高效能公交一體化走廊規(guī)劃與設(shè)計理論研究.pdf

1、作為城市機動化發(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)計對象。然而，交通走廊上由于交通模式較多，交通管理措施復雜，導致在走廊上僅就單一模式改造效果較差，嚴重制約著走廊大運量服務能力的發(fā)揮。因此，為了加強各設(shè)計要素之間的相互補充和銜接，一體化走廊建設(shè)與管理的概念被提出并應用到走廊規(guī)劃與設(shè)計中。同時，公

2、共交通優(yōu)先發(fā)展策略的大力推廣也適時改變了傳統(tǒng)以小汽車為服務對象開展走廊建設(shè)的現(xiàn)狀，為交通走廊的規(guī)劃與設(shè)計理論提出了新的要求。
　　為適應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)實需求，論文研究了一種貼切于實施應用現(xiàn)實環(huán)境的高效能公交一體化走廊的規(guī)劃與設(shè)計理論，以期在公交系統(tǒng)（本文特指公共汽、電車交通）和社會車輛系統(tǒng)之間建立有效的資源配置機制，提高一體化交通走廊的運輸效率，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

3、的基礎(chǔ)上，利用系統(tǒng)工程學、交通工程學、網(wǎng)絡優(yōu)化理論等對城市公交一體化走廊的規(guī)劃與設(shè)計理論展開系統(tǒng)研究。
　　首先，論文以城市交通網(wǎng)絡設(shè)計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)先三個層面為研究切入點，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)計實踐入手，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）出行時間最小化和公交專用道離散度最小化為上層目標，以及最小化用戶廣義出行成本為下層目標的雙層道路空間分配模型，并設(shè)計了基于相繼平均法的改進遺傳算法進行求解。此外，文章利用算例驗證了模型的有效性和實用性，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，并以走廊網(wǎng)絡用戶時間成本最小化為目標，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信號控制網(wǎng)絡下多交通模式的交叉口時空資源有效配置。
　　論文的創(chuàng)新點包括:深入探討和設(shè)計了高效能公交一體化走廊的規(guī)劃與設(shè)計理論方法;從公交專用道選址與運營實踐分析，引入公交專用道離散度最小化的決策目標以及連續(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)生的潛在負面交通延誤影響;引入走廊公交客流接駁區(qū)域，進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，可有效指導道路系統(tǒng)和公交系統(tǒng)的同步設(shè)計，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)絡下公交專用道布局優(yōu)化或者單點交叉口公交優(yōu)先設(shè)計邏輯，提出多交叉口公交優(yōu)先的網(wǎng)絡優(yōu)化方法，實現(xiàn)公交專用道、公