轨道交通换乘系统研究.doc

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第1章 绪 论

1.1选题的目的及意义
随着世界经济的持续发展和汽车的迅速普及，出现了全球范围的“交通危机”，交通堵塞和环境污染等“城市病”成为一个国际性的难题。在我国，国民经济的持续高速增长对交通产生了强大的需求，机动车拥有量急剧增加。而交通设施的相对匾乏、规划和管理水平的相对落后，同样使交通问题日益严重。因此，改善大城市交通状况，紧紧依靠增加道路面积是不够的，在新建、拓宽道路的同时，还必须调整城市交通结构。世界上许多发达国家在提倡“小汽车进入家庭”之后，最终都在大城市实施“公交优先”的交通管理模式，如法国巴黎市区高峰时段使用公交车的比例高达71%，并且采取路口优先放行措施；新加坡限制小汽车进入市中心；韩国汉城和日本名古屋开辟公交专用车道。在我国国家标准《城市道路交通规划设计规范》中也已将公共交通明确列为优先发展事业。
在“公交优先”的前提下，还要贯彻在公共交通中实施“以轨道交通为骨干”这一原则，才能根治大城市交通堵塞这一顽疾。尤其是百万人口以上的大城市，要改变交通拥挤的混杂状况，满足市民的出行需求，必要之路是发展城市轨道交通。我国是世界人口大国，百万人口以上的大城市有45个之多，而且城市人口密集，人均道路占有率和国外城市相比更少，尤其需要优先发展以轨道交通为骨干的公共交通体系。自20世纪60年代末在北京建成第一条地铁以后，天津、上海、广州和深圳等城市相继建设了地铁。随着拉动内需政策和城市化战略的实施国内许多大城市都把发展城市轨道交通体系作为城市发展战略的重要组成分。
然而，在我国己投入运营的地铁线路中，除北京1、2 号线外，上海、广州、天津和深圳的地铁客流却均不尽如人意[1]。在上海己建成的地铁1号线沿线，地铁车站与地面公交站点换乘距离较长，相互脱节现象普遍。除少数地铁车站如上海新客站、徐家汇外，大部分车站与地面公交线路衔接不好。矛盾特别大的如地铁锦江乐园站，由于在地铁车站布局时没有充分考虑与其他公交线路的换乘，造成地铁运营后车站周围交通混乱。2号线和明珠线，在考虑与地面公交的换乘时，分别把有效换乘距离定为600米与500米，而且在车站公交配套调整规划中，对新增线路考虑较多，对原有线路少有调整，从而使这两条轨道交通线路也存在不同程度的换乘难题。再如，广州地铁1号线与地面公交之间的步行换乘时间（含候车时间）达11-16min,乘客普遍感到不便。
造成以上情况的原因，首先是在城市轨道交通线网规划阶段，对轨道交通建成以后如何与常规公交进行配合与衔接考虑不够，造成换乘站规模不当，换乘效率不高；或站间距过短，轨道交通的快速优势无法充分发挥，减小了对乘客的吸引力。其次，在轨道交通线路建成以后，对于影响区常规公交线网的调整，缺乏成熟的理论和方法，使轨道交通客流无法快速、方便的集散，乘客感到换乘不便。 由此可见，科学合理的协调城市轨道交通和常规公交已成为一项重要而紧迫的工作。
在上述背景下，本文选题为城市轨道交通与常规公交的协调研究，旨在通过系统的方法，研究城市轨道交通与常规公交协调的状态和过程，分析影响城市轨道交通和常规公交协调的因素和规律，从而探寻城市轨道交通和常规公交协调的合理理论与方法。
1.2 国内外研究现状分析
城市轨道交通与常规公交的协调研究属于城市公交一体化的研究范畴。国外发达国家在经历完大规模修建交通设施阶段以后，已经开始普遍重视交通一体化的研究，以充分发挥各种交通设施的协作效应，积累了丰富的实践经验。我国城市交通建设的热潮才刚刚开始，但城市人口多、且分布密集的特点，要求我们必须少走弯路，从一开始就要充分重视交通的协调规划。目前我国许多大城市在进行城市轨道交通规划、建设的同时，都在积极的总结和探索轨道交通与常规公交协调的理论和方法。
1.2.1国外研究现状分析
随着综合交通运输体系的发展，国外发达国家大城市内各种交通方式的多式联运、港站内各种运输设备的匹配与布置日益一体化，城市内部交通的衔接趋于成熟。在技术上，各种交通方式的集约要求逐渐淡化各自为政的行业领域观念;在管理上，不同部门之间的协调和谈判成为工作制度和管理的组成部分。
