實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽就ㄐ心芰ρ芯?/h1>
2016-04-21 06:35劉昱崗范天文周本鈺
公路工程 2016年1期 關(guān)鍵詞：公交站
劉昱崗， 范天文， 張 擎， 周本鈺
(西南交通大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院， 四川 成都 610031)
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實(shí)時(shí)定點(diǎn)停靠公交站通行能力研究
劉昱崗， 范天文， 張擎， 周本鈺
(西南交通大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院， 四川 成都610031)
[摘要]按照?？拷M織方式的不同，將現(xiàn)有多泊位公交站劃分為：獨(dú)立停車(chē)位定點(diǎn)?？抗徽?、順序進(jìn)出站依次?？抗徽疽约敖徊孢M(jìn)出站自由?？抗徽?。以上述3種公交站各自停靠特征的對(duì)比分析為基礎(chǔ)，以改善公交站內(nèi)交通組織秩序、減少車(chē)輛站內(nèi)延誤、提高公交站通行能力為目標(biāo)，提出以站臺(tái)實(shí)時(shí)智能引導(dǎo)、乘客實(shí)時(shí)定點(diǎn)排隊(duì)與車(chē)輛實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？繛楹诵牡膶?shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽尽Ｍㄟ^(guò)分析實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)車(chē)輛?？刻卣?，定義了平均泊位延誤，進(jìn)而給出了系統(tǒng)下車(chē)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)概率分布的模型以及不同隊(duì)長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的車(chē)隊(duì)延誤計(jì)算方法，最后提出實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下多泊位公交站通行能力計(jì)算方法：車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法。文章的最后利用成都常規(guī)公交站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，標(biāo)定了實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下多泊位公交站通行能力計(jì)算模型中的參數(shù)，分析了實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)在提升多泊位公交站通行能力上的效果。
[關(guān)鍵詞]智能公交； 公交站； 實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？?； 通行能力
1概述
公交站是公交運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，也是影響公交線路通行能力的決定性因素之一。城市大型公交站往往含有多條公交線路，站內(nèi)停車(chē)泊位較多，客流和車(chē)流組織相對(duì)復(fù)雜且高峰時(shí)段表現(xiàn)尤為突出。城市大型多泊位公交站普遍存在站內(nèi)交通組織無(wú)序、客流車(chē)流相互干擾的混亂狀態(tài)，致使公交車(chē)的?？垦诱`延長(zhǎng)，繼而嚴(yán)重影響公交站的通行能力，大大降低公交的服務(wù)水平，最終影響公交的吸引力，阻礙城市公共交通的發(fā)展。
國(guó)內(nèi)外學(xué)者專家多通過(guò)分析站點(diǎn)位置[1]、站臺(tái)形式、站臺(tái)長(zhǎng)度、泊位數(shù)、泊位間距[2]及線路容量對(duì)公交站通行能力的影響機(jī)理，提出提升公交站點(diǎn)通行能力的方法與措施，但對(duì)公交站內(nèi)交通組織方式及其對(duì)公交站同行能力影響的定性分析相對(duì)欠缺。
為了在規(guī)范公交站內(nèi)秩序、增強(qiáng)公交站內(nèi)交通安全的同時(shí)增加公交站通行能力，本文以GIS、GTP、GPRS、RFID技術(shù)、計(jì)算機(jī)、通信、傳感、視頻監(jiān)控即語(yǔ)音播報(bào)技術(shù)為前提[3]，以自動(dòng)控制理論、交通工程學(xué)、運(yùn)籌學(xué)及系統(tǒng)工程學(xué)等為指導(dǎo)，以改善公交站內(nèi)交通秩序、提高公交站通行能力為目標(biāo)，提出了以車(chē)輛實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？?、站臺(tái)實(shí)時(shí)智能引導(dǎo)、乘客實(shí)時(shí)定點(diǎn)排隊(duì)為核心的多泊位公交站實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)。文章詳細(xì)地闡述了多泊位公交站實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)的目標(biāo)、軟硬件構(gòu)成以及功能實(shí)現(xiàn)流程，并給出了系統(tǒng)作用下公交站理論通行能力的計(jì)算方法，為公交站智能交通組織提供新思路。
2公交站實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？拷M織方式
2.1現(xiàn)行?？糠绞?/p>
對(duì)于多泊位公交站，現(xiàn)行車(chē)輛停靠方式主要有3種：獨(dú)立停車(chē)位定點(diǎn)?？俊㈨樞蜻M(jìn)出站依次?？考翱山徊孢M(jìn)出站自由停靠[4]。3種停靠方式運(yùn)行特征及對(duì)通行能力的影響對(duì)比分析如下。
① 獨(dú)立停車(chē)位定點(diǎn)?？俊９徽緝?nèi)每個(gè)泊位與線路一一對(duì)應(yīng)，各線路車(chē)輛擁有不受其他線路車(chē)輛影響的進(jìn)出站空間，此類公交站可以設(shè)計(jì)成鋸齒形。定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)車(chē)輛進(jìn)出比較順暢，出站時(shí)不會(huì)受到前車(chē)阻擋，但車(chē)站站臺(tái)長(zhǎng)且占地很大，一般不在中途站使用。獨(dú)立停車(chē)位定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)，車(chē)輛進(jìn)站與乘客排隊(duì)上下車(chē)迅速有序，但由于線路與泊位一一對(duì)應(yīng)，公交站內(nèi)有限的泊位不能高效的利用，對(duì)于多線路公交站而言，需要與線路數(shù)相等的泊位數(shù)及尺寸相當(dāng)?shù)拇笮凸徽九_(tái)，否則這種?？糠绞綍?huì)將公交站線路容納能力限制得很低。
② 順序進(jìn)出站依次?？?。順序進(jìn)出站依次?？恳蠊卉?chē)輛按照“先來(lái)先進(jìn)站，后到后進(jìn)站”的原則次第?？?，在公交站功能區(qū)內(nèi)后到車(chē)輛不得超越前方車(chē)輛。北京市曾于2004年在多數(shù)公交車(chē)站執(zhí)行這種?？拷M織方式[5]。順序進(jìn)出站依次?？抗徽緝?nèi)，乘客只能簡(jiǎn)單預(yù)判目標(biāo)公交車(chē)輛的?？课恢茫翌A(yù)判的準(zhǔn)確率受乘客經(jīng)驗(yàn)及站內(nèi)動(dòng)態(tài)乘車(chē)信息的完整度與準(zhǔn)確性的影響較大，所以目標(biāo)車(chē)輛相同的乘客分布較定點(diǎn)?？糠稚?，存在乘客在公交站內(nèi)追趕公交車(chē)輛的可能性，存在客流與車(chē)流交匯的情況，公交車(chē)站內(nèi)?？垦诱`增加；同時(shí)由于公交車(chē)輛進(jìn)站順序是隨機(jī)波動(dòng)的，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)公交車(chē)進(jìn)站順序的調(diào)控，個(gè)別?？繒r(shí)間較長(zhǎng)的車(chē)輛會(huì)嚴(yán)重增加后方車(chē)輛的延誤。
③ 交叉進(jìn)出站自由停靠。交叉進(jìn)出站自由?？渴侵覆煌€路的公交車(chē)輛隨機(jī)到達(dá)，各個(gè)線路的車(chē)輛沒(méi)有固定的停車(chē)區(qū)(位)，駛?cè)胝緝?nèi)的車(chē)輛根據(jù)站內(nèi)客流車(chē)流現(xiàn)狀實(shí)時(shí)選擇停車(chē)泊位的一種公交?？糠绞?。交織進(jìn)出站自由?？慷嘣诟蹫呈焦徽緝?nèi)實(shí)現(xiàn)，但目前多數(shù)港灣式車(chē)站仍采取的是依次?？糠绞健Ｗ杂赏？糠绞较鹿卉?chē)可以選擇任何一個(gè)空置泊位?？?，使得公交站全部泊位均可以有效利用，但在高峰時(shí)間車(chē)站內(nèi)客流車(chē)流出現(xiàn)交織，容易造成車(chē)站秩序混亂，存在較大安全隱患，同時(shí)車(chē)輛的交織進(jìn)出站也會(huì)使得車(chē)輛站內(nèi)延誤增加。
2.2實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？?jī)?nèi)涵
① 實(shí)時(shí)定點(diǎn)停靠公交站。智能公交調(diào)度中心通過(guò)公交車(chē)輛、車(chē)站以及乘客信息的實(shí)時(shí)采集、處理及發(fā)布，為準(zhǔn)備進(jìn)站的公交車(chē)輛實(shí)時(shí)地分配臨時(shí)停車(chē)泊位，同時(shí)對(duì)公交站內(nèi)車(chē)輛?？颗c乘客排隊(duì)進(jìn)行實(shí)時(shí)引導(dǎo)。在此基礎(chǔ)上，公交站內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)公交車(chē)輛的實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？恳约俺丝偷膶?shí)時(shí)定點(diǎn)排隊(duì)，此時(shí)公交站稱為實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽綶6]。
② 車(chē)輛排隊(duì)系統(tǒng)。車(chē)輛排隊(duì)系統(tǒng)由所有下一目標(biāo)?？空鞠嗤墓卉?chē)輛構(gòu)成。車(chē)輛排隊(duì)系統(tǒng)具有如下主要特征：車(chē)輛排隊(duì)系統(tǒng)是針對(duì)每一個(gè)公交站而言，車(chē)輛駛過(guò)公交站第一泊位(距離出站口最近的泊位)，即認(rèn)為該車(chē)已經(jīng)離開(kāi)了車(chē)輛排隊(duì)系統(tǒng)并進(jìn)入了下一個(gè)公交站車(chē)輛排隊(duì)系統(tǒng)，車(chē)輛排隊(duì)系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性。
