王 成, 李博淵, 朱冠宇, 羅素云
(上海工程技術(shù)大學 汽車工程學院, 上海 201620)
摘要：基于交通運輸規(guī)劃理論和線路最優(yōu)化理論,通過調(diào)查分析松江區(qū)公共交通設(shè)施布局現(xiàn)狀,得出松江區(qū)現(xiàn)有公共交通設(shè)施的不足與改進方向;通過問卷調(diào)查分析松江區(qū)居民和大學生交通出行滿意度,找出松江區(qū)現(xiàn)有公共交通狀況的優(yōu)勢與不足.借助Matlab軟件分析,得到城市道路車流量、密度、車速的關(guān)系,對松江區(qū)公共交通設(shè)施的布局進行了優(yōu)化設(shè)計,對松江區(qū)公共交通的進一步優(yōu)化提供了較有價值的理論依據(jù).
關(guān)鍵詞：交通布局; 交通調(diào)查; Matlab軟件; 優(yōu)化模型
松江區(qū)位于上海市西南部,歷史文化悠久,有著“上海之根” 的稱呼.松江區(qū)自古稱為松江府,既有醉白池、清真塔等名勝古跡,又有辰山植物園等大型綠地,還有松江大學城鑲嵌其中,是一塊歷史悠久、風景優(yōu)美的區(qū)域.因松江擁有眾多學生與居民,雖然有地鐵9號線為大家的出行提供方便,但是學校、居民區(qū)到地鐵站的距離有遠有近,并不能保證所有學生或居民均可步行到達地鐵站.2015年第3季度上海軌道交通運營服務(wù)乘客滿意度測評報告顯示,9號線表現(xiàn)不如人意,排名墊底[1].此外,松江區(qū)的部分公交車線路布局也有不合理之處,常出現(xiàn)兩點間直線距離短,但公交車路線長的情況,每逢節(jié)假日更無法滿足所有人群的需求.目前松江也規(guī)劃了兩條有軌電車線路,旨在解決居民使用公共交通出行的問題.但由于松江城區(qū)歷史悠久、很多道路會因保護古建筑而難以改造,仍存在私家車高峰擁堵的問題,道路交通規(guī)劃已跟不上社會發(fā)展的步伐.[2]本文對松江區(qū)公共交通設(shè)施布局進行調(diào)查,致力于找出優(yōu)化松江區(qū)公共交通基礎(chǔ)設(shè)施的方案,使其在將來更好地服務(wù)于松江百姓,滿足群眾的出行要求.
1.1 公交線路布局
目前松江區(qū)擁有公交線路42條,其中,新辟公交線路29條,調(diào)整公交線路13條.主要的公交車樞紐有:松江汽車東站(城東站),松江汽車西站(永豐汽車站),松江汽車南站,松江客運中心,松江火車站交通樞紐,松江大學城交通樞紐和松江新城公交站.
公交車存在的主要問題是線路規(guī)劃合理性的問題,部分線路存在繞路的問題,導致有些線路不時會出現(xiàn)空車現(xiàn)象,而有些線路卻非常擁擠.
1.2 軌道交通線路布局
目前,松江區(qū)地鐵以軌道交通9號線為主,規(guī)劃新增9號線與17號線聯(lián)通的軌道;延伸12號線,向西銜接漕河涇開發(fā)區(qū)(松江)分區(qū),繼而延伸至9號線洞涇站;延伸5號線至車墩,接22號線車墩站.對于學生與居民來說,地鐵使用較為方便,使用頻率最多.然而,由于地鐵站數(shù)量有限,其與公交線路、高鐵線路、甚至航空線路的銜接情況就成了衡量地鐵規(guī)劃是否合理的重要標準.
松江有滬昆高鐵、滬昆鐵路兩條骨干鐵路由東北向西南穿越松江新城,有滬昆高速公路(G60)、申嘉湖高速公路(S32)由東往西穿越松江新城,沈海高速公路及繞城高速公路從南向北在松江新城外圍穿越松江.但在節(jié)假日等高峰時期,高速公路往往堵得讓人苦不堪言,造成其擁堵的原因之一就是直達線路少.
1.3 松江區(qū)有軌電車布局
松江區(qū)有軌電車分T1線和T2線,如圖1所示.T1線起自榮樂西路,經(jīng)榮樂西、中、東路—民益路—新鎮(zhèn)街—新站路—新育路,終點至新橋站,全長約14.4 km,設(shè)20座車站.T2線起自榮樂西路,沿榮樂西路—三新北路—新松江路—人民北路—梅家浜路—嘉松南路—廣富林路—中創(chuàng)路(暫定)—錦昔路(暫定),終點至榮樂東路,全長約14.9 km,設(shè)19座車站.兩條線路計劃在2016年完工,進行調(diào)試,2017年全線開通運營.有軌電車的開通,勢必會在很大程度上解決松江區(qū)的交通擁堵狀況,至于它的不足,還需要在運行過程中通過乘客的滿意度來反饋.
