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关键词:城市;公交路线;规划设计
公共交通是城市基本构成之一,对国计民生有着重要影响。作为一项基础设施建设,它的发展与城市功能发挥及改善人民生活水平关系密切,因此要做好城市交通线路的设计规划工作。科学、合理的规划设计城市交通路线布局有利于节约土地资源的节约和能源消耗的降低,进而推动城市持续发展。
1 公交线路规划设计目标与原则
1.1 设计目标
公交线路规划设计目标可以从两个方面来进行总结:一方面是规划设计要努力吸引乘客,确保公交运行效率,降低营运成本,从而较少公交体统耗费,提升公交公司效益。另一方面是优化城市人们出行,在规划设计过程中实现人们出行、交通布局和城市主体运行的统一,进而实现社会效益。
1.2 设计原则
在规划设计大城市公交线路时,需要考虑的因素较多,再加上城市公交线路网整体构成复杂,因此要保证线路规划设计达到最优效果具有一定难度。尽管如此,在进行公交线路规划设计时,仍要遵循以下原则以保证公交线路开创目的。①线路规划设计要尽可能与城市居民流动走向相统一。②线路规划设计要主要考虑沿线居民日常出行需求,如上班、上学等,同时兼顾其它。③进行新开线路规划设计时尽量避免调整原有公交线路,避免发生串联影响。④线路设计应尽量让公交线路网络上的点、线分局均匀,防止空白区出现。⑤注重与其它公交线路的衔接。
2 公交线路规划设计方法
在进行公交线路规划时除从公交系统收益目标之外还需要考虑社会整体效益目标。公交线路规划设计合理一方面能减少城市拥堵,另一方面也有利于降低乘客出行疲劳,促进社会财富创造。这一目标可以反映出乘客对出行直达率的需求,由此进行公交线路设计规划时,目标函数如下:
其中,Vij表示ij的乘客数;Tij表示ij的出行耗时;n表示交通小区数量。基于此公交线路规划设计方法如下:
2.1 公交换乘枢纽选址
公交换乘枢纽是紧密联系城市各区域的重要一环,同时也是决定乘客出行方便与否的关键因素。具体选址方法如下:①按区域将城市划分,划分手段主要依据城区联系度。②在每个划分区域边界选择一些可以当作换乘枢纽的地点,将这些地点设为Φf1,看成可行性地址集。③分配公交OD量。这一环节中的分配工作主要作用在不同区域内的小区之间,可以采用短路径分配法来进行分配。同时在分配过程中,划出各区域边界上人数流动大地址集,将其设为Φf2。④令Φ=Φf1 Φf2,则Φ就是设计中公交换乘枢纽所选定可以用来建址的集合。⑤将上述OD分布量应用到其它枢纽上,尽量选择离建址地区近的地段。例如:两个区域间中有换乘枢纽γ,两个小区A和B分别在这两个区域内,则AB间的公交OD量就转到了A与γ和B与γ之间。
2.2 公交路线规划
城市公交路线构成公交线网,目前对城市公交线网的规划主要采用逐条布线和全网最优两种方法,这两种规划方法其目的都在于保证公交客流量最大,缩短乘客出行时间,主要体现在直达乘客量最多。其中,逐条布线法是根据一些指标在多个可供选择的规划线路中逐条选择出最适合的线路的一种方法,采用这种方法进行线路设计并在此基础之上将多条路线进行叠加,最终构成公交线网是一种简单、可行的线路规划方式。实际规划过程中,我们可以以此为基础,寻找一种全新的优化方法。
在确定好公交换乘枢纽之后,大量乘客会在这些换乘枢纽集中,这使得城市中区域内部换乘失色不少。基于此,在进行公交线路规划的目标应定在让整体公交线路网效率最高,即直达乘客总数最多。受线长约束,公交线路运行效率可以说在意义上同直达乘客数所表达的是相统一的,具体目标表达式为:
其中,当S代表直达乘客总数,则Si代表线路i上所运载的直达人数。当S代表线路网总效率,则Si代表线路i的效率,此时则有公式:
