CN102184639B - 一种图解公交专用道区间运营能力的方法 - Google Patents

一种图解公交专用道区间运营能力的方法 Download PDF

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CN102184639B CN 201110111835 CN201110111835A CN102184639B CN 102184639 B CN102184639 B CN 102184639B CN 201110111835 CN201110111835 CN 201110111835 CN 201110111835 A CN201110111835 A CN 201110111835A CN 102184639 B CN102184639 B CN 102184639B
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Abstract

本发明公开了一种图解公交专用道区间运营能力的方法简称公交车时空图解法，首先根据考察区间公交专用道及公交车流运行特征进行公交车时空图基本要素设计并铺画其现行行车轨迹，据图得出各停靠站进站失败率及各信号交叉口平均延误时间，判定考察区间是否有必要进行运行调整；其次，若该考察区间需要进行运行调整，则根据基础数据分别确定各停靠站平均停靠时间及关键停靠站，考虑多停靠车位的理想运营状态下公交车编组运营通过信号交叉口并重新进行交叉口信号配时，将配时方案在公交车时空图上表示，铺画关键节点附近的公交车时空图进而拓展整个区间全日运营时段内公交车时空图；最后据图得出该区间公交专用道运营能力。<b/>

Description

一种图解公交专用道区间运营能力的方法
技术领域        
公交专用道区间运营能力的分析方法是公交规划设计与运营管理领域中一个十分重要的问题。本方法是对现有研究成果进行分析的基础上，提出的一种用图解分析调整公交专用道区间运营能力的方法，比使用公式计算更加直观，并且可以辅助公交车时刻表编制及公交车调度工作，为城市中各条公交线路运营车辆科学、合理、有序地使用公交专用道提供了依据，属于城市客运规划设计与运营管理领域。
背景技术
公交专用道作为推行公交优先的主要措施之一，在实现公交的优先通行权方面收效显著。开辟公交专用道，实现公交车与社会车辆的分离，减少社会车辆对公交车的影响，使得大容量的公共交通更加的快速、安全。但由于缺乏适合我国国情的地面公交汽车专用道通行能力技术标准，使得公交专用道的规划设计欠合理，效果不尽人意。
我国现阶段对公交专用道通行能力的研究多集中在停靠站上，对公交专用道区间通行能力研究不足，而且多研究的是通行能力，并没有研究公交车的运营能力，即没有考虑到公交运营调度对通行能力的影响。所以需要对公交专用道区间运营能力进行系统地研究。公交专用道区间运营能力即为在满足公交车行车安全的理想运营情况下，区间最大可能的通过车辆。采用传统的公式计算法分析公交专用道的运营能力并不能直观地体现出各时间段内各公交线路运营车辆如何占用公交专用道，也无法对其进行调整，做到各线路车辆有序、高效地使用公交专用道。
经发明人长期研究发现，我国铁道交通系统列车运营能力的分析通常是采用列车运行图的编制来进行，并通过合理地调整运行图来满足各线列车有序占用既有铁路线，提高运营能力。如果能够将列车运行图的编制原则和调整方式与公交专用道上公交车运行特性科学地融合，实施公交车时空图解法，将直观地表现出各公交线路运营车辆占用公交专用道的具体情况，并能通过相应的调整提高公交专用道的运营能力，合理安排公交车使用公交专用道，对提高公交专用道运营效率、缓解城市交通拥堵具有重大的现实意义。
发明内容：
技术问题：本方法在对公交专用道区间运营能力分析过程中，融合了列车运行图编制和调整方法，首先根据考察区间公交专用道及公交车流运行特征进行公交车时空图基本要素设计并铺画其现行行车轨迹，判定考察区间是否进行运行调整；其次，若该考察区间需要进行运行调整，则计算各停靠站平均停靠时间以确定关键停靠站，考虑多停靠车位的理想运营状态下公交车编组运营通过信号交叉口并重新进行交叉口信号配时，将配时方案在公交车时空图上表示，铺画关键停靠站附近的公交车时空图进而拓展整个区间全日运营时段内公交车时空图，即得到该区间公交专用道运营能力。本方法所建立的公交车时空图解法，不但能够较好地弥补目前对于公交专用道区间运营能力分析的不足，而且有利于合理安排公交车有序占用公交专用道，且公交车时空图的绘制通过VBA编程，由AutoCAD自动绘制完成，使该方法具有较高的实用价值。
技术方案：本发明的图解公交专用道区间运营能力的方法通过公交车时空图的铺画及调整求解公交专用道区间运营能力，其具体方法为：
1．）根据区间公交专用道上的车辆运行信息和节点信息铺画150分钟时段内实际的公交车时空图，
2．）以公交专用道上行驶的公交车在公交停靠站的进站失败率                                                
Figure 606080DEST_PATH_IMAGE001
和通过信号交叉口的平均延误时间
Figure 46289DEST_PATH_IMAGE002
作为实际公交车时空图是否需要进行调整的判定条件，
3．）若实际的公交车时空图需要调整，则取公交车在公交停靠站的平均停靠时间
Figure 958619DEST_PATH_IMAGE004
