城市如何实现公交优先发展的战略研究课程论文.docx
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城市如何实现公交优先发展的战略研究课程论文
课程论文
课程名称:
城市公共交通系统
论文题目:
城市如何实现“公交优先发展”的战略研究
学院:
土木工程学院
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：
日 期：
指导教师签名：
日 期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：
按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：
日 期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
日期：
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：
日期：
年月日
导师签名：
日期：
年月日
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
评阅教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
教研室主任（或答辩小组组长）：
（签名）
年月日
教学系意见：
系主任：
（签名）
年月日
目录
摘要1
关键字1
1研究的背景、目的及意义1
1.1研究的背景1
1.2研究目的及意义2
2公交优先策略的方法与有效措施3
2.1发挥政府主导，编制公共交通发展规划3
2.2优化公共线网4
2.3多管齐下，保证公交优先运行4
2.3.1设置公交专用道4
2.3.2合理配置交通信号，保证公交优先6
2.3.3控制非公交车辆保证公交车辆运行的优先9
2.4建立科学的财政补贴和投资政策9
3西安市公交优先的实施和建议9
3.1西安市公共交通现状9
3.2从技术上为西安公交优先提供保障10
3.2.1设置公交专用道10
3.2.2交通信号优先13
3.3加强政府扶植13
4结束语13
致谢14
参考文献14
城市如何实现“公交优先发展”的战略研究
张娜
（西安建筑科技大学土木工程学院西安710055）
摘要：
公交优先发展战略是当前许多国家实施可持续交通发展的治本之选，公交优先体现了平民权利的优先。
我国国内各城市结合《建设部关于优先发展城市公共交通的意见》和城市自身的交通建设现状，在近年来的实际政策实施过程中对公交优先策略的必要性、实施公交优先的方法与有效措施等问题均进行了深入分析并取得了较显著的效果。
同时由于轨道交通的发展在我国城市间仍具有部分局限性，故本文研究的“公交优先”将主要针对城市常规公交。
主要以各城市所取得的技术成果为依据，针对西安市的“公交优先发展”问题提出一些建设性意见和改进措施。
关键词：
公交优先；有效措施；西安
ResearchonHowtoRealizePublicTransportPriorityDevelopmentofMetropolis
ZHANGNa
（Xi'anUniversityofArchitectureandTechnology,theinstituteofcivilengineering,Xi’an710055）
Abstract：
Thestrategyofpublictransportprioritydevelopmentisthefundamentalofsustainabletrans-portationdevelopmentinmanycountries,Buspriorityreflectsthecivilianrightofpriority.Manycitiescombinedwiththeministryofconstructionabouttheopinionsoftheprioritytothedevelopmentofurbanpublictraffic,andtraffic’sconstructionsituationofthecity,aswellasduringtheprocessofactualimplementationofpoliciesrefertothenecessityofbusprioritystrategy,themethodsandsomeeffectivewaystosolvetheproblems.Atthesametimebecauseofthedevelopmentofrailtransitbet-weencitiesinourcountrystillhassomelimitations,sointhispaper,westudythe"buspriority"willfocusoncitybus.Andmainlybasedonthetechnologicalachievements,inviewofthe"buspriority"developmentofxi'anproblems,putforwardsomeconstructivesuggestionsandimprovementmea-sures.
