公交停靠站通行能力研究

杨 博，许鹏飞，杨亚璪

(重庆交通大学交通运输学院，重庆 404100)

0 引言

随着城市拥堵问题的日益凸显，欲改善居民出行方式，切实保证公交优先，首先要从规划配置出发，目前土地开发密度高，众多城市都难以落实公交专用道或HOV车道，公交线网的建设也已经达到高峰期，公交停靠站数量众多，车辆停靠频繁。因此，公交停靠站的优化设计及停靠车位利用值得关注。公交停靠站的通行能力直接制约了公交设施的车辆通行能力，从根本上决定了客运的通行能力。所以对公交停靠站的优化建设是简便易实施又见效最快的措施。

目前国内已经有不少学者对降低公交停靠站设施中问题进行了研究，主要集中在以下几个方面：韩璧璘[1]、刘建荣[2]、吴叶[3]等从理论上阐述了公交停靠站车辆停靠时间的组成部分及影响因素，并通过实际调研，定量分析了公交损失时间的大小，提出了缩减策略。邱杨[3]、杨柳[4]等从公交站台形式着手对公交站台停靠能力、公交站台线路容纳进行了研究并提出了优化模型。杨晓光、胡章立基于排队系统的站台服务时间模型及目前站台的设计现状，探讨了港湾式停靠站的设置条件。

以上对公交停靠站的研究仅限于站台乘客的服务时间，未能全面分析影响其通行能力的所有因素，也未结合目前的公交停靠站提出具体可实施的改进方案。

1 公交停靠站通行能力影响因素

公交停靠站的通行能力主要与公交停靠车位的设计、公交停靠车位的数量、交通控制相关。三者之间相辅相成，只有三者相互协调，才能更有效地保障其通行能力。

(1)公交停靠车位的设计主要分为直线式和港湾式。直线式停靠站在非机动车道设置专用停车泊位。港湾式停靠站将公交车辆的停靠位置转移到港湾内。

(2)公交停靠车位的数量与公交站的通行能力呈正相关，但并不是倍数关系。因后续车位的利用率都会低于前一个车位。为改善该状况，提出安装车辆到达显示屏及对应泊车位，以便上车乘客及时到达指定停靠泊位。

(3)交通控制，是指公交站上下游车辆的交通信号，红灯直接延长了车辆占用停靠站的时间。

2 公交停靠车位的影响因素

公交停靠车位的通过能力作为主要因素影响公交停靠站的通行能力，其相关因素主要有：停靠时间、清空时间、停靠时间波动性、进站失败率。停靠时间是指车辆减速进入停靠车位、乘客上下车时间、开关车门时间。清空时间是指车辆加速驶出停车泊位直至汇入主车道的时间。产生停靠时间波动的原因是主干道上的交通流间隙使得公交车辆顺利汇入的概率存在差异。进站失败指前一辆公交车辆尚未完成乘客上车这一过程或尚未驶出公交停靠车位。

2.1 停靠时间

停靠时间主要与乘客上下车人数成正比关系，在早高峰期驶入居民区时，主要由上车需求决定停靠时间，而在晚高峰期驶入居民区时，主要是由下车需求决定停靠时间。工业区则与之相反。乘客平均上下车时间主要与付费方式、公交车型两个静态要素相关。

2.1.1 乘客上下车需求

一般而言，上下车乘客人数越多，则停靠时间越长。

2.1.2 支付方式

在现代公交系统中，主要有四种车票支付方式：出行中现金支付、预付车费、自主服务收费、全自动收费及控制。选择最佳的付费方式是减少乘客延误的最好方式，自助收费是效率最高、乘客平均服务时间最短的方式，而我国尚难以实现自助收费。表1为不同支付方式下的乘客服务时间，其中相对较短的方式为提前支付车费，且多数地区采取一票制，上车时支付，对于下车乘客的数据无法进行采集。

