导图社区 城市公共交通
基于《城市客运交通系统》(同济大学出版社,陈小鸿 编著),适用于交通运输类学科《城市公共交通》的思维导图。包括了知识结构和主要知识点。
编辑于2021-06-04 12:40:40城市公共交通
第一章:绪论
交通模式
定义
在用地布局、人口密度、经济水平以及社会环境等特定条件下所形成的交通方式结构,即各种交通方式所承担出行量的比例。
形成
是交通基础设施体系、交通运输服务体系与交通参与者选择相互作用的结果
时代
1.步行、舟车、马车时代
特点:短距离出行占主体,主要通过步行交通解决;少量长距离出行由马车和船只解决
2.早期公共交通时代
(1)铁路时代 特点:高峰交通量大、其他出行需求较少;中长距离的通勤出行占主体,出行量大、方向相对单一 (2)早期有轨电车时代 特点:中短距离出行需求增加,城市机动化水平低
3.汽车化时代
特点:具有多样化的交通需求和多元化的交通服务 前期:地面公共汽车较好适应城市的发展 后期:地面公共交通在城市交通系统中逐步失去竞争力
4.快速轨道交通时代
特点:城市客运交通出行呈多层次、多元化的特点,公共交通系统重新被确认为是解决城市交通问题的重要手段
5.多模式交通时代
特点:城市客运交通服务需求与服务模式的多样化
延续性、传承性 包容性
有轨马拉公交车→有轨电车 早期市郊铁路→城市轨道交通网络
新的交通方式并不会完全取代旧的交通方式
相关历史法案
《雅典宪章》:把汽车看作交通的决定因素
《马丘比丘宪章》:公共交通是城市发展规划和城市增长的基本要素
《冰茶法案》:促进各项交通方式经济有效、环境友好、客货的运输能源使用高效
反例:曼谷综合征
公共交通低投入、不干预私人机动车发展
阶段特征
1.基础设施快速增长期
2.交通矛盾显露期
3.城市交通协调渐进期
4.交通系统的优化整合期
我国城市化与城市发展特征
1.经济增长对交通需求增长的双重效应(劳动力,社会活动)
2.人口岗位迁移引发交通需求空间重分布
3.城市蔓延式拓展诱使个体机动化出行比例增加
城市交通系统发展特征
1.交通需求,特别是机动化交通需求迅猛增长
2.交通基础设施发展迅速
(1)城市轨道交通建设
(2)城市道路和公路
(3)道路公共交通设施
(4)综合换乘枢纽建设
3.交通问题日趋严重
(1)交通供需矛盾突出
(2)城市交通结构不合理
(3)交通服务水平逐年下降
(4)交通环境恶化
(5)交通安全形势严峻
发展策略与发展重点
共识:建立合理的城市客运交通结构,以高效率的公共交通来满足出行需求的增长
我国:优先发展公共交通
是实现国家能源战略的必然要求
是实施国家环境保护基本国策的重要内容
是集约节约用地的有效措施
中国特色城镇化道路的应有内涵
研究目的
通过客运交通政策、规划、营运管理的理论与方法的探索,以技术、经济、管理为手段,完善城市客运交通系统、提供更好的运输服务: (1)人员出行迅速、安全、经济、舒适、方便; (2)提高客运交通系统和综合运输系统的效率; (3)环境和生态友好
研究对象
公共交通
定义
指在城市及其辖区范围内提供公众出行乘用的、经济的、方便的各种客运交通的总称。 包括: 大中运量城市快速交通系统——如地铁、轻轨、BRT; 中小运量——普通公交车、出租车、轮渡、缆车、索道
第二章:城市客运交通系统的结构与特征
城市客运交通发展的外部因素
1.城市人口密度与用地结构
(1)单一的用地结构 导致长距离出行和明显的潮汐交通,不利于客运系统的设计和组织
(2)混合的用地结构 对居住环境不利,在出行上经济,特别是密度较高情况下,有利于公共交通的发展和自行车的使用
决定了城市客流的分布和主要的交通方式
2.城市布局形态
(1)公共交通系统引导城市发展模式(面向公共交通的土地开发模式,TOD)
(2)公共交通系统适应城市发展的模式
(3)以公交和中心城复兴为标志的强核心城市
(4)公共交通系统与城市协调发展模式
3.城市经济发展
最密切相关的因素 既是产生交通需求的始点,又是促进交通供给的动力 相互促进、相互制约
4.客运交通发展条件
社会需要→基本条件 经济因素→决定条件 布局形态→活动条件 土地资源→制约条件
客运交通方式与特性
客运交通方式与客运系统构成
1.客运交通方式
(1)干线交通 特点:出行距离大、客流集中、出行目的多元化
(2)枢纽集散交通 特点:出行距离短、客运总量不大但时段集中、具有典型的客运交通方式转换特征
2.客运交通系统结构
(1)根据交通工具: 非机动车交通、汽车交通、轨道交通、其他交通
(2)根据设施形态: 地面形式:汽车、轨道、非机动车 高架形式:汽车、重轨、轻轨 地下形式:重轨、轻轨 造价比约为 1:3:6
(3)传统客运系统划分: 私人交通:步行、自行车、摩托车、小汽车 公共交通: 常规公交:公共汽车、无轨电车、有轨电车 快速交通:地铁、轻轨、郊区铁路 其他:中小巴、轮渡、缆车、人力车、单位通勤车
3.公共交通分类方法
传统
运行速度:常规公交和快速公交
路权使用形式:有轨公交系统和无轨交通系统
运量大小:大、中、小运量公交
驱动方式:电力、燃油、人力驱动公交系统
基于技术
公交载运工具与使用道路的其他交通方式的隔离程度: A:公交与其他交通方式在空间上完全隔离运行 B:公交在路段上与其他车辆独立运行,交叉口处与横向交通仍采用平面交叉 C:公交和其他车辆混合使用道路
车俩与承载表面的接触方式、导引、牵引、控制等: 路面胶轮式、轮轨式、导轨式
服务对象:市区公交系统、市郊公交系统、特定区域公交服务系统
基于服务能力
根据客流出行需求的不同服务层次: 快速公共交通:提供快速、大容量、可靠的公共交通服务,城市客运交通的主骨架 地铁、轻轨、现代电车、BRT 常规公共交通:最常规、最基础的服务层次 常规地面公交车和电车 辅助公共交通:较高的可达性、便利性与灵活性 小公共汽车、接驳公交、响应式公交、出租车