Keywords：
TransitPriority;effectivemeasure;Xi’an
1研究的背景、目的及意义
1.1研究的背景
近年来，随着我国经济和社会的飞速发展、城市化进程的迅速推进，城市人口急剧膨胀，城市道路上的机动车也迅猛增长。
城市人多地少、用地紧张、车多路少的特点决定城市可用于交通的土地资源极其有限，再加上目前城市基础设施建设、管理、控制技术远远跟不上交通发展的步伐，城市交通需求与供给之间的矛盾日益突出，城市“乘车难、行车难”的局面仍将不断加剧。
2010年汽车产销量超过200万辆，机动车保有量已经超过2亿，并且仍在快速的增长。
近年来，我国机动车保有量的平均增长率达15%以上，个别城市甚至达到30%，美联储经济学家爱德华.波利斯哥特预测，到2020年中国汽车产销将超过4000万辆，到2030年将达到7500万辆，一直往后，中国的汽车保有量将会继续增加。
与此同时，城市中公交的分担率明显比较低。
（如表1.1）另据相关统计北京中心区的高峰车辆平均速度低于20Km/h，上海中心区的高峰期道路饱和度达到95%，平均车速低至10Km/h。
由此可见城市交通机动化程度的提高并未给人们的出行带来便利，相反却带了很多的问题，如交通堵塞、交通事故、环境污染等严重的问题。
因此，在有限的城市道路空间中，单靠修建道路是远远不能满足交通增长需求的，必须寻求行之有效的解决办法。
表1.1我国部分大城市公共交通分担率
城市
北京
上海
天津
石家庄
西安
武汉
南京
广州
公交分担率（﹪）
31
33.2
11.2
8.6
30.2
29.5
35.6
25
调查年份
2009
2010
2008
2008
2010
2010
2009
2009
国内外大量交通发展经验表明，大力发展公共交通是一个行之有效的方法。
优先发展城市公共交通是提高交通资源利用效率，缓解交通拥堵的重要手段，是符合中国实际的城市发展和交通发展的正确战略思想。
2005年国办发46号文就优先发展城市公共交通提出了八点专项意见，要求城市人民政府切实加强组织领导，动员社会力量，进一步提高认识，充分发挥规划调控作用，优化公共交通运营结构，保障公共交通的道路优先使用权，加强组织领导和监督检查等八个方面做好优先发展城市公共交通这项复杂的社会系统工程。
[1]众所周知，公共交通具有价格便宜、载客率大、换乘方便、乘坐安全、道路占用率低、耗能低廉、污染小等优势，是目前解决城市交通拥堵的一个有效途径。
通过图1.1，可以清楚的看出公共交通可以在很大程度的降低道路的压力。
图1.1不同交通方式道路占用率
1.2研究目的及意义
随着社会经济的发展，城市化水平的不断提高，城市交通所面临的交通拥挤、能源短缺、环境污染等问题日益严重，针对这一系列的城市交通问题，公共交通优先发展政策在20世纪60年代初由法国巴黎首先提出，随后被众多专家认为是解决城市问题的最有效途径之一。
它是对城市道路交通资源进行优化，保证城市交通可持续发展的一项有效、可行的政策措施。
“公交优先”是公共交通系统优先发展的简称，不仅是专指常规公共交通通行权上的一种片面优先，要确定它的具体含义一般需从广义和狭义两方面来进行阐述。
从广义上讲，凡是有利于公共交通优先发展的政策和措施均可称之为公共交通优先；从狭义上讲，则是指仅在交通工程范围内，采取适当的交通管理和道路工程等措施优先公共交通车辆在道路上的通行。
城市公共交通优先的实现是以“以人为本”的理念为出发点，以人对公共交通的满意程度来衡量公共交通优先目标的实现程度。
公共交通优先所要实现的基本目标是使城市公共交通具有“快捷、舒适、高效、安全、准时”的特性，从而增加公共交通的吸引力。
实现公共交通优先的主要意义包括：
降低运行时间；提高可靠性；缩短乘客上、下车的时间；提高公共交通车辆的舒适度；方便换乘等。
2公交优先策略的方法与有效措施
2.1发挥政府主导，编制公共交通发展规划
我国城市交通规划起步较晚，始于20世纪80年代初。
通过学习、引进国外的交通规划理论与技术，结合我国城市的具体情况进行了一系列的实践，逐步积累经验，基本形成了交通规划的系统程序模式。
相比一下，对公共交通的规划与研究则显欠缺，尚未形成一套行之有效的理论与方法。
目前，我国正处于城市——城市交通——城市公共交通系统的迅速发展时期，城市公共交通规划中或多或少包括了一些目标分析的内容。
