拉萨市公交专用道条件设立研究

龚栩　崔素萍　陈波　张翔

摘 要：拉萨市作为全国著名的旅游城市，随着旅客的增多，交通压力也在与日俱增。交叉口作为城市道路的枢纽，改善交叉口的通行能力具有重要的意义。常见的改善方法为在交叉口口设立的公交专用道。但不是每个交叉口都能设立公交专用道，针对不同的交叉口，其车流量和公交車占比也不同，每个地区的公交专用道设立的指标和条件都不同。而本文便是以车流量饱和度和公交车占比为指标进行探究拉萨市公交专用道的设立标准，以江苏路与藏大西路交叉口为例，具体方法为先计算该交叉口的通行能力，然后在不同的饱和度下，利用VISSIM软件进行两次仿真，分别是有公交专用道的仿真和无公交专用道的仿真。通过两次仿真找到一个公交车占比阈值，该阈值为公交车专用道设立的指标。

关键词：公交专用道 饱和度 公交车占比 通行能力 VISSIM仿真

1 引言

交叉口的通行压力与日俱增，改善交叉口的通行能力刻不容缓。设立公交专用车道便是从平面上分离，即采用渠化交通。设立公交专用车道本意上是缓建交叉口压力，也是在高峰期时段中保障城市内部道路通畅的底线措施。韩国首尔设立了中央公交专用道，位于道路的中央。韩国规定在单向3车道以上、公交车流量达到150辆/小时的路段设置中央公交专用车道；美国交通工程师协会规定公交车载客量至少应较该道路所有其他车辆人数多50%才可以设立公交车专用道。每个地区的标准不同，本文则以饱和度和公交车占比为指标进行探究拉萨市公交车专用道设立条件。

2 交叉口通行能力分析

为计算该交叉口的通行能力，首先要选定计算通行能力的方法，一般计算通行能力的方法为美国的饱和流率模型计算法和我国的停车线法。前者是先选用理想饱和流量，再定量分析各种影响因素的校正系数，涉及的因素较多，不适用于普遍情况。后者是以停车线作为控制断面，逐个路口、逐条车道计算，然后汇总求得交叉口总的通行能力。该方法必须要先确定各相位时间和信号周期，且信号周期必须小于等于180秒。该方法适用于普遍情况。

根据现场调查，该交叉口信号周期为150s，且该信号灯各相位如下：

（1）直行车道通行能力。

（1）

式中Cs为直行车道通行能力（pcu/h）；T为信号周期（s）；tg为一个信号周期内的有效绿灯时间（s），t1为色灯变为绿灯后第一辆车启动并通过停车线的时间（s）；tis为直行车辆过停车线的最小车头间距（s）；φ为折减系数，每个信号周期通过车流的不完全连续性及行人和非机动车的干扰的综合折减系数。

（2）右转车道通行能力。

Cr=3600/tr （2）

式中Cr为右转车道通行能力（pcu/h）；tr为前后两右转车辆驶过停车线断面的时间间隔（s）。

（3）左转车道通行能力。

设有左转专有相位时，左转车道通行能力为：

（3）

式中CL为左转车道通行能力（pcu/h）；T为信号周期（s）；tL为一个信号周期内左转时间（s）；vL为左转车辆通过停车线的速度（m/s）；t0为左转车辆通过交叉口的平均车头时距。

（4）直右车道通行能力。

Csr=Cs （4）

式中Csr为直右车道通行能力（pcu/h）。

（5）直左车道通行能力。

Csl=Cs（1-βl/2） （5）

式中Csl为直左车道通行能力（pcu/h）；βl为左转车辆所占比例。

（6）左直右车道通行能力。

Cslr=Csl[1] （6）

利用停车线法通过式（1）至式（6）计算通行能力，结果如下：

东进口：1304pcu/h 西进口：1011pcu/h 北进口：888pcu/h 南进口：698pcu/h

3 基于不同饱和度下进行有无公交专用道的两次仿真

本文以拉萨市藏大西路与江苏路交叉口为具体例子，利用VISSIM进行路网构建，静态车辆路径决策，数据输入（车流占比，路径决策期望，各方向流量，车流构成，期望速度分布，信号控制机），设置数据采集点。

可利用静态车辆路径决策的车辆类别的限制条件进行有无公交专用道的两次仿真。如当无公交专用道时，每条进口道的静态路径对象为所有车辆。当有公交专用道时，重新设立一条仅供公交车行驶的静态路径决策，该路径便为公交专用道。

拉萨市藏大西路与江苏路交叉口东西向为拉萨市区主干道，南北向为次干道。进过现场早高峰实地调查，发现主干道公交车在车流中的占比大致是次干道公交车在车流中的占比的3倍。故仿真时数据输入主干道公交车占比：次干道公交车占比为3：1。但因为南进口机动车道为双车道，故不考虑南进口公交专用道设立问题。

