城市道路公交港灣式中途停靠站站臺容量研究摘要：城市公交中途停靠站站臺容量對于公交停靠站的布局和設計具有重要影響，關系到公共交通運輸效率和道路交通的運行質量。本文首先介紹了公交停靠站概況，從停靠站分類以及站臺位置等角度進行分析，然后給出公交停靠站站臺容量定義，分析公交停靠站通行能力計算公式。運用排隊論對公交車輛在停靠站的排隊過程進行分析，在分析的基礎上，確定出公交停靠站站臺容量計算公式，最后以烏魯木齊市醫學院站為研究對象，通過數據調查和分析，運用理論公式計算出該站臺的站臺容量數。關鍵詞：公交停靠站；港灣式；排隊論；站臺容量TheresearchofcapacityonurbanbusstopbayAbstract:Thecapacityofthecity’sbusstopsinthemiddleplatformshasasignificanteffectonthelayoutanddesignofthebusstops,andalsorelatestotheefficiencyofpublictransportandthequalityoftheroadtraffic.Thispaperdescribesthegeneralsituationofbusstops.Thenitprovidesadefinitionofthebusstops’capacityfromtheperspectiveoftheclassificationandlocationofdockingstationsandanalyzestheformulaforcalculatingthetrafficcapacityofbusstops.Basedontheanalysesofbuses’queuingprocesswhichcomesfromthequeuingtheory,thispapergivestheformulaforcalculatingthecapacityofbusstops’platforms.ThesubjectofthispaperisthestopofXinjiangMedicalUniversity.Throughalargeamountofinvestigationanddataanalyses,andtheapplicationoftheformula,itfinallygetstheresultofthecapacityofthestop.Keywords:Busstop；Bay；Queuingtheory；Sitecapacity1緒論1.1研究背景及意義公交優先對于緩解城市交通擁堵、促進節能減排、建立可持續發展的綜合交通系統具有重大意義。公交停靠站點作為公交系統的重要組成部分，它是乘客和公交運輸服務最基本的聯系紐帶,是公交系統實現其服務不可缺少的重要環節，公交車輛必須在此停靠實現其對乘客進行服務的目的，乘客也必須在此上下車實現其出行的目的。無論公交服務使用者、管理者還是提供者，普遍關心的問題主要包括以下幾個方面：(1)公交停靠站是影響公交運行及服務質量的關鍵因素(2)公交停靠站是影響道路交通運行以及路段和交叉口通行能力的關鍵因素(3)公交停靠站處是城市道路交通安全的隱患。因此,公交停靠站的布局、公交站臺的容量、設置及設計不僅關系到公共交通運輸的質量和效率，而且影響道路交通的運行質量和城市環境，研究城市公交車輛停靠的交通影響、延誤及其站點優化技術具有十分重要的理論和現實意義。1.2研究內容圍繞研究目標，本論文研究包括以下具體內容：(1)公交停靠站基本概況本部分主要介紹，公交停靠站分類、形式、站臺位置及其優缺點，通過對以上問題的分析能夠為后續章節研究打下基礎。(2)公交停靠站站臺容量計算本部分先從停靠站站臺容量的定義出發，給出了公交停靠站通行能力計算公式，利用排隊理論，并結合公交車輛在停靠站的排隊過程分析，確定出公交停靠站線路容量計算公式，為進一步分析奠定理論基礎。(3)實例分析本部分以鯉魚山南路醫學院站為例，運用前述的理論公式計算該站站臺容量，進而對結果進行分析。2國內外研究現狀2.1國外研究現狀國外發達國家的公共交通起步很早，因此對于公共交通的理論研究也比較多,已經形成了比較系統的公交線網規劃、站點布局、公交優先、智能公交等方面的理論。