第六章公共汽车交通设计.docx

1、第六章 公共汽车交通设计第六章 公共汽车交通设计第一节概 述 公共交通系统是城市客运的主体，在人口密集的大都市尤其如此。公共汽车交通是公共交通系统的重要组成部分，相对于轨道交通等大运量公共交通方式而言，公共汽车交通有灵活、便利和节省投资等特点。随着快速公交系统( Bus Rapid Transit，BRT)等新型公共汽车交通模式的深入研究与实践，公共汽车交通运能的覆盖面和适应性将进一步扩展和增强。在全世界交通拥挤日趋严重、交通污染与交通事故等问题日益突出的背景下，优先发展公共交通对于促进城市经济发展、改善出行环境的作用尤其重要。 然而，公交车辆运行状态不稳定、准点率低、速度慢、乘车不方便、候车

2、时间长等问题一直制约着公共汽车交通系统服务水平和吸引力。为了提升公共汽车交通在道路交通系统中的竞争力，优先发展公共交通系统，需要系统地学习和掌握公共汽车交通优化设计方法。 从广义上理解，“公交优先”是指有利于公共交通系统发展的一切政策和措施；从狭义上理解是指通过交通设施建设、交通管理及控制等措施，在通行空间和时间上赋予公共交通优先通行权。交通设计的主要任务是落实公共汽车交通的“空间优先”和“时间优先”。“空间优先”主要是通过公共汽车专用车道、交叉口公交专用进口车道和公交停靠站的优化设计加以实现；“时间优先”则体现在公交优先信号控制方面。 本章介绍公共汽车交通系统优化设计的体系和基本内容，讲述基

3、础资料的调查与收集、公共汽车交通优先设计、公共汽车停靠站优化设计等内容，并简要介绍交叉口信号优先控制的基本方法。在学习本章之前，应首先了解公共汽车交通系统规划、交通管理与控制等相关知识。第二节 公共汽车交通优先设计体系 一、公共汽车交通系统概貌 广义的公共交通系统包括常规公共汽（电）车交通、轨道交通和出租车交通等。根据线路承担功能和等级的不同，常规公共汽电车交通还可以细分为干线公交、普线公交、支线公交和需求一响应公交。本章重点阐述常规公共汽（电）车交通系统的设计理论与方法。公共交通系统框架如图6-1所示。 1)骨架线路f 骨架线路是实现跨区域客流在空间上|快速、集中转移的公交线路，是联系土地集

4、中功能区的纽带、城市各级组团间及组团内部的主要客流走廊，在公交线网体系中起骨架作用。其中，快速公交系统作为一种新型的公共汽车交通方式，以支撑骨架公交线路交通为主要功能，正在被不断推广。 2)普通线路 普通线路是对骨架线路的补充和完善，用以服务城市各组团间或组团内乘客的中短距离出行需求，并承担与轨道交通、骨架公交线路、公路及客运港口等枢纽间的换乘衔接，应依据骨架线路和换乘枢纽布局加以设置。 3)补充线路 补充线路以填补公交空白点或稀疏区域为主要功能，服务于城市边缘组团的交通出行需求。线路的设置可利用抽疏中心区重叠线路的资源，或根据客流需求在公交空白区新开线路等措施来实现。补充线路对缓解城区边缘组

5、团居民乘车难问题具有较大作用。 4)需求一响应式公交 这种公共交通方式兴起于20世纪70年代，没有固定线路，不按照固定时刻表运行，对实时的出行需求进行响应式服务。订车通过电话等方式进行，车辆的行驶线路由调度中心通过无线通信进行管理。 二、公共汽车交通优先设计体系 1总体设计内容 公共汽车交通设计以提供舒适、便捷和安全的公共出行环境为目标，是充分发挥公交设施功能，促进公交系统高效运行的重要保障，也是发挥系统运输效能、提高公交吸引力的重要途径。 按照交通设计基本程序，公共交通设计可以概括为基础资料的调查与收集、方案设计以及方案优化与评价三个主要阶段，如图6-2所示。本章主要介绍基础资料的调查与收集

