上海城市交通設(shè)計(jì)院有限公司
快速公交系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱BRT)采用先進(jìn)的公共交通車輛和高品質(zhì)的服務(wù)設(shè)施,通過(guò)專用道路空間來(lái)實(shí)現(xiàn)快捷、準(zhǔn)時(shí)、舒適和安全的服務(wù)。
BRT主要包括5項(xiàng)核心內(nèi)容[1]:①專有路權(quán):采用公交專用道,保障公交獨(dú)立性,提高公交運(yùn)行效率;②現(xiàn)代化車輛:采用大容量、低地板環(huán)保型車輛提升服務(wù)水平;③水平登乘:采用低地板車輛,修建與車輛地板等高的候車站臺(tái),使乘客能快速平穩(wěn)上下車;④車外售票:將售票系統(tǒng)置于站臺(tái)內(nèi),在公交車輛進(jìn)站前完成收費(fèi),減少站臺(tái)延誤時(shí)間;⑤采用智能公交系統(tǒng):一是實(shí)施交叉路口公交優(yōu)先,通過(guò)智能信號(hào)系統(tǒng)為公交車輛在交叉路口提供優(yōu)先權(quán);二是設(shè)置先進(jìn)的乘客信息系統(tǒng),為乘客提供靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息,提高公交吸引力;三是車隊(duì)智能化管理系統(tǒng),對(duì)車輛進(jìn)行跟蹤管理,節(jié)省車輛和燃油,提高調(diào)度管理水平。
國(guó)內(nèi)BRT建設(shè)能夠基本實(shí)現(xiàn)或絕大部分實(shí)現(xiàn)上述功能。主要建設(shè)內(nèi)容在路權(quán)形式、站臺(tái)形式以及運(yùn)營(yíng)組織等方面差異化發(fā)展。
目前國(guó)內(nèi)有近20個(gè)城市的BRT系統(tǒng)已開(kāi)通運(yùn)營(yíng),是目前中運(yùn)量應(yīng)用最為廣泛的一種交通方式?,F(xiàn)有已建成典型城市的建設(shè)模式主要有網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展、走廊型發(fā)展以及高架式發(fā)展三大類。
濟(jì)南建成區(qū)面積496 km2,人口350萬(wàn)。濟(jì)南市建成以地面敷設(shè)為主,服務(wù)于中等城市規(guī)模的骨干級(jí)公共交通線網(wǎng)的BRT系統(tǒng),獲得山東人居環(huán)境范例獎(jiǎng)。
2008年至今已經(jīng)開(kāi)通BRT線路7條,中心區(qū)BRT成環(huán)運(yùn)行,14個(gè)站點(diǎn)免費(fèi)零距離換乘。日運(yùn)量達(dá)11萬(wàn)乘次,近2萬(wàn)乘次為免費(fèi)換乘。約3%車輛承擔(dān)了5%的公交運(yùn)量,見(jiàn)圖1。
濟(jì)南BRT主要有五大特點(diǎn):
一是快速成網(wǎng)[2]:從濟(jì)南第一條BRT建設(shè)到建成“二橫三縱”BRT網(wǎng)絡(luò),僅用了一年半的時(shí)間,網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展速度快。
二是一票通泉城:由于BRT網(wǎng)絡(luò)化,BRT站臺(tái)可以雙向免費(fèi)換乘,因此進(jìn)入BRT系統(tǒng)的乘客,可以在系統(tǒng)內(nèi)部免費(fèi)換乘,到達(dá)網(wǎng)絡(luò)的任何節(jié)點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),日均免費(fèi)換乘3萬(wàn)人次,占BRT日均客運(yùn)量(22萬(wàn)人次)的13.6%,BRT人次單價(jià)0.65元,比普通公交0.835元低22.2%,老百姓在享受便捷服務(wù)的同時(shí)節(jié)省了出行成本。
三是雙快模式:結(jié)合快速路建設(shè)快速公交,實(shí)現(xiàn)復(fù)合通道,既保證了快速公交的路權(quán)專用,又滿足小汽車的快速通行。
2.2.1 廣州
