摘 要

大力发展公共交通对于缓解城市交通拥堵问题极为重要，公交停靠站是城市公共交通系统的重要节点，合理的公交停靠站的设计会给城市公交系统的高效运行和良好满意度带来巨大帮助。本文主要以武汉市和平大道余家头站作为研究对象展开调查研究，通过调查分析数据资料和研究已有的相关成果，结合本站实际情况研究了公交停靠站尺寸优化和停靠组织设计方案以及站点服务水平评价方法。

本文通过选择适当的通行能力模型，得到泊位数与站点通行能力之间的关系，以泊位数设置和候车乘客服务水平为基础提出站台尺寸优化设计方案。停靠组织设计采用划线停靠布局，利用停靠线路的不同频率相组合得到不同的组织方案，并用VISSIM仿真软件进行分析，得出最优停靠组织布局设计方案。优化设计方案评价研究通过采用服务水平系数评价法和综合指标评价法，分别针对泊位数设置和停靠组织布局作出站点服务水平评价，从而对上述两个设计方案进行检验，得到较合理的站台尺寸和停靠组织设计方案。

关键词：公交停靠站；站台尺寸；停靠组织；服务水平

Abstract

Vigorously developing public transportation is extremely important to alleviate the problem of urban traffic congestion. Bus stop is an important node of urban public transportation system. The reasonable design of bus stop will greatly help the efficient operation and good satisfaction of urban public transport system. This paper mainly takes the Yujiatou Station of Heping Avenue in Wuhan as the research object.Through the investigation and analysis of the data and research related results, combined with the actual situation of the station, the size optimization of the bus stop, the design scheme of the docking organization and the evaluation method of the bus stop service level of the site were studied.

In this paper, the relationship between the number of berths and the capacity of the station is obtained by selecting the appropriate capacity model. Based on the berth setting and the service level of the waiting passengers, the optimal design scheme of platform size is proposed. The docking organization design adopts a scribe docking layout, and different combinations of frequencies of the docking lines are used to obtain different organization schemes. Using VISSIM simulation software to analyze, the optimal docking organization layout design scheme is obtained. The service level research adopts the service level coefficient evaluation method and the comprehensive index evaluation method to make the site service level evaluation for the berth number setting and the docking organization layout respectively, so as to check the above two design schemes, and obtain a more reasonable design scheme of platform size and parking organization.

Key Words：bus stop；size of platform；docking organization；level of service

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.2.1尺寸设计和泊位设置方面 2

1.2.2停靠组织设计方面 2

1.2.3 站点延误方面 3

1.3研究内容 3

1.4技术路线 4

第2章 站台泊位设计和尺寸优化 6

2.1站点调查 6

2.2泊位数分析 8

2.2.1有效泊位数的确定 8

2.2.2基于通行能力的泊位数确定方法 9

2.3站台尺寸优化分析 11

2.3.1站台长度计算 11

2.3.2站台宽度计算 12

2.4本章小结 12

第3章 站点停靠组织方案设计 13

3.1公交站点停靠组织方式 13

3.2停靠组织方案仿真模型 13

3.2.1模型基本假设和参数设置 13

3.2.2参数输入和输出 14

3.3本章小结 16

第4章 公交停靠站优化设计方案评价 17

4.1公交停靠站优化设计方案评价方法 17

4.2基于服务水平系数的方案评价 19

4.3基于综合指标的方案评价 19

4.4基于评价结果的设计方案再优化 21

4.5本章小结 22

第5章 结论与展望 23

5.1主要研究成果与结论 23

5.2研究展望 23

参考文献 25

致 谢 26

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

公共交通是一种运输效率较高的城市交通形式。相比其他的城市交通方式，它的运量较大、线路灵活性较好、运输效率较高，同时还具有运送成本低、相对污染小、平均能耗低等优点。在城市化建设不断加快的今天，城市交通出行的需求量在不断上升，导致交通拥堵问题愈发严重。交通拥堵问题在微观上会影响城市居民的工作、学习等生活日常出行，降低生活质量；在宏观上会从方方面面降低整个城市系统的运转效率，制约城市进一步向更好、更快的方向发展。尤其在大城市，外来人口的不断增加无疑也加重了这种趋势。而在缓解城市交通拥堵问题方面，公共交通具有显而易见的独特优势。大力发展公共交通有助于充分利用土地资源，减少交通出行量、缓解交通阻塞、减少尾气排放、降低出行成本、提高出行安全。