客运交通方式的功能和特性
步行交通
短距离交通 4~5km/h 适宜出行长度400m~1000m,极少超过5km
自行车交通
12~15km/h 出行距离小于5km时,自行车优于公共交通 助动车质量不应超过40kg,最高速度不能超过20km/h
私人机动车(小汽车、摩托车)
特点:直达、便捷 在道路容量不受限制的情况下,为用户最优的交通方式(对道路使用是不经济的)
完全分离的大运量和中等运量的轨道交通(A)
35~45km/h(主要取决于站距) 3w人次/h以上
基本分离的轻轨交通和有轨电车(B)
20~25km/h 1w~3w人次/h
地面公共汽车和无轨电车
12~20km/h 适宜时间45min以内 公交专用道:20km/h,2w人次/h
客运交通系统目标
(1)直接目标 减少出行时间;减轻准时出行的心理负担;提高公共交通利用程度;减少投资和建设周期,达到实际效果;改善空气与环境质量
(2)间接目标 有利于城市布局优化、调整;有利于城市人口疏散,引导城市发展
(3)派生目标 提高和改进车辆性能;提高交通控制和管理水平
居民出行与客流特征
基本内容
城市社会经济系统
自然地理概况: 地理位置,地形、气候特点;城市特征、与其它城镇联系 人口概况: 人口总量、分布;年龄、职业结构;自然,机械增长和流动 土地利用概况: 用地规模与布局,建筑密度 经济发展概况: 国民生产总值、人均国民收入、产业结构与布局、各行业产值,用地,就业人数
城市交通系统
道路交通概况: 路网的形态、结构、长度、面积、路网密度、等级状况、交叉口、立交桥分布、路网负荷 客运交通概况: 客运结构比例、车辆拥有量及组成 货运交通概况: 车辆结构、千万元产值车辆数、单车效率 交通管理概况: 路段交通分隔率、路口延误、机动车速、交通事故
公共交通系统
线网状况: 公交线网密度、覆盖率、服务区域面积、路线条数、长度 车辆情况: 公交车辆拥有量与构成 服务状况: 万人拥有公交车数、车辆正点率、出行时间、满载率 管理状况: 公交企业规模、性质、特点、管理手段、上级管理部门
土地使用与居民出行调查
土地利用资料 分区人口数、分区职工岗位数、分区的经济指标、分区交通工具拥有的类型与数量
居民出行调查 对象:常住居民、暂住人口、流动人口 调查方法:OD调查(O:家访;D:工作地点,吸引点),上下车调查 调查内容:户信息(家庭规模,收入)、出行者特征(年龄,性别,职业)、出行信息(起讫点,出行目的,出行方式,出发与到达时间,出行费用), 利用公共交通系统出行的到站时间/距离,候车时间,车内时间,换乘的步行距离和等候时间,意愿(偏好)调查,其他(拥有交通工具情况、意向、高峰出行) 基础数据/指标:现状出行率和客运方式分摊率/交通方式划分,各种交通方式的运量、平均出行时长、平均出行距离、空间分布(OD矩阵,主流倾向线)、时间变化
公交客流调查 运量调查、乘客询问调查、枢纽点客流换乘调查、客运系统运营特征调查
居民基本出行特征
出行发生、出行吸引、出行率、平均出行长度 除特大城市,通常城市居民出行90%在30min以内;公共汽车出行在30min以上的占90% 用于上下班的出行时间基本保持在40min(特大城市增加30%以上)
出行目的与出行方式
出行方式
指城市居民出行对各种交通工具的利用比例 反映客运系统的结构和运行服务水平
出行目的
工作、上学出行次数比较固定 其他生活出行随着经济水平的提高而增加 不同出行目的的出行对交通方式的使用也有差别
居民出行的时空分布
出行时距分布
出行时间分布
客流高峰1h的出行量比例通常为13%~15% 自行车高峰小时占全天出行量比例可以达到20%以上
出行长度分布
出行空间分布
OD矩阵、出行期望线图、出行主流倾向线图
城市非户籍居民的出行特征
外来暂住人口:以公共交通为主 流动人口:以公共交通为主,特别是出租车使用比例高
辅助公共交通
定义
包括人力车、小型公共汽车、穿梭巴士和微型巴士 服务形式有电话订车、路边扬招等 以及各类基于无线通讯、车辆自动定位、动态调度等技术的需求响应型公交服务 更富有弹性、对市场需求有高度灵敏的反应
出租车
提供门对门的服务,便利,快捷 道路空间利用效率低 数量除了与人口有关,还取决于城市的性质(例如旅游城市和中心城市)
管理: 车辆许可证管理: 控制进入市场的车辆数,使供给和需求保持平衡 候车站管理 价格和收费系统管理
需求响应型公交系统
运营车辆
小型车辆或特殊车辆
需求响应系统
电话预约系统→互联网预约系统 需要获得乘客位置、服务类型、出行需求等内容
自动车辆识别系统(AVL)
车载定位系统+通信系统+地理信息系统 GPS→车辆位置 通信系统→车辆位置、车内载客信息、当前运营任务完成情况 GIS→预测车辆当前运营任务的预计完成时刻和结束地点
运营过程
(1)出行需求获得(乘客个人信息、出行需求信息) (2)线路计划、车辆调度方案生成 (3)驾驶人员按照路线计划开始当前运营过程 (4)服务策略的调整
公共交通优先政策
广义
定义
指凡是有利于公交发展的一切政策和措施
方面
(1)设施用地安排优先 (2)道路使用权优先 (3)交通管理措施要体现公交优先 (4)公共财政要向公交优先转移
狭义
定义
在交通管理控制范畴内,公交车辆在道路上优先通行的各类措施
方面(技术上)
(1)对公共汽车在通行空间、时间上给予优先 设置和划定公共交通专用道 优先单向 逆向专用线路 保证公共交通车辆对道路的专用或优先使用权
(2)通过科学合理设置公共汽车优先通行信号系统,减少公共交通车辆在道路交叉口的停留时间
政策
制定有利于公共交通发展的管理政策
推行鼓励使用公共交通的法律法规
设立公共交通发展专项基金,用于公共交通项目的投资
建立公共交通专营权制度
对非公共交通方式的限制
对公共交通的财政支持和补贴
票制和票价
