摘 要

武汉市目前拥有1100多万人口，这几年来随着武汉市轨道交通的快速发展，武汉市的经济发展也越来越迅速、汽车保有辆也呈几何级数增加，但是交通基础设施的建设速度远远低于车辆的增长速度，这使得武汉市面临着巨大的交通压力。又因为长江、汉江贯穿而过的独特地理特征，从而存在过江交通问题、城中心区的交通问题以及对外的交通问题。而目前解决武汉市交通堵问题的主要方法是大力发展公共交通，尤其是要对武汉市目前的立体公交网络系统现状有一定的了解，在此基础上研究公交调度、快速公交系统发展的问题，以便有效的解决武汉市的交通拥堵问题。

本文主要基于通过公交调度的方法、以及快速公交系统的概念和近况的了解，选取适当的方法来对武汉市的公交进行调度，以及为武汉市未来快速公交系统的发展奠定一定的基础。

关键词：立体公交网络现状；紧急情况的公交调度；快速公交系统；站台设置

Abstract

Wuhan has a population of more than 11 million. In recent years, with the rapid development of Wuhan's rail transit, the economic development of Wuhan has become more and more rapid, and the number of cars in the car has increased geometrically, but the speed of transportation infrastructure construction. Far below the growth rate of vehicles, Wuhan faces enormous traffic pressure. Because of the unique geographical features of the Yangtze River and the Han River, there are traffic problems in the river, traffic problems in the central area of the city, and external traffic problems. At present, the main method to solve the traffic jam problem in Wuhan is to vigorously develop public transportation. In particular, we must have a certain understanding of the current situation of Wuhan's three-dimensional public transportation network system. On this basis, we will study the problems of bus dispatching and rapid transit system development. In order to effectively solve the traffic congestion problem in Wuhan.

This paper is mainly based on the method of bus dispatching, the concept of BRT system and the understanding of the current situation, select appropriate methods to dispatch the bus in Wuhan, and lay a certain foundation for the development of Wuhan's future rapid transit system.

Key Words：Status of three-dimensional public transportation network; emergency bus scheduling; rapid transit system; station setting

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.2 国内外研究现状： 2

第2章 武汉立体公交网络系统现状评价 4

2.1 武汉市特有的地理特征分析 4

2.2武汉市近年来居民出行方式的需求变化 4

2.3武汉市常规公交线网结构 5

第3章 突发现状调度 8

3.1突发状况分类 8

3.2城市公交静态调度 9

3.2.1公交静态调度主要内容 9

3.2城市公交动态调度 9

3.3特定情况下城市公交调度方案的选择 10

3.3.1早晚高峰公交满足不了人们出行需求 10

第4章 快速公交系统 12

4.1 快速公交系统构成及要素分析 12

4.1.1 系统构成要素 13

4.1.2 系统要素分析 16

4.2 快速公交的功能定位和模式选择 17

4.2.1 功能定位 17

4.2.2 模式选择 20

第5章 总结 22

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

在这个快速发展的社会中，随着人们的生活水平提高，近几年家用汽车数量迅速增长。许多城市经常出现道路堵塞等交通问题，这不但影响我们的正常出行，还不利于城市建设和社会经济的健全发展。而随着经济快速发展，我国机动车的数量必然还会呈现高速增长，交通需求随着增长。缓和这一矛盾的根本途径在于，继续加强城市交通设施建设的同时，努力提高公共交通发展水平，并以此为城市交通政策的核心，构建以公共交通为主体的城市客运体系^[1]。立体公共交通网络系统一般包括地铁和公交车，成本低、站点多，是人们出行的主要交通工具。提供这种服务不仅仅是体现在增加公共交通工具的数量上，因为仅增加公共交通工具数量，却不提升公交网络系统的服务水平，是无法吸引更多的乘客选择公共交通工具出行。原因在于我国公交网络系统普遍存在一些问题：

