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        城市公交專用道效益評價(jià)及仿真

        2012-08-02 05:56:20苗齊壯孫鳳英
        森林工程 2012年2期
        關(guān)鍵詞:效益設(shè)置優(yōu)化

        苗齊壯,孫鳳英

        (東北林業(yè)大學(xué)交通學(xué)院,哈爾濱150040)

        隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國的汽車產(chǎn)量也在逐年增長,私家車和出租車的數(shù)量不斷擴(kuò)大,各城市交通擁堵現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。如何大力發(fā)展公共交通,合理的選擇公交線路路徑,使公交出行方便、快捷是當(dāng)前解決交通擁堵問題的關(guān)鍵。但是一直以來,公交線路配置比較簡單,公交流量存在較大的不均衡性。因此深入分析道路交通條件和交通需求狀況,分析公交線路網(wǎng)絡(luò)存在的問題,對線網(wǎng)路徑進(jìn)行優(yōu)化和改造,是改變公共交通現(xiàn)有地位的根本,也是短期內(nèi)提高公交吸引力的關(guān)鍵。

        1 公交專用道的合理設(shè)置及其評價(jià)

        設(shè)置公交專用道是體現(xiàn)公交優(yōu)先通行的主要措施之一,是吸引個(gè)體出行方式向公交出行方式轉(zhuǎn)移的手段,是通過交通需求管理緩解城市交通壓力的重要措施。公交專用道設(shè)置得是否經(jīng)濟(jì)合理,是公交優(yōu)先的理念能否被社會(huì)認(rèn)可的重要影響因素。合理的設(shè)置公交專用道的首要條件是要科學(xué)的確定道路上的交通流量和公交流量[1]。

        1.1 設(shè)置公交專用道的條件

        公交專用道的設(shè)置要符合一定的條件,其受道路條件的影響非常大,公交客流量和車流量也是設(shè)置公交專用道的主要影響因素。公交專用道設(shè)置的前提條件如下:

        (1)道路幾何條件:設(shè)置公交專用道的街道單向車道數(shù)最少要有2條車道,最好是單向3條以上,否則只能設(shè)置成公交專用街。

        (2)斷面公交客流量:公交優(yōu)先并不代表“公交車優(yōu)先”,而是乘坐公交車的乘客優(yōu)先,所以要設(shè)置的公交專用道路段上的公交客流量應(yīng)該很大。

        (3)斷面公交車流量:要設(shè)置成公交專用道的路段,在高峰小時(shí)路段上的單向公交車數(shù)要達(dá)到100輛左右。

        (4)公交車行駛車速:公交車在道路上的行駛車速會(huì)影響乘客的出行選擇,據(jù)統(tǒng)計(jì)當(dāng)公交車時(shí)速低于18km/h時(shí),應(yīng)考慮設(shè)置公交專用道。

        (5)社會(huì)車輛占總流量的比例:設(shè)置公交專用道后,社會(huì)車輛所能選擇的通行車道減少,這樣便使得社會(huì)車輛的行駛速度降低,為了避免社會(huì)車輛因車道不足而產(chǎn)生擁堵現(xiàn)象,在設(shè)置公交專用道時(shí)還應(yīng)考慮社會(huì)車輛占總流量的比例[2-4]。

        1.2 公交專用道效益評價(jià)

        公交專用道綜合效益評價(jià)方法包括實(shí)施效益評價(jià)指標(biāo)體系和各效益指標(biāo)的計(jì)算。

        英國交通部采用乘客需求、系統(tǒng)運(yùn)量、設(shè)施設(shè)計(jì)和運(yùn)營之間的關(guān)系,評價(jià)公交專用道的實(shí)施效益評價(jià)。具體包括:每條公交專用道上觀測到的最大公交車流量、公交車輛平均行駛速度、公交車輛滿載率和斷面客流量 (早晚高峰觀測得到的單向最大斷面客流量)[5]。

        1.2.1 公交專用道實(shí)施效益評價(jià)體系

        設(shè)置公交專用道后,道路對非公交車的供給能力會(huì)產(chǎn)生變化,可能引起非公交車選擇其他道路行駛,引起相關(guān)道路網(wǎng)的交通狀況發(fā)生改變。公交專用道實(shí)施的直接效益體現(xiàn)在公交車輛運(yùn)行狀況的改變和保障使用公交出行者可靠出行。公交專用道效益評價(jià)體系如圖1所示。

        1.2.2 公交專用道實(shí)施效益評價(jià)指標(biāo)