6、、方案设计与优化两大部分内容，方案的综合评价部分将在第十一章进行介绍。 2公共汽车交通设计基本思路 公共汽车交通设计的基本思路可以依据公交车辆的运行过程图进行论述（图6-3）。公交车辆从首末站出发，经中途停靠站、交叉口、正常路段等最终到达另一个（或同一个）首末站，完成一班运输任务。显然，公共汽车交通设计应围绕公交车辆的整个行驶过程展开。按其行驶过程，可分为中途停靠站交通设计、交叉口优先设计与控制和普通路段交通设计三个主要部分。本章第四节将重点介绍路段和交叉口公共汽车交通优先设计。 第三节基础资料调查及搜集 公交基础资料是进行公交系统服务质量、使用情况、交通流运行状况、安全性和相关运营分析的基础

7、，也是进行方案优化设计的依据和前提。本节首先讲解基础资料的主要作用，之后介绍基础资料的主要调查方法。 一、基础资料的作用 1分析现状问题 公共汽车交通设计工作需要有的放矢。基础资料的作用之一即为交通设计提供需求，通过调查和数据分析对现有的公共汽车交通系统特征与问题进行分析，寻找影响其运行效率的关键因素；归纳影响公共汽车交通吸引力的主要问题，从而确定交通设计的重点。 2确定设计依据 公共汽车交通设计依据主要有两大类：其一，国家和地方的相关规范、标准与条例等；其二，交通规划、交通管理规划、公交规划等宏、中观研究所确立的公共汽车交通系统发展方案、目标和指标。这两大类基础资料是交通设计展开的基础，也是

8、交通设计要落实的目标。 3预测未来需求 公共汽车交通设计虽然处于相对微观的层面，但仍需要面向未来的发展需求，进行近期和中、远期结合的考虑。因而，基础资料中还应该包括未来需求预测的内容。 二、基础资料调查内容 1基础资料需求 需要搜集的资料主要围绕公共汽车交通优先设计的依据和公交系统特征两大方面展开。设计依据包括相关规范、标准和规划方案等。公交系统特征包括交通网络状况、公交网络分布图、公交客流资料、公交车辆运行时刻表、公交发车频率和服务时间、公交车辆在路网中各路段的行程时间以及公交运力和收费情况等。 2交通调查资料 交通调查资料主要围绕公共汽车交通系统的需求、服务和运行状况展开，以分析和发现系统

9、运行的主要瓶颈、主要问题和潜在的趋势等。基础资料主要包括以下几方面内容： 1)乘客起讫点调查 该调查的主要目的在于了解各种乘客出行的起讫点。针对一条或几条线路，将设计好的问卷调查表发给被调查乘客，并要求其在到达出行终点时将填完的表交回。由于这种方法可能会增加乘客上下车的延误，且乘客可能不方便填写（特别是对站立的乘客），所以有时也可采用邮资付讫形式通过邮寄回收表格。 2)公共交通运行状况调查 主要收集上车、下车、停站泊位利用和时刻表的执行情况等信息。一方面可供交通设计时确定车站位置和待优化设计的交叉口，作为研究公交车辆交通管理措施的依据；另一方面，也是优化运行线路和时刻表的基础数据。 3)载客量

10、调查 在被调查线路沿途的一个或几个车站上设置观测员，每个观测员记录车辆特征、到达和离去时间、上下客的人数和离站时车上的人数。这种调查一般选择乘客最多的车站进行。此数据对于了解车内服务水平等具有意义。 4)跟车调查 观测员乘坐被调查的公交车辆，记录每个车站上车、下车的人数及站间车上的人数、车辆通过沿线各控制点的时间，有时还要记录付费的形式。在乘客较少的线路上，观测员有可能跟踪调查几名乘客，记录他们上车、下车的车站。 5)车速和延误调查 公交车速度和延误调查基本内容与方法为：观测员在一天中的不同时段乘坐拟调查的车辆，记录其通过各控制点的时间、延误与成因。除了常规的行驶延误之外，公交车辆延误还应包括