在公交站點的研究方面，由于英美等發達國家主要以大容量軌道交通和私人小汽車作為最主要的交通出行方式，道路常規公交車流量較少，發車間隔較大。公交在站點的停靠對道路交通流的影響相對不明顯。因此，其研究內容主要集中在公交站點的間距優化和基于安全和環境為主要目的的公交站點設計上，關于公交站點對道路交通運行影響方面的研究相對較少。在公交站點站間距優化及選址的研究方面，德國學者通過分析相關因素建立了站間距為關于旅客總出行時間的函數，并指出637m為最優站間距。隨著城市規模和公共交通系統的演化，一些德國學者在1915年至1940年之間也做了相關的研究。Muller(1917)利用一些經驗模型，以使旅客出行時間最小化為目標對最優站間距進行了研究，Bethge(1919)將運行參數“車公里"作為研究的新起點，并以出行成本最小化為目標建立了站間距為關于平均出行距離的函數；Hinze(1930)認為位于不同人口密度區域的客運線，其最優站間距是不同的。同時，繼Schimpff指出最優站間距與車上乘客數和站臺上乘客數有關之后，他也就此進行了相關研究；Bendtsen(1938)簡化了Hinze研究成果中的某些算式，提出了更簡單的求解最優站間距的方法。加拿大的Wirasinbhe(1981)非常系統地討論了公交停靠站平均站間距的優化確定問題，研究在考慮公交運營成本及乘客的出行費用的基礎上，以時間為衡量單位建立了優化模型。但是，由于模型的許多參數難以確定，其實用性并不強。Saka(2001)提出了基于有公交運營成本限制的平均站間距優化模型。Chien等(2002)基于公交乘客到達站點時間最短和最便捷為目標，研究給出了城市某一路段的平均站間距優化模型。法國的MaryvonneDejeammes等分析了直線式公交停靠站和港灣式公交停靠站這兩種站點形式對公交車停靠的影響，他通過調查港灣式公交停靠站的停靠能力和停靠特征，對公交停靠站和公交停靠導向系統提出了改良設計方案，確保公交車輛停靠時與站點之間的間距盡量最小。在公交通行能力方面，國外研究的比較成熟，成果也比較多。RodrigoFernandez(2001)充分考慮了公交的運行特性、上下游交叉口的交通狀況等諸多影響因素，改進了計算公交停靠站通行能力的方法。在公交運行的延誤分析方面，也有很多研究。主要是在成果有：JaimcGibson等(1989)針對公交流量大的發展中國家，研究討論了停靠站點處的公交車輛、其他社會車輛和行人的延誤。SamYagar等(1991)根據信號交叉口的信號控制配時、公交車輛到達時間等定性分析了在不同情況下，交叉口下游站點的公交車輛停靠對信號交叉口交通延誤的影響。Furth與Rahbee(1988)通過分析影響公共交通站點布置的影響因素，建立了基于車輛延誤的站點布置離散模型。2.2國內研究現狀國內對于公共交通的研究起步比國外要晚一些，但已經在公交線網優化、智能調度等方面取得不少的成果，而目前對于公交站停靠站站臺容量方面的研究則要少很多。同濟大學的劉安(1995)首先提出了公交車停靠時間分布，然后利用交通流返回波理論，計算出公交停靠對交通流的影響范圍，進而討論了公交停靠站的位置分布問題。華南理工大學的譚滿春(1996)等人針對交叉口處和筆直路段上的城市公交停靠站的選址給出了離散和連續型數學模型，但該模型沒有考慮到停靠站設置的道路交通條件以及停靠站與交叉口的距離因素。同濟大學的彭國雄與莫漢康(2001)針對目前城市公交停靠站設置的常見問題，根據道路橫斷面形式及交叉口的交通狀況，從減少公交車輛與其他車輛的相互干擾出發，定性分析，給出了一些公交站點優化設置的解決方案。解放軍后勤工程學的徐良(2002)明確提出公共汽車停靠點的選址方法，在公共汽車停靠點選址原則的基礎上，以方便出行人乘車為目標，建立公共停靠點選址模型。同濟大學的郭冠英(2002)運用隨機服務系統的理論，以停靠站的通行能力為研究基礎，分析了不同泊位數下的公交車在停靠站的飽和車頭時距，最終確定出線路數的上限。南京市交通規劃研究所何寧(2004)等通過對公交車站路段交通量、進站公交流量和在站平均停滯時間的數據調查和統計分析。建立計算車站停靠能力的多因素回歸模型，提出了高峰期需求及最大平均停靠長度決定停靠能力的方法。