单一票价制 计程票价制 区段票价制 基本准则:有利于鼓励更多的市民使用公共交通
道路使用的公共交通优先政策和措施
干道上的公交专用道 现有机动车道改造 缩窄现有车道,增加公交专用道 拓宽道路新增车道 限制路边停车 公路和快速路HOV车道 绕开快速路匝道处排队
第三章:常规地面公共交通
一般指普通的路面汽车和电车 最常见、使用最广泛的公共交通服务形式 大部分城市公共交通的主体 大城市和特大城市公共交通系统的基础
系统结构和车辆
系统组成
(1)车辆:汽车和无轨电车 (2)站场: 为客流服务:沿线各类站点和候车设施、终点站、换乘枢纽 为车辆服务:停车设施、保养场、修理厂 (3)线路和网络 线路:一组车辆按确定的路线、时刻表行驶,收取固定票价,停靠规定车站,形成公共交通线路,有固定的线路和站点名称 网络:若干条线路形成城市的公交线路网络 (4)其他设施:各类辅助设施(配电站、调度管理站、调度指挥中通讯与监控系统)
公交车辆
车辆类型
动力性能:柴油公交车、汽油公交车、环保型压缩天然气(CNG)公交车
发动机类型: 推动式(结构复杂、易制成低地板车型、运营成本较高、维修保养费较高) 拖动式(稳定性、舒适性更好、运营成本较低)
车型与载客量: 小型巴士(9~16座,用于电话叫车、合乘服务、机场穿梭巴士) 中巴车(车长<8m,17~30座,不允许站立,用于郊区公交线、接驳线) 标准单层巴士(车长11~13m,80人左右,用于城市公交车) 双层巴士(9~11m,用于旅游观光公共汽车) 铰接巴士(用于BRT) 无轨电车(750V或600V直流供电)
车辆地板高度: 标准地板高度600mm 高地板950mm(结构坚固、行车稳定性高、座位数较多、乘客舒适性更高) 低地板380~420mm(节省乘客上下车时间)
安全性与便利性
最大车速一般为100km/h 考虑行动不便者对公共交通出行的需求和依赖
主要参数
舒适性要求、运营费用、车门数量,门宽
线路
类型
运营管理
运营时间 (1)全日线 ,4:00-24:00或6:00-21:00 (2)夜宵线,在全日线不运营的时段 (3)高峰线,6:30-8:30,16:00-18:00
计价方法 一票制线路(市区线路,13km以内),分级计价线路
车型车种 电车线路:良好的启动、加速、过载性能,无排放污染,操作简单,噪声低、耗能少→适宜在交叉口间距小,红绿灯多的市区繁华地区;线路开设投资较大,线路走向不易调整,线路或车辆故障易引起道路阻塞 汽车线路:线路设置灵活、易于调整,可以达到较高的覆盖率,投资造价和运营成本低
运营特征 普通公交线路 13~18km/h 快速公交线路 20km/h以上
面向规划
(1)骨干线路 (2)区域线路 (3)驳运线 (4)快线(骨干线路升级)
设计
原则
(1)适应城市发展需求,满足客流需求。线路走向与主要客流流向一致,尽可能直达。 (2)线路走向、设站与道路条件相配合,尽可能使曲线系数小。
曲线系数=线路实际行走距离/起终点间最短道路长度
长度
与城市面积、平均乘距等有一定比例关系。 大致是平均乘距的2.0~2.5倍
V:公交车平均营运车速 T_max:95%居民的平均出行时间
站距
(1)乘客需要 (2)运行速度 (3)服务水平
T:乘客步行到站时间 Y:目的地到线路的垂直距离 L_0:平均站距 V:步行速度
设站
(1)设站方位 一般在交叉口前后,方便乘客换乘、与过街设施(天桥、地道、人行横道)相连 上下行可适当错开(不宜超过50m) (2)设站与路口距离 在不影响交通安全和畅通的情况下,设站应尽可能靠近路口 (3)终点站上下客应分开
运能配备
基本概念
(1)运能:一条线路运送乘客的能力 用客位公里反映实际运能最准确。常用车辆数表示运能。 (2)车辆数:运营的全部车辆数 (3)客位数:车辆数与实际座位数的乘积 (4)行驶里程:载客里程与空驶里程之和 (5)客位公里:一条线路所有车辆的容量之和与载客里程的乘积 (6)里程利用率:载客里程与总行驶里程的比值 (7)运营速度:2倍线路长度与往返行驶时间以及终点站的停车、掉头总时间的比值 (8)运送速度:线路长度与单程行驶时间的比值 (9)技术速度:线路长度与扣除停站时间后的单程行驶时间的比值
原则
(1)满足高峰小时最大断面客运量需要 (2)根据运量增加提高运能供给,保持一定的服务水平,并逐步提高服务水准 (3)保证基本的车间隔,避免乘客等候时间过长
估算方法
(1)高峰小时客运量估算法 高峰小时流量比:高峰客流占全天客流的比例 高峰小时方向系数:单向高断面客运量占双向客运量的比例 高峰车容量比例:高峰小时车容量占全天车容量的比例
(2)全日客运周转量估算法
(3)根据高峰时段服务水平要求的车间隔计算配车数 N:线路配车 L:线路长度,km(15~22km/h) V:营运车速,km/h H:高峰期间发车间隔,min(5min) λ:车辆实际利用率的倒数
(4)根据公共汽车核定运能估算规划年份运能 核定运能:每日每车平均服务人次(700~1000人次/日) (决定公共交通系统运能供给和服务水平的关键指标)
站点、枢纽和场站
公交场站分级及标准
(1)中间停靠站 路边停靠站、港湾式停靠站(主要交通性干道,深港湾和浅港湾,是否占用行车道) (2)一般终点站 车辆数大于50辆为大型站;26~50辆为中型站;少于25辆为小型站 指1~2条线路的首站或末站,每车50~100m^2,严格分离的出口和入口 线性停泊位,锯齿形泊位 (3)服务性终点站 车辆掉头、公共汽车停放与上下客、旅客候车和调度用房等多种设施合在一起的小型站场 2~4条线路,2000m^2,每车90~100m^2 (4)枢纽站 3条以上主要公交线路的首末站,或与其他重要交通设施的交汇处,多条公交线路交汇处,停备一些车辆 航空港、火车客运站、长途汽车站、客运码头、轨道交通站点、大型居住区、市区内客流中心 4000m^2,每车120m^2 (5)公交总站 一类仅具备客运服务功能,通常设在城区人流集散点和主要的运输枢纽,8000m^2 另一类总站除客运服务功能外,还兼具管理指挥功能,与停车场、维修保养厂等形成大型公交综合场站,4hm^2 (6)公交停车场与保养场 公交停车场指用于公交车辆下班后停放及进行低级保养和小修的场地,每车150m^2 保养场承担营运车辆的高级保养任务及相应的配件加工、燃料储备、存取等功能 大中500辆/年,每车200~250m^2,小型200辆/年,每车用地取上限