（1）需要换乘的次数比较多。该问题主要在，公共交通线路在直达性方面不能满足大多数乘客的需求上有所体现。

（2）部分站点覆盖率低。造成人们乘坐公共交通不太方便，下车后步行距离较长。

（3）发生紧急情况时，公共交通的调度不是很及时，使得乘客滞留，进而对交通产生进一步不好的影响，乘客对于公共交通的好感度也会有所下降。

产生这些问题的原因是多方面的，部分公交线与站点布局设计不合理，公交线网密度低。因此，优化公交网络系统中的线网是提高公交网络系统服务水平并且吸引更多乘客选择公共交通的关键所在。

所以，合理的公交网络系统，对于缩短居民出行所需时间、减少乘客换乘次数、均衡客流都会有很多有利的影响。因此，对公交网络系统进行研究及进一步的优化是必须进行的，因为其带来的收益是巨大的，对于整个城市的发展都会有很大的好处。

1.2 国内外研究现状：

（1）国内研究现状：

近年来，许多新方法在公交网络优化上得到应用。王炜教授等提出了一种 相对实用的公交网络逐条布设方法。这种方法以直达客流量最大目标，釆用“逐 条布设，优化成网”的思想进行线网的优化^[2]。王志栋提出了以乘客总出行时间最小、客流直达率最高、线网覆盖率最高、线路重复系数最低、公交经 济效益最高为目标，以路网、线路长度、线路非直线系数、线路最大客流量限 制、道路流量限制、站点客流量限制和换乘次数为约束条件的公交网络优化模型^[3]。唐利民等通过对上海市公交问题的分析，提出的FLAPT模型，并以客流直达率为优化目标，进行网络布局优化^[4]。

经过多年的发展，国内对公交网络系统的研究工作虽取得了一定得成绩，但研究的深度和广度还很是有限，相对先进国家而言，我们的公交网络系统与他们的差距是明显的。国外公交网络系统的研究成果很多，但不可照搬。我们需要因地制宜，研究我们的公交网络优化系统，道路漫长，继续努力。

（2）国外研究现状：

国外对城市公交网络优化的研究相对比较早，在之前的研究中，主要采取的方法有两种形式：自然演变方法和权威定线方法^[16]。自然演变法是随着城市人口的增多，城市的规模不断扩大，根据市民的反映和公交公司的观察和经验来增加公交线路；权威定线法是根据权威机构或相关领域专家的经验和知识来确定公交线路方案，伴随着系统工程学科的发展，确定线路的主要方法变为是系统分析法；Lampkin等提出了将乘客的出行时间和不舒适度作为优化目标，建立了公交网络的优化模型^[5]。

第2章 武汉立体公交网络系统现状评价

2.1 武汉市特有的地理特征分析

世界第三大河长江及其最大支流汉江横贯武汉市境中央，将武汉中心城区一分为三，形成武汉三镇（汉口、武昌、汉阳）隔江鼎立的格局，水域面积占全市总面积四分之一，因而桥梁是连接武昌、汉口、汉阳的主要方式，同时也是跨江、跨区常规公交的必经路线。对于轨道交通来说，除2号线有过江隧道，以达到连接武昌和汉口的目的外，其余的轨道交通线路都是在正常的地下隧道或是地上轨道^[6]。

由于武汉市面积较大，达到了8483平方公里，且地理环境复杂，因而其所分的区也较多（13个区），但主要分为7大区：武昌区、洪山区、青山区、江岸区、江汉区、硚口区和汉阳区。同时各个大区的代表群体也不相同，以武昌区、洪山区、青山区为例来进行说明：

