本發(fā)明屬于城市公共交通領(lǐng)域，尤其是一種城市公交專用道規(guī)劃布網(wǎng)的方法。

背景技術(shù)：

隨著我國小汽車數(shù)量的增多，城市道路交通擁擠越來越嚴重，交通擁擠帶來了一系列的交通問題，道路交通事故頻發(fā)，環(huán)境污染加劇。優(yōu)先發(fā)展城市公共交通是解決城市道路交通擁擠的有效手段，公交車路權(quán)優(yōu)先充分體現(xiàn)了優(yōu)先發(fā)展公共交通的理念，公交專用道的設(shè)置使公交車享有道路使用優(yōu)先權(quán)。因此，公交專用道對于解決當前交通問題作用顯著。我國許多大城市都設(shè)置了公交專用道，實踐表明，設(shè)置公交專用道可以大大提高公交出行比例，但是根據(jù)目前公交專用道設(shè)置條件，各個城市中公交專用道設(shè)置都是單獨設(shè)置，一般設(shè)置在混合行駛比較擁堵和公共交通出行比例較大的路段，公交專用道之間相互分散，彼此不連通，沒有形成公交專用道網(wǎng)絡(luò)，公交車駛離公交專用道后無法享受優(yōu)先路權(quán)，在公交專用道與混合行駛道路連接處由于道路上私家車可行駛的車道數(shù)發(fā)生了變化，經(jīng)常發(fā)生交通擁堵，公交車在這些瓶頸路段行駛速度低，使得公交車全程平均速度降低，公交專用道提高公交車運行速度的作用不明顯。公交專用道服務(wù)水平低，影響公交出行比例。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有公交專用道服務(wù)水平低，影響公交出行比例的問題，進而提供了一種城市公交專用道規(guī)劃布網(wǎng)方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：

一種城市公交專用道規(guī)劃布網(wǎng)方法，其實現(xiàn)過程是：

步驟一：確定城市公交客流量和公交運行速度。根據(jù)城市交通需求預(yù)測結(jié)果，將城市交通客流OD量分配到城市道路網(wǎng)上，根據(jù)城市公共交通出行比例，計算城市中每條道路上的公交客流量，根據(jù)公交線路長度和公交運行時間，計算公交車運行速度。

步驟二：建立城市公交專用道需求集合L。根據(jù)城市公交專用道設(shè)置依據(jù)，確定城市設(shè)置公交專用道所必需的交通量和公交車運行速度條件。根據(jù)步驟一得到的城市道路公交客流量和公交車運行速度，對于公交客流量和公交運行速度滿足設(shè)置公交專用道條件的道路，將其計入公交專用道需求集合L。

步驟三：建立公交專用道供應(yīng)集合M。對城市中的各條道路進行逐個篩選，篩選出單向3車道及3車道以上的道路，計入集合M。

步驟四：計算集合L和集合M的交集N，集合N中的道路為可設(shè)置公交專用道的道路，得到初始公交專用道。

步驟五：根據(jù)設(shè)置了初始公交專用道后城市道路路阻函數(shù)的變化，將城市交通需求預(yù)測得到的城市交通OD量重新分配，計算得到OD交通量重新分配后路網(wǎng)中各路段單位時間運送的乘客數(shù)Q₁和該路段乘客平均出行時間T₁。并計算設(shè)置公交專用道后各路段運送乘客效率指數(shù)E₁＝T₁/Q₁。

步驟六：建立公交專用道路網(wǎng)連接路段集合R。在城市路網(wǎng)中檢索可以將初始公交專用道貫通成網(wǎng)的連接路段，將其計入集合R。

步驟七：將集合R中的路段規(guī)劃為公交專用道，則公交專用道貫通成網(wǎng)，根據(jù)設(shè)置公交專用道貫通路網(wǎng)后道路的路阻函數(shù)的變化，將城市交通需求預(yù)測得到的城市交通OD量重新分配，計算得到重新分配后路網(wǎng)中各路段單位時間運送的乘客數(shù)Q₂和該路段乘客平均出行時間T₂。

步驟八：計算公交專用道貫通成網(wǎng)后各路段運送乘客效率指數(shù)E₂＝T₂/Q₂。

步驟九：逐條比較集合R中各路段設(shè)置公交專用道前后運送乘客效率指數(shù)E₁和E₂大小，對于設(shè)置公交專用道后運送乘客效率指數(shù)不滿足公交專用道設(shè)置條件的的路段恢復為混合行駛路段。直到集合R中各路段都比較完畢，該城市的公交專用道網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃布網(wǎng)完成。

