交通枢纽区域公交车在站时耗模型研究*

2019-01-22王肇飞

物流工程与管理 2019年1期

□ 马兰,李伟,王肇飞

(1.西安建筑科技大学土木学院,陕西西安 710055；2.陕西省公安厅交警总队,陕西西安 710018)

近年来，随着交通枢纽客流量增加，交通枢纽区域换乘延误增加和拥堵加剧，越来越多的学者开始关注并研究交通枢纽区域内公交系统的改善与优化。换乘公交停靠站是联系乘客和公交线路的基本纽带，从国内外研究现状分析，对公交车在站点的停靠时间相关因素的研究已比较全面，部分学者基于统计数据所建立的时间预测模型中[1-8]，以上下车乘客为主要因素。公交车辆在交通枢纽区域停靠站总时耗构成中，不仅包括上下客时间，还应该把实际进出站过程中客观存在的进站排队时间和出站排队时间纳入预测模型。笔者结合已有成果和西安市调查数据，对影响因素做了量化分析，引入相关修正系数，建立了公交车在交通枢纽区域站点的时耗模型。

1 影响因素分析

公交车辆在中间停靠站的停靠过程分为五个阶段：减速进站-开门-乘客上下车-关门-加速离站。影响公共汽车停靠时间的因素主要有五个：

1.1 上下车人数

一般而言，上下车人数越多，停靠时间越长。

1.2 车内拥挤度

车内有空余座位时，上车乘客离开投币区域的速度会加快；车内较为拥挤时，上车乘客离开投币区的速度会降低，后续乘客上车排队等待时间增加。

1.3 站点干扰程度

乘客在站点所受干扰包括非机动车的干扰导致乘客上下车活动中断，站台乘客穿梭造成的秩序混乱，这些都会增加公交车辆在站点的停靠时间。

1.4 道路交通量

道路交通量对停靠时间的影响主要体现在进出站延误两方面。公交车辆的发车间隔小，进站时间增加。车站附近道路交通拥堵时，公交车辆滞留、排队等待或跟驰，停靠时间增加。

1.5 乘客特性

交通枢纽区域乘客所携带行李越多，单位乘客的平均上车时间越长。

2 交通枢纽换乘区域公交车在站时耗测算模型

将公交车辆在换乘站点的停靠时间分为固定项Tu和随机项Tv两部分，固定项包括开关门时间tkg和减速进站tj、加速出站时间tc。随机项包括公交车辆进站排队时间tjp和出站排队时间tcp、上下客时间tsx。

2.1 固定项Tu的测算

根据实地调查，公交车辆开关门时间tkg一般为2-4秒，本文取2秒。减速进站路段长度记为2个车长，加速度aj取1.0m/s2；加速出站路段长度为1个车长，加速度ac取1.5m/s2。顺畅条件下公交车辆进站时间tj=(2×2Lbus)1/2=7秒；出站时间为(2×Lbus)1/2=4秒。

固定项Tu=tkg+tj+tc=2+7+4=13秒。

(式1)

2.2 随机项Tv的测算模型

2.2.1 上下客时间tsx的测算模型

交通枢纽换乘区域，乘客一般携带有行李，上下车的时间较一般公交车站增加。根据调查统计，在枢纽换乘区域单位乘客平均上车时间为2.86秒，单位乘客平均下车时间1.79秒。上下客时间引入车内拥挤度和站台干扰度两个修正系数。

将车内拥挤度划分为四级：A级—车内有空余座位；B级—车内有少量站立人数，中间通道可顺利通行；C级—车内站立人数较多，中间通道狭窄；D级—站立人数多，人挨着人，无中间通道。各级车内拥挤度影响系数β1如下表1所示：

表1 车内拥挤度影响系数

乘客在站台的干扰状况可分为四级：A级—专用通道，无干扰，有序上车；B级—少量非机动车干扰，少量乘客穿梭；C级—少量非机动车干扰，大量乘客穿梭或跟随车辆跑动；D级—大量非机动车干扰，大量乘客穿梭或跟随车辆跑动。对乘客上下车时间的影响系数β2如下表2所示：

表2 站台干扰对单位乘客上下车时间的影响

上下客时间tsx=max(2.86*A*β1上*β2上，1.79*B*β1下*β2下),其中A为上车人数，B为下车人数。

2.2.2 进站排队时间tjp的测算模型

公交车辆进站排队时间和公交车辆的发车间隔和站点的服务效率相关，利用排队论模型进行研究。

具有s个泊位的混合停靠公交车站简化为s个M/M/1服务系统，车辆平均达到率为λ，平均服务效率为μ，则交通强度ρ=λ/μ，公交车辆在枢纽换乘区域站点的逗留时间T服从参数为μ-λ的负指数分布，即

P{T>t}=e-(μ-λ)tt≥0

(式2)

可得公交车辆进站排队时间tjp=λ/μ(μ-λ)。

2.2.3 出站排队时间tcp的测算模型

混合停靠公交车站为顺序停靠，依次出站，后方公交车辆的出站受前方车辆的影响；第s个泊位清空所需要的时间t清空为：(s-1)Lbus/V跟随，公交车辆的跟随速度一般为5km/h；若设置有超车道，则泊位清空时间即为加速出站时间。后车等待前车的时间消耗为两者的服务时间之差tΔ，由此可得公交车辆基本滞留时间t=t清空+tΔ。

参照我国道路交通服务水平分级标准，取修正系数β3见下表3所示：