快速公交運營模式分析及適應性研究

1、快速公交運營模式分析及適應性研究   龍小強1,2 ，閆攀宇1（1.廣州市交通運輸研究所，廣東廣州 510030； 2.西南交通大學，四川 成都 610031）摘要：快速公交運營模式的選擇是各大城市建設BRT系統(tǒng)面臨的首要問題，直接關系到系統(tǒng)能否成功運營。分析快速公交各種運營模式的特點和適應性，在研究影響運營模式選擇的因素的基礎上，提出了選擇運營模式的原則，并以廣州作為案例進行分析。關鍵詞：快速公交  運營模式  線網(wǎng)結構  適應性中圖分類號：U491.1    文獻標識碼：B 

2、60;  文章編號：Research on the Adaptability of Operation Mode aboutBus Rapid TransitLONG Xiao-qiang1,2，YAN Pan-yu1（1.Guangzhou Transport Research Institute，Guangzhou 510030，China；2.Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031，China）Abstract: The choice of operation mode about bus rapid transit

3、is the main problem when the big cities construct BRT system, it determines the operation stand or fall. It takes Guangzhou for an example by analyze the characteristics, adaptability, influencing factors and choice principles of operation mode about bus rapid transit.Key words: bus rapid trans

4、it；operation mode；network structure；adaptability0  引言      2005年9月，國務院辦公廳轉發(fā)建設部等部門關于優(yōu)先發(fā)展城市公共交通意見的通知（國辦發(fā)200546 號）提出適度發(fā)展大運量快速公共汽車系統(tǒng)。近年來，快速公交（Bus Rapid Transit，BRT）受到國內許多大城市的重視，北京、杭州、昆明、濟南、重慶、常州、大連、合肥、廈門等9個城市先后建成BRT系統(tǒng)，另有16個城市正在規(guī)劃和設計快速公交系統(tǒng)。在國外，已有53個城市建成BRT系統(tǒng)，另有102個城市正在規(guī)劃和設計快

5、速公交系統(tǒng)。由于快速公交具有常規(guī)公交靈活性的特點，國內外各大城市快速公交系統(tǒng)的運營模式有一定的差異。波哥大、布里斯班、北京采用路中封閉式的BRT通道、大容量左開門車輛、路中島式車站、車外售檢票、單一線路只在BRT通道內運行；首爾、圣保羅、昆明采用路側或路中開放式BRT通道、右開門或雙側開門車輛、快速公交線路和常規(guī)線路都在BRT通道內運行；杭州最初采用封閉式的BRT通道，運營一段時間后改為開放式運營。BRT系統(tǒng)能否成功運營的關鍵取決于運營模式是否與城市居民出行、所選線位公交需求特征相符。目前，國內部分BRT系統(tǒng)重建設輕運營的設計理念，導致投入運營后出現(xiàn)諸多問題。因此，本文對BRT系統(tǒng)兩種運營模式

6、的特點和適應性進行分析，使快速公交更加適應城市發(fā)展要求，同時便于各城市選擇適合自身需要的運營模式。1  快速公交運營模式定義及特點1.1  封閉式模式       根據(jù)對國內外各大城市BRT系統(tǒng)的比較研究，將快速公交運營模式分為兩類：封閉式和開放式。封閉式系統(tǒng)采用單一的BRT線路、大容量車輛，僅在BRT通道內往返運行。常規(guī)公交線路不能進入BRT通道行駛，與BRT線路實現(xiàn)站外銜接換乘。封閉式系統(tǒng)采用軸幅中轉的運輸組織形式，線網(wǎng)結構為干支線網(wǎng)，結合出行強度提供差異服務，在高密度的BRT通道由BRT線路使用大型

7、車輛提供干線運輸服務，在低密度區(qū)域由常規(guī)線路使用普通車輛提供支線運輸服務。常規(guī)線路向開行BRT線路的BRT通道喂給客流，大部分使用封閉式BRT系統(tǒng)的乘客都需要在樞紐站進行換乘。圖1  封閉式BRT系統(tǒng)干支線網(wǎng)示意圖     常規(guī)線路采用普通車輛服務于居住區(qū)和換乘站之間，運行在混合交通車道； BRT線路采用大型車輛服務于BRT通道，乘客在通道兩端的車站進行換乘。根據(jù)目前各城市BRT運營情況，高質量的BRT系統(tǒng)都采用了封閉式系統(tǒng)。1.2  開放式模式     采用開放式模式的BRT系統(tǒng)中，BRT線路