廣州是廣東省省會(huì)、國(guó)家中心城市、常住人口1 404萬(wàn)人,是國(guó)務(wù)院定位的國(guó)際大都市。廣州BRT建設(shè)在城市中心東西干道中山大道上,建設(shè)地面走廊型BRT系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)走廊效益最大化,獲得世界可持續(xù)交通獎(jiǎng)。
廣州BRT建設(shè)特點(diǎn)主要有:
一是客流走廊效益最大化。廣州中山大道BRT建設(shè),強(qiáng)化走廊效益。30余條線路共用專用道,共用同一站臺(tái)???,實(shí)現(xiàn)了同向同站臺(tái)零距離換乘,使得專用道與站臺(tái)利用率最大化。
專用道利用率超過(guò)80%,單向客流超2.7萬(wàn)/h;公交運(yùn)營(yíng)速度從12.5提升到20~22 km/h。
二是運(yùn)營(yíng)組織形式靈活。采用“主線+輔線”的運(yùn)營(yíng)模式。將原有61條公交線路優(yōu)化整合成1條BRT貫通線,30條部分路段運(yùn)行BRT通道的靈活線路,其余線路調(diào)整避開(kāi)BRT通道行駛,實(shí)現(xiàn)了走廊內(nèi)高度靈活的線路組織模式。
三是大站臺(tái)與越行通道設(shè)置。廣州BRT站臺(tái)多為長(zhǎng)站臺(tái)設(shè)計(jì),多個(gè)停靠車輛泊位,站臺(tái)處設(shè)置越行通道,提高站臺(tái)處通行效率。其中BRT的體育中心站和師大暨大站都擁有4個(gè)子站臺(tái),是世界上擁有子站臺(tái)最多的BRT車站。較長(zhǎng)的站臺(tái)設(shè)計(jì),能夠容納較多的線路進(jìn)入站臺(tái)停靠,實(shí)現(xiàn)同站臺(tái)換乘銜接,錨固BRT網(wǎng)絡(luò),提高BRT網(wǎng)絡(luò)服務(wù)輻射能力,見(jiàn)圖2。
圖1 濟(jì)南全運(yùn)會(huì)期間BRT線網(wǎng)分布圖
2.2.2 宜昌
宜昌位于湖北省西南部、長(zhǎng)江上中游分界處。武漢以西,距武漢直線距離約300 km。城市建成區(qū)面積150 km2,市區(qū)戶籍人口120萬(wàn)人。宜昌依長(zhǎng)江而建,是湖北省域副中心城市,綜合實(shí)力僅次于武漢,位居湖北省第二位,是中國(guó)中部重要的交通樞紐。
宜昌BRT堪稱中小城市成功案例的典范,獲得2016年度“世界可持續(xù)交通獎(jiǎng)”。
一是錯(cuò)位島式站臺(tái)設(shè)計(jì):宜昌BRT全線共設(shè)站38組,采用錯(cuò)位島式站臺(tái)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)車輛左右雙側(cè)??窟M(jìn)站,常規(guī)公交保留右側(cè)停靠,BRT按照左側(cè)???,最大化提高常規(guī)公交進(jìn)出BRT站臺(tái)的靈活度,方便BRT與常規(guī)公交的同站臺(tái)換乘,見(jiàn)圖3。
二是運(yùn)營(yíng)模式多樣:BRT通道貫穿夷陵區(qū)、西陵區(qū)和伍家崗區(qū)三大主城區(qū),走廊總長(zhǎng)度23.9 km;系統(tǒng)采用了1主線和29支線的運(yùn)營(yíng)模式,提高走廊的利用率;
三是實(shí)施效果顯著:走廊日均客運(yùn)量達(dá)到34萬(wàn)人次,BRT站臺(tái)進(jìn)站客流15萬(wàn)人次;全市60%的線路進(jìn)入通道運(yùn)行,一票通全城。
2.3.1 成都
成都,四川省省會(huì)。成都市轄區(qū)建成區(qū)面積837.3 km2,全市常住人口1 591.8萬(wàn)人。成都BRT是國(guó)內(nèi)建設(shè)在高架快速路上的BRT典范。
建設(shè)形式:高架路中專用道以及路中島式站臺(tái)的建設(shè)形式;
BRT線路:全長(zhǎng)23.8 km,采用單線運(yùn)營(yíng)模式;
圖2 廣州BRT網(wǎng)絡(luò)服務(wù)覆蓋與BRT站臺(tái)
圖3 宜昌BRT站臺(tái)設(shè)計(jì)案例
運(yùn)營(yíng)速度:平均運(yùn)營(yíng)速度30 km/h;
客流:?jiǎn)尉€日均載客量25萬(wàn)人次;
特色站臺(tái):特色站棚設(shè)計(jì)融入了“赤橙黃綠青藍(lán)”的色彩組織方式。
2.3.2 廈門