武昌区：主要以学生群体为主，出门常选择的交通工具一般是常规公交，因为大多高校附近都设有公交站点，方便学生出行。

洪山区：主要以上班族为主，会根据自己所住地点的交通站点来进行选择，一般选择公交，人群比较集中的地方，如光谷广场则选择轨道交通的人们较多。

青山区：青山区为工业区，人流量没有武昌区和洪山区那么大，故出行选择较多的是常规公交，不过因为公交站点覆盖率不足，因而轨道交通也被较多人选择。

为了更好的有针对性的对武汉市立体公交系统分析和研究，在本文中，选取武昌区为研究对象，因此来延伸对立体公交系统的研究。为了更好的研究公交系统，故需要对武汉市近年来常规公交（包括BRT）以及轨道交通客运量的变化进行了解，还需要对武汉市居民近年来出行方式选择的变化也进行了解，资料和数据在下文中给出。

2.2武汉市近年来居民出行方式的需求变化

武汉市公共交通基本情况：目前武汉市公共交通系统主要由地面常规公交、轨道交通、BRT、出租车、轻轨和过江轮渡构成。因轮渡客流占比较小，轻轨在特定地点才可乘坐，而出租车还不能完全代表稳定的居民出行特征，故在这里主要讨论轨道交通、常规公交（包含BRT）这两种公共交通工具。近年来，随着居民出行方式结构的变化以及轨道交通的快速发展，武汉市的地面常规公交在公共交通体系中所承担的出行比例每年都在下降，但是地面常规公交的主体地位是没有改变的。

自从 2012 年12月底轨道交通 2 号线贯穿长江连接南北两岸以来，武汉市全市的公共交通日均客流总量以每年超过6%的幅度增长，目前客流总量日均已经超过 600 万人次。其中轨道交通的客流量增幅最为明显，全网客流量由 2012 年的单日 23 万人次迅速增长至 2016 年的 单日205 万人次，扩大了近 9 倍，而2017年9月30日截止晚上10点，武汉地铁客运量达到了322.46万乘次，比2016年高出了117.46万人次，且全年客运量更达到了92700.6万人次，承载了全市23.5%的公共交通客运量；2018年随着11号线东段一期、纸坊线、轨道交通7号线开通运营，武汉市轨道交通客运量达到了104054.2万人次， 这三条线网总里程达304.5公里，设置了206座站点，全网的日均客流已经达到313万乘次/日，相比2017年又增长了23.2%^[6]。

而常规公交体系受到轨道交通分流等因素影响，客流水平呈逐年下降趋势，2015年日均约为392万人次，较2012 年减少 9.7%，由于2016 年公交换乘优惠政策的实施，使得换乘系数由 1.07提升至 1.30，客流量也较之前有所回升。2016年以来，武汉市常规公交客运量自2013年来出现首次增长，日均客流量重新回到402.7万人次。截止到2016年12月，武汉市常规公交的日均客流已经突破了420万人次，但是居民的常规公交出行量水平依旧处于下降的趋势。

2018年，武汉市对常规公交线网进行持续分期分批的动态优化调整，每年新增线路43条、调整78条次的线路，更是达到了519条总线路；全市有50条公交专用道，总共大约430公里的车道；常规公交的全网日均客流量达到了410万人次/日，较前几年保持增长态势。

到目前为止，以常规公交为主体、轨道交通为骨干，快速公交（BRT）、有轨电车、渡轮等多种交通方式并存的城市公共交通系统构成了武汉市立体公交网络系统，承担武汉市居民的出行需要。

2.3武汉市常规公交线网结构

从所查阅资料来看，2018年年底时，武汉市新一轮常规公交网络大概包含 519 条线路，由微循环、普线、专线和郊线这四类线路所构成（见表 1），总共有4728个站点。

表1.1 武汉市常规公交线路构成情况

因为武汉市两岸三镇的自然的地理格局，公交线路在过江桥梁及其衔接道路还要城市主干道上分布较为集中，全网线路重复系数达 到4.4，这一数值3 ～ 4超过了《城市道路交通规划设计规范》的要求的最大水平；非直线系数 1.58，绕路这类情况比较多；线路的平均运营长度 更是达到了17.1公里，大于所要求的 15 公里^[9]。而且“快、干、支、微”这四级体系架构的完全构成，还需要很多时间去完善。又因为大站干线和直达快线比较少，使得居民出行较为不便，故其中部分区域的公交网络结构还有待进一步的优化调整。