8、和常規(guī)線路的部分路段均在BRT通道內運行，線路在通道內銜接換乘。開放式系統(tǒng)采用點點直達的運輸組織形式，線網(wǎng)結構為直達線網(wǎng)。開放式系統(tǒng)的直達服務通常直接將乘客由起點運送到目的地，對換乘的需求較小。圖2  開放式BRT系統(tǒng)直達線網(wǎng)示意圖      開放式系統(tǒng)的直達服務將乘客從居住區(qū)通過部分通道直接運送到目的地，常規(guī)線路車輛只在需求較高的中心區(qū)進入專用通道，其他部分路段車輛運行在混合交通車道上。開放式系統(tǒng)中要求車輛既能在BRT通道內運行，也能在其他道路運行，如果使用單側開門的車輛，且通道設置在路中時，需要設置路中側式站臺。2  快

9、速公交運營模式比較研究2.1  封閉式模式優(yōu)缺點分析2.1.1  封閉式模式優(yōu)點     封閉式系統(tǒng)的BRT線路使用大容量車型在通道內運行，通道外常規(guī)線路使用普通車輛，公交車型與交通需求能夠合理匹配。封閉式系統(tǒng)類似于軌道交通運營模式，無線路區(qū)分、車輛單一、列車化開行，運輸能力大、可控性高、站臺付費、上下車時間短、系統(tǒng)形象好。具體而言封閉式系統(tǒng)有以下優(yōu)點：（1）系統(tǒng)運輸效率高、效益好。封閉式系統(tǒng)提供的干支服務可以根據(jù)各地區(qū)的情況將需求和供給有效的匹配，提高每輛車的載客量，而滿載率決定了系統(tǒng)的效率和效益。此外，滿載率的提高也可以減少車輛流

10、量，當既有公交系統(tǒng)車流量大而滿載率低的情況下，采用封閉式系統(tǒng)通過車型與乘客需求的匹配對滿載率的提高非常有效。（2）優(yōu)化運輸資源合理配置。封閉式系統(tǒng)在專用通道的BRT線路采用大型車輛，以較少的車輛提供較大的運輸能力，減少車輛流量，從而提高了通道的通行能力、減少通道的擁堵和車輛的廢氣排放。常規(guī)線路采用普通車輛服務于低需求的居住區(qū)，普通車輛購買和運營成本較低，低頻繁服務時其成本效益較好。（3）系統(tǒng)可控性與可靠性較高。BRT線路的車輛全程在BRT專用通道內運行，通過配置GPS調度設備和先進的車站設施，指揮中心對通道中車輛的運行控制力較強。此外，通道內完全列車化開行，沒有其他車輛干擾，系統(tǒng)的運行的可靠性

11、較高。2.1.2  封閉式模式缺點     封閉式系統(tǒng)類似軌道交通的運營模式，將BRT線路與常規(guī)線路完全分割，在站外換乘，增加了換乘次數(shù)，對距離通道較遠的出行還會增加繞行距離，需要建設大量換乘站，還需要對既有公交線路進行大規(guī)模調整。（1）增加了換乘次數(shù)和時間。封閉式系統(tǒng)的主要缺點是需要乘客在出行中一次或多次換乘車輛，造成了乘客的時間損失且?guī)聿槐?。如果換乘時間延誤過多，乘客可能選擇其他出行方式。在短距離出行中，換乘的時間損失可能等于或大于現(xiàn)在到達目的地所需的時間。相比換乘時間，封閉式系統(tǒng)的換乘候車時間同樣讓乘客覺得較難適應。（2）離通道遠的客流

12、需要繞行。封閉式系統(tǒng)從換乘站到居住區(qū)的出行意味著在起訖點之間產(chǎn)生了繞行。這個繞行不但影響乘客的出行時間，而且影響運營效率，還會造成額外的燃油消耗。起訖點離通道越遠，則繞行距離越長，下圖終點2的繞行距離長于終點1。圖3  繞行距離對運營模式的影響（3）換乘站設施建設成本較高。封閉式系統(tǒng)需要建設首末換乘站和中途換乘站，建設成本比標準車站成本要高，還會產(chǎn)生維護和運營成本。換乘時間和方便程度取決于換乘區(qū)域的設計。此外換乘站占地面積較大，而快速公交系統(tǒng)周邊土地開發(fā)強度較高，如須拆遷將使換乘站建設成本更高。（4）須大規(guī)模調整公交線路。封閉式系統(tǒng)采用干支線網(wǎng)提供公交服務，而既有公交系統(tǒng)線網(wǎng)并非這種

