公交走廊專用道布設對路段交通影響仿真分析

張 寶，王 冬，齊奕巍，陳 泓，劉景星

(中國市政工程華北設計研究總院)

1 研究背景

發展公交是解決城市交通擁擠的良策，主要是讓人們有一個理念，是通過理念的建立，深入人心使出行者首選公共交通，提高公交車的利用率，減少私家車上路率，這樣道路上的小汽車才會減下來，道路的交通狀況才能好起來。

近年來城市中私家車的增長速度超出專家預測，超過城市道路的建設，造成當前大中城市塞車混亂的景象。大家都知道城市用地中的道路用地不可能無休止的擴大，主要原因是城市道路資源的開發利用是有限的，是不可再生資源，因此必須科學規劃利用，必須從微觀角度分析研究，必須提高出行者的道路利用率，以此化解交通矛盾。這一理念就是通過提高人均交通資源利用率，來降低人均出行延誤。出行者如果選擇公共交通，可以降低私家車的出行率。與私家交通工具相比較，公共交通具有載客量大的特點，公共交通乘客的人均占用道路面積小，從而提高道路的利用率。所以推行公交優先能夠為城市居民提供迅速、便捷、經濟和安全的出行條件。

公交優先是在交通工程范圍內，采取適當的交通管理和道路工程措施，給公共交通車輛道路優先通行權力。開辟公交專用道，實現公共交通車輛優先，設置公交專用信號，實施交叉口的優先通行權。通過交通法規，實現公交車?？?、交叉口轉彎優先等。實踐證明，在國內外取得了很不錯的效果。

在我國，標準公交車長度為12 m，寬度為2.5 m，若假定公交車平均載客量是50 人/車，則公交車的人均占用道路面積為0.6 m2;而私家車(指小汽車)車長為4.5 m，寬度為1.7 m，小汽車平均載客2 人/車，則小汽車的人均占用道路面積為3.8 m2，可見小汽車的人均占用道路面積為公交車的6.3 倍。若按人均占用道路面積作為資源利用率指標，引入道路單位時間內通過多少人，而不是通過多少車的概念，一條3.5 m寬的道路(一條車道)一小時可能通過1 200 輛小汽車，其人均不會超過2 400 人/h，而一條公交專用道雖然只能通過60 ～80 輛/h，但是運送的人數則為3 000 ～4 000人/h。由此可見，公交專用道是一種極大的節約空間和時間的交通方式。

目前人們對以上的事實認識逐漸提高，但尚未被所有人認識，需要有一個過程。本文就是通過VISSIM 的仿真演示，提高人們的認識并得到認可，使城市交通有一個改觀。

2 公交專用道設置橫向位置

2.1 路中式公交專用道

若設在具有中間隔離帶側的公交專用道可將站臺設在中央隔離帶上，為以后的BRT 公交改造提供條件。若無中央隔離帶則可在公交專用道兩側分別設站臺，路中式公交專用道有利條件是便于公交車的運行不受沿途的行人和出入口車輛的干擾，真正實現公交優先的所有優點。缺點也是很突出，主要是乘客上下車需要穿越社會車輛的行車道，對社會車輛干擾很大，且會有安全隱患。詳見圖1 和圖2。

圖1 無停車區路中式公交停靠站

圖2 有停車區路中式公交?？空?/p>

2.2 路側式公交專用道

設在行駛方向的最右側機動車道上，此種布置車輛無需變換車道就可以駛向公交站臺，行人無需跨越車道，方便乘客進出站臺，設置起來比較簡單易行。但是這種方式易受路邊停車和沿線支路出入口車輛的干擾，在交叉口還容易與不受信號控制的右轉彎的社會車輛發生交織與沖突。詳見圖3 和圖4。

圖3 路側直線式公交停靠站

圖4 路側港灣式公交?？空?/p>

本文旨在按公交專用道設置不同位置，在路段上產生的交通影響加以分析，采用VISSIM 軟件進行仿真研究，目的是進行比選，確定公交專用道設置的最佳方案。

結合山西省長治市世界銀行貸款城市交通可持續發展項目理念進行分析研究，為市民預示公交專用道設置以后的交通影響，讓更多的人選擇公共交通方式出行，放棄私家車出行，轉變理念，改善城市交通擁堵的現象。

3 路段公交專用道對交通影響

3.1 路段公交專用道設置條件

為了落實公交優先，必須協調好公交車與其他社會車輛的關系，使得比較緊缺的道路資源充分得到利用。合理規劃公交專用道，首先是對道路條件的選擇，其次是公交專用道敷設位置的確定。

(1)道路條件

如前所述，從公交線網規劃來說，應該是主要的公交線網，有足夠的公交線路在該路段通行。其路面寬度足夠，一般是單向3 車道以上。對于一些商業中心區，人流聚集地段如果公交專用道必須要設時，而路幅偏窄，可以采用設置公交專用路，在特定時間內，路段不允許社會車輛駛入(此稱公交專用路)。

(2)交通條件

路段斷面客流量是很重要的一個指標，該指標反映在公交線路數和公交車的流量在50%以上。斷面單向公交車流量在50 輛/小時，就可以設置公交專用道，以此來滿足出行者的需求，且還能大幅度的降低人均出行時間。