对于优化公交网络结构，首先对于站点的强度得有一个清晰的了解，下面给出站点强度的相关知识。

（1）武汉市公交站点强度

在公交站点附近常发生公交车排队进站情况，不仅影响乘客上下车，更是加剧道路运行压力。为量化分析该现象，定义公交车到站强度为在某特定时间段内到达某站点的公交车数量，该指标与站点客流共同反映公交站点设置与服务水平。

武汉市工作日的早高峰公交车到站强度水平高于晚高峰，早高峰（7：00 ～ 9：00）站点平均到站 54 辆，晚高峰（17：00 ～ 19：00）站点平均到站 43 辆。到站强度较高的站点主要分布在主干道（解放大道、和平大道、雄楚大道等）以及跨江衔接通道（青年路、沿江大道、徐东大街、武珞路、珞瑜路等）。

据统计，每辆公交车日均到站 245 次，按照每条公交线路平均途经 25 个站点匡算，每辆公交车日均运营10 趟，并且从 6：00 ～ 19：30 一直处于高峰运营状态。

目前到站强度最高的是鹦鹉大道古琴台北行站点，日均产生3485次公交车到站记录，26 条公交线路途经该站，站点日均刷卡客流量 0.97 万人次；而民族大道光谷广场南行站点日均刷卡客流量 1.08 万人次，但只产生1028 次公交车到站记录，19 条公交线路途经该站点，还可以对该区域的运力配置进行优化，以达到更好的运输作用。

（2）武汉市轨道交通具体现状

2004年7月28日，武汉开通了首条轨道交通线路-武汉轨道交通1号线，成为中国中西部地区第一个开通轨道交通的城市。

截至2019年2月，武汉轨道交通运营线路共有9条，包括1号线、2号线（含机场线、2号线南延线）、3号线、4号线、6号线、7号线（含纸坊线）、8号线、11号线、阳逻线，共216座车站，总运营里程达318公里，线路长度居中国第五位、中西部第一位。

而截至2019年2月，武汉轨道交通在建线路共有9条（段），包括蔡甸线、5号线、6号线二期、前川线、8号线二期、8号线三期、11号线东段二期、12号线、16号线等线路，在建里程343公里。按照国家发展改革委的第四期建设规划批复，至2024年，将建成12号线等项目，形成14条线路运营、总长606公里的轨道网，全面实现“主城连网、新城通线”。

到2019年4月8日为止，武汉轨道交通日均客运量超过300万乘次，最高日客运量达445.62万乘次，客流强度1.5-1.8万人次/公里，占全市公共交通客运量比重、过江客流分担率均超过40%。2017年末，武汉轨道交通共运送乘客9.27亿人次，日均客流253.97万人次，承载了全市23.5%的公共交通客运量。由此可见轨道交通在立体公交系统中占据较重的地位。

由于轨道交通建设会影响到其经过的路段的交通情况，故关于武汉市立体公交系统的发展还需以朝着常规公交、BRT（快速公交系统）为骨干，轨道交通为主的方向进行研究，而常规公交已经很难满足目前武汉市居民的出行需求，所以BRT（快速公交系统）是武汉市立体公交系统的主要发展与研究方向，在本文的第四章中进行讨论与分析。除此之外，武汉市目前对于有公交突发事件发生，造成大量乘客滞留时，常规公交不能及时进行调度以将乘客及时运送到其想要去的站点，从而降低了乘客对于常规公交的满意度，会使得乘客选择其他交通工具来出行。针对发生紧急情况、线路阻塞、客流量变化等情况时，如何及时调度公交，以解决上述问题就十分重要了，关于公交调度的问题将在本文的第三章中阐述。