11、：乘客上车、下车引起的延误；车辆比时刻表规定的时间提前到站、驾驶人可能人为在站点延长靠站时间而产生的延误；司乘人员换班所导致的延误等。车速和延误调查可以与前述跟车调查结合进行。第四节公共汽车交通优先设计 公共汽车交通优先设计的目的在于改善公交车辆的行驶环境，实现公交系统优先、保证交通系统中各交通流（公共汽车、行人、非机动车、机动车）间相互干扰最小、降低交通事故率、提高通行效率和便捷性等。本节首先讲解公共汽车交通系统优先设计的内涵，然后分公交专用道和交叉口优先设计两部分详细介绍优先设计的基本思想、方法和技术。 一、优先设计内涵 1基本问题 交通行驶环境的复杂性常导致车辆的运行速度低和可靠性差等问

12、题。公交车辆运行过程中，不可避免地会受到交通流内外因素所产生的不可预料的干扰。外部因素包括：混行的社会车辆性能和运行状态、道路行驶条件及交通流的阻抗、信号控制的随机延误和乘客需求的变化。内部因素包括：运营管理要素、时刻表以及公交车的编排等。这些因素彼此交错就使得公交车的运行变得更加复杂，公交车辆的运行速度和可靠性难以保证。公共汽车交通设计的核心内容是系统的效率化和可靠性设计，亦即从路段和交叉口两方面，研究如何通过交通设计手段提高系统的总体运行效率和可靠性快速、便捷、可靠与准点。 换乘衔接与安全问题。换乘衔接可以分为普通站点换乘和枢纽换乘两部分。换乘衔接不便，如换乘距离长、过街换乘设施设计不当及

13、信息服务缺乏等，将很大程度地影响出行者的舒适度和系统的便捷性。本节主要针对普通站点换乘问题进行讨论，包括交叉口、路段换乘过街系统和停靠站信息服务系统设计等内容。同时，在影响公共汽车系统安全的因素中，行人过街系统的安全性尤为突出，如何结合站点的布局，设计安全的过街系统也是本节需要讲述的一个基本问题。 2优先设计主要内容 公交车行程时间由路段行驶时间、交叉口因信号控制引起的延误时间和公交车进站停靠时间三部分构成。分别改善这几部分的通行条件，均可以缩短公交车辆的行程时间、提高公交车运行的效率与可靠性，进而提高其服务水平。所以，公交优先主要应实现以下三个目的。 (1)道路沿途行驶优先（公交专用车道优先

14、设计）：通过减少公交车辆在沿线行驶过程中的干扰来提高行程车速及其平稳性，主要措施有设置公交专用路、公交专用车道，减少道路沿途进出交通对公交的影响等。 (2)交叉口通行优先（交叉口公交优先设计与控制）：通过给予公交车辆在交叉口处的优先通行权，以减少其信号控制延误，主要方法有设置公交专用进口车道并实施优先通行控制。 (3)公交停靠站处通行优先（公交停靠站交通设计）：合理的停靠站形式、长度及位置，可以有效地减少公交车辆进出停靠站的时间损失；公交换乘枢纽的有序化设计，可以非常有效地减少公交车辆进出枢纽的时间。 二、公交专用车道优先设计 1设置专用车道的基本考虑 在道路空间资源有限的情况下，分配通行空间

15、给公共汽车交通的必要性在于： (1)交通的本质是实现人和物的安全与效率化移动，因此基于移动的人和物的量及其重要度分配道路资源更具有合理性。 (2)公共汽车对道路设施的使用效率明显高于小汽车：一条公交专用道或公交专用路运送能力约为20 000人（小时方向），而一条小汽车道的运送能力一般不超过3 000人（小时方向）。 (3)公共汽车线路较为固定，将小汽车转移到替代线路上比转移公共汽车容易。 (4)修建公交专用车道或专用路，较建造大容量轨道交通系统更为节约成本，也更具适用性。 图6-4描述了交通流（饱和度）与公交车流之间的关系，这种相互作用可以归纳为四种基本情况。 情况1-当客流需求不高、道路有富

16、余的通行能力时，不需要提供公交优先通行权。 情况2-虽然道路接近饱和，但由于公共汽车流量和乘客量相对较低，没有必要提供公交优先通行权。 情况3-道路上有足够多的公共汽车，此时有必要提供公交优先通行权，同时由于道路饱和度较低（道路有富余的通行能力），提供公交优先权对其他交通并无明显的不利情况。 情况4-该情况是最需难以处理的情况，当最需要提供公交优先通行权的时候，道路也达到或接近其通行能力，分配路权给公共汽车将会影响其他道路使用者的利益（除非通过新建车道提供额外的通行能力）。 在发展中国家的城市，许多道路已达到或接近其通行能力，所以在设置公交专用道时最常见的情况是最后一种，此时公交优先通行权的提

