梁思遠

【摘要】本文對三環(huán)主路上的六里橋北站公交車站進行分析。在Anylogic平臺上，采用多服務臺排隊模型對公交車站的進出站情況進行了模擬分析。研究公交車停靠站時等候時間、排隊數(shù)量反映系統(tǒng)性能的數(shù)據(jù)。并在排隊模型中添加了公交車進出站時變換車道的行為模型，將變換車道的數(shù)量與系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)相聯(lián)系，探討和研究公交車進出站對交通流的影響。

【關(guān)鍵詞】公交車站；多服務臺排隊模型；變換車道行為；Anylogic

1六里橋北里車站基本情況

六里橋北里車站是北京西三環(huán)上，蓮花橋和六里橋之間的一個公交車站，北臨北京西站，南臨六里橋客運主樞紐，緊臨蓮花池公園，交通環(huán)境復雜。同時六里橋是京港澳高速公路的出口，從北京房山區(qū)、河北省涿州和石家莊進京的沿途的車輛，出高速公路之后都要從位于北京西三環(huán)南段的六里橋上通過。進京的車輛和從南三環(huán)進入西三環(huán)的車輛匯合之后，車輛的數(shù)量大大增加。因此，對六里橋北里公交車站對正常行駛車輛的交通流的影響及研究可以在一定程度上了解造成早晚高峰時期西三環(huán)擁堵情況和原因。

在三環(huán)主路上的車站由南向北總共有50米長，其中有主要四個車牌，大概會有16路公交車在主路的車站上進行?？浚饕?00路、特8、50、699、特2、368、631、57、616、694等。其中300路和特8為串聯(lián)南三環(huán)→西三環(huán)→北三環(huán)人流的主要公共交通工具，上下車乘客較多。另外616路和901路為從房山區(qū)進京的公交車，乘客流量大，?？繒r間較長。

2六里橋北里站車輛行駛數(shù)據(jù)的調(diào)查與統(tǒng)計分析

從2014年4月2日到2014年5月16日期間，筆者對7:30~8:30之間在六里橋北里觀測由南向北方向的汽車通過數(shù)量進行了監(jiān)測，其中小轎車和公交車的數(shù)量進行分開監(jiān)測。監(jiān)測內(nèi)容：行駛車速、小轎車流量總數(shù)、公交車流量總數(shù)、公交車進站時間間隔、公交車等待進站的平均等待時間、公交車等待進站的數(shù)量、公交車在車站的平均停留時間、等待出站時公交車變換車道的數(shù)量。因為設備和要求的限制，這里所測量出來的行駛速度為估測值，僅供參考。監(jiān)測方法：（1）行車速度采取估算與北京交通發(fā)展研究中心公布的數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法，估算大概車速。因為時間與設備等原因，行車速度不能計算出相應的準確數(shù)值。（2）車流量采取分時段抽測的方法。每5分鐘記錄車經(jīng)過六里橋北里站的數(shù)量。（3）對于其他停留時間的數(shù)據(jù)，是到現(xiàn)場勘察及采數(shù)據(jù)所得。

在7:30~8:30之間車流總量在4000至5000之間，且波動不大。車輛的平均行駛速度在25km/h左右，車輛行駛緩慢，受六里橋和蓮花橋進出口的影響會出現(xiàn)短暫的擁堵情況。其中公交車?？空镜目倲?shù)在200到250輛之間。

2.1公交車進站時間間隔的統(tǒng)計分析

進站時間間隔在0至96秒之間呈現(xiàn)不均勻分布。根據(jù)離散事件系統(tǒng)仿真的要求，對進站時間間隔進行分組，并記錄其有關(guān)概率，指定不同的隨機數(shù)，以保證仿真結(jié)果盡可能的同現(xiàn)實情況相同。

2.2公交車在車站的平均停留時間的統(tǒng)計分析

六里橋北里車站在三環(huán)主路上總共有四個站牌，每輛公交車都有其要停靠的固定的公交站牌。因此對公交車的平均停留時間要區(qū)分不同的站牌，來進行數(shù)據(jù)分析。根據(jù)數(shù)據(jù)分析可知，每輛公交車?？繒r間與公交車的滿載率相關(guān)。滿載率越高，?？繒r間越長，行人的正常上下車時間增加。

對數(shù)據(jù)的分析可知，每個公交站牌的公交車停留時間大致呈正態(tài)分布，平均停留時間有所不同。

2.3公交車變換車道行為和數(shù)量分析

如圖1所示，A公交車的目標站牌為一號站牌，當進入車站時，2號站牌有公交車B停靠，A車的司機將會做出是否變換車道的選擇，當B車的?？繒r間大于司機可以等候的時間時，A車將選擇變道。這里將引入關(guān)鍵參數(shù)，PB為B車的?？繒r間。當PB>10時A車選擇變換車道。出站的情況與進站情況相似，2站牌的公交車出站時，如果1站牌?？康墓卉囃Ａ魰r間超過司機可以等候的時間，公交車司機選擇變換車道。

在7:30~8:30時間段中，變換車道的公交車數(shù)量為75輛左右，占總車輛數(shù)量的40%~60%之間，變換車道數(shù)量較多，對主路正常行駛的車輛影響較大。

圖1

3六里橋車站的模型仿真

六里橋車站的模型可以簡化看成是一個多服務臺系統(tǒng)，不同的站牌代表不同服務臺。在系統(tǒng)仿真過程中，加入了公交車變換行車道的簡易模型，使排隊系統(tǒng)更符合現(xiàn)實情況。