圖1 松江區(qū)有軌電車T1、 T2線示意圖
Fig.1 Schematic diagram of T1,T2 trains in Songjiong district
根據(jù)對松江區(qū)部分交叉路口高峰車流量的調(diào)查、居民和大學生交通出行滿意度的調(diào)研,以交通規(guī)劃原理為指導思想,總結(jié)歸納了松江區(qū)現(xiàn)有交通設(shè)施的不足.
2.1 交叉路口流量分析
松江城區(qū)歷史悠久,道路錯綜復(fù)雜,有的道路為了保護古建筑或街道而難以改造[3],隨著時間的推移,道路網(wǎng)的結(jié)構(gòu)愈加混亂,非常不便于居民快捷的出行,嚴重影響了居民的生活.由此,本文選擇2016年9月25日至10月25日8:00—12:00,對松江區(qū)一些交叉路口進行實地車流量調(diào)查.選址依據(jù):靠近學?；蚓用駞^(qū),去往地鐵站等交通樞紐的必經(jīng)路口;調(diào)查條件:無不良天氣狀況(如暴雨、大風等);調(diào)查方法:起止點(OD)調(diào)查法(車輛牌照法).部分交叉路口的流量分析見表1.
表1 交叉路口流量分析
Table 1 Traffic flow analysis of intersection
交叉口名稱8:00—12:00車流量/輛高峰時車流量/(輛·h-1)高峰時段高峰小時車流量占比/%龍源路-文翔路1483528677:00—8:0019.326濱湖路-文誠路1698538627:30—8:3022.738中山中路-西林南路1835245638:00—9:0024.864玉陽路-富永路1569729628:00—9:0018.870人民北路-沈磚公路1203825758:55—9:5521.391
2.2 路段擁堵情況分析
針對松江區(qū)區(qū)域內(nèi)普遍存在的擁堵狀況,本文進行了大量走訪調(diào)查.對于道路擁堵,是由于一些交通設(shè)施設(shè)置的不合理,在車流量大的道路上,紅綠燈變化時間太短,排隊的車輛還沒有通過,又進入下一輪的紅;另外,一些道路不合理限速和畫蛇添足的環(huán)形路口等都會影響道路通行狀況[4].
公交線路的規(guī)劃中存在線路規(guī)劃混亂、部分線路存在繞路、直達線路少等不合理問題[5].比如從松江大學城到泰晤士小鎮(zhèn),騎自行車大概需要10 min.如果在松江大學城站乘公交,可以乘坐松江12路,經(jīng)文匯路龍源路至文誠路江學路,再轉(zhuǎn)松江24路內(nèi)圈至文誠路玉華路下車,需耗時45 min.有的公交線路常常出現(xiàn)擁堵狀況,而有的線路卻不時有空車現(xiàn)象發(fā)生,導致公交的便利性不足.
2.3 不合理交通設(shè)施調(diào)查
出行人的滿意程度是衡量交通設(shè)施是否合理的基準,為此,本研究針對松江區(qū)的公交線路、站點、班車間隔時間和紅綠燈安置等是否合理進行了松江區(qū)內(nèi)出行居民的問卷調(diào)查[6-7],本著實事求是,力求數(shù)據(jù)貼近實際的原則,回收有效問卷240份,公交車等待時間、紅綠燈設(shè)置的滿意度調(diào)查結(jié)果見表2和表3,紅綠燈設(shè)置不合理的原因及交通擁堵程度調(diào)查結(jié)果見表4和表5.
表2 公交車等待時間調(diào)查表
Table 2 Questionnaire of bus waiting time
等待時間/min人數(shù)/人百分比/%<><><>
表3 紅綠燈設(shè)置情況調(diào)查表
Table 3 Questionnaire of lights set information
紅綠燈設(shè)置人數(shù)/人百分比/%合理7631.8不合理16468.2
表4 紅綠燈設(shè)置不合理原因調(diào)查表
Table 4 Questionnaire of lights set unreasonable reasons
紅綠燈不合理原因人數(shù)/人百分比/%位置不合理2912.1時間不合理10142.2方向不合理7631.6指示燈出錯頻繁239.6其他114.5
表5 交通擁堵程度調(diào)查表
Table 5 Questionnaire of traffic congestion degree
交通擁堵的程度人數(shù)/人百分比/%經(jīng)常9539.6偶爾13254.8從不135.6
3.1 交通運輸優(yōu)化模型
為了更好地模擬擁堵路段的車流量,本文運用Matlab軟件,計算出流量、車速、密度的關(guān)系[11-12],通過這些數(shù)據(jù),可以更便捷地規(guī)劃出符合實際的措施來緩解擁堵狀況.