17、供需要政策与法令的保障。 2公交专用车道的设置条件 是否设置公交专用车道，应从需求和供给两方面进行分析。需求条件，亦即设置专用车道的交通条件，主要考虑待设专用车道的道路沿线公共汽车交通流量以及客流需求量等；供给条件，亦即由于道路资源有限，专用车道的设置可能会减少社会车辆的可利用通行资源，不同道路对社会车辆交通和公共汽车交通优先权的定位不同，需要根据道路与交通的规划定位和实际的运行条件加以权衡。 1)道路条件 一般认为一辆公交车占用的道路资源相当于多辆小汽车所占的空间，因此，设置公交专用车道可以提高道路空间的使用效率，道路条件是设置公交专用车道的充分条件。通常在下列情况下不宜设置公交专用道。 (

18、1)备设置公交专用车道的道路仅为一车道、且是周边唯一的交通通道，无其他可转移交通的道路。 (2)在公交车行经的道路，平面交叉口的间距较小，而且双向不足4车道。这种情形下若设置专用道将受到大量转弯车流的影响，无法发挥其效用。一般情况下，实施专用道时，道路车道数应具备不低于双向4车道的条件。 2)交通条件 设置专用车道的本质目的是实现“人”的优先，提高交通系统总体的运行效率。设置专用车道的道路，通常同时也承担大量的社会车辆交通需求，设置专用车道不应引起道路及周边路网上社会交通流的严重拥挤，且要有相当的客流和相应的公交车流量。因此，设置公交专用车道的交通条件，需要从提高道路利用效率的必要性出发，包括

19、路段客流量的大小、公交车辆的行程速度、公交车流量和道路的通行能力条件等。 3路段公交专用车道设计方法 专用车道设计主要包括专用车道的位置、宽度以及专用车道的隔离和视认性三方面。专用车道位置和宽度的确定主要考虑专用车道的功能和道路条件，最佳地满足公交优先和社会交通流顺畅运行的要求；专用车道的隔离和视认性则要便于公交车流和社会车流明确各自的通行空间。 1)路段公交专用车道布置方式 公交专用车道在道路断面上的位置可分为：路中型、次路边型和路边型。三种形式的选择，应基于道路条件、公交车流特征及停靠站的纵向位置等确定。 (1)路中型公交专用车道：适用于有中央实体分隔、公交站距较大的快速道路及主干道路，以

20、及道路两侧有较多车流频繁进出或临时停车的主干路，公交停靠站台设于中央分隔带上。为解决路中型专用道公交车停靠开门问题，站台需做偏移设计，因此公交车辆行驶轨迹的顺畅性可能受到影响。另外，乘客将利用交叉口人行横道过街，所以在设计上应特别留意其交通流的平顺性和交通的安全性。 路中型公交专用车道因不受沿线进出交通的干扰，所以其运行速度较高，被认为是较理想的公交专用道的方案（图6-5）。 (2)次路边型公交专用车道：将公交专用车道布设于次外侧车道，此时的最外侧车道可作为进出交通流的辅道，服务于沿线相交支路及路侧进出交通（图6-6）。该类型公交专用车道可以减少沿线进出交通流对公交车辆行驶的影响，然而公交车辆

21、进出停靠站时与外侧车流存在交织，同时外侧车道的车流驶入主线需要跨越公交专用车道（图6-7）。因此这种情况下，公交专用车道对其他车道是一个虚拟的分隔带，最外侧车道利用率较低，具有很大的局限性。 (3)路边型公交专用车道：路边式公交专用车道适用于设置在停靠站距比较小的路段，可以直接沿边缘车道进出停靠站，不必穿越其他机动车道，但受道路沿线出租车上下客及进出道路车辆的影响，总体运行效率会下降（图6-8）。 专用道适应性对比。路中型和路边型公交专用车道是较为常见的布置形式，表6-1归纳比较了各种形式公交专用车道的优缺点。不同位置公交专用道优缺点比较表 表6-1 形式 优 点 缺 点 路 中 型 不与支路