③ 公交車(chē)隊(duì)。依據(jù)某一刻公交車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)計(jì)會(huì)同時(shí)?？炕蚴桥抨?duì)等待進(jìn)站停靠在同一公交站的所有公交車(chē)輛稱之為一個(gè)公交車(chē)隊(duì)。車(chē)輛開(kāi)始減速并準(zhǔn)備停靠在站內(nèi)最前方的空置泊位或開(kāi)始減速并準(zhǔn)備站外排隊(duì)時(shí)，認(rèn)為公交車(chē)進(jìn)入了公交車(chē)站。判定公交車(chē)輛是否進(jìn)入公交車(chē)站的必要條件不是車(chē)輛進(jìn)入了公交車(chē)站物理范圍，而是公交車(chē)開(kāi)始減速?？炕蚺抨?duì)。舉例說(shuō)明：公交車(chē)駛?cè)霑何赐＼?chē)的大型多泊位公交站時(shí)，車(chē)輛會(huì)?？吭诠徽镜谝徊次?距離出站口最近的泊位)，這種情況下，該車(chē)輛不是一進(jìn)公交站物理范圍就開(kāi)始減速準(zhǔn)備?？?，而是靠近第一泊位時(shí)才開(kāi)始減速準(zhǔn)備?？?，后者對(duì)應(yīng)的才是公交車(chē)開(kāi)始進(jìn)入公交車(chē)站的時(shí)間。公交車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度是指車(chē)隊(duì)內(nèi)公交車(chē)輛數(shù)；公交車(chē)隊(duì)內(nèi)車(chē)隊(duì)頭車(chē)是指公交車(chē)隊(duì)中行駛在最前方的車(chē)輛；車(chē)隊(duì)尾車(chē)是指公交車(chē)隊(duì)中行駛在最后方的車(chē)輛。
2.3實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？刻卣?/p>
多泊位實(shí)時(shí)定點(diǎn)停靠公交站內(nèi)，對(duì)于其中的單個(gè)公交泊位而言，公交車(chē)的?？窟^(guò)程與現(xiàn)行其他?？糠绞降南嗤?，也分為五個(gè)部分：減速進(jìn)站—打開(kāi)車(chē)門(mén)—乘客上下車(chē)—關(guān)閉車(chē)門(mén)——加速離站[7]，但實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)公交車(chē)輛的?？烤哂袇^(qū)別現(xiàn)行?？拷M織方式的特征：
① 車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度不超過(guò)泊位數(shù)。
公交站實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)中，調(diào)度中心通過(guò)對(duì)路段上的公交車(chē)隊(duì)發(fā)布加減速行駛指令，使得到站公交車(chē)隊(duì)的長(zhǎng)度始終不超過(guò)車(chē)站泊位數(shù)或者滿足一定服務(wù)水平的數(shù)值(本文對(duì)后者暫不做研究)，所以車(chē)站內(nèi)停靠的車(chē)輛數(shù)始終不超過(guò)泊位數(shù)。
② 車(chē)隊(duì)內(nèi)頭車(chē)停在第一個(gè)泊位上。
車(chē)輛進(jìn)入公交站后，公交車(chē)隊(duì)的頭車(chē)(車(chē)隊(duì)內(nèi)的第一輛車(chē))使用第一個(gè)泊位(最靠近出站口的停車(chē)泊位)，車(chē)隊(duì)內(nèi)其他車(chē)輛按照進(jìn)站順序依次使用后面的泊位。
③ 各個(gè)泊位上車(chē)輛啟平均制動(dòng)時(shí)間相同。
公交站實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)中調(diào)度中心通過(guò)加減速行駛指令調(diào)控車(chē)隊(duì)內(nèi)車(chē)輛進(jìn)站順序，使得車(chē)隊(duì)內(nèi)車(chē)輛自發(fā)保持先進(jìn)先出的順序進(jìn)出站，車(chē)站內(nèi)車(chē)隊(duì)前后車(chē)輛的?？炕ゲ挥绊?，加之車(chē)站內(nèi)乘客排隊(duì)秩序良好，車(chē)輛進(jìn)出站不受乘客影響，車(chē)輛的啟制動(dòng)時(shí)間只由車(chē)輛行駛速度與車(chē)輛性能決定。綜合考慮實(shí)際情況和研究需要，認(rèn)為車(chē)隊(duì)內(nèi)車(chē)輛性能相同且在靠近公交站時(shí)行駛速度一致，故可以認(rèn)為實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)所有泊位上公交車(chē)平均啟制動(dòng)時(shí)間相同。
④ 車(chē)隊(duì)自發(fā)先進(jìn)先出公交站。
公交站實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)中調(diào)度中心通過(guò)對(duì)路段上的公交車(chē)輛發(fā)布加減速行駛指令，使得公交車(chē)輛到達(dá)公交站后自發(fā)保持先進(jìn)先出的順序進(jìn)出公交站，即車(chē)隊(duì)內(nèi)后車(chē)完成上下客時(shí)，前車(chē)已經(jīng)開(kāi)始加速離站。
⑤ 公交站內(nèi)車(chē)輛不可交織進(jìn)出站。
多泊位公交站內(nèi)車(chē)輛可以按照先進(jìn)先出順序直線式進(jìn)出公交站，也可以超越前方停車(chē)交織進(jìn)出公交站。理想狀況下，可交織進(jìn)出站的港灣式公交站內(nèi)所有泊位數(shù)均可以連續(xù)使用，公交站的有效泊位數(shù)即物理泊位數(shù)。但是實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)交織進(jìn)出站式公交站通行能力并不理想，原因是車(chē)輛交織會(huì)增加單個(gè)泊位上公交車(chē)輛的站內(nèi)延誤，同時(shí)車(chē)輛交織也會(huì)增加交通安全隱患，此外交織進(jìn)出站需要較大的交織區(qū)域，對(duì)站臺(tái)尺寸與站臺(tái)形式(港灣式公交站更適合交織進(jìn)出站)要求較高?？紤]上述因素，系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)車(chē)輛不可交織進(jìn)出站，只能按照先進(jìn)先出的方式直線式順序進(jìn)出站。
⑥ 車(chē)隊(duì)尾車(chē)開(kāi)始減速停靠或是等待進(jìn)站時(shí)，該車(chē)隊(duì)的頭車(chē)一定沒(méi)有啟動(dòng)。
車(chē)隊(duì)尾車(chē)準(zhǔn)備開(kāi)始減速準(zhǔn)備進(jìn)站?？炕蛘就馀抨?duì)時(shí)，該車(chē)隊(duì)的頭車(chē)一定沒(méi)有啟動(dòng)。如果某個(gè)車(chē)輛進(jìn)入公交站時(shí)，站內(nèi)車(chē)隊(duì)的頭車(chē)已經(jīng)啟動(dòng)(即已經(jīng)離開(kāi)第一泊位)，則兩個(gè)車(chē)一定不屬于同一個(gè)車(chē)隊(duì)。
⑦ 前方車(chē)隊(duì)尾車(chē)駛過(guò)第一泊位后，后方車(chē)隊(duì)頭車(chē)才開(kāi)始可減速?？俊?/p>
車(chē)隊(duì)頭車(chē)減速進(jìn)入第一泊位時(shí)認(rèn)為車(chē)隊(duì)開(kāi)始進(jìn)入公交站，車(chē)隊(duì)的尾車(chē)通過(guò)第一泊位即認(rèn)為車(chē)隊(duì)通過(guò)了公交站。公交站實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)路段車(chē)輛發(fā)布加減速行駛指令，調(diào)節(jié)車(chē)頭時(shí)距，使得前方車(chē)隊(duì)的尾車(chē)啟動(dòng)后后方車(chē)隊(duì)的頭車(chē)才會(huì)開(kāi)始減速駛?cè)牍徽?第一泊位)，繼而達(dá)到后方車(chē)隊(duì)到達(dá)時(shí)前方車(chē)隊(duì)已經(jīng)駛離公交站的誘導(dǎo)效果。由于每一個(gè)車(chē)隊(duì)的頭車(chē)均要求?？吭谲?chē)站第一泊位上，系統(tǒng)要求后方車(chē)隊(duì)的頭車(chē)在前方的尾車(chē)駛過(guò)第一泊位后方可減速進(jìn)入公交站第一泊位。
3實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽就ㄐ心芰τ?jì)算方法
平均泊位延誤是指多泊位公交站內(nèi)每個(gè)泊位上公交車(chē)輛?？慨a(chǎn)生的平均延誤。實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)同一個(gè)車(chē)隊(duì)各車(chē)的?？炕ゲ挥绊懀窜?chē)隊(duì)內(nèi)各車(chē)的泊位延誤互不相關(guān)。
3.1平均泊位延誤計(jì)算方法
實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)，平均泊位延誤記為T(mén)B，其計(jì)算方法如下：
TB=tJ+tC+tKG+θS·tS·mS+θX·tX·mX
(1)
式(1)中：tJ為公交車(chē)減速進(jìn)站時(shí)間，s；tC為公交車(chē)加速出站時(shí)間，s；tKG為公交車(chē)開(kāi)關(guān)門(mén)時(shí)間，s；θS為乘客上車(chē)時(shí)間大于下車(chē)時(shí)間的?？看螖?shù)占比；θX為乘客上車(chē)時(shí)間不大于下車(chē)時(shí)間的?？看螖?shù)占比；mS為乘客上車(chē)時(shí)間大于下車(chē)時(shí)間的所有停靠中平均上車(chē)乘客數(shù)；mX為乘客上車(chē)時(shí)間不大于下車(chē)時(shí)間的所有停靠中平均下車(chē)乘客數(shù)；tS為上車(chē)時(shí)間大于下車(chē)時(shí)間的所有停靠中人均上車(chē)時(shí)間，s；tX為上車(chē)時(shí)間不大于下車(chē)時(shí)間的所有停靠中人均下車(chē)時(shí)間，s。
3.2車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度概率分布
公交站實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下，公交站車(chē)隊(duì)到達(dá)與車(chē)隊(duì)延誤有如下特征：公交站的車(chē)輛到達(dá)近似符合泊松分布；當(dāng)同時(shí)到達(dá)公交站的公交車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度不大于公交站物理泊位數(shù)時(shí)，車(chē)隊(duì)內(nèi)車(chē)輛的在站服務(wù)時(shí)間相互獨(dú)立，且服從負(fù)指數(shù)分布。由上述特征可知，實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下公交站車(chē)輛排隊(duì)模型區(qū)別于現(xiàn)有的全部排隊(duì)模型，故無(wú)法直接利用已有的排隊(duì)模型計(jì)算此公交站排隊(duì)系統(tǒng)的相關(guān)指標(biāo)參數(shù)；通過(guò)對(duì)比現(xiàn)有排隊(duì)論模型發(fā)現(xiàn)，實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下公交站車(chē)輛排隊(duì)系統(tǒng)與M/M/n等待制排隊(duì)系統(tǒng)的車(chē)輛到達(dá)與系統(tǒng)服務(wù)存在較多相似處。本文將參照M/M/n等待制排隊(duì)中顧客數(shù)概率分布模型，利用類比分析的形式建立實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下公交站內(nèi)車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度的概率分布模型。
對(duì)于服務(wù)強(qiáng)度為ρ的M/M/n等待制排隊(duì)系統(tǒng)，令系統(tǒng)內(nèi)顧客數(shù)m的概率為Pm，%，顧客數(shù)m的概率分布模型[8]如下：
(2)
