1、 1 撰写日期： 2013 年 5 月 20 日河南农业大学 本科生毕业论文（设计） 题 目 郑州市 81路公交车运营状况调查与分析 学 院 机电工程学院 专业班级 交通运输 学生姓名 xx 指导教师 xx 教授 摘 要 本文在了解国内外城市公交优化方法的基础上，通过 对郑州市城市公共交通81 路运营特征中的客流现状进行了分析，主要通过对 81 路公交客流数据的调查，在相关文献理论的基础之上，运用交通规划原理如客流时间特性、空间特性、换乘特性等理论对调查资料进行整理，对 81 路公交运营方案进行了具体分析，深入研究郑州市 81 路公交线路对周边客流的承载能力，并对公交站点的设置与线路优化方法作
2、了研究，分析该线路的优势与存在的问题；提出进一步优化措施与方案。为郑州市 81 公交线路的调整提供了具体的建议，也在一定程度上为城市交通规划及建设提供了参考依据。 关键词 ： 公共交通；运营调查； 分析 ； 线路优化 Investigation and Analysis of Bus Operation Status of 81 Road in Zhengzhou City Abstract Based on the understanding of domestic and international city bus optimization method, the traffic sit
3、uation of Zhengzhou city public transportation 81 operating characteristics are analyzed, mainly through the investigation on the 81 bus passenger flow data, on the basis of relevant literature, using transportation planning principles such as passenger flow time characteristics, spatial characteris
4、tics, transfer characteristic theory to organize the survey data, the 81 road public transportation operation carried out a detailed analysis, in-depth study of the bearing capacity of Zhengzhou City Road 81 bus routes to the surrounding flow, and the transportation site setup and route optimization
5、 method for the analysis of the circuit, the advantages and problems; Further optimization of measures and projects. Zhengzhou 81 bus line adjustment provides specific recommendations, but also to some extent for the city traffic planning and construction to provide a reference basis Key words: Publ
6、ic Transport Operation； Investigation； Analysis； Optimization 目 录 1 引言 . 1 1.1 研究背景及意义 . 1 1.2 国内外公交线路研究概况 . 1 1.2.1 国外研究概况 . 1 1.2.2 国内研究概况 . 2 1.2.3 本文主要研究内容 . 3 2 公交基本数据调查方法 . 3 2.1 公交客流特征 . 3 2.2 客流小时分布特征 . 4 2.3 客流断面分布特性 . 5 2.4 公共交通换乘特性 . 6 2.5 调查方法的选择 . 6 2.6 调查的内容 . 7 3 郑州市 81 路公交运营状况调查 . 8