根據(jù)交通部對道路行駛車速的限定,本研究取沒有中心線的城市道路的理論車速為30 km/h,同向單車道城市道路的理論車速為50 km/h,同向兩車道城市道路的理論車速為80 km/h.結(jié)合交叉路口車流量調(diào)查所得的車流量分布,用Matlab擬合,結(jié)果如圖2和圖3所示.基于大量的走訪問卷調(diào)查數(shù)據(jù)的分析,并且根據(jù)交通運輸規(guī)劃理論、線路最優(yōu)化理論推導、演算[13],得出城市道路車流量和車速的分布關(guān)系,從而了解出行乘客的需求,更合理規(guī)劃交通網(wǎng)絡(luò).
圖2 流量、速度、密度的關(guān)系
Fig.2 Relationships among flow rate, speed and density
圖3 轉(zhuǎn)彎機動車車頭時距頻數(shù)直方圖
Fig.3 Frequency histogram of motor vehicles in turn headway
從圖2中可以看出,即便車輛在城市道路所允許的車速狀態(tài)下穩(wěn)定行駛,一段道路上平均通過的車輛數(shù)目也已經(jīng)接近飽和狀態(tài).對于整個松江區(qū)而言,車流量大造成了擁堵已經(jīng)成為了不爭的事實,汽車以理想車速在城區(qū)道路行駛已很難實現(xiàn),駕駛舒適性也頗受影響.圖3表明在右轉(zhuǎn)車輛眾多的情況下,跟車距離也非常短,所以轉(zhuǎn)彎車輛眾多也是造成擁堵的原因之一.
3.2 交通布局優(yōu)化理論
根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)分析,概括出以下4條交通擁堵解決方案:
1) 主干道.由于城市道路車流量大,針對主干道的擁堵可以采用建設(shè)高架橋、立交橋來疏導道路機動車的秩序,減少擁堵.建設(shè)人行天橋、人行隧道來防止高峰時段行人與機動車同時出行造成的擁堵.合理規(guī)劃地鐵線路及公交線路,鼓勵使用公交出行的方式,減少私家車的數(shù)量.
2) 轉(zhuǎn)彎專用道.針對左轉(zhuǎn)車輛的疏導可以在路口增加借道逆行來緩解擁堵.針對左轉(zhuǎn)掉頭車輛可以設(shè)置提前掉頭缺口.針對右轉(zhuǎn)車輛可以通過輔道、紅燈右轉(zhuǎn)的方式來疏導車流.
3) 紅綠燈控制.針對行人對紅綠燈的設(shè)置位置和變化時間的意見提出固定時間分配方案、自動時間分配方案和步行者申請綠燈按鈕3個新方案.
4) 分流與停車.完善城市交通,還有一些設(shè)施和制度可以在未來的建設(shè)中實現(xiàn),如打通斷頭路、設(shè)立開放式小區(qū)、實時路況導航、增建停車場、關(guān)鍵路段取消收費停車位、擁堵時段禁止臨時停車等.
本研究對松江區(qū)現(xiàn)有的交通布局進行了全面的、系統(tǒng)的分析,通過對車流量、居民與大學生出行滿意度等問卷調(diào)查,總結(jié)出松江區(qū)交通設(shè)施存在的幾點問題,如紅綠燈設(shè)置不合理,公交線路規(guī)劃不合理,公路建設(shè)與規(guī)劃不合理等.聯(lián)系實際,利用Matlab軟件擬合數(shù)據(jù)進行分析,并結(jié)合交通運輸規(guī)劃理論、線路最優(yōu)化理論,歸納出城市道路擁堵的解決方案,構(gòu)建了一個較合理的優(yōu)化交通設(shè)施布局.
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(編輯: 韓琳)
Layout and Optimization of Public Transport Facilities in Songjiang District
WANG Cheng, LI Boyuan, ZHU Guanyu, LUO Suyun
(School of Automotive Engineering, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620, China)
Abstract：Based on the transportation planning theory and transportation line optimization theory,current public transport facilities layout of Songjiang district was investigated and analyzed,and the merits and drawbacks were concluded.Then,the traffic travel satisfactions of residents and college students in Songjiang district were surveyed,and the advantages and disadvantages of current public traffic were found out.Reckoning on Matlab analysis,relationships among urban road traffic flow,density and speed were obtained,an optimal design of the Songjiang transportation facilities was conducted,which is valuable for the traffic optimization of the district.
Key words：traffic distribution; traffic investigation; Matlab software; optimization model
文章編號：1009-444X(2017)01-0051-04
收稿日期：2017-02-18
基金項目：上海工程技術(shù)大學大學生創(chuàng)新訓練資助項目(E3-0800-16-02097)
作者簡介：王 成(1996-),男,在讀本科生,研究方向為汽車運用工程.E-mail:2945128757@qq.com
通信作者：羅素云(1975-),女, 副教授,博士,研究方向為交通運輸工程.E-mail:lsyluo@163.com
中圖分類號：U 116.2
文獻標志碼：A
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