其中,m表示i线路站点数,Li代表线路长,ODi[j][k]则代表j、k两个站点间直达公交载运数。
3 BRT线路规划设计
3.1 基本原则
BRT线路即快速公交线路,它的建设同城市发展关系密切,因为城市繁荣会促进城市人口出行,这在很大程度上推进了城市BRT路线建设。在城市中规划BRT线路需遵循以下几点:①整体性原则。在进行BRT线路规划设计时,要明确BRT线路同专属车辆、车道间的关系,它们是共同有机体下的多个密切联系的环节,因此在进行规划设计时,除了应用规划理论、方法外还应考虑这些因素。②协调合理原则。这一点主要是指规划设计BRT路线时需要考虑它同常规公交线路间的联系性,在考虑线路独立的同时还应在大范围内考虑到乘客换乘等其它因素。③可持续性原则。规划设计BRT线路需要注意环境保护,重视可持续发展尽量避开生态区,同时降低线路给居民带来的干扰。
3.2 规划设计流程
进行BRT线路规划设计时首先需要掌握其理论基础及遵循的基本原则,在此基础之上对城市中现有的BRT路线规划设计进行分析和学习,从中则优戏曲。通常情况下对BRT交通走廊的规划使用四阶段法,将它同土地利用规划及城市交通布局结合,则形成一种基于原有道路条件之上的线路规划,具体流程见图1:
3.3 BRT线路规划设计方法
BRT线路规划是一项比较复杂工作,涉及到许多方面的优化和组合,具有非线性。此外,由于线路设计同乘客数量间是一种制衡关系,当新的交通路线投入运行后,自然便会有部分乘客使用这条交通线路,而这种客流变化又会对公交线路产生影响,面对这种情况,可以采用划模型来进行BRT线路规划设计。
规划设计BRT线路的出发点是在运营单位获利的基础之上保证出行者方便,从而优化城市交通系统。因此规划设计要在尽量降低乘客花费、公交公司成本的同时尽最大可能增加客流,从而增加收益。
其中乘客花费主要包括两点:车费及出行时间,乘客会根据车票价格及出行时间来选择自己的出行方式。此外,公交公司获益量同客流量关系程正相关。依据上述这些,我们便可以得出一个双层规划模型。其中上层规划函数与实际相结合,一方面能减少乘客出行费用,一方面还能降低营运成本,使公交系统获益。
4 结束语
综上所述,人口增长及城市化进程加快带动着城市交通事业的发展,为了方便百姓,促进交通建设在城市发展中产生进步影响,我们需要做好城市公交路线的规划设计工作,从多方因素进行考虑,采用多种技术手段和方法,以保证公交线路的建设工作能让人民、交通运营者及整个城市从中获益。
参考文献
美国:交通管理智能化
美国从20世纪20年代步入汽车社会,是全世界最早装上车轮的国家。在应对汽车问题方面,美国积累了相当丰富的经验。
1.建立全国性的交通运输信息网络。美国构建了一个全国性的、整体化的交通运输信息网络,收集有交通基础设施的现行自然状态、设计、施工、使用与维护档案,环境状况,有关的天气条件及预测等信息。此网络对于广大出行者而言十分方便、省时、经济。出行过程中交通方式的转换、绕行和换乘引起的时间改变,不同地区之间的服务标准问题等,都可得到合理的解决。其他信息服务还包括“在线地图”,行驶向导、公路沿线可变信息标牌和信息亭,行程中的出行住宿预订服务、出行计划安排和行程中的实时出行计划改变等。对于货运交通而言,信息服务有助于无论是通过单一运输方式还是在多种运输方式之间的高效与通畅。
2.开发先进的车辆防撞技术。美国着力在新一代车载电子装置、车辆自动驾驶设备、驾驶员驾驶能力和精神状态自动检测仪表方面等加大研制与开发使用。所有这些设备将与安装在沿线交通设施上的其他装置协同工作,以确保车辆的性能和驾驶员的驾驶能力维持在最佳状态。在驾驶资格自动检测方面,车载装置将不容许无驾照者,身体与精神状态不佳者进入车辆启动程序。同时,车载装置将实时检测驾车者是否处于警觉状态,实时检测其驾驶行为是否正常和负责任。
