多线路公交停靠站停靠组织研究＊

贾富强 马昌喜 杨信丰

（兰州交通大学交通运输学院 兰州730070）

0 引 言

多线路公交停靠站是指停靠线路条数多，且泊位数大于1的公交停靠站。停靠站布置形式、站台长度（停靠泊位数）设置不合理，都会导致公交车辆进出站交织、冲突及排队等现象，尤其对交通量大、公交线路重复系数高的路段，不仅对站点所在道路交通有很大的影响，而且有可能波及到邻近道路的交通运行状态。

B.Yu等［1］建立预测模型对多线路公交停靠站点的公交到达时间进行预测并验证。B.Khondaker等［2］对单线路和高需求与旅客服务员时间非线性情况下的站间距优化模型。B.Alonso等［3］建立了上层为用户成本最小化，下层为拥挤的条件下公交分配模型的多线路公交泊位分配的双层规划模型。Tan Jiyuan等［4］利用基于仿真的启发式算法对高峰期多线路公交停靠站泊位数进行规划。李凯胜、刘惠丽、张兵等［5－7］从泊位数和站台通行能力间的关系入手，对多线路公交停靠站的站台尺寸、泊位数和通行能力进行了研究；徐志、孙祥龙［8－9］对不同公交位置和不同形式公交停靠站的延误进行建模分析；杨晓光等［10］建立了基于不同影响因素的通行能力回归模型，并进行了可靠性验证。孙锋［12］在研究车辆停靠站运行效率的基础上，用0－1整数规划模型对多线路公交可越站运行进行了优化研究。杨大海等［12］对多线路公交停靠站的主辅停靠站的组合形式、有效泊位数、通行能力进行探讨和分析，建立模型，得出不同城市道路断面和等级主辅停靠站的组合形式。

国外相关研究主要集中于公交到达时间、站间距和泊位数的设置等方面，国内相关研究多集中于泊位数的确定、主辅站设置形式和站点通行能力的研究，国内外的研究都没有考虑停靠组织方式对公交及其他社会车辆运行的影响。为此，笔者在对多线路公交停靠站分类的基础上，利用微观仿真软件Vissim对直线式和港湾式多线路公交停靠站的停靠组织形式进行了仿真研究，在得到最优停靠组织的基础上，进而对多线路主辅站选型及停靠组织进行研究。

1 多线路公交停靠站的分类

停靠站按照停靠线路数目可分为：单一线路公交停靠站和多线路公交停靠站；按几何形式可以分为：直线式（或称非港湾式）和港湾式两种；从线路容量角度可将多线路公交停靠站分为：直线式多线路公交停靠站（见图1）、港湾式多线路公交停靠站（见图2）和主辅站设置的多线路公交停靠站（见图3）3种。

图1 直线式多线路公交停靠站Fig.1 The multiple routes beeline bus stop

图2 港湾式多线路公交停靠站Fig.2 The multiple routes harbor-shaped bus stop

图3 主辅站设置多线路公交停靠站的类型Fig.3 The types of multiple routes bus stops

2 直线式和港湾式多线路公交停靠站停靠组织

常见的多线路公交停靠组织形式有：自由停靠，顺序停靠和划线停靠3种。自由停靠时，车辆随意插空停靠，导致运行纷乱、泊位利用率低；顺序停靠时，车辆按照到达顺序依次停靠，站台内不准超车，但个别车辆由于上下车乘客过多而导致停靠时间较长，将会严重增加后方车辆的延误；划线停靠是对每个公交停靠站划定车辆停靠泊位（如图1中的1，2，3号位置），不同泊位间相互不受影响，明确停车泊位不仅能方便乘客候车，又能指导乘客快速换乘，减少站台上行人间的相互影响，降低车辆停靠延误［13］。由于自由停靠这种组织方式运行效率较低，笔者仅选择顺序停靠和划线停靠这2种组织方式进行对比研究。

2.1 具体研究对象的确定

根据美国《道路通行能力手册》［14］中给出的数据，在假定站内不发生超车情况下多泊位公交停靠站有效停泊位数见表1。

表1 公交停靠站有效泊位表Tab.1 The number of effective berths of bus stops

由表1可见，随着泊位数的增多，停靠站泊位利用率下降，对于直线式公交停靠站，当泊位数大于3时，利用效率骤减；故针对3泊位直线式（见图1）和港湾式（见图2）公交停靠站的顺序停靠以及不同组织的划线停靠进行仿真分析，对比不同停靠组织形式在不同交通条件下的运行效率。

2.2 仿真模型基本假设及参数设置

在确定停靠组织方案时，按照车辆发车频率的不同，将公交线路分为3种不同的发车频次线路：高频、中频和低频公交线路，本文假定发车频率≤120s时为高频公交线路，120s＜发车频率＜300s时为中频公交线路，发车频率≥300s时为低频公交线路，分别按照图1和图2所示的1，2，3位置进行组合，组合形式有：低中高、低高中、中高低、中低高、高中低、高低中。利用Vissim进行仿真时，相关参数见表2。

表2 Vissim仿真参数Tab.2 The parameters of Vissim simulation

在公交数量不发生变化的情况下，考虑不同交通状态下整个路段（包括公交停靠站）上公交，以及其他社会车辆的运行状况，从公交延误、车辆总延误、单位行程时间，以及通过车辆数等方面进行仿真分析［15］，结果见图4～图7。