本文通过仿真寻找设立公交专用道的公交车占比阈值，先仿真主干道和次干道公交车占比3%和1%，再仿真主干道和次干道公交车占比6%和2%。通过这两次的仿真数据确定公交车占比阈值的大概范围。然后在公交车占比阈值大概范围内进行多次仿真，直到两次仿真流量数据大致相等，那么该次的公交车占比数据就为阈值，具体仿真如下：

3.1 当饱和率为100%时

（1）当主干道公交车占比为3%，次干道公交车占比为1%时。

从图3和图4的车辆流量分析可得，公交车占比为3%和1%时，设立公交专用车道后，东西进口流量与没设立公交专用道相差无几，所以设立公交车专用道对交叉口通行能力没有改善作用。

（2）当主干道公交车占比为6%，次干道公交车占比为2%时。

当仿真图5时的数据时，VISSIM软件报错，内容为：error：西进口车辆输入无法完整地完成（剩余23辆）。

当仿真图6时的数据时，VISSIM软件报错，内容为：error：西进口车辆输入无法完整地完成（剩余14辆）。

当西进口算上没有完成的车辆输入时，东西进口主干道设立公交车专用道前后通行能力略有改善，说明东西进口主干道设立公交车专用道公交车占比阈值小于6%。重新仿真后東进口道公交车占比阈值为4.5%（无公交专用道东进口流量为93，有公交专用道东进口流量为97），西进口道公交车占比阈值为3.9%（无公交专用道西进口流量为137，有公交专用道西进口流量为138）而次干道设立公交车专用道前后流量无变化，说明其阈值远大于2%，考虑到现实情况，次干道不用设立公交专用道（后面几次仿真都是一样的原因，所以不用分析南北向次干道，后文便不多赘述）。

3.2 当饱和率为90%时

（1）当主干道公交车占比为3%，次干道公交车占比为1%时。

从图7和图8的车辆流量分析可得，当公交车占比为3%和1%时，设立公交专用道前后通行能力没有得到改善，所以不宜设立公交车专用道。

（2）当主干道公交车占比为6%，次干道公交车占比为2%时。

分析图9和图10的车辆流量，发现东进口设立公交专用道前后通行能力改善巨大，说明东进口设立公交车专用道公交车占比阈值小于6%，大于3%，经过重新仿真得到其阈值为3.2%（无公交专用道东进口流量为137，有公交专用道东进口流量为140）。西进口设立公交专用道前后通行能力没有得到改善，说明其阈值大于6%，经过重新仿真得到其阈值为6.3%（无公交专用道西进口流量为85，有公交专用道西进口流量为88）。

3.3 当饱和率为80%时

（1）当主干道公交车占比为3%，次干道公交车占比为1%时。

分析图11和图12的车辆流量分析可得，除东进口外，其他进口在设立公交专用道前后通行能力没有得到改善，所以当公交车占比为3%和1%时，东进口设立公交专用道公交车占比阈值为3%，西进口阈值大于3%。

（2）当主干道公交车占比为6%，次干道公交车占比为2%时。

分析图13和图14的车辆流量分析可得，设立公交专用道后，东西向主干道通行能力得到了极大的改善，说明设立公交专用道的公交车占比阈值小于6%，大于3%，经过重新仿真后西进口公交车占比阈值为3.6%（无公交专用道西进口流量为77，有公交专用道西进口流量为80）

3.4 当饱和率为70%时

（1）当主干道公交车占比为3%，次干道公交车占比为1%时。

分析图15和图16的车辆流量分析可得，东进口通行能力没有得到改善，其设立公交专用道的公交车占比阈值大于3%。而西进口两次有无公交专用道的设置流量一模一样，说明西进口设立公交专用道的公交车占比阈值刚好为3%。

（2）当主干道公交车占比为6%，次干道公交车占比为2%时。

分析图17和图18的车辆流量分析可得，东进口通行能力改善巨大，说明东进口设立公交专用道的公交车占比阈值小于6%，大于3%。经过重新仿真后东进口公交车占比阈值为3.5%（无公交专用道东进口流量为94，有公交专用道东进口流量为99）。

当饱和度低于70%时，交叉口通行压力不大，不用设立公交专用道去改善通行能力。

4 结语

本文先是通过停车线法计算拉萨市江苏路与藏大西路交叉口各进口道的通行能力，利用其通行能力数据研究不同饱和度下设立公交专用道的公交车占比阈值，通过有无公交专用道的两次仿真数据进行对比分析，最后得到结果如下表1。

基金项目：西藏大学大学生国家级创新训练项目，项目编号：202210694013。

参考文献：

[1]张云颜，黄炜，李文权.信号交叉口通行能力扩展[J].解放军理工大学学报（自然科学版）1009-3443-（2004）05-0079-04：80-81.