快速公交車頭時距可靠性研究.pdf

1、隨著交通擁堵、空氣污染、能源短缺以及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展等問題的日益突出，優(yōu)先發(fā)展公共交通已成為共識。而快速公交（Bus Rapid Transit，BRT）作為一種綠色、快捷并且成本相對低廉的大運量公共交通模式已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)得到了越來越多的認(rèn)可。在過去的十年，中國的快速公交系統(tǒng)也得到了飛速發(fā)展，很多城市都已經(jīng)建設(shè)了BRT系統(tǒng)。而且，我國人口超過百萬的大城市有140多個，BRT系統(tǒng)在我國還有很大的發(fā)展?jié)摿?。另一方面，服?wù)可靠性是影響公共交通

2、吸引力的重要方面，為了穩(wěn)固現(xiàn)有乘客、吸引潛在乘客，公交運營者的首要任務(wù)是保證其服務(wù)的可靠性。不可靠的公交服務(wù)不僅會影響乘客等車時間的可靠性和乘車的舒適性，還會因為車輛利用效率的降低而增加運營成本。因此，研究快速公交的服務(wù)可靠性具有一定的實際意義。作為高頻率的公共交通，快速公交服務(wù)可靠性的最重要體現(xiàn)是其車頭時距的可靠性，而目前尚缺乏專門針對快速公交車頭時距可靠性的研究，因此本文對快速公交車頭時距可靠性的研究具有重要的理論意義。
　　

3、首先，本文定義了車頭時距可靠性的微觀評價指標(biāo)——車頭時距遵守比率(Headway Adherence Ratio，HAR)。HAR是實際車頭時距減去計劃車頭時距的差與計劃車頭時距的比率。由于在實際的BRT運營中，非均勻的計劃車頭時距比較常見，而實際車頭時距又與計劃車頭時距密切相關(guān)。HAR作為一個相對指標(biāo)，考慮了計劃車頭時距對實際車頭時距的影響，能夠很好的克服非均勻計劃車頭時距給車頭時距可靠性評價帶來的影響。HAR也可以滿足計劃車頭時距不

4、同的線路之間的車頭時距可靠性比較。
　　在定義了HAR的基礎(chǔ)上，本文研究了快速公交站點上車頭時距可靠性的概率分布問題。由于車頭時距受很多不確定因素的影響，是一個隨機(jī)變量，因此有必要從概率的角度對其進(jìn)行研究。本文提出了利用車輛實時定位數(shù)據(jù)(Automatic Vehicle Location，AVL)估計較為統(tǒng)一的HAR概率分布的“四步法”，該“較為統(tǒng)一的分布”應(yīng)該可以描述快速公交線路上每一個站點的HAR分布情況。根據(jù)該方法，本文對

5、常州快速公交線路各站點上的44025個HAR數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合，所采用的擬合函數(shù)是現(xiàn)有的19種與HAR樣本空間相符的概率分布，其中包括Lognormal，Gamma，Beta和Wakeby等常見的偏態(tài)分布形式。實例分析結(jié)果表明，現(xiàn)有的19種概率分布形式均不能很好的描述快速公交站點HAR的分布。在此基本上，本文提出5參數(shù)的Wakeby-type分布。通過對兩個基本命題的推導(dǎo)，本文提出了基于L-moments的Wakeby-type分布參數(shù)估計

6、算法。實例分析表明，本文提出了Wakeby-type分布對于快速公交站點的HAR樣本具有最好的擬合效果。
　　本文從站點和線路兩個層面研究了快速公交車頭時距可靠性的分析方法。在站點水平上:首先，根據(jù)快速公交站點HAR的概率分布，提出了基于概率分布的車頭時距可靠性評價指標(biāo)。其次，對現(xiàn)有的車頭時距可靠性指標(biāo)進(jìn)行了深入分析，并將其劃分為車頭時距遵守性指標(biāo)、車頭時距一致性指標(biāo)和車頭時距的偏差一致性指標(biāo)，對三者之間的關(guān)系進(jìn)行了進(jìn)一步的推導(dǎo)與

7、說明。在線路水平上，提出了基于Spearman秩相關(guān)系數(shù)的車頭時距相關(guān)性分析方法。最后，應(yīng)用以上方法，對常州快速公交主線B1和支線B11、B23的車頭時距可靠性情況進(jìn)行了比較分析，通過比較可以進(jìn)一步理解快速公交各特征（例如:公交專用道、BRT站臺等）的配置情況與其車頭時距可靠性之間的關(guān)系。
　　本文研究了快速公交車頭時距可靠性的影響因素。首先，從運行車道、BRT站臺設(shè)置情況、信號交叉口的BRT優(yōu)先情況和車輛配置情況四個方面進(jìn)行了影

8、響因素的定性分析。其次，本文通過發(fā)車間隔可靠性和運行時間可靠性兩個方面對車頭時距可靠性的影響因素進(jìn)行定量分析。為了研究發(fā)車間隔可靠性對車頭時距可靠性的影響，本文建立了快速公交到達(dá)時間仿真模型。
　　在運行時間可靠性的研究中，本文將運行時間分為站點間行駛時間和站點?？繒r間兩部分。首先，通過對快速公交線路上AVL數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，定量研究了這兩部分對運行時間可靠性的影響。其次，通過回歸分析建立了快速公交平均行駛時間模型、行駛時間標(biāo)準(zhǔn)差模

9、型、平均停站時間模型和停站時間標(biāo)準(zhǔn)差模型。為了表示信號交叉口對快速公交行駛時間的影響，本文提出了加權(quán)信號密度（Weighted Signal Density，WSD）的概念，WSD綜合考慮了信號交叉口的密度和配時情況。在快速公交停站時間模型中，BRT站臺相對交叉口的位置（交叉口進(jìn)口道和出口道）首次作為影響因素進(jìn)行研究。
　　本文的研究成果有助于深入理解快速公交車頭時距可靠性的變化規(guī)律和影響機(jī)理，為快速公交運營者提供評價和管理方法上