(3)路段飽和度

根據國家頒布標準《城市道路工程設計規范》(CJJ37－2012)3 級服務水平標準(穩定流)，密度(輛小汽車/km.ln)≤32;平均速度≥55km/h，飽和度(v/c)為0.83;最大服務交通量:1650(輛小汽車/h);通行能力:1 650 ～1 700(輛小汽車/h)。3 級交叉口服務水平的飽和度是在0.8 ～0.9。經驗證明，如果服務水平達到3 級，設置公交專用道可能會引起道路交通發生阻塞。

4.2 設置公交專用道路段對車速( 行程時間) 的影響

研究表明，設置公交專用道長短直接影響到路段出行速度(或稱行程時間)。如果在短的路段上設置公交專用道，使車輛在短距離內頻繁變換車道，會產生過多的車輛交織，造成干擾增加，服務水平下降。有必要通過VISSIM 仿真顯示，確定設置最佳路段長度。

(1)仿真模型設計

通過用仿真的方法在不同長度的路段設置公交專用道，觀察車輛的運行狀況，通過分析，能定量的評價交通影響。

仿真假定:公交專用道設置在路側，車型由小汽車、客車、貨車及公交車組成，其中小汽車、客車與貨車的期望速度35 ～45 km/h，公交車的期望速度20 ～25 km/h;斷面流量設計采用1 000 輛/h，公交車的載客人數為50 人/車，公交車的流量為100 輛/h，路段有5 條公交線路，發車間隔都均為3 min，路段長為200 m、300 m、400 m、500 m 和600 m 這5 種情況進行仿真。

仿真觀察期望目標:路段上設置的公交專用道對路段交通所產生影響的視頻和統計參數。

(2)公交專用道設置對交通影響仿真結果及分析

表1 車輛運行行程時間的仿真結果

仿真結果見表1，在路段長度小于300 m 的路段上設置公交專用道后，路段上車輛的行程時間比未設置專用道要長，從400 m 長的路段開始，設置公交專用道后，車輛行程時間比未設置公交專用道有所縮短。整體上看，設置公交專用道前后，車輛行程時間的差值隨著路段長度的增加呈下降的趨勢，公交專用道設置在較短的路段上時，車輛之間的干擾很大，導致整個路段車輛行程時間的增大，路段越短公交專用道設置的優點無法體現出來。

設置公交專用道后車輛行程時間的變化率說明了行程時間變化的幅度，從200 m 的路段到600 m 的路段，行程時間的變化率從正值到負值。400 m 路段是個轉折點，從400 m開始，設置公交專用道后路段上車輛的行程時間比設置前要短，也就是說這種情況下設置公交專用道可改善城市交通的作用。

為了使仿真效果更有對比性，當其他參數不變時，改變路段上的斷面流量為1 200 輛/h 來分析對交通產生的影響。

表2 車輛運行行程時間的仿真結果

通過表2 與表1 對比可以看出，當交通量增大后，行駛時間稍微有所增加，車速的下降變化不大。與表1 相同之處，也是在路段較長時(400 m 以上)，設置公交專用車道的優點才可以體現出來，并且隨著路段的增長，效果較明顯。

由于公交專用道既可以設置在路中也可以設置在路側，為了研究這2 種情況的利弊，表3 也分別做了對比仿真分析。若假定過街斑馬線綠燈時長15 s，紅燈時長180 s。路中設置公交專用道時，由于行人需要過人行橫道進入公交站臺，直接影響了道路上社會車輛的行駛速度，也使得車輛的行駛時間相對延長。從表4－3 中也不難看出選擇在路側設置公交專用道，比在路中設置的效果要好，其對整體的車輛平均行駛時間更短，但對公交車的干擾加大。

表3 車輛運行行程時間的仿真結果

主要結論:

(1)設置公交專用道對交通流所產生的影響與路段長度有很大的關系，公交專用道設置在長度大于400 m 的路段，路段交通穩定，太短的路段則不宜設置公交專用道，設置公交專用道的路段，長度至少要在400 m 以上。

(2)通過仿真數據，可以計算出未設置公交專用道前的公交車平均行程速度為15.2 km/h，而在路側和路中設置公交專用道后，公交車平均行駛速度分別可達到17.6 km/h 和18.5 km/h，可見設置公交專用道比未設置公交專用道，平均行駛速度提升了21%左右，而路中設置公交專用道比路側式公交專用道的行程速度又提高近1 km/。

(3)公交專用道設置位置，路中式對公交車行駛有利，但乘客需跨越機動車道換乘，存在交通安全隱患，需要增加過街設施和信號控制來保障安全。

［1］雷蓮桂. 公交專用道對道路交通的影響［D］. 北京交通大學碩士學位論文，2008.

［2］陸建，王煒，陳學武. 公交專用道設置條件與效益分析［J］.東南大學學報，1998.

［3］王玉蘭. 公交專用車道設置條件研究［D］. 哈爾濱工業大學碩士學位論文，2004.

［4］城市道路工程設計規范(CJJ37－2012)［S］.