實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下，公交站附近“行駛在路段上的排隊(duì)車(chē)輛”被重新組合成無(wú)需停車(chē)等待的新的公交車(chē)隊(duì)，使得公交車(chē)隊(duì)的長(zhǎng)度始終不超過(guò)泊位數(shù)，可以認(rèn)為車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度超過(guò)泊位數(shù)(m>n)的概率被轉(zhuǎn)化為了長(zhǎng)度不超過(guò)公交站泊位數(shù)(1≤m≤n)的概率，且轉(zhuǎn)移到各長(zhǎng)度(m=1，2，…，n)上的概率的比重與各個(gè)車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度(m=1，2，…，n)初始概率所占比重一致，故只需對(duì)車(chē)輛數(shù)不超過(guò)公交站物理泊位數(shù)(m=1，2，…，n)所對(duì)應(yīng)的概率進(jìn)行歸一化處理即可得到實(shí)時(shí)定點(diǎn)停靠公交站內(nèi)車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度的概率分布：
(3)
式(3)中：Pm為實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度為m時(shí)的概率；ρ為公交站服務(wù)強(qiáng)度，即平均泊位延誤與車(chē)輛平均到達(dá)時(shí)間的比值(對(duì)于多服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)，ρ大于1時(shí)系統(tǒng)也可以保持平衡)。
3.3定長(zhǎng)車(chē)隊(duì)的平均延誤
車(chē)隊(duì)延誤是指車(chē)隊(duì)頭車(chē)減速進(jìn)入第一泊位開(kāi)始至車(chē)隊(duì)尾車(chē)駛過(guò)第一泊位所消耗的時(shí)間。車(chē)隊(duì)車(chē)輛數(shù)不同，車(chē)隊(duì)延誤相差很大；車(chē)輛數(shù)相同時(shí)，不同時(shí)刻的等長(zhǎng)車(chē)隊(duì)的車(chē)隊(duì)延誤也會(huì)有差別。對(duì)于車(chē)輛數(shù)一定的公交車(chē)隊(duì)，其公交站內(nèi)的車(chē)隊(duì)延誤也會(huì)隨著車(chē)隊(duì)內(nèi)車(chē)輛的相對(duì)時(shí)間間隔不同而不同。
(4)
(5)
(6)
式(6)中：TB為平均泊位延誤，s；m為車(chē)隊(duì)內(nèi)車(chē)輛數(shù)，m=1，2，…，n其中n為公交站物理泊位數(shù)；t為公交站內(nèi)最小車(chē)頭時(shí)距，s。
3.4通行能力計(jì)算模型
公交站通行能力指一定道路交通條件下，道路上某個(gè)公交站單位時(shí)間內(nèi)所能服務(wù)的最多的車(chē)輛數(shù)。通行能力是一個(gè)反映公交站所能提供的公交?？磕芰Υ笮〉闹笜?biāo)，是公交設(shè)施提供公交服務(wù)的供應(yīng)量[10]。
理論上，當(dāng)車(chē)隊(duì)連續(xù)通過(guò)時(shí)公交站可以通過(guò)的車(chē)隊(duì)數(shù)最多，通過(guò)的車(chē)輛數(shù)也最多。將單位時(shí)間內(nèi)公交站能通過(guò)的最大車(chē)隊(duì)數(shù)所包含的車(chē)輛數(shù)稱為實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽镜耐ㄐ心芰Α閰^(qū)別已有通行能力計(jì)算方法，將上述通行能力計(jì)算方法稱為車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法。
車(chē)隊(duì)連續(xù)通過(guò)實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽緯r(shí)，車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度m=0的概率轉(zhuǎn)移為車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度等于m=1，2，…，n的概率，此時(shí)車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度的概率分布如下：
(7)
實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下，實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽纠碚撏ㄐ心芰?chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法計(jì)算模型如下：
(8)
4案例分析
4.1目標(biāo)公交站數(shù)據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)
① 車(chē)輛?？繑?shù)據(jù)。
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，西南交大站的公交客流具有較為明顯的潮汐現(xiàn)象：上午08：20-08：50由北至南方向(進(jìn)城方向)形成上班客流高峰，下午17：45-18：15由南至北方向(出城方向)形成下班客流高峰。故研究分別針對(duì)早晚上下班高峰進(jìn)行了公交數(shù)據(jù)視頻采集，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析后得到車(chē)輛停靠相關(guān)指標(biāo)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 西南交大站高峰時(shí)段車(chē)輛?？繑?shù)據(jù)(均值)Table1 ThedataofbusesonSouthwestJiaotongUniversityStationatpeaktimes(Means)高峰時(shí)段減速進(jìn)站時(shí)間無(wú)干擾減速進(jìn)站時(shí)間開(kāi)關(guān)門(mén)時(shí)間上下客時(shí)間加速出站時(shí)間無(wú)干擾加速出站時(shí)間二次停車(chē)率/%早高峰6.64.53.4295.24.325晚高峰5.74.73154.64.214
表1中無(wú)干擾減速進(jìn)站時(shí)間是指車(chē)輛減速進(jìn)站時(shí)不受站內(nèi)乘客影響順利進(jìn)站時(shí)對(duì)應(yīng)的減速進(jìn)站的統(tǒng)計(jì)均值，無(wú)干擾加速出站時(shí)間是指車(chē)輛加速出站時(shí)不受站內(nèi)乘客影響順利出站時(shí)對(duì)應(yīng)的加速出站的統(tǒng)計(jì)均值；表中上下客時(shí)間是從車(chē)輛第一次開(kāi)門(mén)開(kāi)始至車(chē)輛啟動(dòng)準(zhǔn)備加速出站為止，包含車(chē)輛站內(nèi)等待出站時(shí)間。
② 乘客上下車(chē)數(shù)據(jù)。
早高峰時(shí)段，西南交大站內(nèi)客流量很大，乘客最多時(shí)達(dá)到120人，站內(nèi)多為上車(chē)乘客；晚高峰時(shí)段，西南交大站客流量較早高峰小，站內(nèi)下車(chē)乘客較上車(chē)乘客較多，上車(chē)乘客以西南交通大學(xué)附屬中學(xué)學(xué)生為主。
實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下，公交站內(nèi)乘客連續(xù)排隊(duì)上下車(chē)，為標(biāo)定實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下系統(tǒng)下公交站內(nèi)乘客上下車(chē)時(shí)間，研究選目標(biāo)公交站乘客連續(xù)上下車(chē)片段，統(tǒng)計(jì)所有連續(xù)上下車(chē)片段中乘客的人均上下車(chē)時(shí)間，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 西南交大站高峰時(shí)段連續(xù)上下車(chē)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表(均值)Table2 ThedataofpassengerswhogetingonoroffbusesonSouthwestJiaotongUniversityStationatpeaktimes(Means)高峰時(shí)段下客時(shí)間長(zhǎng)時(shí)上客時(shí)間長(zhǎng)時(shí)占比/%下車(chē)人數(shù)連續(xù)下車(chē)人均用時(shí)占比/%上車(chē)人數(shù)連續(xù)上車(chē)人均用時(shí)早高峰113.81.2899.11.8晚高峰545.71.1464.11.6
4.2公交站理論通行能力計(jì)算
4.2.1現(xiàn)狀排隊(duì)組織下理論通行能力
目標(biāo)公交站現(xiàn)狀排隊(duì)組織下的理論通行能力可用王煒、過(guò)秀成提出公交站通行能力計(jì)算方法[11](后文稱之為有效泊位數(shù)法)計(jì)算，有效泊位數(shù)法計(jì)算公式如下：
(9)
式(9)中：C為公交站的通行能力，輛/h；Ne為公交站的有效泊位數(shù)，依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[12]，雙泊位公交站取1.75；Cb為單個(gè)泊位的通行能力，輛/h；T為公交車(chē)?？窟^(guò)程的總時(shí)間，s；t1為公交車(chē)減速進(jìn)站時(shí)間，s；t2為公交車(chē)開(kāi)關(guān)門(mén)時(shí)間，s；t3為乘客上下車(chē)占用時(shí)間，s，含車(chē)輛站內(nèi)等待出站的時(shí)間；t4為公交車(chē)加速離開(kāi)車(chē)站的時(shí)間，s。
結(jié)合西南交大站的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算得現(xiàn)狀排隊(duì)組織下西南交大站早晚高峰時(shí)段的理論通行能力：
143輛/h
223輛/h
4.2.2實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下理論通行能力
依據(jù)公式(1)，結(jié)合表1與表2數(shù)據(jù)可以算得實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下西南交大站早、晚高峰時(shí)平均泊位延誤如下：
89%×9.1×1.8=27.3 s，
46%×4.1×1.6=17.8 s。
① 有效泊位數(shù)法。
根據(jù)公式(9)，實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下，利用現(xiàn)有的有效泊位數(shù)法計(jì)算西南交大站早晚高峰通行能力，計(jì)算結(jié)果如下：
② 車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法。
西南交大站共有兩個(gè)泊位，站內(nèi)含有8條線路，此8條線路早、晚高峰的平均發(fā)車(chē)頻率分別為3 min/班和4 min/班，所以早晚高峰時(shí)公交站的車(chē)輛平均到站間隔為22.5 s和30 s。根據(jù)公式(3)給出的公交站服務(wù)強(qiáng)度ρ的定義可算得實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下西南交大站早、晚高峰得服務(wù)強(qiáng)度分別為：