最大的停靠站，作为开始重新铺画公交车时空图的关键停靠站，
4．）在进行公交车时空图调整过程中，考虑区间公交停靠站为多停靠车位的理想运营状态下，公交车辆以编组运营的方式通过区间内信号交叉口的时空图调整方法，并拓展整个区间全日运营时段内的公交车时空图，最终据图得出该区间公交专用道的运营能力。
根据区间公交专用道上的车辆运行信息和节点信息铺画公交车时空图，其具体方法为：
1．）确定该区间公交专用道上行驶的车辆信息，包括车牌号后三位，线路名称，并对观测时段车辆顺序编号为；观测时段大于150分钟；设定一天中的关键小时为北京时间16:30~17:30，
2．）确定该区间公交专用道上节点车辆通过信息，包括车辆停靠距离起点距离
Figure 828672DEST_PATH_IMAGE006
的位置，到达时刻，离开时刻，
3．）确定该区间公交专用道上节点信息，包括节点名称、节点类型即停靠站或交叉口、与起点的距离，
4．）设
Figure 645766DEST_PATH_IMAGE003
为各停靠站顺序编号名称，
Figure 924301DEST_PATH_IMAGE008
；
Figure 806806DEST_PATH_IMAGE009
为各交叉口顺序编号名称，
Figure 470874DEST_PATH_IMAGE010
；在关键小时中，在
Figure 147843DEST_PATH_IMAGE003
站停靠的公交车辆按照
Figure 648095DEST_PATH_IMAGE011
顺序编号；在
Figure 334291DEST_PATH_IMAGE009
信号交叉口通过的公交车辆按照
Figure 354331DEST_PATH_IMAGE012
顺序编号；
5．）确定该区间各信号交叉口信号周期时长，绿灯时长
Figure 467780DEST_PATH_IMAGE013
，
6．） 根据以上数据，采用Auto CAD的图像自动绘制功能主要通过编程软件VBA实现公交车时空图的自动绘制。
所述
Figure 455328DEST_PATH_IMAGE003
站的进站失败率
Figure 679636DEST_PATH_IMAGE001
大于25%或通过信号交叉口
Figure 318297DEST_PATH_IMAGE009
的公交车辆平均延误时间超过该信号交叉口绿灯时长
Figure 811912DEST_PATH_IMAGE013
的20%则进行公交车时空图调整，其具体方法为：
1．）
Figure 652960DEST_PATH_IMAGE003
站的进站失败率
Figure 834543DEST_PATH_IMAGE001
是用来表征车辆进站时所有停靠区域都被占用的概率，
2．）平均延误时间
Figure 352112DEST_PATH_IMAGE002
是指通过信号交叉口
Figure 251935DEST_PATH_IMAGE009
的公交车辆由于遇到红灯而引起的行驶时间损失的平均值，
3．）计算进站失败率：在铺画好的实际公交车时空图中找到关键小时时间段即16:30~17:30，统计该时间段内，在该区间任何停靠站
Figure 165719DEST_PATH_IMAGE003
是否有超过15分钟的时间发生停靠失败情况即
Figure 854189DEST_PATH_IMAGE014
；若在关键小时内停靠失败时间累积超过15分钟则直接进行公交车时空图调整；否则检查下一步判定条件，
4．）计算信号交叉口平均延误时间
Figure 975729DEST_PATH_IMAGE002
：在铺画好的实际公交车时空图中找到关键小时时间段，统计该时间段内，通过信号交叉口
Figure 158580DEST_PATH_IMAGE009
公交车辆总数
Figure 314754DEST_PATH_IMAGE015
，第
Figure 174126DEST_PATH_IMAGE016
辆车的延误时间
Figure 782962DEST_PATH_IMAGE017
, 此时信号交叉口
Figure 2460DEST_PATH_IMAGE009
的平均延误时间，
Figure 43414DEST_PATH_IMAGE019
；
5．）若
Figure 139546DEST_PATH_IMAGE020
，则进行时空图调整；若
Figure 664199DEST_PATH_IMAGE021
，则拓展整个区间全日运营时段内的公交车时空图，据图得出该区间公交专用道的运营能力。
根据公交车在公交停靠站的平均停靠时间
Figure 996140DEST_PATH_IMAGE004
，确定开始铺画公交车时空图的关键停靠站，其具体方法为：
1．）在铺画好的实际公交车时空图中找到关键小时时间段，统计该时间段内，在该区间公交停靠站第
Figure 140869DEST_PATH_IMAGE016
辆车的停靠时间
Figure 188459DEST_PATH_IMAGE023
 ，
Figure 498218DEST_PATH_IMAGE024
, 此时公交停靠站
Figure 116412DEST_PATH_IMAGE003
的平均停靠时间
Figure 169819DEST_PATH_IMAGE025
；
2．）找出最大的
Figure 71916DEST_PATH_IMAGE004
，则
Figure 552575DEST_PATH_IMAGE003
站作为该区间铺画公交车时空图的关键停靠站。