步驟二中建立公交專用道需求集合L的具體方法為：

1)根據(jù)城市交通歷史數(shù)據(jù)和城市交通需求預(yù)測，計算該城市所有道路上公交車運行速度

和道路公交車流量。

2)對城市中的各條道路進行逐個篩選，按每輛公交車乘坐40人計算，篩選出路段單向

平均公交車客流量達到6000人次/高峰小時、斷面單向平均公交車流量大于50輛/h或高

峰小時斷面單向公交車流量大于150輛/h的路段。

3)建立集合L，將篩選出的道路加入集合L中。

步驟五中路段乘客平均出行時間T₁的計算方法為：

$T_1=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{t}_i{q}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{q}_i}$

其中t_i——乘坐第i種交通方式所用時間；

q_i——乘坐第i種交通方式的乘客數(shù)；

n——該路段交通方式種類數(shù)目。

步驟六中建立公交專用道路網(wǎng)連接路段集合R的方法為：

1).選出初始公交專用道中的斷頭節(jié)點，對初始公交專用道中的斷頭節(jié)點i進行編號(i＝1，2，…，m)。

2).從節(jié)點i＝1開始檢查。

3).對過節(jié)點i的路段進行編號L_ij(j＝1，2，…，q)。

4).從j＝1開始。

5).判斷路段L_ij是否與初始公交專用道相交于另一節(jié)點，若是，選擇L_ij為連接路段，將其計入集合R，若否，執(zhí)行下一步。

6).對與路段L_ij相交的路段進行編號L_ijk(k＝1，2，…，p)。

7).從k＝1開始。

8).判斷路段L_ijk是否與初始公交專用道相交于一節(jié)點，若是，選擇L_ij和L_ijk為連接路段，計入集合R。若否，執(zhí)行下一步。

9).判斷k＝p是否成立，若成立，執(zhí)行下一步，若否，k＝k+1，返回步驟8)。

10).判斷j＝n是否成立，若成立，執(zhí)行下一步，若否，j＝j(luò)+1，返回步驟5)。

11).判斷i＝m是否成立，若成立，結(jié)束，若否，i＝i+1，返回步驟3)。

步驟七中將集合R中的路段規(guī)劃為公交專用道的方法為：

1).若該貫通路段屬于集合M，由于集合M中的路段都是3條或3條以上車道的路段，則該路段有條件開辟單獨的車道來服務(wù)于公交車輛，剩余的車道可以滿足其他車輛通行條件，選擇其中一條車道設(shè)置為公交專用道。

2).若該貫通路段不屬于集合M，判斷其車道數(shù)，對于單向2車道，若設(shè)置公交專用道，其他車輛無法超車，但是若該路段長度<500m，則可以設(shè)置公交專用道，其他車輛在該路段不允許超車，相當于單向1車道路段。對于單向1車道，設(shè)置公交專用路，其他車輛禁止通行。

步驟九中根據(jù)集合R中各路段設(shè)置公交專用道前后道路運送乘客效率指數(shù)設(shè)置公交專用道的方法為：

1)對集合R中的每一條路段比較規(guī)劃公交專用道前后的道路運送乘客效率指數(shù)E₁和E₂。

2)對于3條及3條以上的道路，如果道路運送乘客效率指數(shù)E₂<0.8E₁，則保留該路段為連接路段，否則取消該路段的公交專用道，保留該路段為混合行駛道路。

3)對于單向2條車道的路段，如果道路運送乘客效率指數(shù)E₂<0.9E₁，則保留該路段為連接路段，否則取消該路段的公交專用道，保留該路段為混合行駛道路。

4)對于單向1條車道的路段，如果道路運送乘客效率指數(shù)E₂<E₁，則保留該路段為連接路段，否則取消該路段的公交專用道，保留該路段為混合行駛道路。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提出了在一些可以將公交專用道連接成網(wǎng)的路段上也設(shè)置公交專用道使其形成貫通路網(wǎng)，即本發(fā)明使公交專用道貫通成網(wǎng)。傳統(tǒng)的公交專用道規(guī)劃方法只根據(jù)道路條件和公共交通量條件規(guī)劃公交專用道，形成的公交專用道往往都是各自獨立的，公交專用道的起終點往往會變成瓶頸路段，造成交通堵塞，影響公交車的整體運行速度。本發(fā)明提出的公交專用道網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法考慮了公交專用道起終點會變成瓶頸路段的因素，提出連接公交專用道起終點，規(guī)劃形成公交專用道網(wǎng)絡(luò)的方法，公交專用道形成網(wǎng)絡(luò)后將提高公交車的運行速度，從而提高公交車運送乘客的能力，增加公共交通的吸引力，改善城市交通擁堵。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的原理示意圖，圖1為本發(fā)明的流程圖，圖2為本發(fā)明搜索公交專用道連接路段的具體流程圖，圖3為某市初始公交專用道規(guī)劃示意圖，圖4為某市公交專用道加入連接路段后的示意圖，圖5為某市公交專用道規(guī)劃布網(wǎng)結(jié)果圖。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述。本實施方式所述的一種城市公交專用道規(guī)劃布網(wǎng)的方法，所述的方法具體按照以下步驟執(zhí)行：