3.开发交通事故自动检测通报和应变技术。如事故自动定位信息系统能通过911无线电话和其他通讯设施传送信息;交通事故应变路线规划软件能够用来搜寻最适宜的救援中心并为其救护人员赶赴现场规划最佳路线;路线引导软件也能有效地引导救护车辆快速地到达事故现场,其功能包括最佳路线识别,优先调用平交通信号等;在救护现场,声像通讯设施能将抢救实况直接转送到医疗中心,以便医疗中心的手术人员在伤员到达之前作好抢救手术的准备工作。
4.持续研发先进的交通管理技术。先进的交通管理技术具备“智能”自适应地管理各种地面交通的能力,能实时地监视、探测区域通流运行状况。快速地收集各种交通流运行数据,及时地分析交通流运行特征,从而预测交通流的变化。并制定最佳应变措施和方案。这方面的研究将包括正在开发之中的“车辆――道路自动化协作系统”和“设施――车辆运输自动化系统”。
日本:公共交通最便捷
1.重视立法。1965年汽车大规模进入家庭,日本开始逐步进入到汽车社会。因此,业内专家也将1965年定义为日本汽车社会元年。日本进入汽车社会后,面临诸多挑战,为了应对这些挑战,政府采取多种措施以缓解这些问题。
(1)能源方面。日本为解决汽车使用燃料汽油、轻油与石油液化气之间税负不公的问题,分别在1966年、1968年和1971年开征了石油液化气税、汽车购置税和汽车重量税。
(2)噪声方面。日本对汽车噪声控制较早,1951年就制定了《道路车辆法》。那时对车辆等速行驶噪声和排气噪声就作了规定,笼统规定在85dB(A)以下。1967年颁布了《公害对策基本法》,把噪声正式列为公害,后来根据该法制定了《噪声控制法》。自1970年开始限制车辆的加速行驶噪声,在《机动车辆安全标准》中按车辆类型规定了限值。1976年又提出了加速噪声的目标限值。
(3)尾气排放控制方面。日本1963年对汽车排放物危害开始调查; 1970年开始汽油无铅化;1986年对柴油轿车限值加严控制,对在用车指定定期车检法规,每6个月检查一次,规定5年旧车更新;1993年,电动汽车、甲醇汽车和燃气汽车等低公害车进入实用阶段。日本汽车排放法规限值有最高值和平均值两种,每一辆车的排放量不得超过最高值,而一个季度测得的各辆车的平均值不得超过法规规定的平均值限值。日本排放法规是强制执行的,对新开发车型以型式认证方式进行控制。日本还建立了汽车排气污染物控制装置的型式认定制度,这在别的国家是没有的。
(4)报废汽车回收拆解方面。日本于2004年正式付诸实施的《汽车循环法案》对汽车制造商、进口商以及车主的义务作出明确规定:汽车制造商有将占车量20%的粉碎性垃圾、车载空调使用的有害氟类物质,以及含有起爆剂的气囊等回收处理的义务;车主则应为此支付2万日元的回收费。目前,日本的汽车回收利用率已达到75%―80%,其中20%―30%的零部件被再利用,50%―55%作为原材料进人再循环。
(5)交通安全方面。日本于1956年在总理府设置交通事故对策本部,1961年改称交通对策本部,由内阁长官出任主席,各市、镇、村设立相应的组织。1970年制定颁布了《交通安全对策基本法》等交通法规。并多次修改《道路交通法》。例如原先的交通法规规定驾驶员开车途中使用手机或游戏机的行为只有在导致了交通事故之后才会得到处罚。而现在,交通部门只要一发现驾驶员开车时手里拿着手机通话或收发E-mail,或者玩游戏机,就可以将其列为处罚对象。罚款金额等级――摩托车、普通轿车和大型车辆分别为5000日元、6000日元和7000日元。另外,要扣除1分的积分。若在规定的时间内没有交付罚款,要追究刑事责任。