13、結構，公交線網(wǎng)結構的轉換需要對公交線路進行調整。因此，采用封閉式系統(tǒng)會導致公交企業(yè)運營、線路重組等重要變化。2.2  開放式模式優(yōu)缺點分析2.2.1  開放式模式優(yōu)點      開放式系統(tǒng)提供的專用通道既供BRT線路行駛，也允許經(jīng)過的常規(guī)線路進入行駛，兩種線路在車站實現(xiàn)換乘。不需要對線網(wǎng)進行大規(guī)模調整，不增加換乘，基礎設施建設成本較小。（1）避免過多換乘節(jié)省時間。開放式系統(tǒng)只有較少的乘客需要在線路間進行換乘，常規(guī)線路將乘客由居住區(qū)通過專用通道送達目的地。開放式系統(tǒng)提供的直達服務可以通過兩個方法節(jié)約時間：1）減少換乘

14、站的候車時間；2）較多的直達線路到達目的地。如果直達服務提供了更短更直接的線路，還可以通過燃料消耗的降低來節(jié)省運營成本。（2）延續(xù)了市民的出行習慣。開放式系統(tǒng)基本沿用原有的公交線網(wǎng)，不進行大的調整，較好的保持了出行者的出行慣性。在建設和投入運營期間，對市民的出行影響最小，系統(tǒng)轉換也較順暢，易被市民接受。（3）基礎設施建設成本較小。開放式系統(tǒng)不需要建設首末、中間換乘站，僅需要建設一些常規(guī)線路之間的換乘的車站。在用地較為緊張的區(qū)域，節(jié)約成本的優(yōu)勢更能得到體現(xiàn)。2.2.2  開放式模式缺點      開放式系統(tǒng)相當于提供了一條高等級的公交專

15、用道和先進的車站設施，更像一個常規(guī)公交系統(tǒng)，系統(tǒng)服務水平相對較低。（1）運營效率與可控性不高。開放式系統(tǒng)的常規(guī)線路在通道內外使用同一車型，但線路在通道內外的出行需求存在一定差異。大量的普通車輛在BRT通道上運營造成運輸能力比理想情況要小，車均乘客數(shù)的降低會導致每個乘客服務成本的提高。BRT通道內車流量過高，有可能導致車輛擁擠、速度降低、運輸能力變小。當車輛駛離BRT通道時，由于轉彎使平均速度降低。常規(guī)線路部分路段經(jīng)行非專用通道，車輛運行全程的監(jiān)控難度較大，在通道外道路交通條件較差時可能導致脫班現(xiàn)象，從而使線路可靠性大大降低。（2）總出行時間較難控制。由于擁擠造成運營速度降低，開放式系統(tǒng)換乘的減

16、少帶來的時間節(jié)省可能會被抵消。減少換乘所節(jié)省的時間也可能被售檢票模式抵消，開放式系統(tǒng)通道外都采用車上售檢票，上落客時間延誤較大，在站停車時間過長，增加乘客總出行時間。（3）車輛與車站匹配要求較高。開放式系統(tǒng)如果采用中央島式站臺，則常規(guī)線路車輛要能夠兩側開門，一側的車門按通道內車站要求設計，另一側的車門按通道外車站要求設計。如果采用中央側式站臺，則車輛可以單側開門設計，但乘客換乘不方便，且車站建設成本較高、占地面積較大。開放式系統(tǒng)雖然省去換乘站等基礎設施成本，但雙開門車輛或中央側式站臺的成本同樣很高。開放式系統(tǒng)的車站需要解決由于運營模式?jīng)Q定的車輛排隊問題。為了適應大量的車輛到達，需要建設加長車站

