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[摘 要]根据车辆泊松分布到达分布,运用概率分布和数理统计方法,分析公交线路条数、发车频率以及到达公交车中途停靠站时间分布之间的关系,建立同时到达车辆数概率模型,据此确定某一概率水平下公交车中途停靠站设计停车位数量及车站尺寸,以乌鲁木齐市丁字路口公交车中途停靠站为例,运用模型进行演算,并与实际观测值进行对比验证,提出乌鲁木齐公交沿线停靠站点几何尺寸设计与优化预测方法。
[关键词]公交站点;有效泊位;通行能力;几何尺寸;概率预测模型
中图分类号:F426.31 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)44-0357-01
1 研究背景及意义
公交车中途停靠站作为公交运行的节点,承担着公交车辆停靠和乘客上、下车的功能。停靠站设置过长,会造成道路资源的浪费:停靠站长度不够,又会直接导致到达的公交车排队溢出停靠站,影响其他社会车辆通行,降低道路通行能力,甚至出现公交车中途停靠站成为路段交通瓶颈的现象。因此,如何让确定公交车中途停靠站的合理尺寸,已成为公交优先发展过程中一个迫切需要解决的问题。
国内外已有一些学者对停靠站尺寸进行了研究,主要涉及以下几个方面:根据平均在站消耗时间、公交车流量和路段机动车流量计算平均停靠车辆数,然后根据平均停靠车辆数确定设计站长(1):或者根据单个车辆进出站特性对公交停靠站站台尺寸进行研究。这些研究中通常关于停靠站有效车位数量的预测或者需要输入参数过多,或者仅考虑单一线路。本文将针对缺少输入参数的情况下,如何就基于多条线路的公交车中途停靠站的有效泊位和站台尺寸的预测进行探讨。
2 研究思路
由于公交车到站服从近似的泊松分布,在多站位情况下,前后车辆服务时间差较小,可以忽略,因此可假定每个站位的平均服务时间相同,采用排队论模型作为第二种计算站位数的方法,确定对应服务水平下所需的站位数。
在计算合理站位数的诸多方法中,计算站点通行能力成为确定合理站位数的前提和核心内容,是本章重点研究内容之一。
3 对停靠时间的研究方法
公交车停靠站的通行能力与公交车辆在站停靠时间有密切的关系。公交车辆在站停靠时间越长,前后两辆车到达的时间间隔越长,则能停靠的车辆就会越少。当公交车辆在站的停靠时间适宜,前后两辆车到达的间隔时间安全合理,这时停靠的车辆数是其最大值,即可求得站台的通行能力,这样得到的通行能力为基本通行能力。可见基本通行能力主要与公交车和停靠站等方面的因素有关。
4 运用排队论分析设计站位数
在多泊位站台,乘客往往需要交织跑向各自车辆而延缓了上车,且进站车辆位置越靠后,上客时间越长。经过观测,获取所调查的市区公交的平均上客时间,可知:各车辆平均上客时间差别不大,为简化计算,假设每个站位的平均服务时间相同,运用排队模型对公交站点的通行能力进行分析。
公交车辆到站的随机性较大,车辆到达服从近似的泊松分布,这时可认为停靠站与到达车流构成了“单路排队多通道服务系统”(M/M/N)。单路排队多通道服务指排成一个队等候数条通道服务的情况,排队中第一个顾客可视哪个通道有空就到那里去接受服务。具体针对公交停靠站,M/M/N服务系统就是指到达的公交车辆均按先后顺序进站,且按照由远至近的停靠原则,这样就能保证停车位得到尽可能充分利用,只要有停车位空闲,公交车辆就可以进站接受服务。
5 对公交停靠站点的站长优化设计
站长是在设计站位的基础上进行确定的,站点的长度除了取决于站位数以外,还受站点与公交车辆类型、站内需要设施等因素影响。对于我们国家的城市公交线路,一般都采用10-12m的单机公交车辆,我们就以此种类型的公交车辆进行站长设计。
对于直线式公交停靠站,为满足车辆停靠和站内各种设施的设置需要,一般而言,对于单站位的站点,站长最少不应低于25m,两个以上的多站位站点应该按照站位数量,每增加一个站位,站长应该增加15m。
6 实例分析及计算
以丁字路口站点为例,根据其公交停靠站的公交到达次数与停靠时间的调查数据,车辆到达服从泊松分布,以每隔15分钟取整小时段数据分析高峰流量,可知高峰小时车辆的到达率为120辆,车辆在站平均停靠时间为25s,连续两辆公交车辆的最小间隔取15s,车辆在停靠站的平均滞留时间为40s。根据上述提出的模型方法可以求出该站点合理的设计停车位数。
根据排队论方法,求解如下:
=120/小时,= 56辆/小时,则=2.1。
取N0=3,根据计算可得P(0)=0.094 ,。
取N1=4,计算可得P(0)=0.263,
P(l)=0.197,P(2)= 0.207,P(3)=0.145,因此P(k≦3)=0.644。如果公交车辆排队允3个站位不能满足需求,需要继续循环计算;如果公交车辆排队允许概率取10%,3个站位可以满足条件,3站位即可作为该站点公交车辆设计站位。
7 小结
本文首先分别以站位通行能力和排队论理论为基础研究探讨了两种公交停靠站点的站位优化方法,除此之外,基于我国公交车辆的一般尺寸和公交车辆的站点停靠特性,在站位优化设计研究的基础上,给出了公交停靠站尤其是港湾式公交停靠站各部分的设计尺寸。
参考文献:
[l]谭满春,徐建闽,毛宗元. 城市公共汽车停靠站选址模型[J]. 公路交通科技. 1999,16(2):59-61