2.建有高度发达、便捷高效的公共交通网络体系。日本城市轨道交通系统非常发达,在东京,居民一般步行10分钟至15分钟就可以到达最近的车站。日本轨道交通车辆充足。为了保证乘客的需要,东京的地铁、有轨电车在白天一般5分钟左右一趟,高峰时则每隔两分半钟就发一趟车。
在东京,有超过90%的人选择乘坐轨道交通工具上下班,选择私家车的只有6%。这不仅缓解了交通拥堵问题,对保护环境也发挥了明显的作用。除地铁之外,日本的高架轻轨列车也很方便。这种“空中列车”与地铁一样,也是间隔2~3分钟1趟,与地铁相互呼应,相得益彰。
3.采用智能交通系统。
(1)汽车导航系统(VICS)。这个系统在日本应用最早也最为广泛。它建立在1995年,在东京的主要快速干道开始采用。它通过无线电波与车辆的接收装置连接,并用图像的形式指导驾驶人员选择适合的交通路线。
(2)电子收费系统(ETC)。为了减少车辆在快速路收费口的滞留时间,日本采用全自动电子收费系统。
(3)辅助驾驶(ASV)。它是在汽车上安装高智能的电子设备,以辅助驾驶人员。如感应到与前车和后车的最小距离,并提出建议。如前方遇见施工情况则提出警告,避免发生交通事故。
(4)公交优先系统(PTPS)。在许多道路上为了保证公共交通的优先权。许多的信号装置会根据公交车的到来而改变信号。
4.改变城市空间结构。早期的东京主要的经济点集中在银座一带,形成了以银座为中心的商业区。随着社会的发展,单中心的弊端日益暴露出来,城市中心开发过于集中,大量人流拥入城市中心,造成城市中心交通拥堵。后期随着人们认识的逐步深入,变单中心为多中心。现在的东京逐渐形成了以新宿、上野、涉谷、池袋等多个商业中心,减少了原有中心的压力,居民出行也随之改变。
5.建设立体停车场。在日本城市中心往往存在很多收费的立体停车场以减少占道停车。同时为了鼓励人们乘坐公共交通工具,在公交沿线均存在这种停车场。在城市中心的停车场往往收费很高,但是在远离城市中心的地铁站或其他的公共交通站点存在着许多免费停车场,以方便人们停车,并鼓励人们换乘公共交通工具。
6.提高私有车使用成本。在日本,公寓社区停车费通常在1500元人民币左右;东京市区停车费更高,通常半小时300日元;商业区如银座周边每15分钟300日元,一天停下来将是一笔昂贵的支出。并且市区停车场不多,有钱也没地方停。公司一般也不为职员提供停车场,公共停车场则收费昂贵,政府采取措施鼓励“停车、换乘”的交通方式。在市中心区的路口和公共交通换乘枢纽或城市边缘修建大型停车场,收费低廉甚至有的不收费,鼓励“停车、换乘”进入市区。由于私有汽车使用成本高,而公共交通又比较便捷,城市中车的使用频率就下降了。
7.交通法规全民教育。日本少年儿童从小接受交通安全教育,因此养成了一个良好的遵守交通规则、维护交通秩序习惯。日本各种民间组织,如全日本交通安全协会和日本自动车联盟等8家协会分别对不同的人(包括老人和儿童)进行全面的交通安全教育。教育的手段多种多样,有讲座、交流、同车驾乘、观察他人的驾驶行为、通过模拟驾驶仪体验危险以及变通危险预知训练等。教育的内容也很丰富,有交通法规、交通事故处理、保险知识、车辆的构造与维护、ITS知识及个人的生理特征等。
德国:绿色交通的领先者
从上个世纪90年代开始,德国人的生活理念逐渐发生了变化,人们追求的是健康长寿,而汽车污染空气已成为共识,小汽车身上的光环因此缩小了许多。人们对汽车社会重新审视,重作思考。
1.建立一体化绿色交通系统。德国是绿色交通的领先者,“轨道交通――自行车――步行”一体化绿色交通系统已经取代过去由汽车主导的出行交通,减少和降低了汽车交通带来的负面影响。