7、3.1 81 路公交线路概况 . 8 3.2 81 路公交现状分析 . 9 3.3 81 路客流数据与分析 . 10 3.4 81 路客流时间特征分析 . 13 3.5 81 路客流空间特征分析 . 13 4 81 路公交存在的问题及优化建议 . 14 4.1 公交线路优化原则 . 14 4.2 公交线路优化的影响因素分析 . 14 4.3 81 路公交存在问题分析 . 15 4.4 81 路公交优化建议 . 16 5 总结 . 17 参考文献 . 18 致 谢 . 19 1 1 引言 1.1 研究 背景及意义 随着中国经济的发展、中国城市化进程的加快，小汽车逐步进入普通市民家庭，城市交通的拥
8、堵日益严重，已经严重影响到城市持续健康发展。而常规公共交通有客运量大、线路设置简易、设置灵活、投资少、方便等优点，于是提高城市公共交通系统的运营效率，方便居民出行，对常规公共交通的线路的覆盖于优化成为解决城市交通问题的关键。通过优先发展公共交通，优化城市交通结构，实现道路资源的高效利用。 改革开放以后，我国公共交通的硬件设施得到了较快的发展，公交系统的规模日益壮大，但是随着居民生活水平的提高和时间观念的增强，人们对 公共交通提出了新要求，他们不仅要求到达目的地，而且要求更加方便、快捷、舒适地到达目的地。但近年来城市公共交通的服务水平却发展相对缓慢，乘公交车不方便、公交车准时性无法保证、公交车服
9、务质量低等也降低了公共交通的吸引力，造成居民对于公交服务水平不满意。可以看出公交服务的准点性和便利性是影响公交发展的关键。此外，由于公交公司的运营效率低下，亏损严重，也在一定程度上限制了公共交通的服务水平。因此，要发展公共交通，必须进行公交系统的优化，提高城市公交系统对市民出行的吸引力。 1.2 国内外公交线路研究概况 1.2.1 国外研究概况 国外发达国家对城市常规公共交通领域的研究起步较早，已经形成了较为完善的公共交通线网规划、站点设置布局、经营调度管理的体系。发展进程大致可以分成三个时期： 第一个时期，二战结束以后的十几年。这个时期主要采用经验定线法，随着城市的扩大公交线路逐渐增加，增加
10、线路的主要依据是市民的反映和公交公司或者某些权威机构或个人的观察和经验来确定线路网方案。 第二个时期，为 60年代至 80年代。这个时期随着系统工程学科的迅速发展，线路的确定主要依靠系统分析法。 Ramirez和 Seneviratne基于 GIS技术对多目标公交线网设计提出了两种方法。两种方法的各条可能路径中都包括阻抗系数，选择具有最小阻抗的路径。第一种方法中，出行的道路长度和客流决定阻抗系数，该方法采用客流分配2 模型。第二种方法中，与路径有合理步行距离的就业人数决定阻抗系数 1。 Hobeika 和Cho对公交线路系统结构的规划给出了一个方法。即首先对现有的公交站点进行分区，目标为最小化
11、全部公交车的运行距离，应用启发式算法来寻求连接点的线网。在最优化的过程中，公交车要满足载客能力与运行距离约束。要反复迭代改善调整所建立的路径来进行优化布局 2。 第三个时期，是 80年代至今。这个时期的研究发展迅猛，研究方法多种多样，一般的思路是：利用有关理论与网络站点优化方法，将居民公交需求合理的分配到公交网络中，形成优化流分布，在一定的条件下，用各种优化方法产生最佳线路网络。Bielli 等运用遗传算法设计公交线网。该模型以公交乘客出行费用和运营费用总和最小为目标。在算法过程中，每个种群的解要经历复制、交叉互换和变异等操作过程，直到新一代解的输出。在模型中，每次迭代包括对解集网络的需求进行
12、分配，并计算分配结果的性能指标。这些指标提供每个网络的多准则分析输入 ，直到计算适应度函数的值 3。 Koshi等对常规公交线路的规划和对发车频率的设计问题进行了阐明。首先创建有可行性的路径，然后选择优化集来求该问题。该问题在传统的过程中增加了一些独特的过程。且分别建立了子模型，它的另外一个约束是网络流平衡模型。假定需求是弹性的，乘客在各种出行模式之间的转换就起了一个重要的角色 4。 1.2.2 国内研究概况 国内公共交通事业的研究起步较晚，关于城市常规公交线网优化的研究始于 80年代。 周韬 ， 邵敏华等基于常规公交与轨道交通要实现的功能为目标建立模型，详细研究在与轨道交 通平行的情况下，影