图4 不同停靠组织方案公交延误Fig.4 The bus delay of different dwelling organizations

图5 不同停靠组织方案总延误Fig.5 The total delay of different dwelling organizations

图6 不同停靠组织方案单位行程时间Fig.6 The travel time of different dwelling organizations

由图4～图7对比分析可知，随交通量的增加，公交延误、车辆总延误和单位行程时间总体上呈“S”形变化；通过车辆数则先增后减。当交通量小于2 000pcu／h时，延误和单位行程时间变化不大，而通过车辆数呈直线增加；当交通量大于2 000pcu／h时，直线式公交停靠站的延误和单位行程时间急速上升，通过车辆数增长缓慢且有下降趋势；当交通量大于2 600pcu／h时，直线式公交停靠站的延误和单位行程时间增长趋势明显减弱，通过车辆数随着交通量的增加而减少；当交通量大于3 000pcu／h时，港湾式停靠站的延误和单位行程时间随着交通量的增加变化显著，通过车辆数增长速度减慢；当交通量大于3 800pcu／h时，2种停靠站的延误和单位行程时间都缓慢增长，通过车辆数随着交通量的增加而减少。

图7 不同停靠组织通过车辆数Fig.7 The vehicle volume of different dwelling organizations

将划线停靠的几种组织方式与常规顺序停靠对比，结果见表3和表4。

表3 直线式停靠组织对比表Tab.3 The contrast table of dwelling organizations of beeline bus stop %

表4 港湾式停靠组织对比表Tab.4 The contrast table of dwelling organizations of harbor-shaped bus stop %

由表3和表4可见，停靠组织形式对公交运营影响显著，在港湾式和直线式公交停靠站的停靠组织形式中，划线停靠都优于顺序停靠。对于直线式公交停靠站，采用划线停靠组织后公交延误平均降低37.5%，总延误平均降低38.4%，单位行程时间平均缩短25.9%，通过车辆数平均提高17.9%；对于港湾式公交停靠站，采用划线停靠组织后公交延误平均降低34.1%，总延误平均降低40.6%，单位行程时间平均缩短17%，通过车辆数平均提高10.9%。对直线式公交停靠站，“中低高”的划线停靠组合最优；对港湾式公交停靠站，“低中高”的划线停靠组织最优。

3 多线路主辅站选型及停靠组织研究

对所需泊位数大于3的多线路公交停靠站设置时，通常采用主辅站的设置形式，按照连接方式可分为：并联式和串联式（见图3）；按照站点形式可分为：主直辅直、主港辅港、主港辅直和主直辅港湾4类。在仿真中，对双直串联、直港串联、双港串联、直港并联及双港并联5种主辅站布置形式进行研究，假设主辅停靠站都为3泊位，对于直线式公交停靠站按照泊位编号采用中频、低频、高频停靠组织方式，对港湾式公交停靠站采用低频、中频、高频停靠组织方式；分别对划线最优停靠组织方式（记为A）与顺序停靠组织方式（记为B）进行仿真，结果见图8～图11。

图8 不同组合形式主辅站公交延误Fig.8 The bus delay of different main-assist bus stops combinations types

图9 不同组合形式主辅站总延误Fig.9 The bus delay of different main-assist bus stops combinations types

图10 不同组合形式主辅站单位行程时间Fig.10 The bus delay of different main-assist bus stops combinations types

图11 不同组合形式主辅站通过车辆数Fig.11 The vehicle volume of different main-assist bus stops combination types

从图8～图11可得，不同主辅站组合形式的公交延误、总延误和单位行程时间总体呈“S”形变化；通过车辆数先增后减。对比结果见表5。

表5 不同组合形式主辅站停靠组织对比表Tab.5 The contrast table of different main-assit bus stops combination types %

由表5可知，对于任意的主辅站组合形式，与常规的顺序停靠相比，采用对应3泊位最优的划线停靠组织方式后，延误及单位行程时间都明显减少，通过车辆数增加，在所有的组合形式中，双港串联组合方式最为理想。

4 结束语

针对现有多线路公交停靠站停靠组织和主辅站选型方面研究的不足，考虑站点本身的多线路公交车辆停靠组织及主辅站组合形式对公交以及社会车辆运行的影响，利用Vissim微观仿真软件对不同类型的公交站点处的公交停靠组织和不同组合型式的主辅站停靠组织进行仿真对比，得出如下结论。

1）多线路公交停靠站的停靠组织形式和不同的主辅站设置类型对公交运营有很大的影响。

2）对于3泊位多线路公交停靠站，采用划线停靠组织优于顺序停靠，其中在直线式划线停靠组合形式中，“中低高”的组合形式最优（即中频公交线路车辆停在泊位1处，低频公交线路车辆停在泊位2处，高频公交线路车辆停在泊位3处）；在港湾式公交停靠站划线停靠组织形式中，“低中高”的组合形式最优。

3）对于不同组合形式的6泊位主辅站，采用划线停靠组织优于顺序停靠，其中双港串联组合型式最优，见图3（b）。

文中只是运用仿真的方法对多线路公交停靠站的停靠组织和主辅站设置型式进行了研究，在后期将采用排队论及系统优化理论展开定量研究。

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