(1)解决“汽车可达”城市交通规划的遗留问题。20世纪50、60年代在市中心建设的城市高架立交桥、宽阔机动车干道和十字路口对城市历史文化建筑、景观环境和步行者造成巨大的影响,成为城市生态化、人性化发展的障碍。为此,德国各城市已经着手制定新的规划以减少、消除这些障碍。此外,德国城市还把市中心的马路重新修窄,故意使其弯弯曲曲、高低不平,特别在校园门前。窄道、弯道,目的只有一个:不欢迎汽车进城,进了城也休想开快车。
(2)鼓励使用自行车。据统计,目前德国八千多万人口中,骑自行车的人口约有6600万,平均每年共骑280亿公里以上。德国城市基本都有自行车专用车道。专用车道设在人行道与机动车道之间,用一种明显区别于机动车道与人行道的颜色加以划分和区别,如德国南部的慕尼黑市区已有700多公里自行车道,22000个自行车停车站,据德国交通部门统计,每年自行车与机动车之间的肇事率为零。
(3)建立城市交通联盟。城市交通联盟将不同公共交通运输方式联合到一起,为乘客提供一票在手,即能乘坐各种公共交通工具的服务。建立和发展城市公共交通联盟的根本目的是通过更具吸引力的服务提高火车、公交车、轮船相对于小汽车的市场份额,引导大众对公共交通的使用。加盟的交通公司把这一指导思想和目标融入每天的业务中,让乘客感受到内行的、友好的服务。
2.控制私人机动车的数量。
(1)对机动车征收高额税率。德国对私人汽车拥有者征收高额税率,1999年起开始实施生态税改革, 2003年再次提高了汽车燃油税,同时根据机动车发动机排气量每年征收机动车的检测费,向汽车拥有者征收道路建设、养护、管理等费用。高额税收政策促使国内部分低收入的汽车使用者开始乘坐公共汽车,或者转向非机动交通方式,对环境保护起到了良好的调控作用。
(2)收取高额停车费。为了控制城市中心区的交通流量,减少交通拥堵,政府实行计时收取高额停车费,对违章停车、不交费停车和超时停车行为进行严惩的措施,并限制城市中心区停车泊位供给,这些措施增加了自驾车成本,有效控制了本地区的汽车交通量。
3.控制汽车废气排放。德国政府积极改造机动车的燃料推动系统,开发引进先进的技术以降低机动车的动力燃料使用量和污染物排放量。在控制汽车废气排放的同时,积极发展智能化交通。在市区使用电子引导系统,在重点街道安装电视监控系统,在主要交通干线设置传感线圈和摄像机来检测交通数据,识别将要形成的交通拥挤,尽可能减少交通堵塞和机动车辆空驶,从而降低大气污染物的排放量。
4.加强城市交通管理。
(1)始终把安全放在首位。德国重视从娃娃抓交通安全意识,德国人在小学就安排有专门的交通法规和交通安全知识课程,比如经常为小学生放录像,向他们讲授如何安全地过马路,要求他们骑自行车带头盔等。德国驾驶证的含金量世界闻名,他们认为驾驶员所从事的是一种较危险,技术要求较高的职业,如果轻松取得驾驶资格,就等于埋下事故隐患。基于这种认识,在德国考取驾照是非常困难的,据称首次考试通过率不超过50%。
(2)规划合理的停车场。德国最主要的停车地并非停车场或停车楼,而是马路两旁,除了一些流量大、路面狭窄的交通要道外,绝大部分马路两边都可停车。以柏林为例,为充分、有效地利用道路现有空间,交通管理部门按交通流量大小分时间、地段规划了各种形式不一的停车带,还建有白天收费、夜晚免费和全天免费停车场。科学的管理是解决停车难的另一个重要途径。德国城市的所有路段,都有醒目的交通标志牌标明是否允许停车、是否收费、收费时间等。
5.人性化的交通观念。德国司机充分尊重行人的路权,驾校的教科书上规定:当发现人行道上的行人有要横过马路的意识时,汽车必须减速示意,只要行人刚要迈向斑马线,汽车必须在斑马线以外停下来,以免使行人心理上产生不安全感。另外还规定,为了不影响行人和驾车者的视线,在斑马线之前5m以内严禁停放车辆,否则将被拖走,车主要为之付出高昂的拖车费。