武漢理工大學馬宏偉，李剛炎(2006)等從城市公交站點車輛停靠延誤的現狀入手，對城市公交車在停靠站延誤的多樣性和復雜性問題進行了歸類與分析，結合典型站點的調查，分析了影響城市公交站點停靠延誤的主要因素，并提出了相應的對策。東南大學葛宏偉(2006)在其博士論文中，通過較全面的交通調查和深入的理論分析，在總結公交運行、停靠特征規律的基礎上，研究探討了路段和交叉口不同類型公交停靠站點與其他交通流之間的相互作用和影響機理，建立了路段及交叉口不同類型公交站點車輛停靠延誤模型及公交停靠對其他交通流延誤和道路通行能力的影響模型。東南大學柏海艦、李文權(2007)從公交站臺停靠線路數和線路特征入手，運用排隊理論建立公交停靠站站臺容量的計算模型。該模型充分反映了公交車的到達特性對公交站臺通行效率的影響，從理論上計算公交站臺泊位數與站臺線路容量的定量關系，為公交站臺泊位數以及線路數的設計提供理論依據。但是對公交站臺的站臺容量進行優化時采用的是降低發車頻率這種方式，此種方式能夠減少公交車輛在停靠站的停車次數，但是以犧牲乘客的利益為代價。長安大學蘇國輝、吳群琪(2011)以排隊論為方法基礎，引入公交達到率、服務臺數、乘客平均上下車時間等為模型參數，構建線路密集點公交站臺線路容量計算模型，并通過改變參數來進行公交站臺的容量優化，為公交站臺的線路數及泊位數設計提供理論方法依據。但在模型的提出中沒有考慮公交站臺清空時間，假定公交發車頻率不變，也沒有考慮車輛離去規律因素。3公交停靠站分類3.1根據公交停靠站功能劃分根據公交停靠站點功能的不同，可以劃分為以下三種：(1)起點站起點站設有專門的調度室、停車場，提供駕駛員休息的場所，以及下班后提供合理的停放場地的必要場所，一般要求有較大的停車場。(2)終點站終點站是相對起點站而言的，在終點站也設有專門的調度室、停車場，提供駕駛員休息場所，對于環形線路而言，起點站和終點站合而為一。(3)中間站按照以上分類方法，只要不是起點站和終點站，剩余的都是中間站。根據公交停靠站設置劃分3.2.1沿機非分隔帶設置的公交停靠站對于三幅路和四幅路的路，機非分隔帶寬度滿足條件時，站臺設置在機非分隔帶上的公交停靠站。這是我國許多城市最常見的一種公交站臺設置形式。3.2.2沿中央分隔帶設置的公交停靠站對于兩幅路和四幅路，中央分隔帶寬度滿足條件時，站臺設置在中央分隔帶上的公交停靠站。由于我國的交通規則是車輛靠右側行駛，公交車輛的上下車門也都是設置在右邊，對于正常行駛的公交車輛如果要在這種停靠站停靠，則必須在左側車身上設置上下車門，存在一定的技術與安全問題，另外，沿中央分隔帶設置公交停靠站時，如果沒有設置專門的人行天橋或地下過街通道，乘客需要穿越機動車道才能到達和離開停靠站，這不僅會影響乘客的安全，而且也會影響社會車輛的正常行駛。因此，這種停靠站一般與公交專用道配合使用，適用于道路機動車流量和站點上下乘客量都較小的情況。這種形式的停靠站在我們國家城市道路中并不常見。3.2.3沿人行道設置的公交停靠站站臺設置在人行道上的公交停靠站，公交停靠要占用和穿過非機動車道，容易與非機動車產生干擾，適用于無機非分隔帶或機非分隔帶不滿足設站且非機動車流量不大的道路。3.3根據公交停靠站形式劃分根據公交停靠站站臺形式的不同，其可以分為以下兩類：3.3.1直線式公交停靠站直線式公交停靠站是最基本的公交站形式，它不改變道路的原有斷面形式，僅在路側設置候車亭、站牌等設施，并在車道中施劃車輛停靠泊位，工程量較小。在公交發展初期，線路數、客流量較少，在道路交通壓力不大的情況下，該型式可以滿足公交車輛停靠旅客乘降以及與社會車輛協調發展的需求。 圖3-1直線式公交停靠站3.3.2港灣式公交停靠站3.3.2.(1)淺港灣式公交停靠站淺港灣式公交站是對車道進行外側拓寬，公交車輛停靠時不占用主線車道，與主線道路上通行的其它車輛交叉影響也較小。該型式停靠站對主線道路通行效率影響較小，公交服務水平也能夠得到相應提高。一般而言，為減少公交車對其它車輛的影響，提高公交服務水平，只要道路情況允許，應將直線式公交站設置成淺港灣式公交站。 圖3-2淺港灣式公交停靠站3.3.2.