廈門,福建省副省級(jí)城市、經(jīng)濟(jì)特區(qū),東南沿海重要的中心城市、港口及風(fēng)景旅游城市。廈門市區(qū)城市建成區(qū)面積334.64 km2,常住人口392萬(wàn)人。
建設(shè)形式:高架專有路權(quán)以及路側(cè)站臺(tái)布置;
BRT線路:一主多輔線路組織形式,走廊全長(zhǎng)25.5 km,其中高架23.5 km,隧道1 km,地面1 km,全線設(shè)置中途站21組;
運(yùn)營(yíng)速度:平均運(yùn)營(yíng)速度30 km/h,是常規(guī)公交的2倍;
實(shí)施效果:日均載客量20萬(wàn)人次。不足公交總量的1/20的BRT車輛,線路長(zhǎng)度僅為公交總長(zhǎng)度的1.5%,承擔(dān)了全市公交總量的10%,見(jiàn)圖4。
①服務(wù)于中小城市骨干級(jí)公共交通線網(wǎng)。BRT作為一種中等運(yùn)量的公共交通系統(tǒng),適應(yīng)于城市人口規(guī)模不足以建設(shè)軌道交通,卻需要骨干公交支撐的城市。BRT在城市中承擔(dān)骨干公交的作用,提升公共交通品質(zhì)。
圖4 廈門BRT站臺(tái)案例
②服務(wù)于大城市大運(yùn)量公交的補(bǔ)充。在大城市軌道交通作為城市公共交通的骨干,承擔(dān)城市主要的客運(yùn)疏散任務(wù)。在軌道交通不能服務(wù)的區(qū)域,BRT作為大運(yùn)量軌道交通線路之間的聯(lián)系和補(bǔ)充,滿足地鐵末端的放射和延伸客流需求,發(fā)揮填補(bǔ)軌道交通服務(wù)空白的作用。
③服務(wù)于新城內(nèi)部骨干公交客運(yùn)走廊。BRT在城市中發(fā)揮空間戰(zhàn)略引導(dǎo)的作用[3],帶動(dòng)新區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè),促進(jìn)緊湊型土地的集約開(kāi)發(fā)利用,引導(dǎo)集約使用土地的組團(tuán)開(kāi)發(fā)模式,促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
結(jié)合已建BRT城市建設(shè)模式,主要路權(quán)形式有獨(dú)立路權(quán)、高架路中專用道、地面路中專用道以及地面路側(cè)公交專用道等幾種形式。
①獨(dú)立路權(quán):是最高等級(jí)的BRT專用路權(quán)建設(shè)形式,不受其他任何車輛的影響,保證線路運(yùn)行效率,一般適應(yīng)于高架形式,如廈門BRT。
②高架路中專用道:其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在BRT車輛與地面車輛互不影響,極大保障通行效率。劣勢(shì)是疏散能力較差,站臺(tái)處需設(shè)置人行天橋,乘客需通過(guò)人行天橋?qū)崿F(xiàn)換乘,銜接不便。該類專用道適應(yīng)于新建或改建高架,同步考慮BRT系統(tǒng)的建設(shè)。如成都BRT、呼和浩特BRT系統(tǒng)等。
③地面路中專用道:對(duì)社會(huì)車輛運(yùn)行影響較小,車速高,與常規(guī)公交可實(shí)現(xiàn)同站臺(tái)換乘或過(guò)街換乘,站臺(tái)設(shè)置形式靈活;劣勢(shì)主要體現(xiàn)在占有一根獨(dú)立路權(quán),較路側(cè)專用道略有不便,乘客進(jìn)出站需借助人行橫道線或天橋、地道等設(shè)施。適應(yīng)于具備專用道建設(shè)條件的路段。如常州BRT、廣州BRT、宜昌BRT等。
④地面路側(cè)專用道:其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在可實(shí)現(xiàn)同站臺(tái)換乘或近距離換乘;劣勢(shì)主要體現(xiàn)在受右轉(zhuǎn)車輛及地塊開(kāi)口車輛影響較大,行駛速度低。該類專用道作為等級(jí)較低的專用道形式,適應(yīng)于具有路側(cè)輔道的道路,在主路內(nèi)側(cè)開(kāi)設(shè)路側(cè)專用道。如杭州BRT等。
