摘 要

公交车进入公交站台存在着减速进站、停车服务、加速出站3个阶段的不同交通特性，该过程将对附近交通流状态产生较大影响,往往形成路网或路段的局部瓶颈。本文将交通波理论运用到公交站台影响范围的研究中，根据波的传递性体现出公交车进出站过程中对交通流的后效性影响，并分别对直线式和港湾式公交站台建立交通影响范围的数学模型，由此得到交通流延误公式。最后，选取武汉市典型的公交停靠站进行实例分析，运用VISSIM仿真，将模型计算结果与仿真结果进行对比，在误差允许范围内验证了该模型的准确性与适用性。

关键词：公交停靠站；交通波；延误；仿真

Abstract

There are three traffic characteristics of the bus arriving the bus stop, decelerating to enter the bus stop, getting parking service, and departing from the bus stop. This process will have great influence on traffic running state nearby, which tends to cause bottlenecks of road network. This paper applies traffic wave theory to the study of bus stop influence scope, reflects the after effect impacted on the traffic flow in the process of bus in and out of the station. And the mathematical models of traffic impact range based on traffic wave theory are established respectively for linear bus stop and harbour bus stop, obtains the formula of delays in traffic flow. Last, selecting typical bus stops in wuhan as the instance for analysis, using the VISSIM simulation to compare the model calculation results with the simulation results in order to verify the accuracy and applicability of the models in the range of allowable error.

Key Words：bus stop,traffic wave,delay,simulation

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究的目的及意义 1

1.3 国内外研究现状 2

1.4研究的基本内容、目标、采用的技术方案及措施 3

第2章 交通波理论及公交停靠延误分析 5

2.1 交通波的概念及分类 5

2.1.1交通波的概念 5

2.2.2交通波的分类 5

2.2 交通波理论的原理 6

2.2.1流体力学守恒方程的建立 6

2.2.2交通波模型的建立 7

2.3公交停靠站特性分析 8

2.3.1公交停靠站的设置模式 8

2.3.2公交车的运行特性分析 9

2.3.3 公交车的停靠延误分析 9

2.3.4公交停靠站对社会车辆的延误分析 10

2.3.5公交车对社会车辆的安全性影响分析 10

2.3.6成本分析 11

2.4交通波的影响范围 11

第3章 基于交通波理论的交通影响模型构建 13

3.1公交车进出停靠站的运行特性分析 13

3.1.1直线式公交停靠站公交运行特性分析 13

3.1.2港湾式公交停靠站公交运行特性分析 13

3.2公交进出站停靠影响时间的计算 14

3.2.2直线式公交停靠站公交进出站台影响时间的计算 14

3.2.3港湾式公交停靠站公交进出站台影响时间的计算 15

3.3基于交通波理论的交通影响模型构建 16

3.3.1直线式公交停靠站交通影响范围模型构建 16

3.3.2港湾式公交停靠站交通影响范围模型构建 18

第4章 实例分析 21

4.1 直线式公交停靠站影响范围模型检验 21

4.2 港湾式公交停靠站影响范围模型检验 24

4.3 结论与误差分析 27

第5章 总结与展望 29

5.1总结 29

5.2研究中存在的不足 29

5.3应用前景分析 30

参考文献 31

致 谢 33

1. 绪论

1.1 研究背景

当前我国的社会经济高速发展、人民的生活水平迅速提高，使得我国机动车保有辆迅速增加，道路交通问题日益突出，发展公共交通成为缓解目前城市交通拥堵最有效的措施。公交停靠站作为衔接公交系统和乘客的枢纽，是城市公交运行的节点，是城市道路系统重要的组成部分^[1-3]。公交车由于其运营特性，需要在公交停靠站处频繁停靠来实现其服务功能，公交车在站台停靠时需要占用道路空间资源和运行时间资源，并与道路上的社会车流相互干扰，影响公交停靠站所在车道及其相邻车道交通流的正常运行^[4-6]。因此，公交停靠站附近很容易成为城市道路的交通瓶颈^[7]。交通波理论，又被称为“流体力学模拟理论”，它是用流体模拟道路上的车流，运用流体力学的知识，研究呈波形传递的交通流三要素——交通量、车辆速度和密度之间相互关系的一种理论，也是交通流理论的重要内容,最先是由英国学者Lighthill 和Whitham 提出来的,现在在道路交通流的波动特性及影响分析中应用广泛。

道路上的交通流与生活中的水流有着很大的相似性，水流遇到障碍时会向旁边分流从而绕过障碍，相对于交通流而言，公交车在公交停靠站处减速停车相当于成为了路段上的一个障碍，后续车辆为了避开这个障碍就会采取换道行为；当水流无法绕过障碍时就会在障碍处堆积，即水位升高，类比于路段上的交通流则表现为在限制超车路段，后续车辆只能在公交车后面排队等候直到公交车加速离开站台，与水流的波动是逐渐向后传递的类似，在连续交通流中公交车在站台停靠这一影响也会以停车波和启动波的形式持续向后传递，具有显著的后效性。

1.2 研究的目的及意义

公交停靠站的交通影响较集中地体现在由于公交车减速进站所引起的停车波和完成停靠服务加速出站时引起的启动波在后续交通流中的传递。本研究通过对公交车减速进站、停车服务、加速出站这三个过程的不同交通特性进行分析，根据交通波理论建立交通影响时间模型，并根据该模型推导出交通流延误公式，通过VISSIM仿真验证该模型的准确性，以此证明交通波理论在公交站台范围内应用的普适性。

运用交通波理论对公交站台的交通影响范围开展研究有助于认识公交停靠站附近路段拥堵的本质，为公交停靠站合理选址，减少公交停靠站对道路路段形成的时空瓶颈，提高路段交通流运行效率提供理论依据。在未来还可以将交通波理论应用到交通事故多发点处交通流的分析以及环形交叉口车流的组织优化中，提高道路道路交通的运行效率，并且增进交通的安全性。