(2)深港灣式公交停靠站相對于淺港灣式公交站而言，在某些大型客流集散點，公交線路數多，客流集散量大，公交車輛之間、公交車輛與其他車輛之間的交叉影響大，僅在站點處拓寬一條車道的做法已不能滿足公交服務要求，需要進行較大規模的斷面改造，設立兩條或以上服務通道，使多輛公交車可以分別在不同通道上為旅客提供乘降服務。這種具有多個服務通道的站點便是深港灣式公交站，該型式可有效減少公交車輛之間以及公交車輛與社會車輛之間的交叉干擾，改善道路通行條件，提升公交服務水平。 圖3-3深港灣式公交停靠站3.3.2.(3)“多站臺式”公交停靠站在客流集散量大、公交線路多，但又受道路斷面限制不能進行深港灣改造的路段，為避免大規模的車輛排隊，一個有效的做法是在一定的間隔下連續設置直線式或淺港灣式公交站，形成“多站臺式"公交站。該型式分散了站點服務區域，從而可以有效減輕車輛集中程度，縮短車輛排隊長度，提高公交服務水平，但由于服務區域分散，該型式也存在著換乘不便的問題。 圖3-4“多站臺式”公交停靠站4公交停靠站站臺容量計算4.1公交停靠站站臺容量定義公交停靠站站臺容量指在一定的道路、交通狀態和環境下，公交停靠站站臺所能容納得最大公交的線路數。如果超過此數，將導致公交車輛在停靠站排隊等待時間延長，公交運行效率降低。公交停靠站站臺容量不同于一般意義上的容量(在物體或者空間所能夠容納的單位物體的數量)，當給定物體時，容量不會改變，但是在給定站臺時，其站臺容量并不能確定，它取決于停靠站臺類型及幾何參數，還取決于公交車輛運行狀況。同時，站臺容量是通過模型計算得出結果，當對模型的參數有不同的設置時就能得到不同的結果。因此，有必要介紹公交停靠站的概況和公交運行的機理。4.2公交停靠站點的運行分析4.2.1進站分析進站過程包括變換車道和減速進站兩個階段。變換車道是指運行在非公交站點相鄰車道的公交車輛，在站點范同之內將要減速停靠時，必須變換到公交站點相鄰車道的運行過程。這一階段并不是所有公交車輛都必的，對于那些沒有到達公交站點范圍之前早已經運行在站點相鄰車道的公交車輛．就不需要經歷這一階段。在此階段，由于公交車輛變換車道才能進站停靠，不可避免的會與其他交通流產生干擾。減速進站是指公交車輛在公交站點范圍之內，從正常運行速度開始減速直到進站停靠到靜止的運行過程。根據觀測，其減速運行可以分為以下兩種：(1)勻減速運動直至停下。(2)公交車在開始進入站點范圍以后，在保證能正確停靠的前提下，先不減速．而是以在路段上的行速行駛，然后在車輛與站臺較近的距離內以較大的加速度在短時間內停下。觀測中，由與大多數駕駛員都想盡量減少公交的停靠延誤時間，因此，在實際情況下公交車的進站過程大多為第二種。公交減速運行時間一般在4～10秒。由于變換車道是減速進站的前期準備階段，許多情況下，公交車輛變換車道平和減速運行是同時進行的。因此，變換車道與減速進站兩個階段可以合稱為公交車輛進站過程。4.2.2停靠分析停靠階段包括開車門、乘客上下車和關車門階段，由于開車門，乘客上下車與關車門三個階段都是在公交靜止停靠的情況下完成的，因此可以合稱為公交停靠過程。這是一種比較理想停靠過程，但是在現實的過程中，存在著二次停車過程。根據調查數據，公交車輛開、關車門的時間一般為1～3秒。乘客上下車時間合稱為公交車輛服務乘客的時間，其時間主要有一下幾個影響因素：(1)車門寬度和數量；(2)踏步級數和高度；(3)售票系統；(4)乘客攜帶行李和包裹數量；(5)車內擁擠程度；(6)座位構造；(7)車內通道寬度；(8)上、下車乘客混行狀態；(9)路面、路緣石和停車地點的條件與構造；4.2.3離站分析離站過程即加速離站過程，加速離站是指當完成乘客的上下客后，公交車輛在公交站點范圍之內，從靜止開始加速出站，直至達到正常行駛速度的運行過程。不同型式的公交停靠站點，車輛出站運行特征不同。4.2.3.(1)直線式公交停靠站公交車離站特征描述對于直線式停靠站來說，公交車出站的過程較為簡單，其表現為一個公交車在上下客結束后，從零啟動加速達到正常的跟車行駛狀態的過程。根據實際的調查情況，在公交車加速出站的過程中，公交駕駛員一般要進行三次換檔才能完成加速出站過程。第一個檔位的車速一般取10—15km／h，時長為2s；第二個檔位的車速一般取20—25km／h，時長為3s；第三個檔位的車速一般取30—35km／h；當公交車到達第三檔位車速時即認為加速出站過程結束，車輛進入跟車行駛狀態。