道路上公交站的布置与容量
停靠站平面布置形式
(1)一般路边站 (2)港湾式停车站(泊位一般不超过3)
终点站平面布置形式
(1)锯齿形和窄锯齿形布置 (2)终端式终点站布置 (3)岛式终点站布置
停靠站通过能力
(1)站台长度与宽度 主要因素:客流量,线路数,高峰小时通过公交车辆数 一般:上下车平均时间1.5s/人,停站时间20~30s (2)站台的公交车辆服务特性 站台和车辆构成M/M/1系统 (3)公交站的排队系统计算 平均到达率λ(车辆到达间隔1/λ) 平均服务率μ(平均服务时间1/μ) 公交强度/利用系数ρ=λ/μ,ρ<1,排队充分;ρ>1,不稳定 排队能消散的条件λ<μ 队列中有n辆车排队的概率为:
公共汽车线网
线网结构形态与特点
(1)单中心放射性线网 小城市和大城市卫星城镇 特点:乘客可直接往返市中心,换乘少,调度管理方便
(2)多中心放射型线网 中小规模城市,特别有是老城和新城两个中心的城市形态 特点:乘客可直接往返市中心,换乘少,调度管理方便
(3)带有环线或切线状线路的放射型线网 直达出行率高、便于换乘,但往往场站用地较难解决
(4)棋盘形线网 通常只需换乘一次车就能到达目的地,线路调整便利,用地布置也比较方便 平均换乘次数偏高,并且可能出现某些道路线路密度过大
(5)混合型线网 未建成轨道交通的一般大中型城市,中心区为棋盘形线网,外围是放射形线网
(6)主干线和驳运线结合的主辅形线网 有大运量轨道交通线路的城市,地面交通线路作为驳运线
线网评价方法
评价体系
层次评价方法 (1)方便:步行到达时间/距离、直达率/换乘次数 (2)迅速:非直线系数、单程行程时间、营运速度 (3)广泛:路网/站点密度、道路网覆盖率、路线重复系数、路线密集度 (4)高效:满载率、路线效率
评价指标
(1)平均换乘系数:公交总乘次与公交出行总人次的比值 应在1.5一下,宜控制1.3左右 (2)线路运送速度:一条线路或者所有线路包括停站时间在内的车辆平均车速 (3)线路非直线系数:线路长度与起讫点道路最短路径长度的比值,应控制在1.05~1.3 (4)线网密度(公交纯线网密度):区域内公交营运线路总长度与有公交服务的城市用地总面积的比值 大城市中心区线网密度不低于4km/km^2,外围区域不低于2km/km^2 (5)线路密度(公交营运线网密度):区域内公交营运线路总长度与有公交服务的城市用地面积的比值 容易获得,不能说明线路的真实覆盖情况 (6)平均线路重复系数:线路密度与线网密度的比值 (7)公交站点覆盖率:公交站点服务面积与城市用地面积的比值 大城市中心城区300m步行覆盖面积率应大于30%,500m步行半径覆盖面积率应大于90%
公交营运管理与线路调度
具有公益性和商业性双重特征 运行管理主体是运营公司 运营管理的主体是政府职能部门
管理模式
机构职能
车辆可达性和系统可达性 为各类人群提供给平等服务的能力,无论服务对象是否有身体或智力上的缺陷
经营权和专营权管理
专营包括区域专营和线路专营
管理法规及规章
(1)政府规章 (2)规范性文件 (3)管理规定
新设线路的招投标
运营调度
分级 一条线路的调度站→调度室(调度分中心)→中心调度室
静态调度
(1)给定客流需求条件下,计算投放运营车辆数 (2)司售人员、车辆调配 (3)运行计划时刻表编制
动态调度
(1)调度方案的实时调整,即线内调度或跨线调度 (2)运行监控,电子站牌实时信息显示 线路实时调度一般在终点站进行
公交线路运行评价
(1)终点站准点率 (2)车距合格率、大间隔发生数 衡量线路车辆的均衡程度,反应线路服务的可靠性 (3)高峰小时计划班次完成率 反应线路运行计划的完成情况 (4)乘客站点平均等待时间 反应乘客便利程度 乘客平均等待时间=行车间隔/2*(1+每次出行平均换乘次数) (5)高峰满载系数:线路高单向、高断面上乘客通过量与该断面通过车辆的额定客位数总合的比值 反应运能供给与客流需求的匹配程度 (6)全天线路平均满载系数 (7)车站平均留客率:未能上车人数占候车总人数的比例 (8)行车责任事故间隔里程 反映行车安全状况
导轨式公交
轨道公交汽车
机械式导引和电子式导引
导向公共汽车
导轨公交系统
第四章:城市轨道交通
定义:固定导轨上运行并主要服务于城市客运的交通系统
基础设施:导轨和车站
分类
系统特性
(1)构筑物形态或相对地面的位置 分为地下隧道、高架、地面轨道(独立路基和路面嵌入式轨道)
(2)动力/牵引系统 以轮轨系统为主要形式
(3)运量与运行速度 大运量快速铁路、地下铁道系统,3w人次/h 中运量轻轨交通系统,1w~3w人次/h 小运量独轨/路面有轨电车交通系统,1w人次/h以下
(4)运营组织形式 城市轨道交通系统,郊区铁路(通勤铁路)
服务功能与等级
常规分类
常用系统名称
地下铁路,Metro,the Underground,U-Bahn 城市快速铁路,Rapid Rail Transit,RRT 轻轨交通,Light Rail Transit,LRT 独轨交通,Monorail 有轨电车,Tram,Tramway 索道,Aerial Tramway 缆车,Cable Car 新交通系统: 客运自动轨行车,Peoplemover 自动导向交通,Automated Guided Transit 胶轮地铁,Rubber Typed Metro
