高效能公交一體化走廊規(guī)劃與設(shè)計(jì)理論研究.pdf

1、作為城市機(jī)動(dòng)化發(fā)展的重要產(chǎn)物，交通走廊是城市道路交通系統(tǒng)中人流、車流的集中運(yùn)輸通道，近年來在城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與管理中被逐步推廣，并成為城市交通管理者集中建設(shè)來緩解路網(wǎng)交通擁堵狀況的關(guān)鍵規(guī)劃與設(shè)計(jì)對象。然而，交通走廊上由于交通模式較多，交通管理措施復(fù)雜，導(dǎo)致在走廊上僅就單一模式改造效果較差，嚴(yán)重制約著走廊大運(yùn)量服務(wù)能力的發(fā)揮。因此，為了加強(qiáng)各設(shè)計(jì)要素之間的相互補(bǔ)充和銜接，一體化走廊建設(shè)與管理的概念被提出并應(yīng)用到走廊規(guī)劃與設(shè)計(jì)中。同時(shí)，公

2、共交通優(yōu)先發(fā)展策略的大力推廣也適時(shí)改變了傳統(tǒng)以小汽車為服務(wù)對象開展走廊建設(shè)的現(xiàn)狀，為交通走廊的規(guī)劃與設(shè)計(jì)理論提出了新的要求。
　　為適應(yīng)城市交通走廊一體化改造和公共交通優(yōu)先發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求，論文研究了一種貼切于實(shí)施應(yīng)用現(xiàn)實(shí)環(huán)境的高效能公交一體化走廊的規(guī)劃與設(shè)計(jì)理論，以期在公交系統(tǒng)（本文特指公共汽、電車交通）和社會(huì)車輛系統(tǒng)之間建立有效的資源配置機(jī)制，提高一體化交通走廊的運(yùn)輸效率，繼而改善城市路網(wǎng)交通環(huán)境。論文將在大量查閱國內(nèi)外研究文獻(xiàn)

3、的基礎(chǔ)上，利用系統(tǒng)工程學(xué)、交通工程學(xué)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化理論等對城市公交一體化走廊的規(guī)劃與設(shè)計(jì)理論展開系統(tǒng)研究。
　　首先，論文以城市交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問題為理論研究背景，對高效能公交一體化走廊的關(guān)鍵理論研究內(nèi)容及方法進(jìn)行總結(jié)分析，并提出以道路空間分配、公交線路優(yōu)化和交叉口公交優(yōu)先三個(gè)層面為研究切入點(diǎn)，建立較為完善的高效能公交一體化走廊的規(guī)劃與設(shè)計(jì)理論體系。
　　其次，論文從解析公交專用道布局規(guī)劃與設(shè)計(jì)實(shí)踐入手，針對國內(nèi)外多數(shù)研究成果中公交

4、專用道離散布局方案的局限性，創(chuàng)新地構(gòu)建了以“公交專用道離散度”和最小連續(xù)長度為約束，以路網(wǎng)用戶（小汽車方式、公交方式出行者）出行時(shí)間最小化和公交專用道離散度最小化為上層目標(biāo)，以及最小化用戶廣義出行成本為下層目標(biāo)的雙層道路空間分配模型，并設(shè)計(jì)了基于相繼平均法的改進(jìn)遺傳算法進(jìn)行求解。此外，文章利用算例驗(yàn)證了模型的有效性和實(shí)用性，以及連續(xù)型公交專用道布局方案相較于離散型的優(yōu)越性。
　　再次，對走廊影響范圍內(nèi)公交系統(tǒng)與道路系統(tǒng)之間資源配置

5、優(yōu)化問題進(jìn)行研究。通過分析公交專用道的公交優(yōu)先效益與公交線路的客流運(yùn)載能力之間的相關(guān)性，提出了面向走廊的公交專用道布局和公交線路路徑與發(fā)車頻率的組合優(yōu)化模型，并設(shè)計(jì)了適用于走廊的公交線路路徑優(yōu)化方法。最后利用算法證明了公交專用道和公交線路同步優(yōu)化的合理性和實(shí)用性，以及相較于單一優(yōu)化公交線路發(fā)車頻率或單一優(yōu)化公交專用道布局的優(yōu)越性。
　　最后，論文從網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化層面，提出了面向公交一體化走廊的交叉口公交優(yōu)先設(shè)計(jì)方法。在給定的走廊路段道路

6、空間分配方案的前提下，探討與路段相銜接的交叉口公交專用道布局方案設(shè)計(jì)，并以走廊網(wǎng)絡(luò)用戶時(shí)間成本最小化為目標(biāo)，建立交叉口公交專用道布局、公交優(yōu)先信號控制、車道功能分配等設(shè)計(jì)要素的組合優(yōu)化模型。通過算例證明了模型可以用于指導(dǎo)信號控制網(wǎng)絡(luò)下多交通模式的交叉口時(shí)空資源有效配置。
　　論文的創(chuàng)新點(diǎn)包括:深入探討和設(shè)計(jì)了高效能公交一體化走廊的規(guī)劃與設(shè)計(jì)理論方法;從公交專用道選址與運(yùn)營實(shí)踐分析，引入公交專用道離散度最小化的決策目標(biāo)以及連續(xù)公交專

7、用道最短長度約束，并提出連續(xù)型公交專用道布局優(yōu)化方法，有效緩解公交專用道離散狀況所產(chǎn)生的潛在負(fù)面交通延誤影響;引入走廊公交客流接駁區(qū)域，進(jìn)而提出面向走廊的公交線路路徑優(yōu)化算法，構(gòu)建公交專用道布局和公交線路路徑與發(fā)車頻率的組合優(yōu)化模型，可有效指導(dǎo)道路系統(tǒng)和公交系統(tǒng)的同步設(shè)計(jì)，有利于多交通模式之間資源配置的合理性;改變傳統(tǒng)非信號控制網(wǎng)絡(luò)下公交專用道布局優(yōu)化或者單點(diǎn)交叉口公交優(yōu)先設(shè)計(jì)邏輯，提出多交叉口公交優(yōu)先的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法，實(shí)現(xiàn)公交專用道、公