当前，各地的公共交通发展都较为迅速，在一些较大的城市，当地部门注重开发公共交通的多样性，也在积极努力提升其高效性。但同时仍有一些因素制约着公共交通的进一步发展，其中最为重要的就是到达率和等待时间的问题。尤其是对于传统的公交车辆，受实时道路交通环境影响较大，很难保证其准确的到达率，使得乘客在站内等待时间较长，影响乘客的正常出行安排和出行体验。要解决这个问题，除了要在宏观上考虑调整线路分布、站位选址、运营管理措施等以外，更要对每一个公交停靠站进行优化，减少进出站和停靠时间，降低站点延误，提高站点运行效率，从而提高整个公交车系统的到达率。

公交停靠站是城市公共交通系统重要的节点，如果没有完善的停靠站设计，公交车辆在驶入和驶出时就会发生冲突、排队等情况，使道路的通行能力降低。同时会明显增加公交车辆的运行时间，提高城市公交系统的运行效率和乘客的出行成本，此外受影响的还有站点服务水平和乘客出行满意度。停靠站是公交系统与乘客的连接点，是乘客接触公共交通服务的第一站。停靠站的设计是否合理、服务水平是否满足要求都会直接影响到乘客的出行体验，对乘客今后出行方式的选择产生影响。因此，我们有必要对公交停靠站的尺寸优化设计和停靠组织设计等问题进行研究，提出较好的设计方案，提高站点的通行能力，从而提高城市公交系统的运营效率和服务水平，使城市公共交通能够更好、更快发展。

1.2国内外研究现状

1.2.1尺寸设计和泊位设置方面

曾奕林^[1]将根据站点布设形式不同，将公交停靠站分为一般港湾式、非港湾式和锯齿型站台三种进行研究，并根据不同形式中公交车辆的进出站动态过程和转弯半径，分别确定三种不同的公交站台的长度。

吕林^[2]从宏观、中观、微观三个层面研究公交站点的优化，通过排队论和概率论的分析方法，分析公交停靠站的泊位数等特征与停靠站通行能力之间的关系，提出优化公交停靠站设计的方法。

Alejandro Tirachini ^[3]对公交站台的影响因素进行分析，分析了站台尺寸等因素与高峰期交通拥堵之间的作用机理，进一步完善了停靠站泊位数设计模型。

Tan Jiyuan等^[4]通过以仿真为基础的启发式算法规划公交停靠站的泊位数，并通过对一个典型公交车站的测试，证明了该算法的有效性和快速性，该算法所得到的次优泊位分配方案对实际公交车站有显著的改善作用。

刘媛^[5]假设公交车辆到达服从泊松分布，停靠时间运用一般分布来代替泊松分布，将公交停靠站抽象为一个M/G/ 1的排队系统，通过排队论的相关计算来确定公交停靠站的设计泊位数。

彭汉辉等人^[6]从优化公交站点供需平衡的角度分析公交停靠需求与通行能力之间的关系,建立了单位时间内公交停靠需求大于站点通行能力的概率计算方法,在此基础上建立了港湾式公交站点泊位数优化方法。

刘通^[7]利用通行能力法计算了各种设置类型的多线路公交停靠站所需的泊位数，分析了泊位数、停留时间和停靠站通行能力之间的关系，提出了将人均面积为服务水平评价指标的评价方法，最终得出了多线路公交停靠站站台尺寸优化方法。