4.2.3.(2)港灣式公交停靠站公交車離站特征描述對于港灣式公交停靠站來說．由于公交車輛出站時要重新匯入相鄰車道的直行交通流，使得公交出站過程較為復雜。除了要考慮公交車的加速出站過程，還要考慮與停靠站相鄰車道的交通狀態的影響。一般情況下認為與港灣式停靠站相鄰的路段車道的直行交通流為優先交通流，停靠站的公交車出站時要讓行，但從實際的觀察情況看，情況并非如此，當交通量大的高峰小時或接近于高峰時間里，大量集中的公交車依次排成隊列駛出港灣式停靠站，出站公交車往往并不會讓行于干道車流，而是在車流通過的沖突點上以車隊形式交替穿插通過，追使路段的交通流減速其至產生擁堵的情況，具有明顯的車隊特征。4．3公交停靠站通行能力計算公交停靠站的通行能力是指在現有的道路、交通及管理條件下，在一定時間內(通常為一小時)所能通過停靠站斷面的最大公交車輛數。如果公交停靠站的通行能力不能滿足公交車的停靠需求，將直接影響到城市道路的正常交通運行。因此對公交停靠站通行能力進行專門研究，并根據經過停靠站的公交車交通量提出提高措施是很有必要的。美國《交通工程手冊》對公交停靠進行了分析，提出站點通行能力計算方法，考慮了對站點通行能力影響較大的綠信比及車輛到達變化率等因素的影響，從而得到一個泊位能停靠的車輛數。具體估算公式為：(4-1)式中：—公交站臺的通行能力()；—綠信比；—乘客平均上下車時間()；—公交站臺平均清空時間()，車輛到站與前車離站之最小車距，等于從前車開始離站到下一車進站達同一位置所需之時間，實際觀測值介于9到20(s)；—調整系數，主要體現公交車到站時間及接受服務時間對站臺容量的影響程度，經驗值一般取0.833。公交站點多個泊位數的通行能力為：(4-2)其中:為多車位的有效泊位數；為多泊位站點通行能力，veh/h。在式中，若公交站臺前方或者后方沒有信號燈，綠信比的取值則以到達公交站臺前的最近一個信號燈的綠信比為準;本文提出采用公交站臺的有效泊位數，這是因為當線路密集區的公交停靠站的泊位數大于1時,往往對各條公交線路停靠位置不會加以明確限制，因而各個泊位在實踐中不會等量使用,各條公交線路進出站之間也會產生干擾,因而對公交線路不同的公交站臺泊位數在不同狀況的停靠站情況下有著不同的有效泊位數。美國《道路通行能力手冊》指出:非港灣式停靠站的使用效率隨著泊位數增加而降低，并且建議非港灣式停靠站最大有效值為2.50。但是歐洲學者研究表明，當超過3個停靠泊位的時候，通行能力會有所增加。研究中通過對泊位數從l增加到5造成的通行能力的變化進行模擬比較，提出如下表所示不同泊位數對應的有效泊位值如表4-1所示:表4-1不同類型公交停靠站運轉效率表直線式停靠站港灣式停靠站運轉效率泊位數運轉效率100%有效累計泊位數運轉效率100%有效累計泊位數11001.001001.002851.85851.853602.45752.604202.65603.25552.70503.75根據公式4—2，并結合表4—1，就能計算出不同上下車時間(單位：秒)，直線式和港灣式公交停靠站的通行能力表，其中，=1,=15s。表4-2直線式和港灣式公交停靠站不同泊位數通行能力表單位：直線式停靠站港灣式停靠站泊位數上下車時間(s)123451234530671231631771806712317321725045509212213213550921301621876040749810610840741041301507533628288903362871081259029537076772953749310710525466166672546658194圖4-1直線式公交停靠站臺通行能力與乘客上下車時間關系圖圖4-2港灣式公交停靠站臺通行能力與乘客上下車時間關系圖從圖3-l、3-2中，可以得到隨著上下車時間的增加，公交停靠站通行能力下降很快，不同泊位數停靠站通行能力的差距越來越小。當泊位數比較小時，增加站臺泊位數能夠增加停靠站通行能力。但是，站臺泊位數大于3時，直線式公交停靠站通行能力的曲線基本重臺，即通行能力相差不大。而對于港灣式公交停靠站，提高的幅度已經非常有限。因此，對于直線式公交停靠站泊位數不宜超過4條，港灣式公交停靠站泊位數可以設到5條。