13、响常规公交线路调整的因素和具体调整的方法 5。 任芳在论文中基于仿真模型对轨道交通沿线居民的总出行时间费用成本最小为目标函数构建了模型。 对轨道交通沿线的公交线路与站点的设置进行了优化分析建议 ， 丰富了一体化交通的研究理论 6。 近些年来，国内各高校、研究机构的教授、学者及研究生等以国内城市为依托，在城市公共交通评价方面作了许多探索，同时也取得了一定的成果有不少新方法在公交线路优化上应用。 东南大学的王炜教授专门研究了城市公交站场的一系列规划设置方法，提出了一种基于所有乘客步行时间总和 最小的站点间距最优模型。郭中华基于公交车到站停靠的随机性，考虑公交在高峰小时平均发车次数与不同公交站点等价
14、的载客数，就不同的道路横断断面形式深入分析了公交车实际通行能力的影响因素以及交通流的影3 响与公交站点公交停车频率的关系 7。 王志栋提出了以乘客总出行时间最小、客流直达率最高、线网覆盖率最高、线路重复系数最低、公交经济效益最高为目标，以路网、线路长度、线路非直线系数、线路最大客流量限制、道路流量限制、站点客流量限制和换乘次数为约束条件的公交网络优化模型 8。 唐利民通过对上海市公交问题的分析。提出的 FLAPT模型，并以客流直达率为优化目标，进行网络布局优化 9。刘丽艳 , 郑丽英基于城市公交网络各因素基础 , 应用模糊数学知识 , 将城市公共交通网络评价内容分为 “持续发展、服务水平、网络
15、技术性能、效益水平 ”为准则的准则 10。 目前我国常规公交线路优化方法中。基本都以研究公交线路优化为主，虽建立了不少数学优化模型，但这些研究基本都属于理论性研究，建立的数学优化模型很难或无法求解。这些优化方法数据难以采集，缺乏可操作性，不符合我国公交规划的实际情况。在 1989年，王炜教授提出了简便实用的 “逐条布设，优 化成网 ”的公交线网优化方法。这种公交线网优化方法的基础是单条公交线路的优化，具有较好的实践指导作用，但在线路优化设计的过程中未考虑公交线路的功能层次。 1.2.3 本文主要研究内容 本文以郑州市 81路公交线路为研究对象，对线路的调度问题进行探讨。 通过对郑州市 81路公
16、交运营中的客流现状进行跟车调查分析，主要通过对 81 路公交客流量的调查，在查阅 大量国内外城市公共交通运营特征分析 相关文献资料的基础上， 利用交通规划原理比如公共交通客流特性、客流小时分布特性、客流空间分布特性与公共交通换乘等理论 对 81路公交运营方案进 行具体分析，对公交站点的设置与线路优化方法进行了分析与研究，并对 81路公交的线路优化提出了建议。在公共交通客流分布特征的基础上对 81路公交运营现状进行了实地数据调查，主要包括线路、站点、客流基本情况的调查。发现 81路公交运营存在问题，主要是客流问题。在公共交通客流分布特征的基础上进行调查，主要有客流的时间分布、空间分布、客流的换乘
17、特征等，并对调查数据进行汇总整理，为线路优化研究提供了理论基础。 2 公交基本数据调查方法 2.1 公交客流特征 随着城市面积的扩张 ,市区和郊区间逐步形成稳定的客流。了解客 流的源头、掌4 握市民出行的规律，对研究客流的时空分布特性、预测客流需求发展趋势具有十分重要的意义。通过对市郊居民出行目的的分析发现，主要有生活性、娱乐性、工作性、商业性四种形式的出行客流。 随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，居民出行的需求不断增加，从而产生大量的以旅游、访友、就医、购物、娱乐等为目的的生活性客流和娱乐性客流；同时随着城市的高速发展，城市新区、经济开发区、产业聚集区等不断出现，为农村郊区剩余劳动