1.2.2停靠组织设计方面

王瑶文^[8]分别采用蒙特卡洛模型与VISSIM仿真模型研究不同的停靠组织方式，根据模拟结果分析得出发车频率高的线路优先安排在站点两端。

陈耀如^[9]提出基于乘客等待时间最短的动态泊位分配算法，设计超车进站和排队进站两种场景，得出泊位动态分配和静态分配的结果，将两种结果进行对比。

汤震^[10]通过仿真模拟研究港湾式车站停靠组织对路段交通流、乘客舒适度等指标的影响，提出了相应的停靠组织原则。

1.2.3 站点延误方面

徐志等^[11]将公交停靠站延误进行分类，并分析了延误的主要影响因素，分析延误与公交车到达率之间的关系，给出了延误估算模型。

刘云等^[12]从宏观站点类型和微观停靠过程两方面进行研究，对延误因素进行分析，分别以直线式和港湾式站点为例，建立站点延误模型。

于乐乐等^[13]以路段中港湾式公交停靠站为例，运用排队论等原理，建立车辆延误估算模型，有利于计算公交车的站点延误时间。

Liu X^[14]等以新加坡为例，通过统计分析，探讨公交车站对公交运行时间构成的影响，在实地调查中，选择多个港湾式与直线式停靠站比较公共汽车站运行时间的差异。

Sun等^[15]应用马尔科夫链确定排队系统的平稳分布函数，推导站点车辆延误计算公式，并据此分析延误随不同影响因素的变化趋势。

1.3研究内容

本文基本内容共分为五章。

第一章是绪论，介绍公交停靠站的研究背景和意义，当前国内外对于站点尺寸优化和停靠组织设计等方面的研究现状，以及本文研究的基本内容和技术路线等。

第二章是公交停靠站尺寸优化设计方法分析，首先对余家头站点的概况和特征进行介绍和简要分析。随后研究公交停靠站泊位设置与站点通行能力的关系，以站点通行能力为依据，对泊位数进行分析和优化。并以泊位数为基础，对其站台长度进行计算。再结合候车乘客的服务要求计算站台宽度，提出尺寸优化方案。

第三章是公交停靠站停靠组织研究和方案设计，重点对划线停靠组织方式进行研究，结合仿真输出参数进行分析，得到合理的停靠组织布局方案。

第四章是公交停靠站优化设计方案评价，通过服务水平系数评价法和综合指标评价法，从余家头站点的泊位与尺寸设计和停靠组织设计各自与站点服务水平的关系入手进行讨论，对尺寸优化设计方案和停靠组织设计方案作出评价。

第五章是结论与展望。

1.4技术路线

本文以余家头公交停靠站为研究对象，首先通过人工实地观测调查和查阅相关文献资料，得到泊位数、公交线路数、停靠站现有尺寸、车辆平均停靠时间、公交车流量等数据，选择适当的通行能力模型，分析站台尺寸、泊位数与停靠站通行能力三者之间的关系，由此提出尺寸优化设计方案，并与当前实际流量进行对比和优化调整。停靠组织设计以划线停靠方式为基础，对不同的停靠组织方案进行研究，并采用VISSIM软件进行仿真，之后结合排队时间、排队长度等输出指标进行分析。方案评价方面分别采用服务水平系数评价法和综合指标评价法进行研究。服务水平系数法是以实际公交流量与站点通行能力的关系对比情况来进行评价，综合指标评价法是结合仿真模型输出评价指标，建立站点服务水平综合评价函数，通过所得函数值对应的服务等级标准进行评价。通过以上步骤的研究，最终为余家头公交停靠站的尺寸优化设计和停靠组织设计提供较为科学合理的优化方案。技术路线如图1.1所示。

图1.1 技术路线图

第2章 站台泊位设计和尺寸优化

站台尺寸优化主要取决于站台泊位设置和候车乘客服务水平，对于站台泊位数，本章采用基于通行能力的泊位数确定方法进行研究，并结合乘客候车区的空间要求，初步提出余家头公交站尺寸优化设计方案。