系统结构
地铁
一般泛指高峰小时运量达到3w~7w人次的大运量轨道交通系统
基本特征: (1)线路全封闭,信号控制自动化 (2)以电力为牵引动力,由多节车厢构成 (3)车站沿线设置,站台与车厢地板高度相当 (4)使用载客量较大的车辆
线路与车站 线路由正线、辅助线、车场线组成 标准轨距1435mm 混凝土道床或碎石道床 高架轨道可加弹性扣件或橡胶垫板 车站分中间站、终点站、换乘站和折返站 可位于地下、地面或高架 岛式站台或侧式站台或岛侧混合式站台
车辆 电动车组编组,即装有牵引电机能自行行走的电动机车 无驾驶室的为中间车 有驾驶室但无牵引电机的车辆为控制车 无驾驶室无牵引电机的车辆为拖车 带驾驶室的控制车在列车两端,其他类型车辆的位置可以互换 一般4~8节,最多11节 主要由车体、转向架、牵引缓冲装置、制动装置、受流装置、内部装置、电气系统组成
供电、通讯信号与环控系统
城市铁路系统
以市区为中心,呈放射状向外延伸到郊区 服务对象以城市公共交通客流为主 分郊区铁路和城市快速铁路 50km/h以上,编组8~12节,6~8w人次/h
基本特征 (1)与标准铁路相同的线路标准,站间距远大于一般的地铁 (2)以电路为牵引动力,由多节车厢构成 (3)车站规模比一般地铁车站大
线路与车站 (1)服务区域延伸到了郊区、卫星城镇甚至周边中小城市 (2)运行速度高于地铁 (3)平均站距长、车站规模大 (4)线路与交路设计灵活
车辆 与普通火车车厢等宽,编组灵活,最多10~12节 车厢内座位比例高、设行李架及行李柜,不要求完全水平登车
供电、通讯信号与环控系统 1500V直流架空触网供电
轻轨和新型有轨电车系统
制式和运行模式与地铁相同、但运量略低的准地铁系统 现代有轨电车(铰接式)
基本特征 (1)1~3w人次/h,不超过4w,20~30km/h (2)发车间隔5~6min,高峰时段2~3min (3)不具有完全独立路权
线路、轨道与车站 标准轨距1435mm,最小曲线半径主线不小于100m,地面困难时不小于50m,车场线不小于25m,最大坡度不超过6‰ 线路与道路其他车行道关系:中央布置、两侧布置、一侧布置 站距500~1000m
车辆 我国一般选择两端司机式,6轴单铰接直流电动车辆
供电、通信信号 直流750V或600V架空线触网供电 供电第三轨8m+3m的组合形式,3m段始终不带电
新交通系统和独轨系统
是一个模糊的概念,指全自动控制、中等运量、采用胶轮等技术减低环境影响的快速轨道交通系统,包括导轨交通、自动导向交通、磁浮交通等
(1)AGT系统,自动导向公交系统 (2)ALRT系统 (3)独轨系统 基本特征:具有完全隔离的运行空间,以高架为主要形式;占地少,速度高;可以适应复杂地形要求,爬坡能力强;噪声与震动低,对周围建筑物的日照和城市景观影响小 线路与车站:设计车速60~70km/h,运行车速可达到40km/h,平均站距1km左右 车辆:第三轨、750V或1500V直流电 (4)APM系统,客运自动轨系统 (5)低速磁浮系统
轨道交通车辆
车辆组成及重要技术参数
地铁与轻轨车辆结构
A型:带驾驶室的拖车 B型:带受电弓的动车 C型:不带受电弓的动车 编组两端必须是A型车 主体结构:车体、转向架、制动装置、车钩牵引缓冲连接装置、受流装置、车辆内部装置、车辆电气系统
有轨电车车辆结构
车辆主要技术参数 主要技术指标: 通行能力:容量和允许的最大安全行车间隔 舒适性:乘客密度、座位数、空调可控制的温度、采光(车窗面积)、美学设计 速度:决定出行时间 易达性:是否水平登车、低地板 安全性
车辆停放与维修基地
除车辆维护、停放空间外,一般还包括运行控制中心、管理公司及其他设备维护用地,还应考虑培训中心
功能与任务
基本规模及平面布置
轨道交通设施工程
线路工程
线路:正线、场线、联络线
供电设施: 地铁:直流1500V受电,路面电车:架空接触网750V供电(1500V亦可) 接触网:架空接触网(刚性、隧道内,当量跨距<15m;柔性、地面或高架当量跨距>35m) 悬挂支持结构:中间支柱(正线)、两侧悬挂式、单边支柱悬挂式(车场线,弯道)、软横跨悬挂式
线路平面
限界:车辆轮廓线、车辆限界、建筑设备限界
曲线半径: 地铁正线最小半径一般不小于200m(55km/h),困难条件不小于100m(40km/h),特别困难不小于60m(60km/h) 地面有轨电车最小曲线半径20m
过渡段长度
线路纵断面
竖曲线半径采用圆曲线竖曲线, V_max为计算速度,a_n为竖向离心加速度
地面有轨电车的线路布置形式与供电控制 中央车道、双侧车道、单侧车道
地下隧道施工技术 明挖法隧道、盾构法隧道、矿山法隧道、新奥地利隧道
车站设计
步骤:站址选择、车站规模、车站布置、建筑设计
车站分类和主要功能 (1)中间站:仅供乘客上下车用,最常见的形式 (2)区域站(折返站):列车在站内可可折返和停车 (3)换乘站:能使乘客在线间换乘的车站,大型换乘站也称为枢纽站 (4)联运站:单向具有一条以上停车线的中间站 (5)终点站:除乘客服务设施外,还用于列车折返、停留
车站结构与平面布置 地铁车站:站台、站房、站前广场、垂直交通的跨线设施,严格区分付费区和非付费区 分为岛式站台和侧式站台
车站用地规模
车站长度
车站宽度
车站主要步行设施及通行能力
换乘站设计 同站台换乘、节点换乘、站厅换乘、通道换乘、站外换乘
地面有轨电车车站
第五章:客运交通系统规划
公交层次与内容
战略与政策研究(20年)、建设规划(5~10年)、管理规划(3~5年)
不同主体对客运系统规划的需求
不同规划时期公共交通策划的侧重内容
政府层面
客运系统发展战略研究