城市公共交通系统作为三层规划系统（图2.1（a））中的底层系统，受到两个上层系统的制约，增加了目标分析的范围和难度。
我国过去的城市总体规划——城市交通规划（城市公共交通规划）自上而下的规划模式已难以适应日益活跃的各系统和不同的地域、不同发展阶段的要求，因而提出了总体规划与交通规划相互协调的规划模式，并推广到与城市公共交通规划的协调（如图2.1b所示）。
（a）自上而下的规划模式（b）相互协调的规划模式
图2.1三层规划模式
2.2优化公共线网
线网优化调整方案的主要内容：
减少城市中心区重复线路，扩大中心城边缘地区覆盖范围，逐步建立以快线网为骨架、普线网为基础、支线网为补充的三级公共交通网络。
以提高运营速度为重点构建快线网，依托专用道、采用大站快车方式，满足大客流长距离出行需求，总体分为市区快线网与市域快线网，以扩大公交覆盖范围为重点完善支线网，将公交线路延伸至居住区，提高公交通达性，与快线、普线衔接关系，方便居民出行。
针对线网整体布局优化可能给部分线路的少量乘客带来不便的问题，为最大限度减少对乘客的不利影响，线网优化调整过程中，将本着不缩小服务范围、不减少运力配备、不降低服务水平的原则，与专用道设置、换乘场站改造、延长运营时间、缩小发车间隔、完善乘客信息服务等措施配套，分期分批逐步推进。
预计线网优化调整方案全部实施后，中心区将减少多重复线路,减少站牌块数，可将中心区重复线路车辆全投入到小区公交线路，完善中心城周边约多个小区的公交服务。
2.3多管齐下，保证公交优先运行
2.3.1设置公交专用道
截止2013年，我国已建地铁的一些大中型城市主要有：
北京、上海、南京、天津、广州、西安、成都、深圳等。
而对于目前尚不具备修建大运量轨道交通的其他城市而言，大力发展常规公交才是解决交通拥堵现状最行之有效的措施。
同时对于已建轨道交通的城市，合理适当的发展常规公交同样也是一项极具民生性的工程。
公交专用路：
在特定的路段上，公交车享有全部的、排它性的使用权（自行车可根据实际情况规定）。
专用路设计需要留意的是，在专用路进口之前社会车辆的分流和转向问题，避免处理不当引起如更阻塞。
【3-4】
公交专用道：
在特定路段上，通过标志、标线等划出一条或几条车道给公交车专用：
但公交车同时享有在其它车道行驶的权利。
[3]
通常情况下，专用道的开通都占用了原有的机动车道（若为公交专用路则是整条道
路），使道路的通行状况发引良大改变。
因此，公交专用道（路）的开通必须是慎重的，要经过周密的计算坏口论证。
如果不顾公交车辆和社会车辆的实际运行情况，不顾公交车流量小、交通急流量比例小、的事实，而盲目地开通公交专用道（路），就会使公交专用道（路）经常处于空闲状态，（如图2.3.1）得不到充分利用；同时也会使剩余的社会车辆车道更加繁忙，从而加重了道路空间利用的不合理状况。
相反地，如果道路横断面上公交车的流量很大，在总的交通流量中占的比例也很大,此时却没有开通公交专用道（路），使公交车辆和社会车辆都经历交通的拥挤与堵塞，那么这时道路空间的分配仁燃是不合理的，因为公交车辆对道路设施的使用效率要大大高于其它社会车辆。
下面就实施公交专用道的约束条件和适宜条件进行讨论。
图2.3.1图2.3.2
为了使设置公交专用车道成为可能,同时有效地利用道路空间资源，一般认为，设置公交专用车道的道路，单向应具备两条以上的机动车道，一条作为公交专用车道，其余的车道供其他机动车使用。
若单向具备3一4条道更佳。
设置公交专用车道的道路，公交车流量达到一定的标准，一方面应使专用道绿灯信号能得到较为充分的利用；另一方面应保证公交车在交叉口前能消除二次排队现象。
道路上开辟公交专用车道后，公交车在路段上的运行条件得以改善，受其他机动车的干扰大大减少，产生的直接效果就是车速提高，行驶时间减少，公交乘客出行时间减少。
利用已有的成果，可以对设置公交专用车道前后，公交车的行驶时间进行对比分析，从而得到由此产生的效益。
采用美国联邦公路局提出的路阻函数模型,可以计算得到公交车和非公交机动车的路段行驶时间。
设置专用车道之前，可以认为公交车辆与其他机动车有着相同的平均路段行驶时间。
[2-7]
t=t0〔1+ɑ（V/C）β〕
式中，t—两交叉口之间的路段行驶时间（min）;
t0—交通量为0时,两交叉口之间的路段行驶时间（min）;
V一路段机动车交通量（辆/h）;
C一路段实际通行能力（轴/h）;
ɑ、β一参数,建议取a=0.15,β=4.0.