考虑区间公交停靠站为多停靠车位的理想运营状态下，公交车辆以编组运营的方式通过区间内信号交叉口的时空图调整方法，其具体方法为：
1.）公交车编组运行通过信号交叉口的编组辆数
Figure 422180DEST_PATH_IMAGE026
的确定：多停靠车位的理想运营状态指公交车编组运营，编组的公交车数量等于停靠站泊位数量
Figure 35881DEST_PATH_IMAGE027
，前一编组离站同时后一编组恰好到达，即
Figure 687442DEST_PATH_IMAGE028
；
2.）公交车编组运营时，交叉口信号配时方案确定：
当公交车在停靠站的停靠时间确定时，公交车不需要排队进站，交叉口信号周期时长需满足如下条件：
Figure 675438DEST_PATH_IMAGE030
     
Figure 552127DEST_PATH_IMAGE029
：公交车编组运营时，将该区间各信号交叉口信号周期时长调整为相等，即  秒                
Figure 953208DEST_PATH_IMAGE032
：车辆减速进站时间，取4秒；
Figure 152108DEST_PATH_IMAGE023
：编组车辆中第
Figure 883303DEST_PATH_IMAGE016
辆公交车的停靠时间；
Figure 876667DEST_PATH_IMAGE033
：车辆加速出站时间，取7秒；
Figure 444046DEST_PATH_IMAGE034
：编组进站时前后两辆公交车辆之间的最小安全时距，取5秒；
Figure 508954DEST_PATH_IMAGE026
：车队中公交车数量；
此时，绿灯时长
Figure 32339DEST_PATH_IMAGE035
应满足如下条件：
Figure 508189DEST_PATH_IMAGE036
                                              
g：公交车编组运营时，将该区间各信号交叉口绿灯时长调整为相等，即
Figure 749814DEST_PATH_IMAGE037
 秒；
l：公交车车长，取12米；
l 0 ：编组进站时前后两辆公交车辆之间的最小安全距离，取20米；
V：公交车行驶速度，取5.5米/秒；
3．）计算两个信号交叉口的相位差
Figure 352834DEST_PATH_IMAGE038
： 
以公交专用道的起点交叉口为系统参照交叉口，根据前一步确定的信号周期时长
Figure 730725DEST_PATH_IMAGE039
秒，下一个交叉口与之距离为
Figure 144520DEST_PATH_IMAGE040
米，公交车行驶车速为
Figure 607863DEST_PATH_IMAGE041
米/秒，公交车在两个交叉口间停靠站的停靠时间为
Figure 14573DEST_PATH_IMAGE042
秒，则，这两个交叉口的相位差
Figure 246972DEST_PATH_IMAGE038
秒为：
Figure 330203DEST_PATH_IMAGE043
4．）将各信号交叉口配时方案在公交车时空图中表示；
5．）车队间车头时距的确定：高峰时段：早高峰时段7:00~9:00，晚高峰时段17:00~19:00，车队间车头时距
Figure 280841DEST_PATH_IMAGE044
取一个信号周期时长
Figure 225664DEST_PATH_IMAGE029
；非高峰时段车队间车头时距
Figure 578148DEST_PATH_IMAGE044
取两个信号周期时长
Figure 333745DEST_PATH_IMAGE029
；
6．）根据已确定的关键停靠站及信号交叉口配时方案，开始根据关键停靠站及其上游交叉口信号配时铺画节点附近的公交车时空图；
7．）在完成关键停靠站附近公交车时空图后，对其进行拓展，完成整个区间全日运营时段的公交车时空图，并据图得出该区间公交专用道运营能力。
有益效果：本发明与现有技术相比具有以下优点：1．）提出使用公交车时空图来分析公交专用道区间运营能力。改变了传统方法对于公交专用道通行能力的研究多集中在停靠站上的弊端，考察了整个区间的运营能力。并且考虑到公交运营调度对通行能力的影响，比起现有方法仅探讨公交专用道的通行能力更为实用。公交车时空图在分析公交车运营能力时比使用公式计算更加直观，并且可以辅助编制公交车时刻表及公交车调度工作；并且公交车实际运行时空图可以用于评价公交专用道的运营状况。
2．）设计了公交车时空图，选择AutoCAD作为公交车时空图的绘制工具。提供了公交车实际运行时空图电脑绘制的AutoCAD VBA代码。实现了输入绘制公交车时空图的基本要素，便可输出AutoCAD自动绘图结果。使得公交车时空图的铺画易行、可靠、美观。
3．）提出了公交车时空图的调整方法。研究了公交专用道区间内各节点间的相互影响。确定了停靠时间的情况下，考虑多停靠车位的理想运营状态下，提出公交车编组运行通过信号交叉口，使整个公交专用道区间内的系统延误最低。给出了图解公交专用道运营能力的一般步骤，为城市中各条公交线路运营车辆科学、合理、有序地使用公交专用道提供了依据。
附图说明
图1为本发明的一种图解公交专用道区间运营能力的方法流程图，
图2为公交车时空运行图数据名称及类型图，
图3为公交车时空图底图示意图，
图4为实际公交车时空图示例图，
图5为交叉口信号配时方案图，
图6为关键节点附近公交车时空图