3.1變換車道模型

公交車變換車道的過程可以包括意圖的產(chǎn)生、變道可行性條件分析及變道行為的實施三個方面。當這三個條件同時滿足時才有可能出現(xiàn)變道行為。

設停靠時間為T，n為?？康墓卉嚲幪?。Tn代表第n輛公交車停靠了T秒。當Tn-1>10s，第n輛公交車產(chǎn)生變換車道行為，記錄停靠公交車的數(shù)量，和總共進站的公交車數(shù)量進行比較，給出合理化建議。

3.2公交車模型

圖2公交車車站系統(tǒng)仿真模型

變量serviceTime是計算公交車?？繒r間。totalCount為進入模型的公交車數(shù)量總和，busQueue為等候進站公交車數(shù)量的長度，changeCount記錄公交車變換車道行為的總數(shù)。折線圖體現(xiàn)了總車輛與變換車道車輛之間的數(shù)量關(guān)系。同時餅狀圖時時記錄變換車道車輛和不變換車道車輛的數(shù)字百分比。tolerantTime為司機可以等候前車車輛的時間，在分析時可以根據(jù)需要改變時間的長短。serviceNum為一個站牌可以同時?？慷嗌佥v公交車輛，用戶可以根據(jù)需要更改停靠數(shù)量。

4模擬分析

本文對本模型運行的時間單位為秒，一次運行兩個小時，模型運行的階段只是早高峰7:00~9:00的時間段。模型不是單純的多服務臺的排隊模型，因此在模型中每個站牌應用了兩個隊列。busQueue用來記錄排隊的車輛，stationQueue用來限制進入站牌的車輛，因此在stationQueue中只允許一個實體存在隊列中，如果已經(jīng)有等候的車輛，公交車將不能進站，進入統(tǒng)一隊列進行排隊，等候進入各個公交站牌。

本文研究重點是公交車變換車道數(shù)量的變化。模型運行過程中發(fā)現(xiàn)，隊列的長度越長，變換車道的數(shù)量越多，隊列長度和改變車道的車輛呈線性增長，擁堵嚴重時會造成更多公交車無法正常進出站。同時隊列長度和停靠公交車的平均停留時間呈正相關(guān)，平均停留時間越長隊列長度越長。隊列長度和?？繑?shù)量呈負相關(guān)，當每個站牌的?？抗卉嚁?shù)量增加到2或者3時，隊列長度明顯減少，甚至不出現(xiàn)排隊現(xiàn)象。公交車改變車道的數(shù)量與隊列長度和司機等候時間呈相關(guān)性，隊列長度減少改變車道的數(shù)量減少，司機等候時間增加改變車道的車的數(shù)量減少。

仿真模型的結(jié)果與實際情況大致相似。

5解決方案

根據(jù)仿真模型的結(jié)論和現(xiàn)場勘查的情況相結(jié)合，提出了以下建議。

5.1增加車站的長度，將各個公交車牌間的距離增加

仿真模型中，可以發(fā)現(xiàn)，因為車站長度的限制，每一個站牌只能同時?？恳惠v公交車，其他需要?？康墓卉囍荒茉诹硗庖粭l行車道等待進站，這將影響另外一條行車道車流的正常行駛。適當增加車站與車站間的距離，可以增加同時?？抗卉囃？康臄?shù)量，增加車站的運營能力，減少公交車排隊時間，降低對其他車道的影響。

5.2規(guī)范公交車駕駛員的行為

在公交車?？窟^程中，駕駛員可以忍受的?？繒r間為10秒，也就是說如果前方公交車停留時間超過10秒，駕駛員選擇變換車道以更快的進出公交車站。這種行為會導致，其他車牌的公交車進出站時出現(xiàn)問題，嚴重的會導致事故的發(fā)生。數(shù)據(jù)分析表示，每輛公交車的平均停留時間大概在31秒左右。如果駕駛員的忍受?？繒r間可以增加到25秒或者更多，那么變換車道的公交車數(shù)量將會大大減少，對其他車道車輛行駛的影響也會大大降低。公交車站?？康钠骄鶗r間將會降低。

5.3引導乘客排隊等候車輛

車站設施簡陋，車站進站和出站時人流和公交車流交匯，情況復雜。乘客沒有排隊行為，無形中增加了公交車的?？繒r間。約束乘客行為，減少公交車的等候時間，也將降低公交車對其他正常行駛車流的影響。

本文中只對解決方案中的第一個和第二個進行了仿真模擬，具有了數(shù)據(jù)和理論支持。下一步研究中將進一步完善公交車站?？磕Ｐ?，對其他解決方案進行模擬，將仿真結(jié)果進行綜合比較，提出最優(yōu)解決方案。

【參考文獻】

［１］康鳳舉.現(xiàn)代仿真技術(shù)與應用[M]．2版.國防工業(yè)出版社,2010.

［２］徐錦強,陳竹師,丁藝.基于駕駛行為的車道變換模型研究及仿真[J].華東交通大學學報,2012,28(6):68-72.

［３］王格.北京交通擁堵現(xiàn)象分析[J].中國科技信息,2009 (23): 312-313.

［４］葛志遠,趙富成,黃魯成．北京城區(qū)環(huán)路交通系統(tǒng)模型研究[J]. Computer Engineering,2011,37(5).

［５］Grigoryev I. AnyLogic 6 in Three Days:A Quick Course in Simulation Modeling[M].AnyLogic North America,2012.

［責任編輯：龐修平］