①單一線路貫通:其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在運(yùn)營(yíng)可靠性較高,BRT只在走廊內(nèi)運(yùn)行不受社會(huì)車輛和其他常規(guī)公交干擾,單線運(yùn)行無(wú)票務(wù)分賬問(wèn)題;劣勢(shì)主要體現(xiàn)在一方面由于快速公交需占用一定道路資源,專用道和站臺(tái)利用率不高,同時(shí)為保證BRT客流效益,需要對(duì)沿線公交線網(wǎng)優(yōu)化整合,大規(guī)模消減與快速公交并行較長(zhǎng)的線路,調(diào)整部分線路成為接駁換乘線,乘客換乘比例高。該類型BRT適應(yīng)于票價(jià)為多級(jí)收費(fèi)系統(tǒng),常規(guī)公交進(jìn)入系統(tǒng)后,多級(jí)收費(fèi)難以實(shí)施的情景。
②多線路貫通:其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在多條線路共用站臺(tái)和專用道,一是使得專用道以及站臺(tái)設(shè)施得到充分利用,實(shí)現(xiàn)同站臺(tái)多條線路免費(fèi)換乘,乘客一次購(gòu)票可覆蓋出行范圍更廣泛。劣勢(shì)主要體現(xiàn)在:多線路在專用道內(nèi)運(yùn)營(yíng)時(shí),同站不同線路的票務(wù)分賬問(wèn)題較為復(fù)雜。該類型BRT適應(yīng)于統(tǒng)一票價(jià)制度,單一票制的情景,見(jiàn)圖5。
①路中島式站臺(tái):中央島式站臺(tái)設(shè)置在道路正中間,每處站點(diǎn)設(shè)置一個(gè)站臺(tái),站臺(tái)兩側(cè)均可??緽RT車輛。一個(gè)站臺(tái)???jī)蓚€(gè)泊位,不需要設(shè)置超車道,為最節(jié)約用地的站臺(tái)形式,適應(yīng)于小客流規(guī)模走廊。其優(yōu)點(diǎn):雙向免費(fèi)換乘,且換乘距離小;站臺(tái)單一設(shè)置,工程投資及運(yùn)營(yíng)成本較?。?個(gè)子站規(guī)模的站臺(tái)中最節(jié)約用地的形式;站臺(tái)較容易擴(kuò)展。缺點(diǎn):僅能??孔箝_(kāi)門車輛,現(xiàn)有右開(kāi)門車輛不能進(jìn)入系統(tǒng)運(yùn)營(yíng);靈活運(yùn)營(yíng)模式下車輛需要雙側(cè)開(kāi)門,購(gòu)車一次性投入較大。
該系統(tǒng)尤其適應(yīng)于充分利用高架橋下墩柱空間設(shè)置站臺(tái),集約土地利用的情景。
②路中錯(cuò)位島式站臺(tái):同向錯(cuò)位島式站臺(tái),站臺(tái)成對(duì)錯(cuò)位設(shè)置,每個(gè)站臺(tái)兩側(cè)均可停靠公交車。站臺(tái)一般設(shè)置為兩個(gè)子站,適合中等客流規(guī)模的走廊。優(yōu)點(diǎn):節(jié)省用地,占用道路寬度??;車站適應(yīng)性好;依然可以延用部分現(xiàn)有右開(kāi)門車輛,節(jié)省部分車輛購(gòu)置或者改造費(fèi)用。缺點(diǎn):需購(gòu)置部分左側(cè)或雙側(cè)開(kāi)門車輛;站內(nèi)同向免費(fèi)換乘,對(duì)向換乘步行距離較大;站臺(tái)成對(duì)設(shè)置,工程投資及運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)中央島式站臺(tái)較大;站臺(tái)不可擴(kuò)展。該系統(tǒng)尤其適應(yīng)于道路具備足夠空間,能夠錯(cuò)位布置的路段,見(jiàn)圖6。
③路中側(cè)式站臺(tái):側(cè)式站臺(tái)是指站臺(tái)設(shè)置于快速公交線路的兩側(cè),具體可根據(jù)道路條件和路口間距而采取對(duì)開(kāi)側(cè)式站臺(tái)或者錯(cuò)位側(cè)式站臺(tái)。優(yōu)點(diǎn):全部為右開(kāi)門車輛,車站適應(yīng)性好,減少購(gòu)車車輛費(fèi)用;遠(yuǎn)期客流增長(zhǎng)后,較易擴(kuò)展;錯(cuò)位站臺(tái),需要設(shè)置超車道的。缺點(diǎn):占用道路寬度較大,拆遷量大;站臺(tái)成對(duì)設(shè)置,工程投資和運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)于中央島式站臺(tái)較大。該系統(tǒng)適應(yīng)性較廣,具備道路條件,車輛采用右側(cè)開(kāi)門的系統(tǒng)均適合。
