最大。 2)线网日均满载率最大。 3)乘客总出行时间最小。 4)路线网络覆盖率最大。
最大断面客流量,������������ 为平均断面客流量。 4)乘客平均转换次数的限制。一般情况下,城市居民单程出行换乘次数不超过 2 次。 5)线路负载效率系数的限制。一般情况下,0.6< ������������ < 0.8,������������ 为第 k 条线路负载效率 系数。 5.4 优化目标的函数表达式 1)乘客直达率最大的函数: ������ ������ ������ =1 ������ =1 ������������������ ������������������ x= ������ ������ ������ =1 ������ =1 ������������������ 式中������������������ 为线路起终点(i,j)之间直达乘客量(人次); ������������������ 为交通小区 i 至交通小区 j 间的 OD 量(人次)。 2)线网日均满载率最大的函数: y=
表 1 公交线网调查结果 线网长度 线网站点总数 实际距离 基于线网站距 总面积
155.197km
线网密度
281 个
线路站点总数
2139.47km
直线距离
0.55km
基于线路站距
50.70km
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非直线系数
3.06km/km2
3094 个
1644.41km
0.69km
1.30
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公交线路服务指标评价
实验进行到这里, 有必要引进一种公交服务水平的指标评价, 用以评价西城区公交线路 服务水平,现在介绍一个 TC 模式公交线路服务水平评价体系。 交通共同体(TC)模式的核心是政府购买服务,公交运营企业的最主要任务是按照行政 合同的要求做好公交服务[2],在这种模式下,企业对线路走向和票款收人多少的关注程度 远远低于在市场化模式运营下的关注程度。 政府一方面关心公交运营服务质量, 另一方面对 公交运营费用的财政支出也同样需予以控制。 下表表示单条线路服务能力评价指标: 表 2 单条线路服务水平评价指标及权重
其中 R1=R11×0.37+R12×0.23+R13×0.23+R14×0.17 R2=R21×0.49+R22×0.51
R3=R31 R4=R41 P=R1×0.35+R2×0.2+R3×0.25+R4×0.2 此系数为多位专家评价的平均值。 在获取评价指标的过程中,下列数据可以通过此次大作业获得: 表 3 R12 评价指标 线路长短得分 等级 得分 长度(km) 优 90-100 10-14 评价等级及对应分值 良 80-90 14-16 表 4 R14 评价指标 平均站距得分 等级 得分 长度(m) 优 90-100 500-600 评价等级及对应分值 良 80-90 600-650 一般 60-80 650-800 差 0-60 0-500,800 以上 一般 60-80 16-20 差 0-60 0-10,20 以上
������ ������ ������ =1 ������ =1 ������������������������ ������������������������ ������ ������ ������ ������ =1 ������ =1 ������ =1 ������0������������������ ������������������������
以下数据需要实地测量和调查获得: 表 5 R21 评价指标 准点率得分 等级 得分 准点率(%) 优 90-100 95-100 评价等级及对应分值 良 80-90 90-95 表 6 R41 评价指标 平均收益得分 等级 得分 单位成本收益率 优 90-10 0 1-1.2 评价等级及对应分值 良 80-90 0.7-1 一般 60-80 0.5-0.7 差 0-60 0-0.5 一般 60-80 80-90 差 0-60 0-80
式中������������������������ 为第 k 条线路的节点 i 至 j 路段客流量(人次), ������0������������������ 为节点 i 至 j 路段车容量, ������������������������ 为第 k 条线路的节点 i 至 j 路段客流量间距离(km),N 为公交线路数,n 为公交车辆的 道路网结点数。 3)乘客总出行时间最小的函数: t = ������1 ������1 + ������2 ������2 + ������3 ������3 + ������4 ������4 + ������5 ������5 式中������1 = L0 uv为每位乘客从出行点到相应车站的步行时间。L0 为乘客从出行点到相应
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实验过程及数据