韩国:普及尾号限行
韩国汽车社会元年是1989年。但随着汽车保有量的逐年增加,汽车带来了诸多问题。为了抑制轿车的使用,增大公共交通需求,韩国政府推出了公共交通服务多样化及高级化的管理政策,如公共汽车专用车道制、城市堵塞通行费、轿车分号限行等政策;在公共交通高档化方面采取了高档公共汽车、交通卡制、公共交通信息化等措施。
1.运用车牌限制通行。1995年2月3日至5月30日,汉城市对私人小汽车实施管制,以车牌号码尾数0-9与日期尾数0-9为根据,实施同号车辆不准通行的规定。从1998年开始,韩国各城市自觉实施车牌限制通行的措施。
2.建设中央式公交专用道。首尔市实践证明,公交专用道系统是一种时间更可靠、运营更安全、速度更快的巴士运营方式,能有效提升公交乘客率。三个客运通道实施中央专用道后的公交车速和人次的前后数据比较见表1。
3.公共交通信息化。
(1)公交收费和结算系统。政府以该系统为平台,贯彻多项公交优惠政策和措施,如统一公交和地铁按距离收费和免费换乘及多样化票制的收费管理;规范地面公交企业运营收支两条线管理,增强地面公交企业运营营收、政府实施成本补贴和考核奖励的公开化和透明化。
(2)公交管理系统(BMS)和公交信息系统(BIS)。BMS由车载采集终端、数据处理和调度、信息三个部分组成,主要实现公共汽车运行数据采集、营运调度和市民出行服务功能。BMS采集的公交信息,经过加工处理,上传至城市交通管理中心(TOPIS),为城市应急救灾服务;下传至企业智能化调度管理平台,向市民出行交通信息服务。
(3)交通综合管理和信息服务系统(TOPIS)。TOPIS实际是一套集成各交通子系统,整合各种交通信息的政府交通综合管理系统。该系统由市交通部门建设与运营。整个建设费时3年分3个阶段完成: 2005年完成道路交通和公交系统信息的集成; 2006年扩充到轨道交通系统; 2007年接入交通信号灯系统。
新加坡:买车严格受限
在解决汽车社会所带来的城市交通问题方面,新加坡是做得比较好的。这里既没有地铁里的拥挤不堪,也没有普遍的堵车现象。据国际交通联合会公布的数据,新加坡市区车流的平均速度为每小时24.8公里,高于纽约、伦敦、东京和香港等城市。
1.拥车证制度(COE)。新加坡的拥车证制度始于1990年。这项制度规定只有具有拥车证的人才有资格购买汽车。从车辆注册之日起,拥车证的有效期为10年。拥车证期满后,可支付一定费用使之重新生效10年,否则车辆将被注销。而拥车证的数量由政府控制。交通部门根据每年淘汰车辆的数量和道路建设情况,确定每年新发放的拥车证数量。
2.区域通行证制度。区域通行证制度用来限制早晨高峰期进入中央商务区CBD的车流量。想在早晨限制时段内进入CBD的汽车车主需事先购买一张不干胶标签贴在汽车的挡风玻璃上。通行证可以按月购买也可按天购买。根据车辆种类的不同,通行证采用不同的形状,并且每月更换一次色码,一方面是为了防止伪造,另一方面也便于执法人员进行识别。
3.电子道路收费系统。随着电子技术的发展,新加坡人开发了电子道路收费系统,于1998年投入使用。它是一个小型的无线电信息系统,有几个部分构成:一是电子收费闸门;二是带现金卡的车载单元;三是中央控制系统。收费闸门安装在收费道路的入口处,当装有车载单元的车辆经过电子闸门时,其现金卡上的金额会被自动扣除。
4.停车换乘制度。新加坡在CBD限制区的周边建立了13个停车场,车主只要交付一个很低的固定费用就可以将车停在那里,然后乘坐通往CBD的公交车进入限制区。但后来由于周边所建停车场利用率太低,往返于CBD的公交车后来也在周边区域运行。此外,地铁和轻轨沿线上修建了停车场,车主们可将私家车停在停车场,然后换乘地铁或轻轨去上班。