(1)客运结构目标 (2)公共交通结构调整与建设策略 (3)政策分析 (4)骨干公交系统的设施规划
多模式公共交通系统的整合规划
公共交通系统实施性规划
(1)公交线网调整原则、方法、方案 (2)公交线路调整的实施保障和年度计划
企业层面
(1)线路规划和站点设置 (2)公交线网优化 (3)定价方案与财务分析
客流预测的模型方法概述
客运交通增长的主要因素 城市交通政策,城市机动化水平和公交发展水平,尤其是BRT和轨道交通等快速公交的发展水平 (1)城市性质、规模和用地布局 决定居民出行的时间预算和主要交通方式 (2)城市交通和公共交通设施 决定了同样的形成使用不同方式的时间消耗比例,以及公交费率与燃料价格、停车等其他私人交通工具的使用价格的关系 (3)公共交通系统的服务质量 服务的可靠性,决定出行时间的有效利用水平 服务的舒适性 服务价格 安全性 (4)出行者特征 (5)出行特征:出行目的,出行时间
客流预测的技术方法 4步骤法: 土地使用决定出行生成 功能布局决定出行分布 使用成本决定出行方式划分 设施条件决定网络客流强度
客运量趋势预测方法
趋势外推法(短期预测) 指数平滑法(短期预测) 相关分析法 乘行强度预测法 交通方式转换率预测法 线路客运容量预测
城市公共交通系统结构规划
出行方式划分 4步骤: 交通发生与吸引(增长率法、函数模型法:增长率法,构造模型法) 交通分布 交通方式划分(Logit模型、转移率模型) 客流分布
Logit法 基本假定:随机效用理论、个人出行效用最大化理论
城市快速公交系统结构
以轨道交通为主导的城市快速公交系统
轨道交通+巴士快速公共交通共同构成的城市快速公交系统
完全由地面公交构成城市快速公交系统
我国快速公交需求特点 (1)城市交通系统未出现铁路充分发展阶段 (2)城市处在一个快速机动化阶段 (3)地面道路资源紧张
快速公交形式选择与评价方法
评价指标选取原则 (1)系统性原则 (2)独立性原则 (3)定量为主,定性为辅的原则 (4)易测量的原则 (5)操作性原则
评价准则与指标 (1)服务水平 运送能力(反映系统运送乘客能力)、运送速度(反映快捷性)、准点率(可靠性)、舒适度 (2)运营效率 运送成本(反映经济成本指标)、运营收入(反映经济效益) (3)建设实施 建设总成本(反映初期建设成本)、建设周期、道路条件(反映实施的难易和道路的使用率) (4)外部效益 运行安全性、事故处理(反映安全保障能力)、能源消耗、污染排放
评价方法:层次分析法
评价方法:模糊决策
轨道交通网络布局规划
线网规模
期望分担率和客流量 L_总:规划线路总长度 Q:远期公交交通预测总客流量 q:线路负荷强度
期望线网密度与服务覆盖率 人口线网密度 面积线网密度(吸引范围800~1000m)
城市规模与估算的轨道客运要求
线网布局
构架基本原则 (1)与城市发展规划紧密结合,并留有发展余地 (2)线路走向应与城市客运走廊相一致 (3)规划线路尽量沿道路布设,但要注意车站与出入口布置 (4)线网密度适当,乘客换乘方便,换乘次数少 (5)与地面公共交通网衔接配合,充分发挥各自的有势
线网规划流程
线网规划方法
(1)布局形态选择 以枢纽锚固网络的形态设计 环向换乘的布局形态 轴向换乘的布局形态 (2)点线面要素层次分析法 (3)功能层次分析法 (4)主客流方向线网规划法
方案评价
常用的线网评价指标 (1)状况指标 特征指标:长度、线路数、车站数、换乘枢纽数 日客流量指标:乘客总量、周转量 易达性指标:轨道交通人次、周转量分担率、出行时间 (2)经济指标 线路负荷强度指标、土建,车辆,设备,车辆段投资总额、运营和维修保养的年度运行费用 (3)线网结构指标 车辆段,停车场可行性指标、平均运距指标、各类设施布置,线路改善的可能性、直达率和一次到达率的便利性指标、不同交通方式的衔接 (4)实现城市规划意图
主要评价指标定义及评价标准 (1)总长度L (2)承担的日客运总量R (3)承担的客运量占公交总客运量的比例r (4)直达率和一次换乘率 (5)可达性(给定时间内能到达的区域大小) (6)负荷强度q:每公里线路每日平均承担的客运量,q=R/L (7)平均运距:乘客利用轨道交通的走行距离的算术平均值 (8)对地面常规公交负荷量的疏散效果 (9)土建造价
常规公交线网优化方法
线网的优化原则和方法
公交线网规划主要考虑的因素 (1)交通需求 (2)道路条件 (3)场站条件 (4)车辆条件 (5)效率因素 (6)政策因素
公交网络优化的主要内容 (1)公交线网优化 (2)车辆配置优化 (3)运行调度优化
公交网络优化的常用模式 优化方法 (1)给定的公交的服务水平,使运营成本最小 (2)限制运营成本,使服务水平最大 政府层面以前者为约束条件,企业层面以后者为规划目标 逐层优化,基本流程:线路分级,线路筛选,逐步优化 解优法和证优法(常用)
线网优化目标和原则 目标: 为更多的乘客提供服务;使全体乘客的总出行时间更小;线网的效率最大;保证适当的公交线网密度;保证线网的服务面积率,减少公交盲区 原则: (1)结构优化原则 (2)功能优化原则 (3)布局优化原则 (4)线路功能与道路等级相协调的原则 (5)线路调整规划与管理相结合的原则
常规公交与轨道交通等快速公交的关系
线网优化方法
多目标规划问题 (1)将多个目标合并为一个目标 (2)先对主目标求最优解;对次要目标以约束限制形式获得可行解;或保留主目标的多个最优解,再考虑对次目标进行多目标决策分析 (3)对所有目标采用多目标综合决策方法
线网优化约束 (1)单条路线约束条件:路线长度范围、路线非直线系数、复线系数 (2)线网整体约束:线网密度、换乘系数、站点中转量、到站步行距离、居民出行时耗
单层次线网优化算法 (1)两点间直达客流量最大法 (2)线路上直达客流量最大法