表1 不同的支付方式对乘客服务时间的影响表

2.1.3 公交车型

公交车型主要指公交车的基本特征，如地板高度、车门宽度、上下车通道数、通道宽度、最大载客量。其中低地板车辆，直接减少了跨级步数，提高了上下车人流的延续性；车门宽度直接影响了老人及携带大件行李乘客的服务时间。通道宽度影响乘客前后流通速度；如表2所示，当前后门都可作为上下车通道能减少车辆到达时第一个乘客移动至车门的平均步数，降低了当车厢内拥挤程度高时下车乘客无法提前到达指定车门的失败率，进而提高了上下车效率。车厢容量大，则车厢内流动程度提高，避免了乘客在前后门位置拥挤而造成上下车通道阻塞的状况，因此适当增加站立车位，能一定程度上增加载客量和通道宽度，降低了乘客之间的拥挤程度，尤其是铰接式车辆能大幅度提高载客容量。

表2 乘客上下车方式对服务时间的影响表

注：假定在车上不需要买票

当车上有站立乘客时，上车时间增加20%，对于低底盘车辆，上车时间减少20%，前门下车时间减少15%，后门下车时间减少25%。

2.2 清空时间和停靠时间波动性

当车辆关门准备离开停靠站时，有一段附加的时间即清空时间，在这段时间内下一辆车无法使用该停靠车位。港湾式停靠站主要由三部分组成：车辆的启动时间、车辆驶过长距离以清空车站的时间，道路上车流间有一个适当的间隙以便让公交车辆重返道路的时间。

停靠时间波动性表示停靠时间与平均停靠时间比值的标准差，当停靠时间波动系数为0时，表示所有的停靠时间相同。通常停靠时间波动系数在0.4～0.8之间，影响停靠时间波动性的因素主要是干道交通量。

3 计算公交停靠站的车位通行能力

3.1 通行能力计算方法

3.1.1 预测小时客流量

3.1.2 确定高峰小时系数

以该站点公交车辆的发车间隔为基础，根据公式(1)计算高峰小时系数，从而对对高峰小时进行调整。其中车辆的发车间隔在高峰约为5～10 min，经计算得出了高峰小时系数如表3所示，在0.6～0.9之间，未超过系统的负荷，能满足潜在乘客需求。

表3 各高峰时段高峰小时系数表

3.1.3 计算停靠时间

停靠时间是指最拥挤车门所需的乘客服务的时间加上开关车门的时间，由于改进后乘客能提前知道车辆的泊位，此时间忽略不计。

td=Pata+Pbtb+to c

(1)

td——平均停靠时间，s；Pa——每车最拥挤车门的下车乘客数，人；ta——下车乘客服务时间，s/人；Pb——每车最拥挤车门的上车乘客数，s/人；tb——上车乘客服务时间，s/人；to c——车辆开门和关门时间，一般为3～5 s。

3.1.4 计算每小时每个停靠车位车辆通过能力

(2)

Bt——停靠车位车辆通行能力，公交车/小时；g/c——绿信比，是某一方向通行效率的指标，等于一个相位内某一方向有效通行时间与周期长度之比；tc——清空时间；to m——运营裕量：运营裕量是车辆停靠时间能够超过平均值的最大时间，并在停靠的车辆数接近停靠站通行能力时确保不产生公交进站失败；Z——满足期望进站失败率的标准正态变量；cV——停靠时间波动系数。

3.2 计算南坪协信城停靠站车辆通过能力

将重庆市公交车作为研究对象，其付费方式主要为上车时刷卡和上车时投币，上下车方式为由前门上车、后门下车，目前刷IC卡的乘客数量与投币乘客数量的比例为9∶1，因此改进前乘客上车时间取4.16 s，下车时间取2.1 s。驾驶员开关车门平均时间为4 s，根据相邻车道混合交通流量约为900 veh/h，确定总清空时间tc为12 s，计算在改善前后停靠车位通行能力。假定停靠失败率为10.0%，此时Z为1.280，停靠时间波动系数cV为60%，附近没有信号灯，g/c=1.0。经过调查，额定载客人数为60人，在早高峰期，上车乘客人数取公共汽车容量5%、10%、15%，下车乘客人数取公共汽车容量的20%、25%、30%为宜，晚高峰期则相反，在此仅确定早高峰最拥挤车门并确定其服务时间。计算前后车门乘客服务总时间，从而确定最拥挤车门及最拥挤车门的服务时间，计算结果如表4所示。