22、车流冲突； 不影响其他车辆临时停车； 不影响其他车辆右转； 减少与慢车道车流的混合； 受社会车辆干扰小，专用性强； 公交车辆行驶顺畅，速度较高 在交叉口直行公交车与左转车辆存在冲突，须增加左转专用相位或禁止社会车辆左转； 右转公交必须提早离开公交专用车道，且无法在进口道靠站； 设站成本稍高，且需要有足够站台空间（长度和宽度）； 进站时轨迹可能不够平顺，舒适度会受到影响； 乘客进出站需穿越机动车道 路 边 型 公交行驶、靠站较符合常规习惯； 乘客在人行道上下车，不必穿越车行道； 右转弯公交车易于行驶； 成本低，易于实施，管理简单 受其他车辆临时停车与上下车，或装卸货物的影响； 公交车与支路车流冲

23、突，行驶不顺畅； 公交车与其他右转交通相互影响； 容易被其他车辆违法占用； 左转公交必须提早驶离公交专用车道 2)公交专用车道的宽度 在路段上，公共汽车专用车道的宽度与一般车道宽度基本一致。当公共汽车专用车道受伸到交叉口进口道停车线时，其宽度可较路段适当压缩，但不得小于3.Om。公交专用车道宽度建议值如表6-2所示。 公交专用车道宽度表 表6-2 设计项目 建议值(m) 路段 车道宽 3.403.75 站台 车道宽 2. 75 乘客站台宽 2O以上 3)公交专用车道的隔离及视认性 (1)公交专用车道的隔离须满足以下两点功能：允许公交车在必要时驶离专用车道；禁止社会车辆在特定的路段或特定的时间驶

24、入专用车道。隔离方法主要有以下两种： 基于交通标线的分离：用黄色标线标出公共汽车专用车道，并在车道中央标明“公共汽车”字样，表明该车道只供公共汽车使用，不允许其他车辆驶入（不包括紧急抢险车和救护车等特种车辆），但公共汽车可以驶离专用车道。 硬质分离：在道路上使用侧石、道钉、栅栏区分专用车道与社会车道；还可利用公交车底盘比小汽车高的特点，在专用车道进口处设置障碍，阻止小汽车驶入。 硬质设施的隔离效果比标线隔离明显，可阻止社会车辆驶入公交专用车道，但公交车辆也不便驶离公交专用车道，特别当专用车道只有一条车道时，一旦车辆发生事故，后续车辆无法超车，也难以救援，易造成整条专用车道瘫痪。为此，隔离设施应

25、每隔一定距离设置开口，便于公交车辆在紧急情况下驶离专用车道。 对于分时段实施的公交专用车道，应采用画线分隔措施；对于全天候的公交专用车道，可考虑设置硬质隔离设施。 (2)公交专用车道的视认性。为了更有利于驾驶人辨认公交专用车道，可采用一些措施增强公共汽车专用车道的视认性。 铺设彩色路面：把公共汽车专用车道路面用规定的某种颜色铺装，与一般车道形成色彩反差，以利于驾驶人辨认。 设置标识标志与标线：在车辆进入公共汽车专用车道之前，给予足够的提示，主要通过交通标识标志牌和地面车道标线来实现。公交专用车道在下列地方需有专门标志： a)专用车道起点设置标识与标志，提示公交车和社会车辆驾驶人注意专用车道的起

26、点及前方车道功能区别； b)路段上设置提示出租车和右转车在适当的位置进出专用车道的标志； c)专用进口车道标志，提示交叉口处公交专用车道功能或提示右转车变道的标志或公交专用道回收线标识等。 三、交叉口公交专用进口道设计 交叉口公交优先设计的核心目标之一是协调各类交通流，降低公交车辆在交叉口的延误以及公交优先对社会车辆通行效益的影响。基于公交优先的考虑，交叉口公交车辆延误的影响因素包括：小汽车交通流的排队会增加公交车辆通过交叉口的延误时间，设置公交专用进口道是缓解这一问题的主要措施；当公交停靠站设置于交叉口附近时，会增加车辆通过交叉口的延误，停靠站与交叉口作一体化设计可以缓解这一影响。 另外，公