图7为图解公交专用道区间运营能力示意图。
具体实施方式
为达到上述目的，本图解公交专用道区间运营能力的方法是按以下步骤进行的：1.1通过实际调查或交通部门提供的数据，确定绘制公交车时空图所需的基本要素，包括公交车区间运行时分、公交车在节点（交叉口，停靠站）的停靠时间、节点几何特征、公交车停靠位置、节点间距、交叉口信号周期时长、绿灯时长等（详见说明书附图2示例）。
1.2图形绘制及输出：公交车时空图的绘制通过VBA编程，由AutoCAD自动绘制完成。首先绘制公交车时空图底图（详见说明书附图3示例）。本方法中根据调查数据绘制了一段公交车实际运行时空图并以.JPG格式输出（详见说明书附图4示例）。
1.3假设该调查区间有
Figure 771680DEST_PATH_IMAGE045
个公交停靠站，个信号交叉口。由步骤1.2中铺画的现行公交车行车轨迹，据图计算各停靠站进站失败率
Figure 62205DEST_PATH_IMAGE001
（
Figure 237972DEST_PATH_IMAGE008
），若
Figure 163202DEST_PATH_IMAGE014
，则进行下一步。若
Figure 200560DEST_PATH_IMAGE047
，则计算公交车在该区间信号交叉口平均延误时间
Figure 527636DEST_PATH_IMAGE002
（
Figure 608724DEST_PATH_IMAGE010
）。设各信号交叉口绿灯时长为
Figure 21251DEST_PATH_IMAGE048
（
Figure 360834DEST_PATH_IMAGE010
）。若
Figure 542417DEST_PATH_IMAGE021
，则据图直接得出该区间公交专用道的运营能力；若
Figure 59986DEST_PATH_IMAGE020
，则进行下一步。
1.4公交车时空图的调整：根据步骤1.1中得到的基本数据，计算公交车在各公交停靠站的平均停靠时间
Figure 694230DEST_PATH_IMAGE004
（
Figure 73390DEST_PATH_IMAGE008
），找出平均停靠时间最长的停靠站为该区间的关键停靠站。
1.5 公交车编组运行通过信号交叉口。本方法中考虑多停靠车位的理想运营状态下公交车编组运营，即编组的公交车数量
Figure 375058DEST_PATH_IMAGE026
等于停靠站泊位数量
Figure 63528DEST_PATH_IMAGE027
，前一编组离站同时后一编组恰好到达。此时，重新进行各交叉口信号配时且以公交专用道的起点交叉口为系统参照交叉口，计算两个交叉口的相位差
Figure 185068DEST_PATH_IMAGE038
。并将各信号交叉口配时方案在公交车时空图中表示（详见说明书附图5示例）。确定编组运营时车队间的车头时距
Figure 866454DEST_PATH_IMAGE044
。
1.6 根据步骤1.4确定的关键停靠站及步骤1.5确定的各信号交叉口配时方案，开始根据关键停靠站及其上游交叉口信号配时铺画关键停靠站附近的公交车时空图（详见说明书附图6示例）。
1.7在完成关键停靠站附近的公交车时空图后，对其进行拓展，完成整个区间全日运营时段的公交车时空图，并据图得出该区间公交专用道运营能力。至此，公交车时空图调整完毕（详见说明书附图7示例）。
2．上述步骤中的一些参数的计算方法和细则具体为：2.1 步骤1.1，确定该区间公交专用道上行驶的车辆信息，包括车牌号（后三位），线路名称，并对观测时段（注：观测时段应至少大于150分钟）车辆顺序编号()。该区间公交专用道上节点车辆通过信息，包括车辆停靠位置（距离起点距离
Figure 882000DEST_PATH_IMAGE006
，单位：米），到达时刻，离开时刻。该区间公交专用道上节点信息，包括节点名称，类型（停靠站或交叉口），与起点的距离
Figure 303886DEST_PATH_IMAGE007
（单位：米）。设
Figure 211799DEST_PATH_IMAGE003
为各停靠站顺序编号名称（
Figure 284797DEST_PATH_IMAGE008
）；为各交叉口顺序编号名称（
Figure 660469DEST_PATH_IMAGE010
）；在关键小时（北京时间16:30~17:30）中，在
Figure 372073DEST_PATH_IMAGE003
站停靠的公交车辆按照（
Figure 299578DEST_PATH_IMAGE011
）顺序编号；在
Figure 438435DEST_PATH_IMAGE009
信号交叉口通过的公交车辆按照（）顺序编号。
2.2步骤1.2，在公交车时空图中，在公交车运行图上垂直线为时间间隔，其中长线为1分钟线，短线为10秒钟线。运行图上的水平线为距离间隔，其中运行图表格上的起点节点和终点节点、停靠站和交叉口等节点停车线用黑色实线表示。相邻两条公交车运行轨迹线间的横向间距为该两辆公交车间的车头时距（单位：秒），而纵向间距为车头间距（单位：米）。不同线路名的公交车采用不同颜色的线条表示。
2.3步骤1.2，VBA编程中，使用的主要命令及语法如下：绘制一条由点Start Point到点End Point的线段，其中Start Point与End Point为双精度的三元素表：Ret Val（返回值）=Object. Add Line (Start Point, End Point)线段的色彩修改方法如下：Object. Color=n其中n为0-256间的整数，代表颜色的0到256数值索引值。 