本次实验的数据来源于谷歌地图测量工具, 谷歌地图具有点击站点就可以显示经过该站 点的公交线路的线路图这一项功能,通过此功能,可以非常方便快捷的就完成线网的绘制。 利用这一工具, 我们测量出了西城区公交线网长度、 站间距, 基于此测算出了公交线网密度, 非直线系数等数据。具体的操作过程如下: 1)西城区公交线网长度 点击谷歌地图中的每一个站点, 显示周围公交线路后标记出来, 通过谷歌地图的测 量工具测出自己区域内的每条道路的长度, 并标注在每条道路旁边, 最终加起来求得整个区 域内路网的长度。 2)西城区公交站平均站间距 由于我们要计算的是基于公交线网的平均站距, 那么一些较为复杂的路口可能会出 现附近有几处站点都叫同一个站名的情况。 这种情况下几乎很少有线路会停靠两次同名站点, 也就是说这是为不同线路方便停靠设置的分离站位, 所以这种情况下, 我们要求邻近的同名 异站算一站,不重复计入。 最终汇总得到的结果是,西城区公交线网长度为 155.197km。站点总数为 281 个。 2 由此可以求得线网密度基于线网的平均站距为 0.54km。而西城区的总面积为 50.70km ,由 2 此可以求得西城区的公交线网密度为 3.06km/km 。 3)非直线系数
非直线系数的调查中需要准备两项数据,一是基于线路的公交车实际的走行距离, 二是公交站点的始末站之间的距离。 在非直线系数实验中, 由于没有任何一个电子地图可以 做到公交线路与西城区边界同时显示的功能, 所以我们采取了同时打开两份地图, 一份进行 边界区域的确定,另一份用于公交线路的确定,由此来进行测量的方法。 最终,我们计算得到的数据为西城区内公交线路总长度 1089.74km ,总直线距离 838.26km,非直线系数为 1.30。 汇总调查结果如表 1:
以下这些指标需要做问卷调查: 1)线路走向(R11) 、站点设置(R13) 、班次密度得分(R22)=(合理比例×1+合理比例 ×0.8 一不合理比例×1)×100; 2)公众满意度得分(R31)=(很满意×1+满意×0.8+一般×0.6)×100;
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实验结果分析
利用以上的指标,可以对调查的西城区公交线网的服务进行评价,针对此次实验,结合 评价系数,我们分析西城区的公交线网如下: 1)线网密度 我们查找了相关标准,对于主城区公交线网密度规范要求 3-4 公里/平方公里。对于 2 西城区, 我们计算得到的线网密度值是 3.06km/km 。 我们可以看到这个值是在标准要求的区 段内的,但是处于下限值附近,对于标准来说偏低。但是在我们的调查过程中,我们进行线
网进行绘制的时候发现,大部分道路已经都有公交车经过,并不是有很大的公交盲区存在。 所以对此我们进行了简单的分析。对于二环以内的区域,属于北京的老城区,发展较早,而 且古宅较多,在道路建设时,会经常考虑到对于文物的保护,所以很多曾经的胡同,现在都 保留了下来,因此,有公交车正常行驶条件的道路并不丰富。而二环以外的区域,由于北京 当时是在老城的基础上进行扩张,所以道路的网络密度会多少受到二环内道路密度的影响, 所以在道路网密度上,北京市的整体值就偏小,这对于公交车来说,线网密度自然会受到一 定的影响。所以对于目前的道路网来说,我们认为,北京市目前西城区的道路网密度还是较 为合适的。 2)非直线系数 对于非直线系数, 《城市道路交通规划设计规范 GB50220-95》规定:公共交通线路非 直线系数不应大于 1.4,整个线网的平均非直线系数为 1.15—1.2 为宜。目前北京的非直线 系数是 1.30,小于极限最大值 1.4,但大于推荐值 1.15—1.2。对于这一点,我们也进行了 相关的分析。由于北京的道路网是近乎标准的方格网型,与以上海、天津为代表的自由型路 网不同的是,在北京,指定两点,中间可以找到很多条距离相似的路线,但是与自由型路网 相比距离较远。相当于实际距离为一个直角三角形的两条直角边,而直线距离则是斜边。而 我们知道若构成等边直角三角形,那么非直线系数可以达到 1.41。所以路网形式的不同导 致,对于方格网型路网,如果要减小非直线系数,那就需要增加直线线路的比例。但是对于 一个方格网型的路网,主干道直线的线路固然需要,但是不宜过多,否则会导致路网重复率 过高。而正是一些转弯的线路可以大大提高整个路网的通达性,减少换乘的距离,增加十字 路口互通性。而且对于不同的线路,承担的客流量和配车数目是不同的。例如主干线上的 1 路、728 路等线路,单线配车都达到了 80 辆左右,而很多小区专线,只配有不到 5 辆车。 所以简单的将这样差别巨大的两条线路仅仅在里程上进行加权求得的非直线系数必然是有 局限性的。所以对于北京的路网,我们认为目前的非直线系数也较为合适。 3)平均站距 对于平均站距,我们查阅了有关资料,了解到建设部有关文件规定,市内公交站点站距 一般为 500—800 米,市郊为 1000 米以上。从此次调查的数据我们发现,站距在 200—1000 米之间的线路最多,尤其以 500—700 米最为集中。所以大部分线路的站距还是集中在规范 要求以内的。 另外由于德胜门位于西城区内, 而德胜门是去往京藏高速沿线的远郊线路的集 散地,所以平均站距较大的主要是这些线路,也符合站距在 1000 米以上的要求。所以北京 市的平均站距还是较为合理的。