圖5 單一線路貫通型(左)與多線路貫通型(右)專用道
圖6 路中島式站臺(tái)(左)與路中錯(cuò)位島式站臺(tái)(右)
隨著B(niǎo)RT在國(guó)內(nèi)外的廣泛應(yīng)用,在路權(quán)選擇、車站設(shè)置、車輛配置、智能化建設(shè)等方面,不斷優(yōu)化提升。目前,在傳統(tǒng)BRT技術(shù)的基礎(chǔ),采用標(biāo)線導(dǎo)引技術(shù)或者磁釘導(dǎo)引技術(shù),向智能無(wú)軌提升。主要發(fā)展方向及技術(shù)特點(diǎn)如下:
①技術(shù)起源:該技術(shù)起源于法國(guó)魯昂,技術(shù)原理是利用攝像頭捕捉路面上的標(biāo)線,依此控制車輛的行駛軌跡,即虛擬軌道。
②技術(shù)核心[4]:“軌跡跟隨控制技術(shù)”是智能軌道快運(yùn)列車的核心技術(shù),具體是指:通過(guò)在車輛上安裝慣性傳感器或角度傳感器等傳感器來(lái)檢測(cè)車輛的姿態(tài)、坐標(biāo)等信息,增加前進(jìn)方向上后車輪與前輪的軌跡重合率,減小轉(zhuǎn)向“內(nèi)輪差”,降低“視線死角”帶來(lái)的影響;從而保障其整體通過(guò)性和轉(zhuǎn)向性能。
③技術(shù)優(yōu)勢(shì):“軌跡跟隨控制技術(shù)”在車輛中依托“多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)”來(lái)實(shí)現(xiàn),由于該技術(shù)的存在,智能軌道快運(yùn)列車降低了因車身變長(zhǎng)造成的事故率,且確保了整體通過(guò)性能的前提下提升整體運(yùn)輸能力。
④技術(shù)問(wèn)題:該技術(shù)的問(wèn)題是過(guò)交叉口時(shí)會(huì)引起其他車輛對(duì)交叉口交通標(biāo)線的誤讀;雨雪天氣會(huì)影響攝象頭對(duì)標(biāo)線捕捉,不能實(shí)現(xiàn)前后車均勻間距行駛。目前國(guó)內(nèi)中車正在株洲開(kāi)發(fā)研制階段。
技術(shù)原理:利用道路埋設(shè)的磁釘進(jìn)行定位,結(jié)合智能控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)IERT系統(tǒng)的整體
技術(shù)優(yōu)勢(shì):
①BRT能級(jí)提升:系統(tǒng)可采用電子掛鉤技術(shù)進(jìn)行車間協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)運(yùn)量的車隊(duì)編組;單向最高運(yùn)能預(yù)計(jì)達(dá)到1萬(wàn)人次/h以上,有效改善現(xiàn)有BRT運(yùn)能較低的不足,達(dá)到中運(yùn)量服務(wù)水平。
②虛擬軌道—固定軌跡:采用磁釘導(dǎo)引技術(shù),結(jié)合智能控制系統(tǒng),按照固定軌跡運(yùn)行,提高公交車輛行駛的穩(wěn)定性和安全性。中運(yùn)量通常采用18 m或25 m車輛,駕駛難度高。通過(guò)虛擬軌道固定軌跡,提高穩(wěn)定性。直線軌跡偏移量≤15 cm,30 m半徑的彎道偏移量≤30 cm;車輛進(jìn)站停靠偏移量5~10 cm,方便無(wú)障礙車輛上下,達(dá)到更高的服務(wù)水平。
③實(shí)現(xiàn)智能編組:根據(jù)客流變化,實(shí)現(xiàn)多模塊編組,提升運(yùn)能和運(yùn)能調(diào)配幅度,節(jié)約運(yùn)行成本。在不同車速狀態(tài)下,保持較好的車距。速度在15 km/h及以下時(shí)車距可保持3 m,速度到30 km/h時(shí)車距到4~6 m。
④環(huán)境適應(yīng)性高:利用道路埋設(shè)的磁釘感應(yīng)器進(jìn)行定位,對(duì)道路地下管線無(wú)影響;對(duì)雨天、冰雪覆蓋、光照不足甚至無(wú)光照的情況都可適應(yīng)。
技術(shù)應(yīng)用:目前,該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)分別在美國(guó)加州以及上海臨港試運(yùn)行應(yīng)用。