基于换乘的网络设计
客运走廊公交线路布设与调整方法
公交网络模型与客流分配
公交网络模型 (1)多模式公交网络 (2)城市道路网络模块 (3)公交网络模块
多模式公交网络客流分配模型 (1)公交乘客出行与出行成本 (2)多模式公交网络客流分配的模型结构 (3)公交网络客流分配方式(Kirchhoff模式、Logit模式、Box-Cox模式) (4)拥挤网络客流分配模型
第六章:公交专用道系统
定义: 在城市道路路段上通过特定的交通标志、标线或隔离设施等手段,限定路段上的某一条或几条行车道(或整条道路)只允许公共汽车以及部分特殊车辆在规定时段内使用,而禁止其他车辆通行,一次提供给公交车连的道路优先通行权。
公交车通行能力
基本概念
公交专用道的通行能力 (1)停靠泊位:公交车停靠时供乘客上下车的位置 停靠时间:公交车停靠路缘服务乘客的时间 泊位清空时间:一辆公交车加速离开停靠泊位与下一辆公交车能够进站停靠之间的最短时间 停靠时间变换率:公交车使用停靠泊位时,停靠时间的一致性 停靠失败率:一辆公交车到达车站,停靠泊位被其他公交车停靠占用的概率 停靠时间+泊位清空时间=占用停靠泊位的平均时间消耗 停靠时间变换率和停靠失败率:额外时间增加值 上两者构成了最小行车间隔。3600/最小行车间隔(s):一个泊位的公交车通行能力 (2)公交车站:通行能力与每个泊位车辆通行能力、泊位数量、泊位设计有关 港湾式公交站最佳泊位数3个 停靠泊位设置:线性(路测)、锯齿状(终点站)、驾驶穿越(终点站) 交通控制:交通信号限制一个时间段出入车站的公交车辆数 (3)公交设施 道路设施包括车道和沿线的多个公交站 关键车站的通行能力是指道路公交设施沿线通行能力最低的车站(一般是具有最长停车时间、位于右转交通量大的交叉口进口道或公交车通行绿灯时间短的车站) 运营方式:大站快车能增加通行能力 (4)公交车站位置 位于交叉口进口道、出口道和道路段不同位置,通行能力会受到影响 (5)公交车超车道:可明显增加通行能力和运营速度
客运能力 (1)道路公交设施的公交车通行能力 (2)使用道路公交设施的公交车计划班次最大载客数 (3)客流特征
计算方法
停靠泊位通行能力
停靠时间
(1)客流量与车门分布 (2)站距(大→停靠时间多;小→运营车速) (3)付费方式 (4)车辆类型 (5)车内通道流线 停靠时间估算方法: (1)实地调查法 (2)经验法(大型,60s;大型郊区,30s一般,15s) (3)计算法
泊位清空时间
一般为9~20s 一部分是公交车启动(2~5s)和通过自身车长(5~10s)所需的时间(合计约10s) 另一部分是判断或等待可供合流的空当重新回到主线车流的等候时间 (路侧仅有第一部分)
停靠时间变化率
停靠时间系数c_v(停靠时间标准差除以平均停靠时间)
车辆停靠失败率
中心城区7.5%~15% 中心城区之外2.5% 50%时通行能力达到最大值,但平均行程车速非常低
交通信号配时(体现在公式绿信比中)
车站的公交车通行能力
车站设计与位置 出口道>路段>进口道 出口道:公交车左转和右转交通量大的单行道交叉口 路段:路段中央有公交客源点和交叉口附近缺乏布设车站的空间位置 进口道:路边允许车辆停靠、公交车辆右转、优先考虑换乘方便的单行道交叉口
车站位置与右转车影响
公交车站通行能力
(1)公交车辆在站点可以超车,专用道的通行能力为路段最大站点通行能力 (2)车辆在站点不能超车,专用道通行能力为最小的站点通行能力
公交专用道客流通行能力 与公交车辆的容量、乘客满载率、发车频率、车辆在停靠站停靠时间有关
公交专用道系统构成与设置条件
规划设计目标: (1)提高公共交通运输效率,包括优化公交系统层次、服务于多样化的出行需求;提高运行速度、减少延误、提高准点率、提高舒适度,改善地面常规公交服务水平 (2)提高已有道路资源的利用率,使既有的交通供给能力能满足更大的交通出行需求 (3)在改善公交服务水平的同时,尽量降低对非公交车辆运行状况的影响 (4)减少交通系统的环境污染,适应城市可持续发展
系统构成
公交线路子系统 (1)公交线路优化(调整公交站点间距,站点位置以及线路的互补性等) (2)线路运行特性优化(采用干线——支线分层次的公交线路布置)
专用道路子系统
划分: (1)行驶位置:路缘式、中间式、中央式,公交专用路 (2)行驶方向:顺向、逆向、可变方向 (3)行驶时间:单高峰时段、双高峰时段 (4)专用强度:绝对、条件
(1)路段 路缘式:受机动车右转、出租车上下客、路边违规停车影响较大,一般较难超过18km/h的运送速度 路中式:运送速度高、服务稳定性好(需设置专用的路中车站) 隔离方式:软质隔离与硬质隔离 (2)停靠站 (3)交叉口进出口道 最右侧公交专用进口车道:次右侧公交专用进口车道;内测公交专用进口车道;锯齿形公交专用进口车道;回授线设置
运营、控制管理子系统 布置公交优先信号、建立运营调度和运行信息发布系统等
道路交通管理子系统 路权优先形式: (1)普通公交专用道的优先形式 (2)高等级公交专用道的优先形式 (3)隔离式专用路权
设置条件
设置原则: 公平原则、效益原则、可行性原则、效益原则
道路要素分析 (1)道路类型与车道数(考虑其他车辆如何通行) (2)车道宽度(一般为3.5m) (3)路段长度(20km/h行驶时间不小于15min,大于5km)
交通要素分析:在一定的运营时间内,一条道路上的公交客流量应大于该条道路平均每车道的客流量
设定服务水平的公交专用道通行能力
VISSIM
(1)普通路侧公交专用道运行要求 (运行车速不小于15km/h,路侧停靠站公交车流量110辆/h以下) (2)高等级路侧公交专用道运行要求 (运行车速不小于20km/h,路侧停靠站公交车流量100辆/h以下) (3)中央专用道运行要求 (运行车速20~25km/h,站距500m,公交车流量80辆/h以下;站距800~1000m,公交车流量100辆/h以下)