[2] 彭国雄,莫汉康. 城市公交停靠站设置常见问题及对策[J]. 交通运输工程学报.2001,1(3:)77-80
[3] 李娜,陈学武. 公交车中途停靠站停靠能力及设计站长初算[J]. 土木工程学报,2003,36(7):72-77
[关键词]公交站点;有效泊位;通行能力;几何尺寸;概率预测模型
中图分类号:F426.31 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)44-0357-01
1 研究背景及意义
公交车中途停靠站作为公交运行的节点,承担着公交车辆停靠和乘客上、下车的功能。停靠站设置过长,会造成道路资源的浪费:停靠站长度不够,又会直接导致到达的公交车排队溢出停靠站,影响其他社会车辆通行,降低道路通行能力,甚至出现公交车中途停靠站成为路段交通瓶颈的现象。因此,如何让确定公交车中途停靠站的合理尺寸,已成为公交优先发展过程中一个迫切需要解决的问题。
国内外已有一些学者对停靠站尺寸进行了研究,主要涉及以下几个方面:根据平均在站消耗时间、公交车流量和路段机动车流量计算平均停靠车辆数,然后根据平均停靠车辆数确定设计站长(1):或者根据单个车辆进出站特性对公交停靠站站台尺寸进行研究。这些研究中通常关于停靠站有效车位数量的预测或者需要输入参数过多,或者仅考虑单一线路。本文将针对缺少输入参数的情况下,如何就基于多条线路的公交车中途停靠站的有效泊位和站台尺寸的预测进行探讨。
2 研究思路
由于公交车到站服从近似的泊松分布,在多站位情况下,前后车辆服务时间差较小,可以忽略,因此可假定每个站位的平均服务时间相同,采用排队论模型作为第二种计算站位数的方法,确定对应服务水平下所需的站位数。
在计算合理站位数的诸多方法中,计算站点通行能力成为确定合理站位数的前提和核心内容,是本章重点研究内容之一。
3 对停靠时间的研究方法
公交车停靠站的通行能力与公交车辆在站停靠时间有密切的关系。公交车辆在站停靠时间越长,前后两辆车到达的时间间隔越长,则能停靠的车辆就会越少。当公交车辆在站的停靠时间适宜,前后两辆车到达的间隔时间安全合理,这时停靠的车辆数是其最大值,即可求得站台的通行能力,这样得到的通行能力为基本通行能力。可见基本通行能力主要与公交车和停靠站等方面的因素有关。
4 运用排队论分析设计站位数
在多泊位站台,乘客往往需要交织跑向各自车辆而延缓了上车,且进站车辆位置越靠后,上客时间越长。经过观测,获取所调查的市区公交的平均上客时间,可知:各车辆平均上客时间差别不大,为简化计算,假设每个站位的平均服务时间相同,运用排队模型对公交站点的通行能力进行分析。
公交车辆到站的随机性较大,车辆到达服从近似的泊松分布,这时可认为停靠站与到达车流构成了“单路排队多通道服务系统”(M/M/N)。单路排队多通道服务指排成一个队等候数条通道服务的情况,排队中第一个顾客可视哪个通道有空就到那里去接受服务。具体针对公交停靠站,M/M/N服务系统就是指到达的公交车辆均按先后顺序进站,且按照由远至近的停靠原则,这样就能保证停车位得到尽可能充分利用,只要有停车位空闲,公交车辆就可以进站接受服务。
5 对公交停靠站点的站长优化设计
站长是在设计站位的基础上进行确定的,站点的长度除了取决于站位数以外,还受站点与公交车辆类型、站内需要设施等因素影响。对于我们国家的城市公交线路,一般都采用10-12m的单机公交车辆,我们就以此种类型的公交车辆进行站长设计。
对于直线式公交停靠站,为满足车辆停靠和站内各种设施的设置需要,一般而言,对于单站位的站点,站长最少不应低于25m,两个以上的多站位站点应该按照站位数量,每增加一个站位,站长应该增加15m。
6 实例分析及计算
以丁字路口站点为例,根据其公交停靠站的公交到达次数与停靠时间的调查数据,车辆到达服从泊松分布,以每隔15分钟取整小时段数据分析高峰流量,可知高峰小时车辆的到达率为120辆,车辆在站平均停靠时间为25s,连续两辆公交车辆的最小间隔取15s,车辆在停靠站的平均滞留时间为40s。根据上述提出的模型方法可以求出该站点合理的设计停车位数。
根据排队论方法,求解如下:
=120/小时,= 56辆/小时,则=2.1。
取N0=3,根据计算可得P(0)=0.094 ,。
取N1=4,计算可得P(0)=0.263,
P(l)=0.197,P(2)= 0.207,P(3)=0.145,因此P(k≦3)=0.644。如果公交车辆排队允3个站位不能满足需求,需要继续循环计算;如果公交车辆排队允许概率取10%,3个站位可以满足条件,3站位即可作为该站点公交车辆设计站位。
7 小结
本文首先分别以站位通行能力和排队论理论为基础研究探讨了两种公交停靠站点的站位优化方法,除此之外,基于我国公交车辆的一般尺寸和公交车辆的站点停靠特性,在站位优化设计研究的基础上,给出了公交停靠站尤其是港湾式公交停靠站各部分的设计尺寸。
参考文献:
[l]谭满春,徐建闽,毛宗元. 城市公共汽车停靠站选址模型[J]. 公路交通科技. 1999,16(2):59-61
[2] 彭国雄,莫汉康. 城市公交停靠站设置常见问题及对策[J]. 交通运输工程学报.2001,1(3:)77-80
[3] 李娜,陈学武. 公交车中途停靠站停靠能力及设计站长初算[J]. 土木工程学报,2003,36(7):72-77