根據(jù)公式(8)，結(jié)合表1與表2數(shù)據(jù)可以算得實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下西南交大站早、晚高峰理論通行能力的車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法計(jì)算值。
實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下西南交大站早高峰理論通行能力：
實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下西南交大站晚高峰理論通行能力：
4.3理論通行能力對(duì)比分析
論文分別計(jì)算了目標(biāo)站點(diǎn)現(xiàn)狀排隊(duì)組織下的理論通行能力(有效泊位數(shù)法)與即時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下的理論通行能力(有效泊位數(shù)法和車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法)，計(jì)算結(jié)果匯總見(jiàn)表3。
表3 目標(biāo)公交站理論通行能力對(duì)比表Table3 Thecontrasttableoftheoreticalcapacityofthetargetedbusstation(輛·h-1)高峰時(shí)段現(xiàn)狀排隊(duì)組織下即時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下有效泊位數(shù)法有效泊位數(shù)法車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法早高峰143231165晚高峰223354320
由表3可以發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：
① 均利用有效泊位數(shù)法計(jì)算時(shí)，實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下公交站理論通行能力明顯大于現(xiàn)狀排隊(duì)組織方式下公交站理論通行能力，說(shuō)明實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)對(duì)增加公交站通行能力效果明顯；
② 對(duì)于實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下公交站的理論通行能力，車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法計(jì)算值小于有效泊位數(shù)法計(jì)算值。這是因?yàn)橛行Р次环ê雎粤塑?chē)輛排隊(duì)對(duì)公交站通行能力的影響，計(jì)算值未考慮車(chē)輛在排隊(duì)系統(tǒng)中的服務(wù)水平；而車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法計(jì)算值是在保證車(chē)輛排隊(duì)不超過(guò)泊位數(shù)的前提下計(jì)算得來(lái)，同時(shí)也考慮了車(chē)隊(duì)數(shù)小于泊位數(shù)的情況，所以對(duì)于實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽径?，車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法計(jì)算出的理論通行能力更加接近于實(shí)際通行能力。
5結(jié)論
文章對(duì)比分析了多泊位公交站車(chē)輛?？拷M織方式各自的特征，明確了實(shí)時(shí)定點(diǎn)停靠的內(nèi)涵與交通組織特征；通過(guò)分析實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)車(chē)輛?？刻卣?，定義了平均泊位延誤，進(jìn)而給出了實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下公交車(chē)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)的概率分布以及不同隊(duì)長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的車(chē)隊(duì)延誤計(jì)算方法，進(jìn)而提出了實(shí)時(shí)定點(diǎn)停靠公交站通行能力計(jì)算方法-車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法；最后利用成都常規(guī)公交站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，標(biāo)定通行能力計(jì)算模型中的參數(shù)，對(duì)比了目標(biāo)公交站在現(xiàn)狀排隊(duì)組織下的理論通行能力與實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下的理論通行能力，檢驗(yàn)了實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)在提升多泊位公交站通行能力上的效果。
需要指出的是，本文為明確重點(diǎn)，只研究了特定交通條件下的公交站理論通行能力，忽略了路段交通環(huán)境對(duì)站點(diǎn)通行能力影響的分析，值得進(jìn)一步展開(kāi)；本文以高度智能化的公交調(diào)度為前提，給出了車(chē)隊(duì)連續(xù)到達(dá)且車(chē)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)保持不超過(guò)泊位數(shù)時(shí)的公交站理論通行能力計(jì)算公式。實(shí)際中，公交智能調(diào)度方式或控制程度不同，車(chē)輛的到達(dá)都會(huì)有差異。車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度可以超過(guò)泊位數(shù)時(shí)的實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽就ㄐ心芰τ?jì)算方法可作為進(jìn)一步研究的方向；實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)路段行駛車(chē)輛的智能調(diào)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)公交車(chē)隊(duì)進(jìn)站順序的控制，在增加公交站通行能力的同時(shí)，也影響了公交車(chē)路段通行能力，對(duì)這一影響的定性分析將有利于綜合評(píng)價(jià)實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)對(duì)公交通行能力的總體提升效果；在特定的公交線路上，在道路條件允許且公交調(diào)度智能化程度足夠時(shí)可以考慮通過(guò)對(duì)路段與站臺(tái)上公交車(chē)輛的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)該線路上的公交綠波，使得該線路的所有車(chē)輛在運(yùn)行的全過(guò)程中不受其他公交車(chē)輛的干擾。公交車(chē)在路段與車(chē)站內(nèi)的協(xié)調(diào)調(diào)度將極大增強(qiáng)公交線路通行能力，提升公交服務(wù)水平，值得深入研究。
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Study on Capacity of Real-time-pointing-parking Bus Stop
LIU Yugang， FAN Tianwen， ZHANG Qing， ZHOU Benyu
(School of Transportation and Logistics， Southwest Jiaotong University， Chengdu， Sichuan 610031， China)
[Abstract]Based on the analysis of vehicles stop process in multi-berth bus station，this paper analyzed the advantages and disadvantages of the three kinds of docking mode；and then brought forward a real-time-pointing-parking for the multi-berth bus station，which aims at improving the traffic organization，reducing vehicle delay and increasing the bus capacity in the station.The system consists of platform-real-time-intelligent-guiding，bus-real-time-pointing-parking and passenger-real-time-pointing-queuing.After analyzing bus dwelling feature in the real-time-pointing-parking bus station，the paper explained the definition of the average berth delay，and then gives the probability distribution model to the length of bus team calculation method of the long delay and the corresponding delay of each kind of bus team with different length.Finally the paper brought forward calculation method for the station capacity under the system above：the team-through method.At the end of the paper，the writer collected data of Chengdu bus station，and then calibrated the parameters in the capacity model and analyzed the effect of the real-time-queue-guiding system on improving multi-berth bus station capacity.
[Key words]intelligent transit； bus stop； real-time-pointing-parking； capacity
[中圖分類號(hào)]U 491.1+14
[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A
[文章編號(hào)]1674-0610(2016)01-0176-07
[作者簡(jiǎn)介]劉昱崗(1978-)，男，湖南株洲人，博士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，主要從事交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理研究及教學(xué)工作。
[基金項(xiàng)目]四川省軟科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目(2012ZR0021)
[收稿日期]2014-08-01
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——沒(méi)有車(chē)的公交站
劉昱崗， 范天文， 張 擎， 周本鈺
(西南交通大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院， 四川 成都 610031)
?