4.4基于排隊論的公交停靠站站臺容量計算4.4.1排隊論介紹排隊論(queuingtheory),或稱隨機服務系統理論,是通過對服務對象到來及服務時間的統計研究，得出這些數量指標(等待時間、排隊長度、忙期長短等)的統計規律，然后根據這些規律來改進服務系統的結構或重新組織被服務對象，使得服務系統既能滿足服務對象的需要，又能使機構的費用最經濟或某些指標最優。它是數學運籌學的分支學科。也是研究服務系統中排隊現象隨機規律的學科。廣泛應用于計算機網絡，生產，運輸，庫存等各項資源共享的隨機服務系統。排隊論研究的內容有3個方面：統計推斷，根據資料建立模型；系統的性態，即和排隊有關的數量指標的概率規律性；系統的優化問題。其目的是正確設計和有效運行各個服務系統，使之發揮最佳效益。在日常生活中存在大量有形和無形的排隊或擁擠現象，如旅客購票排隊，市內電話占線等現象。20世紀50年代初，堪道爾(D.G.Kendall)對排隊論作了系統的研究，他用嵌入馬爾柯夫(A.A.Markov)鏈方法研究排隊論，使排隊論得到了進一步的發展，是他首先用3個字母組成的符號A/B/C表示排隊系統。其中A表示顧客到達時間分布，B表示服務時間的分布，C表示服務機構中的服務臺的個數。城市道路公交停靠站站多條公交線路交匯處，各條線路公車依次進入站臺，上、下乘客后，依次駛出站臺，這樣公車與站臺構成一個排隊系統。這一排隊系統是較復雜的，為了分析需要，對此排隊系統作兩個簡化:第一，中途站內公車依次駛入、駛出，不能超越前車，這就構成中途站臺單通道服務系統;第二，公交車按時間序列到達和駛出均為Poisson過程。這樣站臺與公車構成單服務臺，負指數分布，客量有限的M/M/1排隊系統。單通道輸入率(或到達率)是隨機的泊松分布，令其平均到達率為，系統服務率為，并定義交通強度或利用系數為，此模型可以寫成()：()。則系統中有n輛車的概率為：(4-3)排隊系統中車輛的平均數為：(4-4)排隊中車輛數的方差為：(4-5)平均排隊長度為：(4-6)排隊系統中平均消耗時間為：(4-7)排隊中的平均等待時間為：(4-8)4．4．2公交停靠站站臺容量計算4.4.2.(1)排隊模型參數分析公交站站臺容量即公交站臺在一定的幾何特征和線路特征參數下可以停靠的最大的線路數。計算公交站站臺容量考慮的參數主要是發車頻率、運行速度和車輛類型，運行速度和車輛類型可進行標準化，因此只考慮發車頻率和公交車流到達和離去的特性，建立排隊系統模型對公交站站臺容量進行計算，排隊系統參數分析如下：(1)顧客，(即公交車)由于公交車每條線路在發車點發車間隔均勻，因此可認為公交站臺的每條線路公交車到達過程服從到達率的泊松分布。(2)服務臺數S，(即公交站臺的泊位數)公交站臺內公交車運行方式一般有以下2種情況：超車進出站式，駕駛員根據停靠站車輛停靠情況，強進強出，但是駕駛員只在站臺內停車，對乘客實行服務，采用該方式時，服務臺數可認為是停靠站的泊位數。因此，可將站臺系統簡化成個服務臺的多通道的排隊模型。排隊進出站式，在大多數情況下，公交車在停靠站超車進出站的機會較小，主要是跟隨排隊方式進站出站。因此，可將站臺系統簡化成1個服務臺、先進先出的排隊系統。(3)服務時間，由于顧客到達率的隨機性，服務時間應服從參數為(公交車平均站內運行時間，包括停靠時間和進出站時間)的負指數分布。在此排隊系統中，公交車在站內的服務時間并不是完全由上下客數決定的，很大程度上受前車服務時間影響，關系非常復雜。通過公交停靠站通行能力計算公式，計算出通行能力，通過轉換可得到服務率。(4)其它參數，根據公交線路公交車流的特性，可認為公交車到達數量總體是無限的，排隊過程服從等待制原則，排隊規則為先到先服務(FCFS)。4.4.2.(2)公交停靠排隊模型分析及站臺容量計算在排隊論系統中，設公交站臺有個泊位數，表示泊位繁忙時間百分比(服務設施的利用系數)，為公交車到達率，為公交站臺服務率，在實際的計算中必須小于1，排隊系統才能處于穩定狀態，否則，排隊系統有可能排成無限的隊列。由于站臺內各條線路的發車頻率之間沒有相關性，是相互獨立的，每條線路車輛的到達過程都服從的泊松分布，則公交站臺的公交車的到達過程應服從的泊松分布。