1、如圖1所示，首先根據(jù)城市交通需求預(yù)測結(jié)果，將城市交通客流OD量分配到城市道路網(wǎng)上。再根據(jù)城市公共交通出行比例、公交線路長度和公交運行時間，計算城市中每條道路上的公交客流量和公交車的運行速度。

2、根據(jù)城市公交專用道設(shè)置依據(jù)，確定城市設(shè)置公交專用道所必需的交通量和公交車運行速度條件。根據(jù)步驟1中得到的城市道路公交客流量和公交車運行速度，對于公交客流量和公交運行速度滿足設(shè)置公交專用道條件的道路，將其計入公交專用道需求集合L。

本步驟中根據(jù)公交客流量和公交運行速度是否滿足設(shè)置公交專用道條件建立公交專用道需求集合L的具體方法為：

1).根據(jù)城市交通歷史數(shù)據(jù)和城市交通需求預(yù)測，計算該城市所有道路上公交車運行速度和道路公交車流量。

2).對城市中各條道路進行逐個篩選，按每輛公交車乘坐40人計算，篩選出路段單向平均公交客流量達到6000人次/高峰小時、斷面單向平均公交車流量大于50輛/h或高峰小時斷面單向公交車流量大于150輛/h的路段。

3).建立集合L，將篩選出的道路加入集合L中。

3、建立公交專用道供應(yīng)集合M。對城市中的各條道路進行逐個篩選，篩選出單向3車道及3車道以上的道路，計入集合M。

4、計算集合L和集合M的交集N，集合N中的道路為可設(shè)置公交專用道的道路，得到初始公交專用道。

5、根據(jù)設(shè)置了初始公交專用道后城市道路路阻函數(shù)的變化，將城市交通需求預(yù)測得到的城市交通OD量重新分配，計算得到OD交通量重新分配后路網(wǎng)中各路段單位時間運送的乘客數(shù)Q₁和該路段乘客平均出行時間T₁。并計算設(shè)置公交專用道后各路段運送乘客效率指數(shù)E₁＝T₁/Q₁。

本步驟中路段乘客平均出行時間T₁的計算方法為：

$T_1=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{t}_i{q}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{q}_i}$

其中t_i——乘坐第i種交通方式所用時間；

q_i——乘坐第i種交通方式的乘客數(shù)；

n——該路段交通方式種類數(shù)目。

6、建立公交專用道路網(wǎng)連接路段集合R。在城市路網(wǎng)中檢索可以將初始公交專用道貫通成網(wǎng)的連接路段，將其計入集合R。具體方法為：

1).選出初始公交專用道中的斷頭節(jié)點，對初始公交專用道中的斷頭節(jié)點i進行編號(i＝1，2，…，m)。

2).從節(jié)點i＝1開始檢查。

3).對過節(jié)點i的路段進行編號L_ij(j＝1，2，…，q)。

4).從j＝1開始。

5).判斷路段L_ij是否與初始公交專用道相交于另一節(jié)點，若是，選擇L_ij為連接路段，將其計入集合R，若否，執(zhí)行下一步。

6).對與路段L_ij相交的路段進行編號L_ijk(k＝1，2，…，p)。

7).從k＝1開始。

8).判斷路段L_ijk是否與初始公交專用道相交于一節(jié)點，若是，選擇L_ij和L_ijk為連接路段，計入集合R。若否，執(zhí)行下一步。

9).判斷k＝p是否成立，若成立，執(zhí)行下一步，若否，k＝k+1，重復步驟8)。

10).判斷j＝n是否成立，若成立，執(zhí)行下一步，若否，j＝j(luò)+1，重復步驟5)—9)。

11).判斷i＝m是否成立，若成立，結(jié)束，若否，i＝i+1，重復步驟3)—10)。

7、將集合R中的路段規(guī)劃為公交專用道，則公交專用道貫通成網(wǎng)，根據(jù)設(shè)置公交專用道貫通路網(wǎng)后道路的路阻函數(shù)的變化，將城市交通需求預(yù)測得到的城市交通OD量重新分配，計算得到重新分配后路網(wǎng)中各路段單位時間運送的乘客數(shù)Q₂和該路段乘客平均出行時間T₂。