2.4步骤1.3，进站失败率
Figure 350208DEST_PATH_IMAGE001
的确定方法：上限值25%说明关键小时中有15分钟会发生公交停靠失败（进站时车辆形成排队）的情况。
2.5 步骤1.3，信号交叉口平均延误时间
Figure 132219DEST_PATH_IMAGE002
（
Figure 441978DEST_PATH_IMAGE010
）的确定方法：在关键小时内，第
Figure 824286DEST_PATH_IMAGE009
交叉口平均每辆公交专用道上的公交车通过交叉口延误时间的均值。
Figure 940010DEST_PATH_IMAGE018
（
Figure 779790DEST_PATH_IMAGE017
为第
Figure 73499DEST_PATH_IMAGE016
辆车在交叉口
Figure 631519DEST_PATH_IMAGE009
的延误时间（单位：秒），为关键小时内，通过信号交叉口
Figure 979641DEST_PATH_IMAGE009
公交车辆总辆数（单位：辆））。
2.6 步骤1.4，停靠站
Figure 208366DEST_PATH_IMAGE003
平均停靠时间
Figure 988103DEST_PATH_IMAGE004
（
Figure 445629DEST_PATH_IMAGE008
）的确定方法：在关键小时内，第
Figure 260002DEST_PATH_IMAGE003
公交停靠站每辆公交车停靠时间的均值。
Figure 895513DEST_PATH_IMAGE025
（
Figure 162547DEST_PATH_IMAGE049
为第
Figure 423764DEST_PATH_IMAGE016
辆车在停靠站
Figure 92642DEST_PATH_IMAGE003
的停靠时间（单位：秒），
Figure 397591DEST_PATH_IMAGE050
为关键小时内在停靠站停靠的公交车辆总辆数（单位：辆））。
2.7步骤1.5，公交车编组运行通过信号交叉口的编组辆数
Figure 951249DEST_PATH_IMAGE026
的确定方法：多停靠车位的理想运营状态指公交车编组运营，编组的公交车数量
Figure 474634DEST_PATH_IMAGE026
等于停靠站泊位数量
Figure 717528DEST_PATH_IMAGE027
，前一编组离站同时后一编组恰好到达。即
Figure 959153DEST_PATH_IMAGE028
。
2.8步骤1.5，公交车编组运营时，交叉口信号配时方案确定：当公交车在停靠站的停靠时间确定时，公交车不需要排队进站，交叉口信号周期时长
Figure 296594DEST_PATH_IMAGE029
需满足如下条件：
Figure 251649DEST_PATH_IMAGE030
     
Figure 586815DEST_PATH_IMAGE029
：公交车编组运营时，将该区间各信号交叉口信号周期时长调整为相等，即
Figure 378054DEST_PATH_IMAGE031
 （秒）                 
：车辆减速进站时间（秒），取4秒；
Figure 767895DEST_PATH_IMAGE023
：编组车辆中第
Figure 539542DEST_PATH_IMAGE016
辆公交车的停靠时间（秒）；
：车辆加速出站时间（秒），取7秒；
Figure 435003DEST_PATH_IMAGE034
：编组进站时前后两辆公交车辆之间的最小安全时距，取5秒。
Figure 99071DEST_PATH_IMAGE026
：车队中公交车数量（辆）；
此时，绿灯时长
Figure 41619DEST_PATH_IMAGE035
应满足如下条件：
Figure 541871DEST_PATH_IMAGE036
                                              
g：公交车编组运营时，将该区间各信号交叉口绿灯时长调整为相等，即 （秒）；
l：公交车车长（米），取12米；
l 0 ：编组进站时前后两辆公交车辆之间的最小安全距离（米），取20米；
V：公交车行驶速度（米/秒），取5.5米/秒。
2.9 步骤1.5，两个信号交叉口的相位差
Figure 248107DEST_PATH_IMAGE038
的计算方法：以公交专用道的起点交叉口为系统参照交叉口，信号周期为
Figure 361556DEST_PATH_IMAGE029
（单位：秒），下一个交叉口与之距离为
Figure 349104DEST_PATH_IMAGE040
（单位：米），公交车行驶车速为
Figure 884996DEST_PATH_IMAGE041
（单位：米/秒），公交车在两个交叉口间停靠站的停靠时间为（单位：秒）。则，这两个交叉口的相位差
Figure 293161DEST_PATH_IMAGE038
（单位：秒）为：
Figure 705688DEST_PATH_IMAGE043
   2.10步骤1.5，车队间车头时距的确定：高峰时段（早高峰：07:00~09:00;晚高峰：17:00~19:00）车队间车头时距取一个信号周期时长