實(shí)時(shí)定點(diǎn)停靠公交站通行能力研究
劉昱崗， 范天文， 張擎， 周本鈺
(西南交通大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院， 四川 成都610031)
[摘要]按照?？拷M織方式的不同，將現(xiàn)有多泊位公交站劃分為：獨(dú)立停車(chē)位定點(diǎn)?？抗徽?、順序進(jìn)出站依次?？抗徽疽约敖徊孢M(jìn)出站自由?？抗徽?。以上述3種公交站各自停靠特征的對(duì)比分析為基礎(chǔ)，以改善公交站內(nèi)交通組織秩序、減少車(chē)輛站內(nèi)延誤、提高公交站通行能力為目標(biāo)，提出以站臺(tái)實(shí)時(shí)智能引導(dǎo)、乘客實(shí)時(shí)定點(diǎn)排隊(duì)與車(chē)輛實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？繛楹诵牡膶?shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽尽Ｍㄟ^(guò)分析實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)車(chē)輛?？刻卣?，定義了平均泊位延誤，進(jìn)而給出了系統(tǒng)下車(chē)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)概率分布的模型以及不同隊(duì)長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的車(chē)隊(duì)延誤計(jì)算方法，最后提出實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下多泊位公交站通行能力計(jì)算方法：車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法。文章的最后利用成都常規(guī)公交站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，標(biāo)定了實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下多泊位公交站通行能力計(jì)算模型中的參數(shù)，分析了實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)在提升多泊位公交站通行能力上的效果。
[關(guān)鍵詞]智能公交； 公交站； 實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？?； 通行能力
1概述
公交站是公交運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，也是影響公交線路通行能力的決定性因素之一。城市大型公交站往往含有多條公交線路，站內(nèi)停車(chē)泊位較多，客流和車(chē)流組織相對(duì)復(fù)雜且高峰時(shí)段表現(xiàn)尤為突出。城市大型多泊位公交站普遍存在站內(nèi)交通組織無(wú)序、客流車(chē)流相互干擾的混亂狀態(tài)，致使公交車(chē)的?？垦诱`延長(zhǎng)，繼而嚴(yán)重影響公交站的通行能力，大大降低公交的服務(wù)水平，最終影響公交的吸引力，阻礙城市公共交通的發(fā)展。
國(guó)內(nèi)外學(xué)者專家多通過(guò)分析站點(diǎn)位置[1]、站臺(tái)形式、站臺(tái)長(zhǎng)度、泊位數(shù)、泊位間距[2]及線路容量對(duì)公交站通行能力的影響機(jī)理，提出提升公交站點(diǎn)通行能力的方法與措施，但對(duì)公交站內(nèi)交通組織方式及其對(duì)公交站同行能力影響的定性分析相對(duì)欠缺。
為了在規(guī)范公交站內(nèi)秩序、增強(qiáng)公交站內(nèi)交通安全的同時(shí)增加公交站通行能力，本文以GIS、GTP、GPRS、RFID技術(shù)、計(jì)算機(jī)、通信、傳感、視頻監(jiān)控即語(yǔ)音播報(bào)技術(shù)為前提[3]，以自動(dòng)控制理論、交通工程學(xué)、運(yùn)籌學(xué)及系統(tǒng)工程學(xué)等為指導(dǎo)，以改善公交站內(nèi)交通秩序、提高公交站通行能力為目標(biāo)，提出了以車(chē)輛實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？?、站臺(tái)實(shí)時(shí)智能引導(dǎo)、乘客實(shí)時(shí)定點(diǎn)排隊(duì)為核心的多泊位公交站實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)。文章詳細(xì)地闡述了多泊位公交站實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)的目標(biāo)、軟硬件構(gòu)成以及功能實(shí)現(xiàn)流程，并給出了系統(tǒng)作用下公交站理論通行能力的計(jì)算方法，為公交站智能交通組織提供新思路。
2公交站實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？拷M織方式
2.1現(xiàn)行?？糠绞?/p>
對(duì)于多泊位公交站，現(xiàn)行車(chē)輛停靠方式主要有3種：獨(dú)立停車(chē)位定點(diǎn)?？俊㈨樞蜻M(jìn)出站依次?？考翱山徊孢M(jìn)出站自由停靠[4]。3種停靠方式運(yùn)行特征及對(duì)通行能力的影響對(duì)比分析如下。
① 獨(dú)立停車(chē)位定點(diǎn)?？俊９徽緝?nèi)每個(gè)泊位與線路一一對(duì)應(yīng)，各線路車(chē)輛擁有不受其他線路車(chē)輛影響的進(jìn)出站空間，此類公交站可以設(shè)計(jì)成鋸齒形。定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)車(chē)輛進(jìn)出比較順暢，出站時(shí)不會(huì)受到前車(chē)阻擋，但車(chē)站站臺(tái)長(zhǎng)且占地很大，一般不在中途站使用。獨(dú)立停車(chē)位定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)，車(chē)輛進(jìn)站與乘客排隊(duì)上下車(chē)迅速有序，但由于線路與泊位一一對(duì)應(yīng)，公交站內(nèi)有限的泊位不能高效的利用，對(duì)于多線路公交站而言，需要與線路數(shù)相等的泊位數(shù)及尺寸相當(dāng)?shù)拇笮凸徽九_(tái)，否則這種?？糠绞綍?huì)將公交站線路容納能力限制得很低。
② 順序進(jìn)出站依次?？?。順序進(jìn)出站依次?？恳蠊卉?chē)輛按照“先來(lái)先進(jìn)站，后到后進(jìn)站”的原則次第?？?，在公交站功能區(qū)內(nèi)后到車(chē)輛不得超越前方車(chē)輛。北京市曾于2004年在多數(shù)公交車(chē)站執(zhí)行這種?？拷M織方式[5]。順序進(jìn)出站依次?？抗徽緝?nèi)，乘客只能簡(jiǎn)單預(yù)判目標(biāo)公交車(chē)輛的?？课恢茫翌A(yù)判的準(zhǔn)確率受乘客經(jīng)驗(yàn)及站內(nèi)動(dòng)態(tài)乘車(chē)信息的完整度與準(zhǔn)確性的影響較大，所以目標(biāo)車(chē)輛相同的乘客分布較定點(diǎn)?？糠稚?，存在乘客在公交站內(nèi)追趕公交車(chē)輛的可能性，存在客流與車(chē)流交匯的情況，公交車(chē)站內(nèi)?？垦诱`增加；同時(shí)由于公交車(chē)輛進(jìn)站順序是隨機(jī)波動(dòng)的，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)公交車(chē)進(jìn)站順序的調(diào)控，個(gè)別?？繒r(shí)間較長(zhǎng)的車(chē)輛會(huì)嚴(yán)重增加后方車(chē)輛的延誤。
③ 交叉進(jìn)出站自由停靠。交叉進(jìn)出站自由?？渴侵覆煌€路的公交車(chē)輛隨機(jī)到達(dá)，各個(gè)線路的車(chē)輛沒(méi)有固定的停車(chē)區(qū)(位)，駛?cè)胝緝?nèi)的車(chē)輛根據(jù)站內(nèi)客流車(chē)流現(xiàn)狀實(shí)時(shí)選擇停車(chē)泊位的一種公交?？糠绞?。交織進(jìn)出站自由?？慷嘣诟蹫呈焦徽緝?nèi)實(shí)現(xiàn)，但目前多數(shù)港灣式車(chē)站仍采取的是依次?？糠绞健Ｗ杂赏？糠绞较鹿卉?chē)可以選擇任何一個(gè)空置泊位?？?，使得公交站全部泊位均可以有效利用，但在高峰時(shí)間車(chē)站內(nèi)客流車(chē)流出現(xiàn)交織，容易造成車(chē)站秩序混亂，存在較大安全隱患，同時(shí)車(chē)輛的交織進(jìn)出站也會(huì)使得車(chē)輛站內(nèi)延誤增加。
2.2實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？?jī)?nèi)涵
① 實(shí)時(shí)定點(diǎn)停靠公交站。智能公交調(diào)度中心通過(guò)公交車(chē)輛、車(chē)站以及乘客信息的實(shí)時(shí)采集、處理及發(fā)布，為準(zhǔn)備進(jìn)站的公交車(chē)輛實(shí)時(shí)地分配臨時(shí)停車(chē)泊位，同時(shí)對(duì)公交站內(nèi)車(chē)輛?？颗c乘客排隊(duì)進(jìn)行實(shí)時(shí)引導(dǎo)。在此基礎(chǔ)上，公交站內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)公交車(chē)輛的實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？恳约俺丝偷膶?shí)時(shí)定點(diǎn)排隊(duì)，此時(shí)公交站稱為實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽綶6]。
② 車(chē)輛排隊(duì)系統(tǒng)。車(chē)輛排隊(duì)系統(tǒng)由所有下一目標(biāo)?？空鞠嗤墓卉?chē)輛構(gòu)成。車(chē)輛排隊(duì)系統(tǒng)具有如下主要特征：車(chē)輛排隊(duì)系統(tǒng)是針對(duì)每一個(gè)公交站而言，車(chē)輛駛過(guò)公交站第一泊位(距離出站口最近的泊位)，即認(rèn)為該車(chē)已經(jīng)離開(kāi)了車(chē)輛排隊(duì)系統(tǒng)并進(jìn)入了下一個(gè)公交站車(chē)輛排隊(duì)系統(tǒng)，車(chē)輛排隊(duì)系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性。
③ 公交車(chē)隊(duì)。依據(jù)某一刻公交車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)計(jì)會(huì)同時(shí)?？炕蚴桥抨?duì)等待進(jìn)站停靠在同一公交站的所有公交車(chē)輛稱之為一個(gè)公交車(chē)隊(duì)。車(chē)輛開(kāi)始減速并準(zhǔn)備停靠在站內(nèi)最前方的空置泊位或開(kāi)始減速并準(zhǔn)備站外排隊(duì)時(shí)，認(rèn)為公交車(chē)進(jìn)入了公交車(chē)站。判定公交車(chē)輛是否進(jìn)入公交車(chē)站的必要條件不是車(chē)輛進(jìn)入了公交車(chē)站物理范圍，而是公交車(chē)開(kāi)始減速?？炕蚺抨?duì)。舉例說(shuō)明：公交車(chē)駛?cè)霑何赐＼?chē)的大型多泊位公交站時(shí)，車(chē)輛會(huì)?？吭诠徽镜谝徊次?距離出站口最近的泊位)，這種情況下，該車(chē)輛不是一進(jìn)公交站物理范圍就開(kāi)始減速準(zhǔn)備?？?，而是靠近第一泊位時(shí)才開(kāi)始減速準(zhǔn)備?？?，后者對(duì)應(yīng)的才是公交車(chē)開(kāi)始進(jìn)入公交車(chē)站的時(shí)間。公交車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度是指車(chē)隊(duì)內(nèi)公交車(chē)輛數(shù)；公交車(chē)隊(duì)內(nèi)車(chē)隊(duì)頭車(chē)是指公交車(chē)隊(duì)中行駛在最前方的車(chē)輛；車(chē)隊(duì)尾車(chē)是指公交車(chē)隊(duì)中行駛在最后方的車(chē)輛。