18、力提供大量的就业岗位，从而产生了工作性客流；乡镇居民在城乡之间从事商品交换活动带来了城乡之间 大量的供销需求，进而形成了买卖为目的的商业性客流 11。 季节分布特性主要表现为客流在不同月份存在着明显的差异。忙时商业性客流相对增加，闲时则生活性客流和娱乐性客流会增加。此外，城区公交和乡镇公交高峰时间一般不吻合，有 10-20min 的时差，这也表明城乡间居民公交出行有一个换乘过程。 2.2 客流小时分布特征 公交客流的小时分布特性主要表现在其潮汐性，即居民的早出晚归的出行方面。无论是生活性客流、娱乐性客流、工作性客流还是商业性客流，在早高峰期间，往城区方向的客流居多，晚高峰期则相反，从而形成典型
19、的交通 “潮汐 ”现象。季节分布特性主要表现为客流在不同月份存在着明显的差异。忙时商业性客流相对增加，闲时则生活性客流和娱乐性客流会增加。 影响公共交通小时客流分布的主要因素有公共交通的运能协调度、线路走向、站点位置的用地性质以及所处交通走廊的特点。纵观不同运能公交的车站类型，可总结出下列五种客流小时曲线分布类型 12。 （ 1）单向峰型。 客流有较明显的 “潮汐 ”特征，或站点附近用地功能单一，站点客流分布很集中，早上出现一个上车高峰和下午出现一个下车高峰（图 2-1）。 图 2-1 单向峰型 （ 2）双向峰型。站点位于用地 功能多样的区域时，客流分布在各种交通方式上是一致的，一天内出现两个
20、配对的早上上下车高峰与傍晚上下车高峰（图 2-2）。 5 图 2-2 双向峰型 （ 3） 全峰型。公交线路处在区域高度发达的交通走廊，或站点位于公共设施高度集中和公共建筑的区域，客流分布的低谷不明显，全天的上行与下行方向的上下车客流都很大（图 2-3）。 图 2-3 全峰型 （ 4） 突峰型。位于电影院、体育场、歌剧院等大型公用设施附近的站点，在体育比赛或演出节目结束的一个持续较短的时间里，出现一个突变的上车高峰期。经过一段时间，一个突变的下车高峰期可能 会出现在其它部分站点（图 2-4）。 图 2-4 突峰型 （ 5） 无峰型。当站点处在未完全开发的区域或公交具有较小的运能时，客流不出现明显
21、的上下车高峰，客流全天都较小（图 2-5）。 图 2-5 无峰型 2.3 客流断面分布特性 由于城区与乡镇在经济、路网状况、人口及其分布等方面的不同特征，城乡公交6 线路的客流强度可能存在很大的差别，某条具体线路的不同区段的断面 流量也可能会有很大的差异性。某线路的公交断面流量是指在某一时刻，在某个站点时该公交车上的乘客数量，其计算方法是 11： Q1=Ab1 Qn=Qn1+AbnAln n1,n N （式 2-1） Q1公交离开第一站或起点站时的断面流量； Qn公交离开第 n 站时的断面流量； Qn1 公交离开第 n-1 站时的断面流量； Abn公交在第 n 站时的上客人数； Aln公交在第
22、 n 站时的下客人数。 很显然，公交车离开起点时的断面流量就是在起点站的上客数，由于在终点所有乘客都将离开，因此，终点 站的公交断面流量为 0。 2.4 公共交通换乘特性 公共交通换乘按其不同的功能和不同的位置可分为内外交通换乘和市内交通换乘两大类。 内外交通换乘指的是城市内部公共交通与城市外部交通的换乘。为了利于城市内外客流与物流的输送及运转，保证城市生活与生产的正常进行，内外交通换乘必须具备便利、快捷、安全的特点。换乘方式一般有铁路、公路、港口码头以及航空港与市内公共交通换乘四种 13。 而市内交通换乘指的是城市内部各种公共交通之间的换乘。为了实现各种交通方式间的便利换乘，必须把客运重心转
23、移到大容 量公共交通，进行公交线网的优化调整，枢纽的调节和衔接能力也应该提高。换乘方式有城市轨道交通、公交车、摩托车、出租车、小汽车、自行车与步行等交通方式之间的相互换乘 13。 2.5 调查方法的选择 本章研究的是公交线路客流调查，根据调查内容可以将客流调查分为三类：出行起终点调查、乘行起终点调查和线路客流调查。出行起终点调查和乘行起终点调查是用于线路优化调整的，它以客运线路为基础，解决的是行车的组织问题。通常一年在夏秋各进行一次抽样调查。每次持续半个月左右，每天从车辆运营开始到终车止，每个半小时统计一次，通常可 根据需要进行局部营运路线、路段或者一段运营时间的定期或者不定期的客流调查。通过这种调查，可以得到不同季节、一周内不同时期、时