表4 改善前早高峰期最拥挤车门及服务时间表

3.3 提出改进方案及实施对比

为最大限度降低乘客服务时间，实现智能交通，提高公共交通服务水平转变居民出行结构，提升城市形象，提出如下改进措施，公交站台平面图如1所示。

图1 高品质智能公交站台平面图

(1)构建多元化、智能化、便捷化的功能区，主要为长时间候车的乘客提供高品质的候车服务，合理规化座椅、自动充值机、自动售货机、空调等服务区域，安置电子显示屏，实时显示车辆信息，尤其是即将到站车辆停靠区域，使在站乘客了解到目标车站的线路、各线路途经站点、各站点间运行时间、即将进站车辆的运行情况及所靠泊位，以便乘客及时到达相应候车位置。同时对于站厅的外形也采用新型设计，不仅能提升城市形象，且有助于转变居民出行方式。

(2)构建协调化、信息化、高效化的候车区，根据候车区长度合理分区，各个停靠区域附加小型显示屏，显示即将到站的车次，从而引导乘客进入相应候车区等待车辆到达，提高车位利用率；乘客提前从功能区刷卡进入候车区，降低了乘客平均服务时间；同时前后车门都可以作为上下车途径，有效避免了上下乘客总服务时间不均匀造成的最拥挤车门的延误，下车乘客通过候车区的单向门离开站厅。

改进后乘客上车时间为1.5 s，下车时间为1.2 s，当上下车总人数不变时，此时前后门都可作为上下车通道，假定最拥挤车门的服务时间占总服务时间的60%，最拥挤车门的早晚高峰服务时间如表5所示，图2中对比了改进前后早高峰时期的最拥挤车门服务时间。

表5 改善后早高峰时期最拥挤车门及服务时间表

图2 改进前后不同上下车人数最拥挤车门平均服务时间

南坪协信城其港湾长度可提供3个泊车位，在改进前，各车位的利用率为100%、85%、80%，而改进后各个车位的利用率几乎可达到第一个车位的利用率100%。改进前后各指标对比如表6所示。

表6 改进前后各指标对比表

4 结语

通过对目前公交停靠站的停靠车位的通行能力相关因素进行分析，从规划优先的角度提出从公交站的设施配置及功能分区两个方面进行创新，能有效降低公交停靠时间，提高车位利用率，改善公共交交通服务水平，提升城市形象。如何针对不同城市的公交停靠站的现状提出改进措施还有待进一步研究，应该具体结合当地城市的具体特征，以及土地利用率、城市功能、出行数量、出行结构等情况做出改进方案。

[1]韩璧璘.公交停靠站延误的影响因素分析及缩减策略研究[D].北京：北京交通大学，2011.

[2]刘建荣，邓 卫，张 兵.公交停靠站公交车损失时间研究[J].交通信息与安全，2011(29)4：44-47.

[3]吴 叶，徐大刚.公交停靠站停靠时间特征分析[J].交通与运输，2007(2)：27-29.

[4]邱 杨.提高公交站点停靠能力研究[D].武汉：华中科技大学，2007.

[5]杨 柳.公交站台线路容纳能力优化研究[D].长沙：长沙理工大学，2011.

[6]胡章立，苏 龙，贺 平.城市道路港湾式公交停靠站的设计探讨[J].交通工程，2012(6)：63-65.

[7]廖 唱，彭 丰，王玉明.公交中途停靠站站台设置问题实证研究[J].交通运输系统工程与信息，2011(11)：181-186.

[8]邵春福，宋 瑞.城市公共交通[M].北京：北京交通大学出版社，2014.