2.3實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？刻卣?/p>
多泊位實(shí)時(shí)定點(diǎn)停靠公交站內(nèi)，對(duì)于其中的單個(gè)公交泊位而言，公交車(chē)的?？窟^(guò)程與現(xiàn)行其他?？糠绞降南嗤?，也分為五個(gè)部分：減速進(jìn)站—打開(kāi)車(chē)門(mén)—乘客上下車(chē)—關(guān)閉車(chē)門(mén)——加速離站[7]，但實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)公交車(chē)輛的?？烤哂袇^(qū)別現(xiàn)行?？拷M織方式的特征：
① 車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度不超過(guò)泊位數(shù)。
公交站實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)中，調(diào)度中心通過(guò)對(duì)路段上的公交車(chē)隊(duì)發(fā)布加減速行駛指令，使得到站公交車(chē)隊(duì)的長(zhǎng)度始終不超過(guò)車(chē)站泊位數(shù)或者滿足一定服務(wù)水平的數(shù)值(本文對(duì)后者暫不做研究)，所以車(chē)站內(nèi)停靠的車(chē)輛數(shù)始終不超過(guò)泊位數(shù)。
② 車(chē)隊(duì)內(nèi)頭車(chē)停在第一個(gè)泊位上。
車(chē)輛進(jìn)入公交站后，公交車(chē)隊(duì)的頭車(chē)(車(chē)隊(duì)內(nèi)的第一輛車(chē))使用第一個(gè)泊位(最靠近出站口的停車(chē)泊位)，車(chē)隊(duì)內(nèi)其他車(chē)輛按照進(jìn)站順序依次使用后面的泊位。
③ 各個(gè)泊位上車(chē)輛啟平均制動(dòng)時(shí)間相同。
公交站實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)中調(diào)度中心通過(guò)加減速行駛指令調(diào)控車(chē)隊(duì)內(nèi)車(chē)輛進(jìn)站順序，使得車(chē)隊(duì)內(nèi)車(chē)輛自發(fā)保持先進(jìn)先出的順序進(jìn)出站，車(chē)站內(nèi)車(chē)隊(duì)前后車(chē)輛的?？炕ゲ挥绊?，加之車(chē)站內(nèi)乘客排隊(duì)秩序良好，車(chē)輛進(jìn)出站不受乘客影響，車(chē)輛的啟制動(dòng)時(shí)間只由車(chē)輛行駛速度與車(chē)輛性能決定。綜合考慮實(shí)際情況和研究需要，認(rèn)為車(chē)隊(duì)內(nèi)車(chē)輛性能相同且在靠近公交站時(shí)行駛速度一致，故可以認(rèn)為實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)所有泊位上公交車(chē)平均啟制動(dòng)時(shí)間相同。
④ 車(chē)隊(duì)自發(fā)先進(jìn)先出公交站。
公交站實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)中調(diào)度中心通過(guò)對(duì)路段上的公交車(chē)輛發(fā)布加減速行駛指令，使得公交車(chē)輛到達(dá)公交站后自發(fā)保持先進(jìn)先出的順序進(jìn)出公交站，即車(chē)隊(duì)內(nèi)后車(chē)完成上下客時(shí)，前車(chē)已經(jīng)開(kāi)始加速離站。
⑤ 公交站內(nèi)車(chē)輛不可交織進(jìn)出站。
多泊位公交站內(nèi)車(chē)輛可以按照先進(jìn)先出順序直線式進(jìn)出公交站，也可以超越前方停車(chē)交織進(jìn)出公交站。理想狀況下，可交織進(jìn)出站的港灣式公交站內(nèi)所有泊位數(shù)均可以連續(xù)使用，公交站的有效泊位數(shù)即物理泊位數(shù)。但是實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)交織進(jìn)出站式公交站通行能力并不理想，原因是車(chē)輛交織會(huì)增加單個(gè)泊位上公交車(chē)輛的站內(nèi)延誤，同時(shí)車(chē)輛交織也會(huì)增加交通安全隱患，此外交織進(jìn)出站需要較大的交織區(qū)域，對(duì)站臺(tái)尺寸與站臺(tái)形式(港灣式公交站更適合交織進(jìn)出站)要求較高?？紤]上述因素，系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)車(chē)輛不可交織進(jìn)出站，只能按照先進(jìn)先出的方式直線式順序進(jìn)出站。
⑥ 車(chē)隊(duì)尾車(chē)開(kāi)始減速停靠或是等待進(jìn)站時(shí)，該車(chē)隊(duì)的頭車(chē)一定沒(méi)有啟動(dòng)。
車(chē)隊(duì)尾車(chē)準(zhǔn)備開(kāi)始減速準(zhǔn)備進(jìn)站?？炕蛘就馀抨?duì)時(shí)，該車(chē)隊(duì)的頭車(chē)一定沒(méi)有啟動(dòng)。如果某個(gè)車(chē)輛進(jìn)入公交站時(shí)，站內(nèi)車(chē)隊(duì)的頭車(chē)已經(jīng)啟動(dòng)(即已經(jīng)離開(kāi)第一泊位)，則兩個(gè)車(chē)一定不屬于同一個(gè)車(chē)隊(duì)。
⑦ 前方車(chē)隊(duì)尾車(chē)駛過(guò)第一泊位后，后方車(chē)隊(duì)頭車(chē)才開(kāi)始可減速?？俊?/p>
車(chē)隊(duì)頭車(chē)減速進(jìn)入第一泊位時(shí)認(rèn)為車(chē)隊(duì)開(kāi)始進(jìn)入公交站，車(chē)隊(duì)的尾車(chē)通過(guò)第一泊位即認(rèn)為車(chē)隊(duì)通過(guò)了公交站。公交站實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)路段車(chē)輛發(fā)布加減速行駛指令，調(diào)節(jié)車(chē)頭時(shí)距，使得前方車(chē)隊(duì)的尾車(chē)啟動(dòng)后后方車(chē)隊(duì)的頭車(chē)才會(huì)開(kāi)始減速駛?cè)牍徽?第一泊位)，繼而達(dá)到后方車(chē)隊(duì)到達(dá)時(shí)前方車(chē)隊(duì)已經(jīng)駛離公交站的誘導(dǎo)效果。由于每一個(gè)車(chē)隊(duì)的頭車(chē)均要求?？吭谲?chē)站第一泊位上，系統(tǒng)要求后方車(chē)隊(duì)的頭車(chē)在前方的尾車(chē)駛過(guò)第一泊位后方可減速進(jìn)入公交站第一泊位。
3實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽就ㄐ心芰τ?jì)算方法
平均泊位延誤是指多泊位公交站內(nèi)每個(gè)泊位上公交車(chē)輛?？慨a(chǎn)生的平均延誤。實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)同一個(gè)車(chē)隊(duì)各車(chē)的?？炕ゲ挥绊懀窜?chē)隊(duì)內(nèi)各車(chē)的泊位延誤互不相關(guān)。
3.1平均泊位延誤計(jì)算方法
實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)，平均泊位延誤記為T(mén)B，其計(jì)算方法如下：
TB=tJ+tC+tKG+θS·tS·mS+θX·tX·mX
(1)
式(1)中：tJ為公交車(chē)減速進(jìn)站時(shí)間，s；tC為公交車(chē)加速出站時(shí)間，s；tKG為公交車(chē)開(kāi)關(guān)門(mén)時(shí)間，s；θS為乘客上車(chē)時(shí)間大于下車(chē)時(shí)間的?？看螖?shù)占比；θX為乘客上車(chē)時(shí)間不大于下車(chē)時(shí)間的?？看螖?shù)占比；mS為乘客上車(chē)時(shí)間大于下車(chē)時(shí)間的所有停靠中平均上車(chē)乘客數(shù)；mX為乘客上車(chē)時(shí)間不大于下車(chē)時(shí)間的所有停靠中平均下車(chē)乘客數(shù)；tS為上車(chē)時(shí)間大于下車(chē)時(shí)間的所有停靠中人均上車(chē)時(shí)間，s；tX為上車(chē)時(shí)間不大于下車(chē)時(shí)間的所有停靠中人均下車(chē)時(shí)間，s。
3.2車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度概率分布
公交站實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下，公交站車(chē)隊(duì)到達(dá)與車(chē)隊(duì)延誤有如下特征：公交站的車(chē)輛到達(dá)近似符合泊松分布；當(dāng)同時(shí)到達(dá)公交站的公交車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度不大于公交站物理泊位數(shù)時(shí)，車(chē)隊(duì)內(nèi)車(chē)輛的在站服務(wù)時(shí)間相互獨(dú)立，且服從負(fù)指數(shù)分布。由上述特征可知，實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下公交站車(chē)輛排隊(duì)模型區(qū)別于現(xiàn)有的全部排隊(duì)模型，故無(wú)法直接利用已有的排隊(duì)模型計(jì)算此公交站排隊(duì)系統(tǒng)的相關(guān)指標(biāo)參數(shù)；通過(guò)對(duì)比現(xiàn)有排隊(duì)論模型發(fā)現(xiàn)，實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下公交站車(chē)輛排隊(duì)系統(tǒng)與M/M/n等待制排隊(duì)系統(tǒng)的車(chē)輛到達(dá)與系統(tǒng)服務(wù)存在較多相似處。本文將參照M/M/n等待制排隊(duì)中顧客數(shù)概率分布模型，利用類比分析的形式建立實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下公交站內(nèi)車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度的概率分布模型。
對(duì)于服務(wù)強(qiáng)度為ρ的M/M/n等待制排隊(duì)系統(tǒng)，令系統(tǒng)內(nèi)顧客數(shù)m的概率為Pm，%，顧客數(shù)m的概率分布模型[8]如下：
(2)