设置公交专用车道后，公交专用车道与其他机动车道承担着不同的交通量，公交车辆与其他机动车辆有着不同的平均行驶时间。
公交专用车道承担的交通量中只有公交车，对于其他机动车道而言，总的交通量由n-1条机动车道分担"设置公交专用车道后，由于道路通行权的改变，公交车与非公交机动车的平均行驶时间均发生了变化。
据资料显示，设置公交专用车道后，采用美国联邦公路局提出的路阻函数模型分析发现，一般清况下，公交车的平均行驶时间将减少，非公交机动车的行驶时间将增大；路段机动车出行总时耗（车·小时）总量将增加,路段居民出行总时耗（人·小时）总量会减少。
2.3.2合理配置交通信号，保证公交优先
传统交叉口信号配时方法是根据车辆延误最小进行配时的，但交通运输的目的是完成人和物的移动，所以公交优先信号设计是以人均延误最小来配时的，并以不发生社会车辆的过长排队为约束条件；或同时采取合理的交通管理手段来消除社会车辆的过长排队。
（如示意图2.3.2）公交优先信号设计方法主要可分为三类：
被动优先策略如调整绿信比、相位分隔；主动的优先策略如相位延长、提前激活相位；实时优先策略如延误优化、交叉口控制。
图2.3.2
（1）.有公交专用车道或公交专用进口车道时的优先控制
公交车辆在公交专用道上行驶的时候，可以免除与其它车辆混行所带来的干扰，公交的准时可靠性将得到很大程度的提高。
当交叉口进口道七设置有公交专用车道时，公交车辆将在专用车道以纯粹公交车流的形式通过交叉口区域。
对于纯粹的公交车流，检测器可以较为准确地检验和计算出公交车辆瞬时所处的位置以及行驶状态。
因此纯粹的公交车流更容易得到优先照顾。
信号灯绿末延时和红灯提前结束是最主要的两种公交信号优先方式。
该两种方式只是在公交车辆到达停车线位置时要求控制系统对原有的信号显示状态稍作调整，由此对这个交叉口所有车辆的运行状态产生的影响不是很大，但公交车辆通过交叉口时的延误却能够因此降低很多。
[10-11]
1）公交绿末延时申请
当交叉口进口道上拥有公交专用车道或专用进口车道的时候，公交车辆不仅可以向系统提出绿灯延长的申请，也可以提出尽决将本相位当前的红灯信号转为绿灯信号的申请。
当然，控制系统是不会无条件答应这个申请的，否则其它车辆的延误就会迅速增长,并有可能引发严重的车辆拥挤排队，使得公交车辆最终也得不到好处。
这种情况下，信号控制系统是否要给公共汽车提供优先信号，需要考虑的是由此带来的预期收益与给横向道路带来损失相比是否合算。
假设有这样一个两相位的信号控制交叉口，当前相位A为绿灯,绿末时有公交车辆到达该交叉口,此时根据自寻优相位配时方法来确定是否延长A相位绿灯时间以使得公交车辆能顺利通过该交叉口,将由公式（2-1）—（2-5）来决定。
2-1
式中：
QA—性能指标函数；
rB—B相已显示的红灯时间（秒）；
rmax—B相特定的最大红灯时间（秒）。
QA=GA（δAb,δAc,……）—LB（nBb,nBc,……;△nBb,△nBc,……）2-2
其中GA—A相位绿灯时间延长△t所带来的收益；
LB—B相位红灯延长所带来的损失。
GA=
δAi+biδAi）2-3
其中m—通过该交叉口的不同类型车辆（如公交、小客车、自行车等）的总和；
rA——A相红灯时间（秒）；
ai—i类车辆延误增加一秒所带来的损失；
δAi—△t的时间内A相位两个方向i类车增加的通过量（PCU/秒）；
bi—i类车停车启动一次所带来的损失。
LB=
2-4
△t—A相绿灯的延长时间（秒）；
nBi—A相绿灯开始延长时B相两个方向i类车排队长度（米）；
△nBi—由于A相绿灯延长而在B相造成i类车的停放数。
当QA=
2-5
2）红灯提前结束申请
由于公共汽车的载客量是小汽车的20倍以上,故公交车辆的时间延误损失将远大于其他类型车辆的时间延误损失,所以一般清况下都会有QA>0,根据公式（2-6）-（2-7）来确定。
在绿末到达的公交车辆就很容易得到优先通行的信号了。
但QA的值不宜大于其他车辆的10倍,否则其他车辆的延误增长的很快。
对于同一个交叉口,当公共汽车到达时,当前的相位显示的信号为红灯,这时才相是否立刻结束红灯信号转变为绿灯信号将由公式（2—2）决定。
2—6
式中：
g
—B相已显示的绿灯时间（秒）；
QA=
2—7
式中：
RA—前一周期A相红灯时长（秒）；
rA—本周期A相已显示的红灯时
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