公交专用道规划设计
设计流程(4阶段)
选择需要设置公交专用道的道路及路段 确定公交专用道的规划设计目标 工程可行性分析 公交专用道设计
车道设计
专用道宽度 一般3.5m,交叉口进口可降低至3m
专用道布置形式 (1)3块板道路 公交专用道位于机非分隔带外侧;位于次外侧的机动车道上;中央公交专用道 (2)1块板道路 靠近非机动车道的外侧车道上 (3)2块板和4块板 紧靠中央分隔带的最内侧机动车道上
中央公交专用道布置形式
公交专用道的隔离
交通标线隔离 (1)实线、虚线+虚线、实线,车道中央表明“公共汽车”(对公共汽车驶离专用车道无限制) (2)齿形线公交专用道标线(不得驶离) (3)喷涂彩色路面
物理分隔
交叉口设计
进口道设计 回授线(专用道布设在路侧) 专用道延伸至进口道
出口道布置 延长30m左右
右转车处理 右转车较少→划定穿越段 右转车较多→右转车在前一交叉口提前进入边侧车道;设置右转专用相位
停靠站设计
位于交叉口附近的停靠站
路段停靠站
站台长度
出租车进出站处理(通常与公交站统一布置)
效益评价指标
评价体系
评价指标
评价标准
各指标相对重要度用AHP法获得
计算方法
公交车行程车速 非公交车行程车速 公交行程时间减少率 客流出行时间节省率 道路客运能力增加率
第七章:巴士快速公交系统BRT
BRT系统概念与特性
概念
为基于专用道路空间的快速公共汽车交通系统 包括: BRT运行车道、车站、车辆、收费系统、智能交通技术、运营组织与管理
服务特性
体现在速度、可靠性、运送能力等方面 (1)快速性 (2)可靠性 (3)高运量
与其他公交系统相比较
与轨道交通比较
(1)易实施性 (建设周期短、建设成本低) (2)服务灵活性 (系统构成要素的灵活组合、运营组织的灵活性)
与公交专用道比较
(1)运行可靠性和运行速度 (2)高运量
组成要素
BRT路权(核心要素)
专用车站
(1)扩大车站规模,提高车站通行能力 (2)封闭式站台 (3)水平上下车 增加车站停车位、设置车站超车道是最主要改进内容
专用车辆
(1)提高车辆的载客能力 (2)提高乘客使用的舒适性 (3)提高车辆运行的安全和可靠性
运行组织和管理
(1)配套地面公交线网调整 (2)中央动态调度 (3)跳站式运营 (4)控制专用车道的运营车辆数
ITS技术应用
(1)动态调度 (2)辅助车辆驾驶技术 (3)信号优先技术 (4)乘客出行信息服务
网络布局与设施规划
系统规划: 分为总体规划、项目规划、施工方案设计
功能定位
轨道网+BRT网
(1)补充:轨道交通覆盖方向和运力的补充 (2)延伸:外围轨道交通线路的服务延伸 (3)衔接:连接轨道交通线路 (4)过渡:远期轨道交通线路的过渡
补充关系和过渡关系
(1)作为城市交通的主体,是公共交通系统唯一的或主导性的快速交通方式 (2)作为轨道交通的补充,与轨道交通共同构成城市快速公交体系
布局规划
(1)基于城市空间布局的组团间和组团内客流通道分析 (2)基于现状公交线路布局的客流通道分析
客流分析
(1)拟定初步方案 (2)仿真评价 (3)选择最合适的BRT系统组合方案
线路规划
基本参数
(1)高峰小时系数(取公交出行高峰小时系数) (2)BRT分担比例(50%~70%) (3)BRT运能(长18m,载客190人,满载率0.7,高峰小时单向运能2660人) (4)设计车速(25km/h以上,困难路段不低于20km/h)
车道布置
(1)A型:多车道干道,中央车道作为BRT专用道 (2)B-1型:主辅道结构的干道,BRT车道布置在主线路侧车道 (3)B-2型:在多车道干道的路侧布置BRT车道 (4)C型:在高架道路路侧布置BRT车道 (5)D型:BRT专用道路
车站设计
(1)站距
城区800m左右、不小于600m 外围1000m以上
(2)分类与设计原则
首末站、中间站、枢纽站
(1)与城市土地使用、客流分布相协调,近远期结合、因地制宜设站 (2)与其他公共交通线路协调布置,便于乘客换乘 (3)与道路交通管理相适应,尽量减少与社会车流的相互影响,便于乘客进出站 (4)尽量利用现有公交基础设施,降低BRT建设成本
(3)平面布置
中央岛式、中央侧式、路侧侧式
(4)停车保养站
运营规划
基本原则
基于乘客服务
(1)提供良好的换成衔接服务 (2)高峰和非高峰时段的服务水平可接受,运营机构应根据客流的时变特征相应调整线路班次 (3)车站、运行车辆、调度中心信息畅通,多途径向乘客传递实时公交信息;服务信息直观、及时更新 (4)紧急救援响应迅速、高效,营运机构有完整的应急救援体系
平衡营运效益与效率
(1)营运班次和线路合理安排 (2)系统内部匹配协调 (3)合理设计费率与票制设计 (4)树立BRT品牌公交形象
线路与车站管理
(1)营运线路与站台关系 (2)确定收费方式,以及对车站设施布置要求 (3)营运线路与车道关系,主要是车站区段的车道断面布置 (4)车辆与站台关系 (5)系统运能配备 (6)车辆事故处理
线路营运规划
(1)线路形式
一线到底式 主干线+接驳组合
(2)线路运营模式
站站停 直达服务 大站停靠
(3)营运时段
由客流分布时段决定,城市公交主干至少是6:00-22:00
(4)发车方式
高峰发车间隔不宜小于2min,推荐编组发车方式
(5)路权管理
(6)车辆调度控制
智能交通系统
规划评价
评价指标
重点:服务能力
(1)网络功能
线网客运总量 重要节点连接率 网络面积覆盖率(市区半径50m,郊区800m) 线网密度
(2)服务水平
平均运送速度 步行到站距离
(3)建设实施
道路条件 建设成本
(4)综合效益
与城市发展的协调性 城市综合交通发展目标 城市环境协调性
评价方法
层次分析法(AHP)