27、交优先的核心是人的优先，因此，在交叉口确保乘客方便且安全地到达和离开公交站点，也是优先设计必须考虑的重要内容。 1设置公交专用进口道的基本考虑 交叉口公交专用进口道也有内侧和外侧之分。布设在内侧的专用进口道有利于左转和直行公交线路的通行；布设在外侧的专用进口道则有利于右转和直行公交线路的通行，但易与右转社会车辆存在交织，需要辅以相应的信号控制措施。专用进口道设计需要考虑如下因素。 (1)公交车辆占有一定的比例。当总流量为l 1002 500veh/h、进口道公交车比例在20%30%之间时，应设公交专用道o (2)公交车辆行驶轨迹平顺。若路段设置公交专用车道，为使公交车辆行驶轨迹平顺，最好将专用

28、道顺延到交叉口，也有益于提高公交车辆通过交叉口的效率。 (3)交叉口人均通行效益。当道路资源有限，若设置公交专用进口道对其他车辆通行效率影响过大，亦即导致整个路口人均通行效益下降，则不宜设置公交专用进口道。 2公交专用进口道设计方法 公交专用进口道在交叉口横断面的布置设计，与道路交叉口的整体交通条件、公交停靠站位置、停靠站形式等密切相关。主要的公交专用进口道设计方法如下。 1)路侧型公交专用进口道 这种方法适用于路段已经设置路侧式专用道的情形，利于公交车辆平顺行驶。当交叉口设有展宽段时，公交专用进口道沿展宽段设置，该方法存在着公交车与右转车的交织，若右转车流量不大，右转车可共用专用进口道；若右

29、转车流量较大，则将路侧式公交专用进口道毗邻的进口道设为右转专用车道，并辅以右转专用相位。设计方案如图6-9所示。 当停靠站设于交叉口附近时，宜与进口道展宽一体化设计，不仅易于减少公交车行驶的不平顺性，同时可以省去加速过渡段，公交车进站停靠完毕后直接行驶至专用进口道，如图6-10所示。 2)次右侧型公交专用进口道 不论路段是否设置公交专用车道，只要交叉口公交车比例达到一定值，或公交车辆通行效益低于其他车辆时，均可以考虑设置次外侧式公交专用进口道。 若路段专用车道设置在次外侧车道，进口道上游未设停靠站，则可直接将专用道延伸至进口道作为公交专用进口道，如图6-11所示。 3)内侧型公交专用进口道 路

30、段公交专用道沿中央分隔带设置时，为保证公交车辆行驶的连续性，可直接将路段专用道延伸至进口道；当左转社会车辆较多时，在公交专用进口道右侧设左转专用进口道（图6-12）。 当进口道设置停靠站时，为减少左转车辆与直行公交车辆的交织，仍将左转车道设置于公交专用进口道的左侧，左转社会车辆可利用公交停靠站处的超车道进入左转进口道（图6-13）。此时左转社会车辆将会与直行的公交车辆存在交织，因此，在设计快速或干线公交专用道时应谨慎使用。 当道路条件受限时进口道可不设超车道，宜采用图6-14所示的渠化设计模式。值得注意的是，此时为了减少公交停靠对交叉口通行能力的影响，公交停靠站规模（停靠线路数）不宜过大，一般

31、停靠线路以35条为宜。 4)锯齿形公交专用进口道 若设置一条公交专用进口道，公交车无法在一个信号周期内通过交叉口，即公交车流量大于240veh/h时，可以考虑设置锯齿型进口道（分为全部锯齿形和部分锯齿形），在进口道通行区域内设置两条停车线，前一停车线为公交车停车线，后一停车线为社会车辆停车线，并对应于两条停车线设置相应的信号灯，如图6-15所示。 锯齿形公交专用进口道的设置主要依据的是公交车辆的流量及比例。对于路中型、路边型和次路边型公交专用道皆可设置锯齿形进口道。锯齿形进口道必须以信号协调控制为技术支撑，其实施技术性和管理要求较高，因此目前一般场合还较少采用。锯齿形公交进口道长度可按下式计算，在没有详细资料的情况下，可取5