Figure 728319DEST_PATH_IMAGE029
。非高峰时段车队间车头时距
Figure 980308DEST_PATH_IMAGE044
取两个信号周期时长
Figure 880131DEST_PATH_IMAGE029
。 
由于图解公交专用道区间运营能力的方法编制和调整过程比较多，在此详细说明各具体实施阶段：A、图解公交专用道区间运营能力方法前期数据确定通过实际调查和交通部门提供的数据，得到以下具体参数： a．确定该区间公交专用道上行驶的车辆信息，包括车牌号（后三位），线路名称，并对观测时段（注：观测时段应至少大于150分钟）车辆顺序编号(
Figure 757826DEST_PATH_IMAGE005
)。
b．确定该区间公交专用道上节点车辆通过信息，包括车辆停靠位置（距离起点距离
Figure 59495DEST_PATH_IMAGE006
，单位：米），到达时刻，离开时刻。
c．确定该区间公交专用道上节点信息，包括节点名称，类型（停靠站或交叉口），与起点的距离
Figure 482386DEST_PATH_IMAGE007
（单位：米）。设
Figure 869505DEST_PATH_IMAGE003
为各停靠站顺序编号名称（）；
Figure 942951DEST_PATH_IMAGE009
为各交叉口顺序编号名称（
Figure 802323DEST_PATH_IMAGE010
）；在关键小时（北京时间16:30~17:30）中，在
Figure 722743DEST_PATH_IMAGE003
站停靠的公交车辆按照（
Figure 896235DEST_PATH_IMAGE011
）顺序编号；在
Figure 969234DEST_PATH_IMAGE009
信号交叉口通过的公交车辆按照（
Figure 937190DEST_PATH_IMAGE012
）顺序编号。
d．确定该区间各信号交叉口信号周期时长
Figure 846371DEST_PATH_IMAGE051
(
Figure 557975DEST_PATH_IMAGE052
)，绿灯时长()。
B、实际公交车时空图的绘制
根据A阶段的调查数据，采用Auto CAD的图像自动绘制功能主要通过Microsoft Visual Basic（VBA）实现。
a．建立与Excel数据文件的连接（Excel文件中包含A阶段调查数据）。
b．坐标轴的建立与绘制。坐标轴的横轴表示时间（单位：秒）；纵轴表示距离（单位：米）；垂直线为时间间隔，其中长线为1分钟线，短线为10秒钟线。运行图上的水平线为距离间隔，其中运行图表格上的起点节点和终点节点、停靠站和交叉口等节点停车线用黑色实线表示。
c．公交车行车轨迹图绘制，使用的主要命令及语法如下：绘制一条由点Start Point到点End Point的线段，其中Start Point与End Point为双精度的三元素表：Ret Val（返回值）=Object. Add Line(Start Point, End Point)线段的色彩修改方法如下：Object. Color=n其中n为0-256间的整数，代表颜色的0到256数值索引值。
d．图例及图框绘制。图例区一般包括：图中所有不同线路名的公交车线条使用颜色的说明，及相关文字说明。
e．图像输出公交车时空图的图像输出依赖前面的绘图结果，输出图形文件是以.PDF或者.JPG图片格式和CAD脚本文件格式输出（需在AutoCAD中运行后才能生成所需图形）。
C、判定是否需要进行时空图调整。
根据B阶段得到实际公交车时空图，计算以下参数，以判定是否进行时空图调整。
a．计算进站失败率
Figure 519350DEST_PATH_IMAGE001
（）：在铺画好的实际公交车时空图中找到关键小时时间段（16:30~17:30），统计该时间段内，在该区间任何停靠站是否有超过15分钟的时间发生停靠失败情况（即）。若停靠失败时间累积超过15分钟则直接进行时空图调整；否则检查下一步判定条件。
b．计算信号交叉口平均延误时间
Figure 10188DEST_PATH_IMAGE002
（
Figure 437496DEST_PATH_IMAGE010
）：在铺画好的实际公交车时空图中找到关键小时时间段（16:30~17:30），统计该时间段内，通过信号交叉口
Figure 277276DEST_PATH_IMAGE009
公交车辆总数
Figure 820253DEST_PATH_IMAGE015
，第
Figure 112694DEST_PATH_IMAGE016
辆车的延误时间(
Figure 477127DEST_PATH_IMAGE019
), 此时信号交叉口的平均延误时间（单位：秒）。
c．若，则进行时空图调整；若
Figure 554225DEST_PATH_IMAGE021
，则据图直接得出该区间公交专用道的运营能力。
D、公交车时空图调整，关键停靠站的确定
a．计算各停靠站平均停靠时间
Figure 642267DEST_PATH_IMAGE004
（
Figure 722350DEST_PATH_IMAGE008
）：在铺画好的实际公交车时空图中找到关键小时时间段（16:30~17:30），统计该时间段内，在该区间公交停靠站
Figure 921250DEST_PATH_IMAGE003
第
Figure 386866DEST_PATH_IMAGE016
辆车的停靠时间