實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下，公交站附近“行駛在路段上的排隊(duì)車(chē)輛”被重新組合成無(wú)需停車(chē)等待的新的公交車(chē)隊(duì)，使得公交車(chē)隊(duì)的長(zhǎng)度始終不超過(guò)泊位數(shù)，可以認(rèn)為車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度超過(guò)泊位數(shù)(m>n)的概率被轉(zhuǎn)化為了長(zhǎng)度不超過(guò)公交站泊位數(shù)(1≤m≤n)的概率，且轉(zhuǎn)移到各長(zhǎng)度(m=1，2，…，n)上的概率的比重與各個(gè)車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度(m=1，2，…，n)初始概率所占比重一致，故只需對(duì)車(chē)輛數(shù)不超過(guò)公交站物理泊位數(shù)(m=1，2，…，n)所對(duì)應(yīng)的概率進(jìn)行歸一化處理即可得到實(shí)時(shí)定點(diǎn)停靠公交站內(nèi)車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度的概率分布：
(3)
式(3)中：Pm為實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度為m時(shí)的概率；ρ為公交站服務(wù)強(qiáng)度，即平均泊位延誤與車(chē)輛平均到達(dá)時(shí)間的比值(對(duì)于多服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)，ρ大于1時(shí)系統(tǒng)也可以保持平衡)。
3.3定長(zhǎng)車(chē)隊(duì)的平均延誤
車(chē)隊(duì)延誤是指車(chē)隊(duì)頭車(chē)減速進(jìn)入第一泊位開(kāi)始至車(chē)隊(duì)尾車(chē)駛過(guò)第一泊位所消耗的時(shí)間。車(chē)隊(duì)車(chē)輛數(shù)不同，車(chē)隊(duì)延誤相差很大；車(chē)輛數(shù)相同時(shí)，不同時(shí)刻的等長(zhǎng)車(chē)隊(duì)的車(chē)隊(duì)延誤也會(huì)有差別。對(duì)于車(chē)輛數(shù)一定的公交車(chē)隊(duì)，其公交站內(nèi)的車(chē)隊(duì)延誤也會(huì)隨著車(chē)隊(duì)內(nèi)車(chē)輛的相對(duì)時(shí)間間隔不同而不同。
(4)
(5)
(6)
式(6)中：TB為平均泊位延誤，s；m為車(chē)隊(duì)內(nèi)車(chē)輛數(shù)，m=1，2，…，n其中n為公交站物理泊位數(shù)；t為公交站內(nèi)最小車(chē)頭時(shí)距，s。
3.4通行能力計(jì)算模型
公交站通行能力指一定道路交通條件下，道路上某個(gè)公交站單位時(shí)間內(nèi)所能服務(wù)的最多的車(chē)輛數(shù)。通行能力是一個(gè)反映公交站所能提供的公交?？磕芰Υ笮〉闹笜?biāo)，是公交設(shè)施提供公交服務(wù)的供應(yīng)量[10]。
理論上，當(dāng)車(chē)隊(duì)連續(xù)通過(guò)時(shí)公交站可以通過(guò)的車(chē)隊(duì)數(shù)最多，通過(guò)的車(chē)輛數(shù)也最多。將單位時(shí)間內(nèi)公交站能通過(guò)的最大車(chē)隊(duì)數(shù)所包含的車(chē)輛數(shù)稱為實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽镜耐ㄐ心芰Α閰^(qū)別已有通行能力計(jì)算方法，將上述通行能力計(jì)算方法稱為車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法。
車(chē)隊(duì)連續(xù)通過(guò)實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽緯r(shí)，車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度m=0的概率轉(zhuǎn)移為車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度等于m=1，2，…，n的概率，此時(shí)車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度的概率分布如下：
(7)
實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下，實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽纠碚撏ㄐ心芰?chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法計(jì)算模型如下：
(8)
4案例分析
4.1目標(biāo)公交站數(shù)據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)
① 車(chē)輛?？繑?shù)據(jù)。
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，西南交大站的公交客流具有較為明顯的潮汐現(xiàn)象：上午08：20-08：50由北至南方向(進(jìn)城方向)形成上班客流高峰，下午17：45-18：15由南至北方向(出城方向)形成下班客流高峰。故研究分別針對(duì)早晚上下班高峰進(jìn)行了公交數(shù)據(jù)視頻采集，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析后得到車(chē)輛停靠相關(guān)指標(biāo)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 西南交大站高峰時(shí)段車(chē)輛?？繑?shù)據(jù)(均值)Table1 ThedataofbusesonSouthwestJiaotongUniversityStationatpeaktimes(Means)高峰時(shí)段減速進(jìn)站時(shí)間無(wú)干擾減速進(jìn)站時(shí)間開(kāi)關(guān)門(mén)時(shí)間上下客時(shí)間加速出站時(shí)間無(wú)干擾加速出站時(shí)間二次停車(chē)率/%早高峰6.64.53.4295.24.325晚高峰5.74.73154.64.214
表1中無(wú)干擾減速進(jìn)站時(shí)間是指車(chē)輛減速進(jìn)站時(shí)不受站內(nèi)乘客影響順利進(jìn)站時(shí)對(duì)應(yīng)的減速進(jìn)站的統(tǒng)計(jì)均值，無(wú)干擾加速出站時(shí)間是指車(chē)輛加速出站時(shí)不受站內(nèi)乘客影響順利出站時(shí)對(duì)應(yīng)的加速出站的統(tǒng)計(jì)均值；表中上下客時(shí)間是從車(chē)輛第一次開(kāi)門(mén)開(kāi)始至車(chē)輛啟動(dòng)準(zhǔn)備加速出站為止，包含車(chē)輛站內(nèi)等待出站時(shí)間。
② 乘客上下車(chē)數(shù)據(jù)。
早高峰時(shí)段，西南交大站內(nèi)客流量很大，乘客最多時(shí)達(dá)到120人，站內(nèi)多為上車(chē)乘客；晚高峰時(shí)段，西南交大站客流量較早高峰小，站內(nèi)下車(chē)乘客較上車(chē)乘客較多，上車(chē)乘客以西南交通大學(xué)附屬中學(xué)學(xué)生為主。
實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下，公交站內(nèi)乘客連續(xù)排隊(duì)上下車(chē)，為標(biāo)定實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下系統(tǒng)下公交站內(nèi)乘客上下車(chē)時(shí)間，研究選目標(biāo)公交站乘客連續(xù)上下車(chē)片段，統(tǒng)計(jì)所有連續(xù)上下車(chē)片段中乘客的人均上下車(chē)時(shí)間，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 西南交大站高峰時(shí)段連續(xù)上下車(chē)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表(均值)Table2 ThedataofpassengerswhogetingonoroffbusesonSouthwestJiaotongUniversityStationatpeaktimes(Means)高峰時(shí)段下客時(shí)間長(zhǎng)時(shí)上客時(shí)間長(zhǎng)時(shí)占比/%下車(chē)人數(shù)連續(xù)下車(chē)人均用時(shí)占比/%上車(chē)人數(shù)連續(xù)上車(chē)人均用時(shí)早高峰113.81.2899.11.8晚高峰545.71.1464.11.6
4.2公交站理論通行能力計(jì)算
4.2.1現(xiàn)狀排隊(duì)組織下理論通行能力
目標(biāo)公交站現(xiàn)狀排隊(duì)組織下的理論通行能力可用王煒、過(guò)秀成提出公交站通行能力計(jì)算方法[11](后文稱之為有效泊位數(shù)法)計(jì)算，有效泊位數(shù)法計(jì)算公式如下：
(9)
式(9)中：C為公交站的通行能力，輛/h；Ne為公交站的有效泊位數(shù)，依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[12]，雙泊位公交站取1.75；Cb為單個(gè)泊位的通行能力，輛/h；T為公交車(chē)?？窟^(guò)程的總時(shí)間，s；t1為公交車(chē)減速進(jìn)站時(shí)間，s；t2為公交車(chē)開(kāi)關(guān)門(mén)時(shí)間，s；t3為乘客上下車(chē)占用時(shí)間，s，含車(chē)輛站內(nèi)等待出站的時(shí)間；t4為公交車(chē)加速離開(kāi)車(chē)站的時(shí)間，s。
結(jié)合西南交大站的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算得現(xiàn)狀排隊(duì)組織下西南交大站早晚高峰時(shí)段的理論通行能力：
143輛/h
223輛/h
4.2.2實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下理論通行能力
依據(jù)公式(1)，結(jié)合表1與表2數(shù)據(jù)可以算得實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下西南交大站早、晚高峰時(shí)平均泊位延誤如下：
89%×9.1×1.8=27.3 s，
46%×4.1×1.6=17.8 s。
① 有效泊位數(shù)法。
根據(jù)公式(9)，實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下，利用現(xiàn)有的有效泊位數(shù)法計(jì)算西南交大站早晚高峰通行能力，計(jì)算結(jié)果如下：
② 車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法。
西南交大站共有兩個(gè)泊位，站內(nèi)含有8條線路，此8條線路早、晚高峰的平均發(fā)車(chē)頻率分別為3 min/班和4 min/班，所以早晚高峰時(shí)公交站的車(chē)輛平均到站間隔為22.5 s和30 s。根據(jù)公式(3)給出的公交站服務(wù)強(qiáng)度ρ的定義可算得實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下西南交大站早、晚高峰得服務(wù)強(qiáng)度分別為：