17、或多個站臺。加長的車站或站臺一方面增加了成本，另一方面占用了更多道路資源。（4）系統(tǒng)形象及方便性不好。開放式系統(tǒng)增加了系統(tǒng)的復雜程度，使乘客對系統(tǒng)的理解比較困難，通道內的線路數(shù)較多，線網(wǎng)結構不能象地鐵系統(tǒng)那樣清晰的定義。開放式系統(tǒng)更類似于一個復雜的網(wǎng)絡，車站或車輛內難以提供系統(tǒng)地圖，系統(tǒng)內線路情況只能被經(jīng)常使用的乘客理解。開放式系統(tǒng)的復雜性使臨時乘客的使用造成困難，可能成為不愿意花時間了解的乘客選擇該方式的潛在障礙。2.3  兩種運營模式的對比       根據(jù)以上分析，封閉式系統(tǒng)與開放式系統(tǒng)在運營和功能方面各有差異，因此各

18、有自身的優(yōu)勢和劣勢，兩個系統(tǒng)特點的比較如下表。表1  封閉式系統(tǒng)與開放式系統(tǒng)特點比較要素封閉式系統(tǒng)（干支運輸服務）開放式系統(tǒng)（直達運輸服務）運輸組織軸幅中轉點點直達線網(wǎng)結構干支線網(wǎng)直達線網(wǎng)出行時間提高了運營速度和運輸能力，但增加換乘時間和中轉候車時間。避免換乘節(jié)約一定的時間，但非專用通道交通擁堵會增加出行時間。運營效率通過差異化服務使需求與供給較好的匹配，運營效率較高。高需求與低需求區(qū)域同一種線路可能會降低整體的效率。運輸能力封閉運營，單一線路、車輛，線路可控性高，運輸能力較大。通道內線路多，車輛雜、系統(tǒng)的通行能力較小。運行速度封閉運營可通過增加立交通過交叉口，車輛運行速度較高。沿線

19、平面交叉較多，運行速度提高程度受到制約。運營管理BRT線路自成系統(tǒng)，運營可控性高。線路離開專用通道后，可控性較差。線路調整需要對線路進行大的調整和截短，對乘客出行模式的影響較大。線路經(jīng)營權基本不變或少量調整，乘客出行模式基本不變。出行需求改變原有出行模式，對乘客的吸引依靠服務的便捷程度和出行費用變化。在線路形態(tài)不變的基礎上提高服務質量，有助于分擔率提高。交通影響需要接駁線路較多，對換乘站周邊路網(wǎng)交通影響較大?；静恍枰玉g線路，對進出專用通道交叉口附近交通有一定影響?；A設施必須建設大型換乘樞紐站，以及部分中途換乘站。不需要考慮大型換乘站，中途站建設成本略高。工程擴展采用封閉式后難以轉成開放式

20、，與新增走廊連接也只能采用封閉式運營。隨著走廊的擴展，開放式系統(tǒng)可以轉變?yōu)榫哂蟹忾]式特征的系統(tǒng)。車輛類型通道內線路可選用大容量BRT專用車型，接駁線路采用常規(guī)車型。車型的選擇需考慮通道外路網(wǎng)的通行條件。采用中央島式站臺需要兩側開門車輛。售檢票需要物理上封閉的換乘區(qū)域實現(xiàn)與接駁線路的免費換乘。直接付費，不需要單獨建設換乘區(qū)。系統(tǒng)形象類似軌道交通的線路結構可形成乘客友好型系統(tǒng)。線路的混雜、缺少清晰的線路圖可能增加乘客的不便。3  運營模式選擇的影響因素      封閉式系統(tǒng)和開放式系統(tǒng)都不是絕對好或者不好的方案，都需要在合適環(huán)境

21、下才能發(fā)揮其最佳功效。在進行決策時需要從系統(tǒng)整體角度考慮，對個影響因素進行綜合比較。3.1  乘客出行需求      各大城市建設BRT系統(tǒng)都是為了改善道路交通秩序，提升公交服務水平，更大程度地吸引并滿足市民公交出行需求。因此，BRT系統(tǒng)的設計應該首先達到乘客期望的運營特性，而不是去從基礎設施和車輛設計入手。從乘客的角度出發(fā)，出行方式選擇主要考慮它提供的服務是否能夠到達目的地和需要多長時間到達。運營模式的選擇應當有利于乘客更加快捷、便捷的到達目的地。3.2  客流OD分布    