為了將公交站臺線路數作為公式參數，可作以下簡單變換：(4-9)式中：—為公交站臺公交線路數—為公交站臺線路平均到達率，則(4-10)站臺容量是公交站臺容納線路數的最大值，平均排隊長度不能反映站臺線路排隊擁堵的狀況。因此，選取排隊公交車輛數大于公交站臺泊位數的概率作為目標值，根據排隊論可得：(4-11)為停靠站排隊系統中公交車輛數超過公交停靠站泊位數的概率，通常取5％—15％。根據公交停靠站通行能力表，將上述通行能力表轉換成服務率，如下所示：表4-3公交停靠站服務率表單位：直線式停靠站港灣式停靠站泊位數上下車時間(s)12341234301.122.052.722.941.122.052.883.61450.831.532.042.210.831.532.172.71600.671.231.631.770.671.231.732.17750.551.031.361.470.551.031.451.80900.480.881.171.260.480.881.231.551050.420.771.021.100.420.771.081.35根據公式可計算出線路容量數，如下表4-4所示：表4-4線路容量數直線式停靠站港灣式停靠站泊位平均到達率(veh/min)123412340.103813163814210.1525911259140.202468237110.25135613580.30135512570.35134512560.40124412450.45123412450.50123411350.55123311340.60123311340.65122311230.7011231123其中上下車時間取30s，=5％對于服務方式是強進強出的公交停靠站而言，附合：的排隊模型，設公交站臺有S個泊位數位，表示泊位繁忙時間的百分比(服務設施的利用系數)，為公交車到達率，以為公交站臺服務率，。在實際計算中必須小于1排隊系統才能處于穩定狀態，否則，排隊系統有可能排成無限的隊列。即：(4-12)為停靠站排隊系統中公交車輛數超過公交停靠站泊位數S的概率，通常取5％-15％，根據排隊論基本公式可計算出公交車站線路容量數N。5實例分析一鯉魚山南路醫學院站為例鯉魚山南路醫學院站位于新醫路和友好北路交叉口以北200米處，其位置示意如下：圖5-1鯉魚山南路醫學院站位置示意圖此段主路雙向4車道，中間有隔離帶，主路和非機動道用花壇作為隔離帶，設有人行橫道。該站臺有效泊位數為2個，站臺長度為45m，線路數8條，屬于港灣式公交停靠站，線路具體情況見表5-1。因新醫路和友好北路上車流量比較大，綠信比比較小，為0.50，其中綠燈時間為50s，綠燈時間比較短，因此極易造成公交車輛在新醫路和友好北路交叉口排隊，另外，該站點停靠線路數比較多，附近商鋪密集，且附近是新疆醫科大學附屬醫院，上下車乘客比較多，進一步加重排隊現象。表5-1鯉魚山南路醫學院站線路情況線路號起點站終點站總站數醫學院站與起點站的間隔站數1兒童公園會展中心14176通嘉世紀城家佳樂超市3229157地王國際商城順翔機械市場3115518西山農場場部八道灣煤礦4927526北園春三宮村七隊275535七紡風機廠國際機場3413913新農大迎賓路3210917培訓中心家佳樂超市25225．1調研人員安排及數據收集調研手段是采用人工觀測記錄。調查時間為2012年3月14日(周三)。調查時段為早高峰(8：30-10：30)、平峰(13：00—15：00)和晚高峰(19：00-21：30)，每天共計6．5小時。人員安排基于如下考慮。由于站臺范圍比較大，為了不影響調研數據質量，應根據站臺泊位數對調研人員進行分組，該站臺處有2個泊位，有時會有多輛車同時停靠在一個站臺附近，為了記錄的方便和準確設置2組人員，這樣即使該站臺處有多輛車停靠，記錄人員也能將數據記錄下來，一組包括三個人，1號人員負責記錄公交車乘客上車人數，2號人員負責記錄公交車乘客下車人數，3號人員負責記錄乘客的上下車總時間及車內擁擠程度。通過這樣的安排，可以得到公交停靠站在調研時間范圍內所有經過該站的公交車乘客的上下車時間、公交車到達前車內擁擠程度以及上下客人數等指標。