2.1站点调查

和平大道余家头站位于和平大道与国盛街T字形交叉口以东。其两个方向的停靠站分别位于该交叉口的进口道和出口道。交叉口处交通信号灯的信号周期为96秒，和平大道直行相位的绿灯时长为43秒。该交叉口以西紧挨地铁站的施工区域，导致其附近的交通组织较为混乱。受施工改建影响，和平大道是武汉市城市主干路，受施工改建影响该路段为“两块板”结构，共有双向十车道，进口道和出口道各有五条，设有中央护栏，无非机动车道。其中各有两条进出口道通向二环线高架上下坡入口，两侧为和平大道辅路。这也就造成经过本站的公交车分为始终沿和平大道行驶和经高架行驶两个部分。对于经高架行驶的公交车，无论是从停靠站驶出上高架还是下高架驶入停靠站，都必须要变换多次车道。如图2.1所示。

图2.1 公交站路段平面示意图

该站是直线式公交停靠站，公交站台沿路缘设立，两个方向日间停靠线路各有14条，夜行线路各有3条，本文对夜行线路不作考虑。14条线路中有2条经二环线高架行驶，其余线路始终沿和平大道行驶。受施工影响，该路段部分地面上已无标线，无法准确看到车道和泊位，根据站台长度和相邻公交站点的标线情况，可以作出合理推测。本站往铁机路方向停靠站分为主站和辅站，主站有2个泊位，供12条线路停靠，辅站只有一个小站牌，视为1个泊位，供驶下高架的两条线路停靠。往罗家港路方向的停靠站较为特殊，从设置形式上看是一对主辅站，但其前后站紧挨，间距约等于无。前后站各有2个泊位，前站供9条线路停靠，后站供5条线路停靠。因其不符合一般的主辅站间距设置，可近似看作一个四泊位的停靠站。

本次研究采用人工实地观测调查的方法，调查了站点的基本信息和高峰小时的公交车流情况，对所得数据进行汇总和处理如下。

表2.1 余家头站调查数据汇总

由表2.1中数据可知，往铁机路方向停靠站的车辆进站和出站时间都较长，这是由于该站位于交叉口进口道，且与停车线距离较近，出站车辆易受交叉口排队车辆影响形成路段拥堵，增加了平均出站时间。并且前方车辆无法顺利出站会造成站内排队，干扰后方公交车量的进站过程，增加了平均进站时间。在调查期间还发现，该停靠站区域内时常有轿车、大客车、厢式货车等社会车辆暂时性停靠，给公交车辆的正常进出站造成阻碍，也明显增加了进出站所用时间。此外，该站的主辅站之间有一个停车场出入口，在此处进出的右转社会车辆会对主站出站车辆和辅站进站车辆形成明显阻碍。往罗家港路方向的停靠站位于交叉口出口道，车辆进出站所受影响较小。该站同样存在社会车辆停靠现象，但能够较快清空，没有对公交车辆的运行带来明显影响。但是与对向停靠站相比，该站的公交停靠时间较长，这说明其平均乘客上下车人数较多，经观察发现，主要是上车时间较长导致停靠时间增加。

经观察发现，往罗家港路方向停靠站的秩序较为混乱。第一，公交车辆未完全按照指定区域停靠，离站台较远，且存在超车出站的现象；第二，相当一部分乘客未在站台上候车，而是站在车辆习惯性停靠位置和站台边缘之间的路面上；第三，该停靠站紧邻武汉理工大学余家头校区的2号门出口，出口区域分布有几辆贩卖小吃的推车，且有行人聚集。结合调查情况，对于造成上述现象的原因进行初步分析：首先，该路段靠近路缘的最外侧车道是其余正常车道的近两倍宽，使得停靠区域范围大且无明确划分，从而容易导致随意停靠、站内超车以及乘客随意分布等待等现象；其次，公交站台、校园出口、人行横道等待区三者相距太近，大大增加了行人的无序性；最后，受施工影响，从交叉口至停靠站这一区域，道路断面宽度迅速增加，地面标线不明确，区域整体交通秩序混乱。