22、60; BRT線位周邊客流OD分布決定了客流出行特征，如果OD分布距離通道較遠、OD點間距離較短，則對直達服務的需求較為強烈；OD分布距離通道較近、OD點間距離較長則傾向選擇干支服務。運營模式與客流OD分布的匹配直接決定系統(tǒng)運營的成敗，一個成功的BRT系統(tǒng)其運營模式應該可以很好的滿足客流出行特征。波哥大的封閉式BRT系統(tǒng)中，通道延線土地開發(fā)強度較大，大約有一半乘客由專用通道直接進入BRT系統(tǒng)，另一半通過支線換乘進入。3.3  系統(tǒng)成本效益      BRT之所以受到各大城市的重視，主要是因為其具有軌道交通快速高效和常規(guī)公交低成本的綜合

23、優(yōu)勢。因此，在運營模式的選擇上同樣應考慮系統(tǒng)的成本效益，實現(xiàn)效益最大化。封閉式系統(tǒng)需要建設大型換乘設施，基礎設施建設成本較高，但提供了差異化服務，運營的效率和效益較好。開放式系統(tǒng)基礎設施建設成本稍低，但是運營成本較高。3.4  系統(tǒng)運營效率      BRT系統(tǒng)的整體運營效率由BRT線路的運營、車輛形式、站臺設計、車道設計等諸多因素相互影響而決定，主要體現(xiàn)在車輛的載客量、線路數(shù)、發(fā)車間隔、站臺面積等因素相互制約影響。運營模式的選擇需要BRT各組成要素能實現(xiàn)系統(tǒng)的運營效率最高。圖4  BRT運營效率影響因素分析3.5 

24、; 小結       運營模式的選擇要平衡多樣的需求和偏好，綜合乘客服務、費用效益、企業(yè)經(jīng)營等諸多因素全面分析。通過以上開放式系統(tǒng)和封閉式系統(tǒng)的對比，各有其適應情況。由于各影響因素比較復雜，很難通過成本效益進行定量分析。為了使運營模式能夠較好的與城市的實際情況相適應，總結出運營模式選擇框架性原則。通常情況下推薦采用封閉式系統(tǒng)，提供高效經(jīng)濟的干支服務，封閉式系統(tǒng)適應的情況為：Ø BRT通道內出行需求相對較高Ø 城市各區(qū)域人口密度差異較大Ø 市中心與BRT通道延線距離遠

25、Ø 具有建設大型換乘樞紐的條件Ø既有常規(guī)公交線網(wǎng)調整較容易       開放式BRT系統(tǒng)一般作為封閉式系統(tǒng)的過渡形式，開放式系統(tǒng)適應的情況為：ØBRT通道內出行需求相對不高Ø城市各區(qū)域人口密度差異不大Ø市中心與BRT通道延線距離近Ø沒有建設大型換乘樞紐的條件Ø既有常規(guī)公交線網(wǎng)調整較困難4  快速公交運營模式選擇案例4.1  各大城市快速公交運營模式選擇      各大城市快速公

26、交系統(tǒng)對運營模式的選擇不但各有差異，而且還是一個動態(tài)變化的過程。當外部環(huán)境發(fā)生變化時，系統(tǒng)之間可能相互轉換，通常開放式系統(tǒng)是封閉式系統(tǒng)的過渡形式。波哥大和庫里提巴都是經(jīng)開放式系統(tǒng)發(fā)展為封閉式系統(tǒng)。庫里提巴1960年將公交線路轉換成開放式BRT系統(tǒng)，1970年建設了封閉式系統(tǒng)。在圣保羅，也制定了方案將開放式的運營轉換為封閉式運營，但由于公交公司的抵制沒能得到實施。杭州BRT在運營初期采用封閉式系統(tǒng)，僅有一條BRT線路在通道內運行，后來根據(jù)客流情況將5條常規(guī)線路納入通道運行。各大城市BRT系統(tǒng)運營模式的比較如下表。表2  兩種線路形態(tài)應用情況比較 波哥大庫里提巴首爾圣保羅北京杭

27、州運營模式封閉式封閉式開放式開放式封閉式開放式單向運輸能力大于3萬人/小時×××××實際高峰客流（萬人/單向h）3.51.31.21.50.60.65系統(tǒng)盈利×××水平登車××市中心速度262218162625收費與地鐵整合×與地鐵物理整合××特色系統(tǒng)標識×4.2  廣州快速公交運營模式       廣州快速公交試驗線選址于廣州市區(qū)東部的中山大道，全長22.9公里，呈東西走向，斷面雙向8車道。中