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11.绪论1.1研究背景现在的交通环境状况明显已经对人类生命安全、财产以及生存环境构成了威胁，现阶段的交通问题已经成为了各国城市面临的极其严重的病症之一，成为城市可持续发展的主要障碍之一。修建道路是解决城市交通拥挤等问题的传统办法，但是无论哪个国家的城市，空间都越来越小，没有更多的土地资源可提供修建道路。国内外多年来的实践研究表明，单单依靠改善交通设施来解决城市交通问题这一问题，不仅成本投资昂贵，而且效果不大。虽然近10多年来大规模的为解决交通拥挤的交通建设使恶劣的情况有所改善，但基于缺乏有效的交通科学理论为基础，交通拥堵现象依旧存在，作为快速干道的高架路也经常成为拥堵的道路。由于欠缺科学的规划设计与有效的管理模式，现有的交通资源未获充分利用，造成了许多浪费损失。比如，北京四环路设计通行能力为每车道1500辆/小时机动车，而实际通行的车辆仅为500辆/小时！即便是这样，道路上仍经常交通拥堵。除了修建必要的道路网以外，还尝试了许多新的方法来解决道路堵塞问题。譬如，改善道路信号控制的运用，采用一种新的方式：道路可变信号。在上下班交通高峰期通过改变道路线路以增加进出车道数目，而在大城市中则建立交通控制中心来监控管理公路网络的全部交通现实情况，这大大缓解了交通拥堵等不良状况。但是在许多城市中，这些方法实施的情况是针对预先检查的日常重复的交通情况而建立的模型制定的，对交通拥堵实际状况并不能作出动态反应计算，也不能对于即使发生的交通情况迅速改变交通处理方案[1]。为了解决交通拥挤、延误等问题，发达国家投入大额资金，吸引各种领域的科学家对道路交通进行交通科学的基础研究探索，采用高端科技与各学科领域专家合作研究相结合的办法，研制、开发，构建与其国情相适应的科学的交通系统。例如美国在20世纪90年代后研究的智能交通系统（IntelligentTransportationSystem,简称ITS），德国启用的高级运输信息与管理系统等。其中，现代交通流科学的研究发挥了重大作用。我国今年来增强了对交通研究的投入，但始终存在着“重技术，轻科学”、“重硬件，轻软件”的倾向，交通科学的研究严重滞后于交通工程的发展，科学性预研的投入在交通减少中的比例微乎其微。我国正在实施经济大发展，因此减少现代2化交通运输系统和交通信息管理系统已成为当务之急[2]。城市交通系统是一个复杂的大系统，单独从车辆方面考虑或单独从道路方面考虑，都很难完美解决城市交通问题。在此背景下，把交通参与者、车辆和道路系统综合起来研究，并应用各种高新技术来系统地解决城市交通问题的思想就应运而生了，这就是智能交通系统产生的动机。同样，对于智能交通系统的研究也就伴随着社会经济发展对交通运输系统的要求而全面展开了。在人口和机动车迅速增长的情况下，城市交通拥挤状况日趋严重，直接导致交通拥挤现象更为严重、道路交通事故频繁发生、车辆废气污染越发触目惊心等。为进一步改变现在交通拥挤现象，各城市不约而同的利用更多的土地资源以建设更为宽敞的道路。这样的结果导致，交通设施所占的土地资源在城市中比例越来越大，届时如果还要修建更多的交通设施只会使城市可持续发展受到严重阻碍，并不会对日趋严重的交通状况带来改善[3]。1.2BRT在国内外实践概况一、巴西的库里蒂巴（Curitiba）巴西是世界上BRT系统网络实施建设最完善的国家。位于巴西海拔3000m的马尔高原上的帕拉纳州首府库里提巴由于其特色的快速公交系统而闻名于世。该市采用公共交通代替小汽车座位城市主要的交通方式，城市沿着主要公共交通线路向外扩展，呈现出“手指状”的增长形式。其中其BRT系统由5条放射状轴线构成，总长72公里，其上运行着双绞接公交车，线路运输能力可达16000人次以上。库里提巴的公交路网可分为三种服务层次：一，快速道路系统。库里提巴的5条干道轴线包含3条平行的道路，中间主线道路的中央是双向BRT专用道，其两侧为一般机动车道，在快速公交线路两侧一个街区外是一对单向的快速道路，为进出市中心区的过境交通服务。