通過以上安排，經過整理統計后得到數據如下5-2(初步統計表格詳細見附錄一，調查圖片詳見附錄二)：表5-2上下車人數及服務時間統計表線路號統計次數上車人數下車人數上下車總時間(s)平均上下車時間(s)16813460293143.1763592170103129.415768387464187227.551839159219124731.952650509109190238.153554241259141526.291316674636522.89173911721788722.8總平均服務時間：30.23表5-3線路發車頻率和到達頻率調查統計表線路號發車頻率(min／veh)到達頻率(veh／min)15.70.187611.10.091575.70.18518100.105267.80.135357.20.1491324.40.04917100.10線路平均到達率：0.125.2鯉魚山南路醫學院站站臺容量計算通過觀察發現，該公交站大部分公交車輛是通過排隊進出站的，可利用4-2公式計算單通道排隊模型公交停靠站線路容量。已知，D=30.23s，，，利用公式4-2和表4-1可以得出：將其轉換成服務率為，由公式3-10，，取5％，計算出：6結論6.1主要研究結論公交站臺的容量設計是公交規劃的核心內容之一，若公交站站臺容量設計不當，會直接影響公交運行效率，甚至會擴散至整個交通體系，這也往往成為提高公交服務水平的難點，本論文主要進行了以下幾方面的工作：(1)本文對公交停靠站進行了分類、對停靠站站臺位置、公交車進出站等進行了研究分析。(2)在分析公交停靠站通行能力的基礎上，結合公交車輛在停靠站服務的過程，運用排隊論公式確定出公交停靠站站臺容量計算公式。(3)以鯉魚山南路醫學院站為例，對該站站臺容量進行了分析，得出結論是當前站臺容量能夠滿足當前線路數的停靠要求。6.2研究展望由于本人的精力和學識水平有限，使得本文研究成果還存在諸多不足之處，有待進一步拓展和深入研究。(1)在公交站點方面研究的還不夠全面，在論文中只介紹了站點分類長度、位置，對站臺輔助設施沒有進行深入研究，同時對站點位置沒有從整個路網角度出發，缺少系統性研究。(2)在公交停靠站站臺容量計算中，采用數據是高峰和平峰的均值，但是在實際中，往往在高峰期間排隊現象特嚴重，此時，乘客數量最多。在數據采集方面以什么時段最合理，將在后續的研究中進行深入。(3)由于考慮到學校因素，環境因素以及人員調查因素等，本來選址選取的克拉瑪依西路改為比較近的鯉魚山路，這對論文的分析和數據采集也有一定影響，將在后續工作中改進。參考文獻:[1]S.C.Wirasinghe,NadiaS.GhoneimSpacingofBus—stopsforManytoManyTravelDemand[J].TransportationScience,1981,15(3):210-221.[2]AmhonyA.Saka.ModelforDeterminingOptimumBus—stopSpacinginUrbanAreas[J].JournalofTransportationEngineering,2001,127(3):195-199.[3]劉安.公交停靠站位置分布的研究[J].中國交通工程,1995,(2):30-31.[4]譚滿春,徐建閩,毛宗元.城市公共汽車停靠站選址模型[J].公路交通科技,1999,16(2):59-61.[5]彭國雄,莫漢康.城市公交停靠站設置常見問題及對策[J].交通運輸工程學報,2001,l(3):77-80.[6]徐良明,易良廷,張曉清.城市公共汽車停靠點選址方法的研究[J].重慶工業高等專科學校學報,2007,17(4):24-26.[7]郭冠英.中途停靠站公交線路數上限的確定及駐站時間計算模型[J].上海公路,2002,(2):7-10.[8]何寧,馬健霄,李娜.公交車站停靠能力的研究[J].城市軌道交通研究,2004,(2):78-80.[9]馬宏偉,李剛炎,胡劍.城市公交停靠站時間延誤分析與對策[J].公路與汽運,2006,6(2):25-27.[10]葛宏偉.城市公交停靠站點交通影響分析及優化技術研究[D].南京:東南大學,2006:77-78.[11]柏海艦,李文權.常規公交站臺容納線路能力計算模型[J].東南大學學報(自然科學版),2007(6)：1077-1080.[12]黃敏