轨道交通是解决大城市交通问题的有效途径,轨道交通线路确定以后,需要对常规公交线网布局进行优化调整。调整常规公交线网,目前普遍采用的方法是“逐条布设,优化成网”[1],基本思路是利用预测得到的公交客流O-D矩阵确定常规公交的起讫点,再根据最短时间、最大客流量原则,重新生成公交网。因此,如何利用公交客流O-D矩阵,确定常规公交起讫点,是整个工作中首要且关键的一步。一般的做法是,首先将各交通区轨道交通线路直达运送的客流从公交O-D矩阵中除去,将轨道交通线路各站的非直达客流加到该站所在区的O-D矩阵中去,再按照各区所标明的客流情况,确定公交线路的起讫点[2]。这种方法的不足是,它仅仅将轨道交通直达运送的客流从公交O-D矩阵中消除,而对于常规公交和轨道交通之间的换乘客流并没有做出合适的安排。这导致所规划出的常规公交线网与城市快速轨道交通无法进行有效的配合与衔接。本文应用交通分配的方法,成功地实现了换乘客流的处理,所确定的常规公交起讫点能够很好地体现常规公交与城市快速轨道交通的配合与衔接。
1公交客流O-D矩阵的调整
确定配合城市快速轨道交通的常规公交起讫点工作流程见图1,主要分为两步:一是常规公交客流O-D矩阵的预测;二是在其基础上进行起讫点的确定。其中第一步是关键,它不但是第二步的工作平台,而且也是影响常规公交能不能与快速轨道交通进行有效配合与衔接的主要因素。
1.1调整方法
首先进行城市交通生成预测、出行分布预测和交通方式划分预测,从而得到公交客流O-D矩阵(这些工作在城市快速轨道交通线网规划中都已包括,可根据情况直接引用)。O-D矩阵结合轨道交通线路,可以得出轨道交通直达运送的客流,但是对于换乘客流(一般包括3种:①常规公交换乘轨道交通;②轨道交通换乘常规公交;③常规公交换乘轨道交通再换乘常规公交)却不容易得出,因此要规划适应城市快速轨道交通的常规公交线网,必须对换乘客流的O-D进行修正。为此,需要将公交客流O-D矩阵结合现状公交线网和轨道交通线网规划方案,进行交通分配。在分配时,注意记录上述3部分换乘客流的换乘、走向信息。完成之后,再反过来对原来的公交O-D矩阵进行调整。首先是除去轨道交通直达运送的客流;其次是对换乘轨道交通的客流进行O-D变换。
设Sij表示从i区至j区的上述3种换乘客流之一,则Sij=Sik+Skl+Slj。其中,Sik为从i区至k区段出行的常规公交方式;Skl为从k区至l区段出行采用的城市快速轨道交通方式;Slj为从l区至j区段出行采用的常规公交方式。
若Sij为第①种换乘客流,则Sik≠0、Skl≠0、Slj=0,且i≠k≠l、l=j;若Sij为第②种换乘客流,则Sik=0、Skl≠0、Slj≠0,且i=k、k≠l≠j;若Sij为第③种换乘客流,则Sik≠0、Skl≠0、Slk≠0,且i≠k≠l≠j。
式中:T为调整之前的公交客流O-D矩阵;R为轨道交通直达运送的公交客流O-D矩阵。
1.2 调整结果
(1)所得到的常规公交客流O-D矩阵更加符合实际。配合城市快速轨道交通的常规公交线网规划,首先需要得到未来的常规公交客流O-D矩阵作为基础平台。在规划方法一定的情况下,常规公交客流O-D矩阵越符合实际情况,则规划出的方案越能适应未来的交通。采用以上调整方法,不但从公交客流O-D矩阵中除去了轨道交通直达运送的客流,而且将换乘客流进行分流,除去了轨道交通运送的部分,得到的客流矩阵更与常规公交客流O-D矩阵相符合,为规划方案的合理性创造了基本条件。
(2)更能体现常规公交和城市快速轨道交通的配合与衔接。在常规公交客流O-D矩阵中,各个小区的发生、吸引客流量反映了城市不同地域常规公交的需求强度。使用以上调整方法得出的常规公交客流O-D矩阵,因为考虑到了常轨公交与城市快速轨道交通的换乘客流,并对其作出了合理的拆分、消除处理,因而使得轨道交通各站点所处地域的常规公交需求强度能够明确地反映出来,更加方便配合轨道交通的常规公交线路及站点的设置。
1.3示例