        效益評價(jià)采用的效益指標(biāo)數(shù)量越多,評價(jià)的準(zhǔn)確性就越高,但相應(yīng)收集和分析數(shù)據(jù)的成本隨之上升。所以必須以盡量少的指標(biāo),反映最主要、最全面的信息。所選取的指標(biāo)體系應(yīng)能較為完整地表達(dá)公交專用道系統(tǒng)實(shí)施對各方面產(chǎn)生的影響,意義明確,并保證指標(biāo)縱向、橫向可比性,消除指標(biāo)間信息重復(fù)對評價(jià)結(jié)果的影響。其評價(jià)指標(biāo)主要從乘客方 (節(jié)省公交出行時(shí)間和節(jié)省非公交出行時(shí)間、提高公交準(zhǔn)點(diǎn)率),運(yùn)營方 (調(diào)度可靠性、車輛運(yùn)營成本變化和公交營運(yùn)收入變化)和建設(shè)管理者(道路客運(yùn)能力、公交車行程車速、非公交車行程車速和出行結(jié)構(gòu)變化)方面考慮[6]。

        圖1 公交專用道規(guī)劃方案效益評價(jià)指標(biāo)體系Fig.1 Assessment indicator system of public transportation lane program

        1.2.3 公交專用道實(shí)施效益評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

        對公交專用道實(shí)施效益進(jìn)行綜合評價(jià)的目的,是判斷專用道實(shí)施的合理性。結(jié)合公交專用道的功能,設(shè)置目標(biāo)等因素確定各項(xiàng)指標(biāo)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。公交專用道實(shí)施效益評價(jià)指標(biāo)權(quán)重反映各評價(jià)指標(biāo)的相對重要度用AHP法獲得[6],見表2。

        表2 公交專用道實(shí)施綜合效益評價(jià)指標(biāo)權(quán)重Tab.1 Importance of efficiency evaluation for setting public transportation lane

        公交專用道實(shí)施效益綜合評價(jià)指標(biāo)的作用,是對一條公交專用道的實(shí)施效益進(jìn)行全面綜合的評價(jià)。綜合評價(jià)指標(biāo)中A、B級表示公交專用道實(shí)施效益較好,專用道實(shí)施后有明顯的效益體現(xiàn);C級表示公交專用道實(shí)施效益一般,效益體現(xiàn)不明顯;D、E級表示公交專用道實(shí)施效益較差,基本無效益。表3為公交專用道實(shí)施效益評價(jià)指標(biāo)建議值,表4為評價(jià)指標(biāo)的取值[6]。

        表3 公交專用道實(shí)施效益評價(jià)指標(biāo)建議值Tab.3 Suggestions of efficiency evaluation for setting public transportation lane

        表4 評價(jià)指標(biāo)的取值Tab.4 The value of assessment indicator

        2 TransModeler在公交線網(wǎng)優(yōu)化中的應(yīng)用

        TransModeler是美國Caliper公司推出的多功能交通仿真軟件包。以地理信息系統(tǒng) (GIS)為基礎(chǔ),采用最新的交通行為仿真模型,提供城市交通規(guī)劃和仿真,仿真結(jié)果評價(jià)和分析等功能[7]。

        應(yīng)用TransModeler軟件進(jìn)行仿真,其仿真參數(shù)標(biāo)定的目標(biāo)是使仿真輸出的結(jié)果能夠體現(xiàn)出優(yōu)化方案的科學(xué)性與可行性。標(biāo)定的主要參數(shù)是車輛停留時(shí)間和車頭時(shí)距及車輛行駛速度。

        2.1 公交線路模擬仿真輸入

        本文以哈爾濱市第5路公交車為仿真對象。其仿真輸入主要為以下幾個(gè)步驟:

        (1)仿真工作的檢查、監(jiān)控。仿真前應(yīng)檢查Project Settings設(shè)置是否正確,所有的輸入文件是否配置正確,期望輸出結(jié)果是否已被選定;仿真運(yùn)行過程中的監(jiān)控,檢查信號配時(shí)、出行者行為和常規(guī)交通狀況是否與期望值相匹配等。

        (2)建立路網(wǎng)。在仿真工程中鋪設(shè)5路公交車行駛的道路網(wǎng),并添加路口信號配置、路口檢測器、鋪設(shè)5路公交車通行線路及各站站點(diǎn)。

        (3)數(shù)據(jù)輸入。將前期進(jìn)行調(diào)查的路網(wǎng)數(shù)據(jù)(道路交通量、O-D數(shù)據(jù)、公交車站站距、各站上下車人數(shù)、公交車車頭時(shí)距)輸入到仿真工程中。

        (4)運(yùn)行仿真。

        2.2 公交線路模擬仿真運(yùn)行

        對哈爾濱市第5路公交車進(jìn)行了兩次模擬仿真運(yùn)行,第一次為模擬現(xiàn)狀,將現(xiàn)實(shí)公交運(yùn)行狀況模擬到系統(tǒng)中運(yùn)行。第二次為優(yōu)化后的5路公交車運(yùn)行方案仿真。

        其優(yōu)化方案主要為,將第5路公交車行駛的安升街至北安街路段設(shè)置為公交專用道,在專用道上噴涂紅色路面,使專用道與其他車道形成強(qiáng)烈的視覺反差,公交專用道要比其他車道高出幾毫米,這樣使得駛?cè)牍卉嚨赖能囕v能感覺出路面的不同,并添加路段監(jiān)控系統(tǒng),監(jiān)控公交車道是否有其他車輛駛?cè)?,在交叉口處采用兩種處理方式:

        (1)設(shè)置回授線。

        (2)將路段上專用道延伸至進(jìn)口道,在右轉(zhuǎn)車流量大的交叉口設(shè)置回授線,在右轉(zhuǎn)社會(huì)車流量小的交叉口使公交專用道延伸至進(jìn)口道。在石頭道街路段,對公交站點(diǎn)進(jìn)行改善,對各站站距按站距標(biāo)準(zhǔn) (400~600m)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

        2.3 公交線路模擬仿真輸出

        本文在交通仿真過程中輸出的主要數(shù)據(jù)包括:路段車輛行駛時(shí)間、路段車輛行駛速度、交叉口車輛行駛速度、擁堵狀態(tài)時(shí)的車輛排隊(duì)長度、公交車行駛時(shí)間、公交車進(jìn)站出站時(shí)間長度、公交車行駛速度和車輛交叉口延誤時(shí)間。表5和表6為優(yōu)化前后5路公交車的運(yùn)行服務(wù)時(shí)間。

        表5 優(yōu)化前5路公交車的運(yùn)行服務(wù)時(shí)間 單位:sTab.5 The operation service time of No.5 bus before it is optimized

        表6 優(yōu)化后5路公交車的運(yùn)行服務(wù)時(shí)間 單位:sTab.6 The operation service time of No.5 bus after it is optimized

        通過表5和表6優(yōu)化前后數(shù)據(jù)對比可以看出,在優(yōu)化后每小時(shí)車站經(jīng)過的公交車數(shù)增加,車頭時(shí)距也比優(yōu)化前小很多,車頭時(shí)距小表明乘客在站點(diǎn)的候車時(shí)間減少,從而減少了乘客出行的候車等待時(shí)間。

        公交專用道的設(shè)置是為了提高公交運(yùn)行速度,同時(shí)也要考慮公交專用道對其他車道上車輛運(yùn)行速度的影響。表7和表8為設(shè)置公交專用道前后道路的運(yùn)行狀況信息。

        表7 設(shè)置公交專用道前道路運(yùn)行狀況Tab.7 Traffic state before setting public transportation lane

        表8 設(shè)置公交專用道后道路運(yùn)行狀況Tab.8 Traffic state after setting public transportation lane

        通過數(shù)據(jù)對比分析,得出設(shè)置公交專用道后公交車運(yùn)行速度提高,效益評價(jià)指標(biāo)為A級;非公交車的行駛速度有所降低,效益評價(jià)指標(biāo)為B級;通過計(jì)算得出公交車出行時(shí)間減少25.5%,效益評價(jià)指標(biāo)為A級。綜合評定,設(shè)置公交專用道后第5路公交車的運(yùn)行速度提升,減少了乘客的等車時(shí)間,在給乘客帶來便利的同時(shí)也提高了自身運(yùn)行效益。

        3 結(jié)論

        應(yīng)用TransModeler軟件對哈爾濱市第5路公交車運(yùn)行狀況進(jìn)行模擬仿真,得出5路公交車的運(yùn)行現(xiàn)狀,與實(shí)際道路運(yùn)行狀況吻合。對5路公交車行駛道路設(shè)置公交專用道進(jìn)行模擬仿真,得出設(shè)置公交專用道后公交車運(yùn)行速度可提高3個(gè)百分點(diǎn),非公交車運(yùn)行速度略有下降,乘客等待時(shí)間明顯減少,公交自身效益會(huì)有所增加。

        應(yīng)用TransModeler軟件對公交線網(wǎng)優(yōu)化進(jìn)行仿真,技術(shù)優(yōu)勢突出,效果明顯,可進(jìn)行公交優(yōu)化方案的對比,提高公交優(yōu)化方案選擇的科學(xué)性和效率,降低方案差錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)。

        [1]曾奕林.城市公交專用道系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法研究[D].長安:長安大學(xué),2005.

        [2]裴玉龍,伍拾煤.城市公交專用道設(shè)置與規(guī)劃問題的探討[J].東北公路學(xué)報(bào),2002,25(4):91 -94.

        [3]朱 琳,張?zhí)砭V,王春蕾.??空緦粚S玫劳ㄐ心芰Φ挠绊懛治觯跩].森林工程,2010,26(6):66 -69.

        [4]王 揚(yáng),趙蔥麗,王麗娟.城市公交專用道設(shè)置方式解析[J].石家莊鐵道學(xué)院學(xué)報(bào),2005,18(3):69 -72.

        [5]劉 偉,別 牧,張建旭,等.設(shè)置公交專用道的流量條件研究[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào),2005,24(6):129 -132.

        [6]陳小鴻.城市客運(yùn)交通系統(tǒng)[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,2008.

        [7]楊 慧,成 衛(wèi),肖海承,等.基于TransModeler的擁堵區(qū)域交通流量調(diào)控方法研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程學(xué)報(bào),2011,11(8):1746-1750.

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