本步驟中，將集合R中的路段規(guī)劃為公交專用道前需要根據(jù)道路條件進行判斷，具體的方法為：

1).若該貫通路段屬于集合M，由于集合M中的路段都是3條或3條以上車道的路段，則該路段有條件開辟單獨的車道來服務(wù)于公交車輛，剩余的車道可以滿足其他車輛通行條件，選擇其中一條車道設(shè)置為公交專用道。

2).若該貫通路段不屬于集合M，判斷其車道數(shù)，對于單向2車道，若設(shè)置公交專用道，其他車輛無法超車，但是若該路段長度<500m，則可以設(shè)置公交專用道，其他車輛在該路段不允許超車，相當于單向1車道路段。對于單向1車道，設(shè)置公交專用路，其他車輛禁止通行。

8、計算公交專用道貫通成網(wǎng)后各路段運送乘客效率指數(shù)E₂＝T₂/Q₂。

9、逐條比較集合R中各路段設(shè)置公交專用道前后運送乘客效率指數(shù)E₁和E₂大小，對于設(shè)置公交專用道后運送乘客效率指數(shù)不滿足公交專用道設(shè)置條件的的路段恢復為混合行駛路段。直到集合R中各路段都比較完畢，該城市的公交專用道網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃布網(wǎng)完成。

本步驟中根據(jù)設(shè)置公交專用道前后路段運送乘客效率指數(shù)的變化進行判斷該路段是否需要恢復為混合行駛道路的具體方法為：

1).對集合R中的每一條路段比較規(guī)劃公交專用道前后的道路運送乘客效率指數(shù)E₁和E₂。

2).對于3條及3條以上的道路，如果道路運送乘客效率指數(shù)E₂<0.8E₁，則保留該路段為連接路段，否則取消該路段的公交專用道，保留該路段為混合行駛道路。

3).對于單向2條車道的路段，如果道路運送乘客效率指數(shù)E₂<0.9E₁，則保留該路段為連接路段，否則取消該路段的公交專用道，保留該路段為混合行駛道路。

4).對于單向1條車道的路段，如果道路運送乘客效率指數(shù)E₂<E₁，則保留該路段為連接路段，否則取消該路段的公交專用道，保留該路段為混合行駛道路。

實施例

選取某市作為實例分析，用以驗證和評價本發(fā)明方法。全市是現(xiàn)有公交線路141條，線路總長度2854km。該市公交客流量普遍較高，根據(jù)全市居民出行交通調(diào)查可知，其中40％以上的道路斷面高峰小時客流量在6000人以上。城市道路條件良好，大多公交走廊車道數(shù)都在單向3車道以上。

根據(jù)該市的城市現(xiàn)有道路狀況和公交出行OD量，選取城市中高峰小時公交客流量在6000人次以上的道路組成集合L，選取車道數(shù)大于或等于3的道路組成集合M，計算集合L和集合M的交集N，將集合N中的道路規(guī)劃為初始公交專用道，得到初始公交專用道如圖3所示，圖中各條公交專用道之間相互獨立，在每條公交專用道的起終點都會形成瓶頸路段，造成交通擁堵，公交車行駛速度低，公交車行駛?cè)唐骄\行時間低，為了消除公交運行瓶頸路段，將初始公交專用道規(guī)劃貫通成網(wǎng)。設(shè)置公交專用道后城市道路路阻函數(shù)發(fā)生了變化，根據(jù)此時的道路路阻函數(shù)的變化，將城市交通需求預(yù)測得到的城市交通OD量重新分配，計算得到OD交通量重新分配后路網(wǎng)中各路段單位時間運送的乘客數(shù)Q₁和該路段乘客平均出行時間T₁。并計算設(shè)置公交專用道后各路段運送乘客效率指數(shù)。

在初始公交專用道的基礎(chǔ)上選擇可以將公交專用道連接貫通的路段，將選擇得到的路段設(shè)置為公交專用道，得到如圖4所示的公交專用道規(guī)劃方案。

此時得到的公交專用道上各路段運送乘客效率指數(shù)發(fā)生變化，根據(jù)運送乘客效率指數(shù)的變化，逐條檢測公交專用道連接路段是否需要恢復為混合行駛路段，得到公交專用道最終規(guī)劃路網(wǎng)，最后結(jié)果如圖5所示。