另外两个层次分别是区间线路和支线公交线路。区间线路是连接各服务层次的衔接点，而支线的服务则是免除了乘客额外购票的需求，使乘客可以在各线路间换乘而无需购票。库里提巴公共交通系统的管理是由该市的公共交通总公司一手经营的，该公司负责全市的公交线路规划、车站设计和建设管理，决策线路运营时刻表和车型大小要求，负责票价合理制定，而公交车辆则交由私人公司经营管理和维护使用。库里提巴实施巴士快速公交运营后,以建设运营地铁成本的6%-8%投入,却承担了60%3-70%的地铁运输能力,现在该市市民75%的出行都采用BRT公交。二、北京的巴士快速交通系统北京快速公交1线起点为市中心区的前门，连接北京地铁2号线，向南到达大兴区德茂庄，线路全长16km。该快速公交运营车辆选取长达18m的铰接式左侧开门空调车，采用柴油发动机以减少车辆废气对环境的污染。以人为本，在车内设置儿童，老人及残疾人专用座。该线路启用GPS卫星定位、GSM语言通信、GPRS数据传送系统进行远程调控，确保管理者第一时间全面掌握运营线路的情况。北京快速公交1线正式运营的第一天，客运量超过9万余人次。根据北京交通发展研究中心的调查研究表明，90%乘客认为快速公交能够减少出行和候车的时间，该线路的35%客流量都选择了快速公交1线。在目前的情况而言，北京市交通有关部门已经开始规划设计中关村南大街、广乘路等的快速公交线路。在三环路内行驶5km以上的公交线路有20多条，客运量搞到100多万人次。每条近百万乘客享有专有路权，优先通行，这才是对道路资源的有效利用，更体现了以人为本的理念[4]。1.3研究范围、方法、目的及最终选线方案1.3.1研究范围广州市作为一个大城市，她的发展总是受到国家和政府的关注，一直以来，广州市的交通状况总是让广州市的相关政府头疼，如何有效地解决广州市的交通问题是一个相当重要的课题。1.3.2研究方法本文经过多种选取最总拟用以下研究方法：1）简要分析BRT构成及优势；2）阐述BRT线路网的规划；3）常规公交线路资料的收集；4）以某条常规公交为例做BRT选线分析；5）用模型进行优化选取；41.3.3研究目的本文主要是通过建设具有便捷群众的快速公交系统（BRT）以实现以下目的：1）缓解城市的交通拥挤。2）可以提供舒适的乘车环境，并节约市民的出行时间。3）相比轨道交通可以节省巨额的投资建设费用。4）可以平衡城市交通方式的发展。5）可以提升城市的生活环境质量。1.3.4最终选线方案一：四兴围-上冲-客村立交-大坞站-五羊新村-南方报社站-天河立交站--动物园南门站-广东工大站-黄花岗站-行政学院(广州)1.4本章小结本章简要介绍了快速公交系统的研究背景以及库里蒂巴典型的快速公交系统，为广州BRT选线初步作出了其研究范围、方法、目的及最终选线方案。2.BRT构成以及优势分析52.1快速公交系统（BRT）2.1.1BRT系统快速公交系统是指通过享有专有路权、采用交叉口有限通行的信号等控制系统、依靠性能较好的新型公交车辆构成的大容量、快捷、舒适的公交服务体系[4]。2.1.2BRT的组成要素为了使快速公交系统具有运营速度、服务水平、运营能力以及可靠性，快速公交系统必须应具备以下6个要素。一、快速公交专用车道快速公交系统的运营能力和运营速度主要取决于车道和公交专用道路的设置方式。公交专用道路的设置可以避免公交车辆与机动车辆混杂使用，因此在日益拥挤的城市道路系统中可提高公共交通的运营用道的设置是保证快速公交系统服务可靠性和速度最重要的元素速度[5]。二、车站与枢纽快速公交系统的车站与枢纽设施具有交通功能以及与城市土地利用相协调两大功能。交通功能主要包含乘客搭乘与下车、集中换乘等等。另外，快速公交车站还包括许多其他轨道交通车站的特征，如环式站台、在车站中设置收费系统，车站和车辆地板水平，已方便乘客上下车，还有运营的信息管理系统，操作系统等。BRT的规划与建设需要与城市的土地利用相结合，与土地利用规划共同发挥作用。