Figure 645809DEST_PATH_IMAGE049
(
Figure 711723DEST_PATH_IMAGE024
), 此时公交停靠站
Figure 448735DEST_PATH_IMAGE003
的平均停靠时间
Figure 34437DEST_PATH_IMAGE025
（单位：秒）。
b．找出最大的
Figure 464281DEST_PATH_IMAGE004
，则
Figure 253377DEST_PATH_IMAGE003
站为该区间的关键停靠站。
E、公交车编组运行通过信号交叉口及信号配时方案确定
a．公交车编组运行通过信号交叉口的编组辆数
Figure 794080DEST_PATH_IMAGE026
的确定：多停靠车位的理想运营状态指公交车编组运营，编组的公交车数量
Figure 499868DEST_PATH_IMAGE026
等于停靠站泊位数量
Figure 170056DEST_PATH_IMAGE027
，前一编组离站同时后一编组恰好到达。即
Figure 898978DEST_PATH_IMAGE028
。
b．公交车编组运营时，交叉口信号配时方案确定：当公交车在停靠站的停靠时间确定时，公交车不需要排队进站，交叉口信号周期时长
Figure 40109DEST_PATH_IMAGE029
需满足如下条件：
Figure 538086DEST_PATH_IMAGE030
     
：公交车编组运营时，将该区间各信号交叉口信号周期时长调整为相等，即
Figure 73421DEST_PATH_IMAGE031
 （秒）                 
Figure 18243DEST_PATH_IMAGE032
：车辆减速进站时间（秒），取4秒；
Figure 370727DEST_PATH_IMAGE023
：编组车辆中第
Figure 624860DEST_PATH_IMAGE016
辆公交车的停靠时间（秒）；
Figure 62795DEST_PATH_IMAGE033
：车辆加速出站时间（秒），取7秒；
Figure 545728DEST_PATH_IMAGE034
：编组进站时前后两辆公交车辆之间的最小安全时距，取5秒。
：车队中公交车数量（辆）；此时，绿灯时长
Figure 679218DEST_PATH_IMAGE035
应满足如下条件：
Figure 666765DEST_PATH_IMAGE036
                                              
g：公交车编组运营时，将该区间各信号交叉口绿灯时长调整为相等，即
Figure 891073DEST_PATH_IMAGE037
 （秒）；
l：公交车车长（米），取12米；
l 0 ：编组进站时前后两辆公交车辆之间的最小安全距离（米），取20米；
V：公交车行驶速度（米/秒），取5.5米/秒。 
c．计算两个信号交叉口的相位差
Figure 529734DEST_PATH_IMAGE038
：以公交专用道的起点交叉口为系统参照交叉口，根据前一步确定的信号周期时长
Figure 814085DEST_PATH_IMAGE039
（单位：秒），下一个交叉口与之距离为
Figure 288928DEST_PATH_IMAGE040
（单位：米），公交车行驶车速为
Figure 51348DEST_PATH_IMAGE041
（单位：米/秒），公交车在两个交叉口间停靠站的停靠时间为
Figure 45980DEST_PATH_IMAGE042
（单位：秒）。则，这两个交叉口的相位差（单位：秒）为：
Figure 463372DEST_PATH_IMAGE043
                
d．将各信号交叉口配时方案在公交车时空图中表示。
e．车队间车头时距的确定：高峰时段（早高峰：07:00~09:00;晚高峰：17:00~19:00）车队间车头时距
Figure 29482DEST_PATH_IMAGE044
取一个信号周期时长
Figure 377156DEST_PATH_IMAGE029
。非高峰时段车队间车头时距
Figure 3309DEST_PATH_IMAGE044
取两个信号周期时长
Figure 452745DEST_PATH_IMAGE029
。
F、根据阶段D确定的关键停靠站及阶段E确定的信号交叉口配时方案，开始根据关键停靠站及其上游交叉口信号配时铺画节点附近的公交车时空图（详见说明书附图6示例）。
G、在完成关键停靠站附近公交车时空图后，对其进行拓展，完成整个区间全日运营时段的公交车时空图，并据图得出该区间公交专用道运营能力。（详见说明书附图7示例）。下面列举示例公交车时空图的说明：a．在本例中取编组运行车辆数
Figure 370017DEST_PATH_IMAGE053
辆。
b．当车辆成组运行时，车辆追踪时间取5秒。
c．为了满足社会车辆通行要求，将该区间内各信号交叉口信号周期时长定为120秒，其中可供公交车与同方向社会车辆通过的绿灯时长为40秒。
d．相邻车队间的车头时距高峰时段取120秒；非高峰时段取240秒。 

Claims (2)

1.一种图解公交专用道区间运营能力的方法，其特征在于通过公交车时空图的铺画及调整求解公交专用道区间运营能力，其具体方法为：
1．）根据区间公交专用道上的车辆运行信息和节点信息铺画150分钟时段内实际的公交车时空图，
其具体方法为：