在图2的假想城市区域中,CD、EF为常规公交线路,AB为规划的快速轨道交通线路。经预测,在未来将有如表1的公交客流OD矩阵。显然2、3、4、5、7区之间的客流为轨道交通直达客流。经交通分配可知,有换乘轨道交通的客流为①13,由1乘公交到5,换乘快速轨道交通到3;②1-7,由1乘公交到5,换乘到7;③2-8,由2乘快速轨道交通到5,换乘公交到8;④2-9,由2乘快速轨道交通到5,换乘公交到9;⑤3-8,由3乘快速轨道交通到5,换乘公交到8;⑥3-9,由3乘快速轨道交通到5,换乘公交到9;⑦4-9,由4乘快速轨道交通到5,换乘公交到9;⑧7-9,由7乘快速轨道交通到5,换乘公交到9。
再对O-D表1进行调整。首先将2、3、4、5、7区之间的轨道交通直达客流消除;其次,将1-3之间的客流变为1-5,将1-7之间的客流变为1-5,将28之间的客流变为5-8,将2-9之间的客流变为5-9,将3-8之间的客流变为5-8,将3-9之间的客流变为5-9,将4-9之间的客流变为5-9,将7-9之间的客流变为5-9。调整后得到的常规公交客流O-D表如表2所示。
2 常规公交起讫点的确定
2.1 按客流量设站
2.1.1 基本原则
每一交通区发生或吸引的乘客量,一般都由经过该交通区的公交线路中间站点运送。当该交通区高峰小时的发生量或吸引量超过该交通区内线路中间站点的运载能力时,则该交通区必须设置线路的起讫点站,以增加运载能力。因此,可取交通区中间站点的运载能力大小为起讫点站的设站标准,当某交通区的发生量或吸引量超过该值时,就认为需要设置起讫点站。确定了拟设线路起讫点后,便可对起讫点站进行配对,以构成公交线网。
2.1.2 中间站点的运载能力
常规公交中间站点的运载能力为
Ci=NiB60/ti
式中:Ci为i交通区中间站点的总运载能力(人次·高峰小时-1);Ni为i交通区内中间站点的个数;B为高峰小时平均每车从中间站点搭乘的乘客数;ti为高峰小时发车间隔(2～5min)。
Ni可根据公交线网密度及各交通区的出行量相对大小确定。全规划区内的中间站点个数为
N0=ρS/d
式中:N0为全规划区的站点个数;ρ为公交线网密度(km·km-2);S为规划区面积(km2);d为平均站点间距(km)。
按《城市道路交通规划设计规范》的建议值,在规划城市公交线网时,取城市平均密度ρ=3～4(km·km-2),平均站距d=0.5～0.6km。
公交线路站点在规划区域内各个交通区的分布是不均匀的,视各个交通区的出行量大小、交通区的性质、交通区的面积及线路布设情况而定,在公交线路尚未确定前,可以根据出行量的相对大小确定各交通区的公交线路站点个数Ni。
Ni=N0Ti/T
式中:Ti为i交通区的总公交乘客发生量或吸引量;T为全规划区的总公交乘客发生量或吸引量,T=
对于老城市的公交线网规划,根据前述计算的Ni,再考虑原有公交线网中各交通区的中间站点个数酌情取值。
2.1.3 公交起讫站点的确定
当交通区的总发生量(或吸引量)Ti超过它的中间站点运载能力Ci时,需设置起讫点站。一个起讫点站的运载能力为
Cod=60Rr/(tik0)
式中:Cod为一个起讫点站的运载能力(人次·高峰小时-1);R为公交车额定载客数(铰接车为129人,单节车为72人);r为高峰小时满载率,取0.85;ti为高峰小时发车间隔;ki为线路上最大断面流量与起点站或终点站后的断面流量之比,k0=1.5～2.0。
某交通区i的总发生量(或吸引量)Ti超过该交通区的中间站点运送能力Ci,其超过量为ΔTi,ΔTi=Ti-Ci,则当(k-0.5)Cod<ΔTi≤(k+0.5)Cod时,该交通区需设立k个起讫点站[2]。
2.2按实际要求设站
对于某些特殊地区,如车站、码头、风景区、居住生活小区等,为满足乘客的出行需求,方便居民生活,即使总发生量(或吸引量)未达到设站标准,也可考虑设常规公交起讫点站。
3 结 语
(1)随着中国城市化进程的加速发展,交通问题将更加严重,采用包括快速轨道交通在内的多方式、立体化公共交通体系将是中国大城市交通发展方向。而复杂交通体系的有效运营,需要协调统一的规划与管理。
(2)采用四阶段法预测交通量,合理调整公交出行O-D矩阵,提出了根据客流量大小原则确定常规公交起讫点的方法,并在此基础上调整常规公交线网,将能较好地实现常规公交与城市快速轨道交通的配合与衔接。