现在以公共交通为发展趋势的城市用地发展原则越来越多地在快速公交系统中有所应用。这不仅为城市的土地开发提供了快捷方便的公共交通，同时也为快速公交系统提供了客流需求[6]。三、收费系统的设置车站外收费可以令所有车门同时上下乘客，减少延误时间，提高了整个系统的效率和运营能力。现阶段上车前付费系统拥有许多技术，其中：硬币或智能卡技术、证件系统、磁条技术等。四、车辆种类的应用快速公交系统的车辆种类采用低地板的大型铰接车，中型铰接车，以便利于乘客上下车和提高系统的运输能力，减少运行成本的投资。许多城市还采用新型环保6公交车，减少了车辆对环境的污染。五、ITS在BRT中的应用ITS运用于快速公交系统很大程度上提高了BRT的效率，而且投资成本不高，可以取代某些昂贵以及难以维护的运输设备和工具，并且为乘客提供车辆运行、所在位置等各种服务信息，为公交车辆提供交叉口信号优先，提升车内和到站的安全性，甚至还可以为快速公交车辆导航，协调BRT系统的车辆控制、运营管理[7]。六、快速公交网络线路规划快速公交系统的线路可以选取类似于轨道的单一线路，也可以采取多条线路在主干线上相互协调组合。从而快速公交线路的结构组成比轨道交通组成拥有更多的灵活性。2.2BRT的优势一、成本优秀快速公交系统与轨道交通系统相比，快速公交系统优势在于其投资金额与运营成本要比轨道交通系统低得多。一般情况而言，快速公交系统的投资成本相对于轨道交通只占其成本的1/10，快速公交系统以相对较少的造价便可获得轨道交通的服务水平。快速公交系统的建设周期也比较小，传统的单条BRT专用道的建设只需要1～2年的时间来完成，而同样线路的地铁则需要8～10年完成。快速公交系统可以不像轨道交通那样，必须在线路、车站、车辆、运营控制系统等建设完善后才可以投入运营收益，它可以在系统某些部分功能设施建设完成以后就投入运营，然后才进行分阶段地逐步完成建设。此外，快速公交系统具有其灵活性的特点，就是可以在不同时间内运行不同的线路，而轨道交通却只能在已建成的线路上运营。二、速度快、可靠度高、安全性好基于快速公交系统车辆的运行在指定的道路上，其受其他交通方式的影响基本不可见，所以车辆运行的速度一般比常规交通快得多，畅顺的道路上交通事故发生的频率也会降低。另外，乘客水平上下车、上车前售票也大大减少了时间延误。快速公交系统的这些优势提供给乘客最直接的便利，因此吸引了更多乘客选择其为出行方式。三、服务高、低耗能、环保好7快速公交系统采用的车辆具有噪声低、振动小、排放低、耗能少、宽敞舒适等特点，站台与车辆地板的良好匹配能够实现乘客水平上下车，这对于幼儿、老年、残疾人而言，这体现了以人为本的服务理念。快速公交系统专用道避免了车辆频繁地在加、减速和停车之间变换，这便减少了车辆的排放和能耗。即节约了能源，又缓解了道路交通拥堵现象。四、促进土地资源利用快速公交和轨道交通相似，其可使市区交通的发展进一步提高，促进关于交通土地利用开发拓展。便捷、高速的交通为土地的进一步开发创造了有利条件；另一方面，客流的激增又携带着土地开发的进一步完善。所以快速公交的发展是和土地利用相辅相成的，这一特性使快速公交可以在城市中可持续发展。BRT的以上优点，使得其在城市道路发展中起到了砥柱中流的作用，结合传统交通在城市道路中的布设，相辅相成，完善城市道路交通网络、提升整个道路建设的进展、使市民出行有了更多的选择、降低了交通对环境的污染、促使城市交通控制水平提升等[8]。2.3本章小结本章收集相关资料对BRT的构成，BRT的优缺点进行了重点的介绍，为以下BRT选线方案初步指引方向。3.快速公交系统的网络规划3.1快速公交规划目标及原则快速公交系统的网络规划目标主要可以分为三类：1）实现运输工作量最大化。运输工作量通常用人-次数或人-公里衡量。这就意8味着快速公交系统需要提供快速、便捷的服务来吸引乘客。对一个既有网络进行规划时，如果不同设计方案的平均出行长度相近，那么人-次数与人-公里的值夜相近。但将城市内部的公交系统和区域公