根據(jù)公式(8)，結(jié)合表1與表2數(shù)據(jù)可以算得實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下西南交大站早、晚高峰理論通行能力的車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法計(jì)算值。
實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下西南交大站早高峰理論通行能力：
實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下西南交大站晚高峰理論通行能力：
4.3理論通行能力對(duì)比分析
論文分別計(jì)算了目標(biāo)站點(diǎn)現(xiàn)狀排隊(duì)組織下的理論通行能力(有效泊位數(shù)法)與即時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下的理論通行能力(有效泊位數(shù)法和車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法)，計(jì)算結(jié)果匯總見(jiàn)表3。
表3 目標(biāo)公交站理論通行能力對(duì)比表Table3 Thecontrasttableoftheoreticalcapacityofthetargetedbusstation(輛·h-1)高峰時(shí)段現(xiàn)狀排隊(duì)組織下即時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下有效泊位數(shù)法有效泊位數(shù)法車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法早高峰143231165晚高峰223354320
由表3可以發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：
① 均利用有效泊位數(shù)法計(jì)算時(shí)，實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下公交站理論通行能力明顯大于現(xiàn)狀排隊(duì)組織方式下公交站理論通行能力，說(shuō)明實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)對(duì)增加公交站通行能力效果明顯；
② 對(duì)于實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下公交站的理論通行能力，車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法計(jì)算值小于有效泊位數(shù)法計(jì)算值。這是因?yàn)橛行Р次环ê雎粤塑?chē)輛排隊(duì)對(duì)公交站通行能力的影響，計(jì)算值未考慮車(chē)輛在排隊(duì)系統(tǒng)中的服務(wù)水平；而車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法計(jì)算值是在保證車(chē)輛排隊(duì)不超過(guò)泊位數(shù)的前提下計(jì)算得來(lái)，同時(shí)也考慮了車(chē)隊(duì)數(shù)小于泊位數(shù)的情況，所以對(duì)于實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽径?，車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法計(jì)算出的理論通行能力更加接近于實(shí)際通行能力。
5結(jié)論
文章對(duì)比分析了多泊位公交站車(chē)輛?？拷M織方式各自的特征，明確了實(shí)時(shí)定點(diǎn)停靠的內(nèi)涵與交通組織特征；通過(guò)分析實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽緝?nèi)車(chē)輛?？刻卣?，定義了平均泊位延誤，進(jìn)而給出了實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下公交車(chē)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)的概率分布以及不同隊(duì)長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的車(chē)隊(duì)延誤計(jì)算方法，進(jìn)而提出了實(shí)時(shí)定點(diǎn)停靠公交站通行能力計(jì)算方法-車(chē)隊(duì)通過(guò)數(shù)法；最后利用成都常規(guī)公交站實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，標(biāo)定通行能力計(jì)算模型中的參數(shù)，對(duì)比了目標(biāo)公交站在現(xiàn)狀排隊(duì)組織下的理論通行能力與實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)下的理論通行能力，檢驗(yàn)了實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)在提升多泊位公交站通行能力上的效果。
需要指出的是，本文為明確重點(diǎn)，只研究了特定交通條件下的公交站理論通行能力，忽略了路段交通環(huán)境對(duì)站點(diǎn)通行能力影響的分析，值得進(jìn)一步展開(kāi)；本文以高度智能化的公交調(diào)度為前提，給出了車(chē)隊(duì)連續(xù)到達(dá)且車(chē)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)保持不超過(guò)泊位數(shù)時(shí)的公交站理論通行能力計(jì)算公式。實(shí)際中，公交智能調(diào)度方式或控制程度不同，車(chē)輛的到達(dá)都會(huì)有差異。車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度可以超過(guò)泊位數(shù)時(shí)的實(shí)時(shí)定點(diǎn)?？抗徽就ㄐ心芰τ?jì)算方法可作為進(jìn)一步研究的方向；實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)路段行駛車(chē)輛的智能調(diào)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)公交車(chē)隊(duì)進(jìn)站順序的控制，在增加公交站通行能力的同時(shí)，也影響了公交車(chē)路段通行能力，對(duì)這一影響的定性分析將有利于綜合評(píng)價(jià)實(shí)時(shí)排隊(duì)誘導(dǎo)系統(tǒng)對(duì)公交通行能力的總體提升效果；在特定的公交線路上，在道路條件允許且公交調(diào)度智能化程度足夠時(shí)可以考慮通過(guò)對(duì)路段與站臺(tái)上公交車(chē)輛的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)該線路上的公交綠波，使得該線路的所有車(chē)輛在運(yùn)行的全過(guò)程中不受其他公交車(chē)輛的干擾。公交車(chē)在路段與車(chē)站內(nèi)的協(xié)調(diào)調(diào)度將極大增強(qiáng)公交線路通行能力，提升公交服務(wù)水平，值得深入研究。
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Study on Capacity of Real-time-pointing-parking Bus Stop
LIU Yugang， FAN Tianwen， ZHANG Qing， ZHOU Benyu
(School of Transportation and Logistics， Southwest Jiaotong University， Chengdu， Sichuan 610031， China)
[Abstract]Based on the analysis of vehicles stop process in multi-berth bus station，this paper analyzed the advantages and disadvantages of the three kinds of docking mode；and then brought forward a real-time-pointing-parking for the multi-berth bus station，which aims at improving the traffic organization，reducing vehicle delay and increasing the bus capacity in the station.The system consists of platform-real-time-intelligent-guiding，bus-real-time-pointing-parking and passenger-real-time-pointing-queuing.After analyzing bus dwelling feature in the real-time-pointing-parking bus station，the paper explained the definition of the average berth delay，and then gives the probability distribution model to the length of bus team calculation method of the long delay and the corresponding delay of each kind of bus team with different length.Finally the paper brought forward calculation method for the station capacity under the system above：the team-through method.At the end of the paper，the writer collected data of Chengdu bus station，and then calibrated the parameters in the capacity model and analyzed the effect of the real-time-queue-guiding system on improving multi-berth bus station capacity.
[Key words]intelligent transit； bus stop； real-time-pointing-parking； capacity
[中圖分類號(hào)]U 491.1+14
[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A
[文章編號(hào)]1674-0610(2016)01-0176-07
[作者簡(jiǎn)介]劉昱崗(1978-)，男，湖南株洲人，博士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，主要從事交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理研究及教學(xué)工作。
[基金項(xiàng)目]四川省軟科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目(2012ZR0021)
[收稿日期]2014-08-01
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——沒(méi)有車(chē)的公交站