1.1．）确定该区间公交专用道上行驶的车辆信息，包括车牌号后三位，线路名称，并对观测时段车辆顺序编号为1,2,...,M；观测时段大于150分钟；设定一天中的关键小时为北京时间16:30～17:30，
1.2．）确定该区间公交专用道上节点车辆通过信息，包括车辆停靠距离起点距离S1的位置，到达时刻，离开时刻，
1.3．）确定该区间公交专用道上节点信息，包括节点名称、节点类型即停靠站或交叉口、与起点的距离S2，
1.4．）设i为各停靠站顺序编号名称，i＝1,2,...,m；j为各交叉口顺序编号名称，j＝1,2,...,n；在关键小时中，在i站停靠的公交车辆按照1,2,...,e顺序编号；在j信号交叉口通过的公交车辆按照1,2,...,f顺序编号；
1.5．）确定该区间各信号交叉口信号周期时长，绿灯时长gj，
1.6．）根据以上数据，采用Auto CAD的图像自动绘制功能主要通过编程软件VBA实现公交车时空图的自动绘制；
2．）以公交专用道上行驶的公交车在公交停靠站的进站失败率ai和通过信号交叉口的平均延误时间bj作为实际公交车时空图是否需要进行调整的判定条件，
其具体方法为：
2.1．）i站的进站失败率ai是用来表征车辆进站时所有停靠区域都被占用的概率，
2.2．）平均延误时间bj是指通过信号交叉口j的公交车辆由于遇到红灯而引起的行驶时间损失的平均值，
2.3．）计算进站失败率ai：在铺画好的实际公交车时空图中找到关键小时时间段即16:30～17:30，统计该时间段内，在该区间任何停靠站i是否有超过15分钟的时间发生停靠失败情况即ai＞25%；若在关键小时内停靠失败时间累积超过15分钟则直接进行公交车时空图调整；否则检查下一步判定条件，
2.4．）计算信号交叉口平均延误时间bj：在铺画好的实际公交车时空图中找到关键小时时间段，统计该时间段内，通过信号交叉口j公交车辆总数f，第k辆车的延误时间λk,此时信号交叉口j的平均延误时间
Figure FDA00003140118100021
k＝1,2,...,f；
2.5．）若bj＞1.20gj，则进行时空图调整；若bj≤1.20gj，则拓展整个区间全日运营时段内的公交车时空图，据图得出该区间公交专用道的运营能力；
3．）若实际的公交车时空图需要调整，则取公交车在公交停靠站i的平均停靠时间ti最大的停靠站，作为开始重新铺画公交车时空图的关键停靠站，
4．）在进行公交车时空图调整过程中，考虑区间公交停靠站为多停靠车位的理想运营状态下，公交车辆以编组运营的方式通过区间内信号交叉口的时空图调整方法，并拓展整个区间全日运营时段内的公交车时空图，最终据图得出该区间公交专用道的运营能力；
其具体方法为：
4.1.）公交车编组运行通过信号交叉口的编组辆数N的确定：多停靠车位的理想运营状态指公交车编组运营，编组的公交车数量N等于停靠站泊位数量P，前一编组离站同时后一编组恰好到达，即N＝P；
4.2.）公交车编组运营时，交叉口信号配时方案确定：
当公交车在停靠站的停靠时间确定时，公交车不需要排队进站，交叉口信号周期时长c需满足如下条件：
c＞ta+Max(τ1,τ2,...,τN)+tc+(N-1)×th
c：公交车编组运营时，将该区间各信号交叉口信号周期时长调整为相等，即c1＝c2＝...＝cj＝c秒
ta：车辆减速进站时间，取4秒；
τk：编组车辆中第k辆公交车的停靠时间；
tc：车辆加速出站时间，取7秒；
th：编组进站时前后两辆公交车辆之间的最小安全时距，取5秒；
N：车队中公交车数量；
此时，绿灯时长g应满足如下条件：
g > ( N - 1 ) ( l + l 0 ) V
g：公交车编组运营时，将该区间各信号交叉口绿灯时长调整为相等，即g1＝g2＝...＝gj＝g秒；
l：公交车车长，取12米；
l0：编组进站时前后两辆公交车辆之间的最小安全距离，取20米；
V：公交车行驶速度，取5.5米/秒；
4.3．）计算两个信号交叉口的相位差Δt：
以公交专用道的起点交叉口为系统参照交叉口，根据前一步确定的信号周期时长c秒，下一个交叉口与之距离为L米，公交车行驶车速为V米/秒，公交车在两个交叉口间停靠站的停靠时间为T秒，则，这两个交叉口的相位差Δt秒为：
&Delta;t = ( L V + T ) mod ( c )
4.4．）将各信号交叉口配时方案在公交车时空图中表示；
4.5．）车队间车头时距的确定：高峰时段：早高峰时段7:00～9:00，晚高峰时段17:00～19:00，车队间车头时距h队取一个信号周期时长c；非高峰时段车队间车头时距h队取两个信号周期时长c；
4.6．）根据已确定的关键停靠站及信号交叉口配时方案，开始根据关键停靠站及其上游交叉口信号配时铺画节点附近的公交车时空图；
4.7．）在完成关键停靠站附近公交车时空图后，对其进行拓展，完成整个区间全日运营时段的公交车时空图，并据图得出该区间公交专用道运营能力。
2.如权利要求1所述的图解公交专用道区间运营能力的方法，其特征在于根据公交车在公交停靠站i的平均停靠时间ti，确定开始铺画公交车时空图的关键停靠站，其具体方法为：
1．）在铺画好的实际公交车时空图中找到关键小时时间段，统计该时间段内，在该区间公交停靠站i第k辆车的停靠时间τk，k＝1,2,...,e,此时公交停靠站i的平均停靠时间
Figure FDA00003140118100032
2．）找出最大的ti，则i站作为该区间铺画公交车时空图的关键停靠站。
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