纽约城市公共交通各种方式(地铁、通勤铁路、轻轨、地面公交、轮渡等)均由纽约州交通局（New York Metropolitan Transportation Authority）统一管理[2]，实现各种交通方式之间统一规划和管理。城市公共交通的这种管理体制便于组织各种交通方式之间的配合与衔接，提高整个城市交通系统的运输效率。
在汉城[3]，各种交通方式的衔接点均由高效换乘设施相连，其中交通换乘的实现主要在城市轨道交通站点的周围，如在公共交通联会经过的地区，共有188个轨道交通车站。其中，有150个车站能换乘公交车；有22个车站己经形成主要的换乘枢纽，乘客可以方便、安全、舒适地换乘;在其余的车站，公交车停靠在路边。在实现轨道交通与常规公交的转换时，一个突出的问题是要保证乘客从轨道交通车辆安全地换乘到公交车。在2~5分钟的换乘时间内，乘客有时会在列车靠站时看到准备换乘的公交车正驶离换乘点。为了避免这种情况发生，在18个公交站点，有49条公交线路上安装了联动保证系统（ASS），通过该系统，计算机发送信息给公交车驾驶员，指示是否在车站等待换乘乘客。通过这种手段，晚到的轨道交通车辆的乘客仍能赶上公交车。这种系统在晚间发车稀疏的时候就显得更加重要。
其它城市也非常重视不同交通方式之间的配合与衔接。伦敦重要的车站和地铁站几乎都建在同一栋站台之内[4]，而且出站就有公共汽车或小汽车停车场；莫科的地铁换乘站则分为地铁与地铁、地铁与地面铁路、地铁与地面公交车站等多种类型。全市600多条公共汽车线路中，有500多条能与地铁连接[4]。有的地铁站附近集中多达20条公交汽车、电车路线。此外，莫斯科换乘站建设时，还普遍做到了与地下行人过街通道相结合，一些公交车站就设在地下行人过街通道的入口旁边，缓解了路上车流与行人的矛盾，保障了交通安全与畅通，方便了乘客。
国外对各种交通方式之间的衔接换乘研究较多，对公共交通的换乘研究多是基于概率统计基础，考虑存在换乘的交通方式和线路间的换乘等待时间，对车辆到达和开出时间进行优化。如Hall（1995）提出了铁路与公共汽车间换乘的最佳安全极限公式；USUMTA（1983）Vuehi.Etal（1981）给出了换乘时间系统设计指南；Ablowitzetal（1987）在一换乘枢纽进行了各种调度策略模拟；Leeand Schonfeld（1992）对同步换乘区间的安全极限和发车间隔同时进行了优化； Shihetal（1997）开发了一种同步换乘区间的出行设计模型；Mgaed Dessuoky（1999）给出了在一定条件下通过一般的同步换乘区间模拟实施动态调度控制的方法[5]。
国外的接运公交规划理论是在轨道交通线网发达条件下进行研究的，侧重于对接运公交发车频率的研究，对我国低密度地铁线网条件下的交通状况不太适用。因此有必要提出适合我国城市交通特点的接运公交规划方法。
1.2.2国内研究现状分析
我国进行城市轨道交通建设的时间还不长，自20世纪80年代以来，若干大城市陆续开始轨道交通的规划、建设和运营，城市轨道交通如何与常规公交进行有效的协调也已成为一项必须解决的现实问题。
1997年底，上海出现了一个颇受关注的交通问题：即高架快速道路在运营三年左右居然就出现了严重的拥堵现象，在这样的形势下，领导们意识到交通问题不是仅靠交通投资建设就能解决的。上海市地面公交网络为世界之最，但却不能满足上海市日益增长的出行需要。究其原因，除了由于上海市的轨道交通建设尚处于初始阶段以外，另一个重要的因素在于城市内部各种交通方式的衔接不协调，城市综合交通体系的运行效率低。鉴于这种情况，市政府在《上海市城市交通白皮书》[6]中，提出了上海市新的交通发展战略，即建成多式联运的综合交通系统，通过便捷的客运枢纽、紧凑的站台设置，为乘客创造方便的换乘条件;通过“停车一换乘”实现公共交通与个体交通的有效转换；通过综合性枢纽和连接市内的道路、轨道，将航空、港口、火车站和公路等对外交通设施与市内交通紧密相连；通过物流中心，重新调配货物的流程，提高货运效率。
与此同时，大城市的交通换乘与衔接也日益引起国内学者的重视，北京工业大学任福田教授等通过调查北京居民从居住地骑自行车再存车换乘公交出行，研究主要换乘点的自行车的存车量及骑车者的骑车时间，对北京城市自行车与公共交通的换乘进行了分析[7]，同济大学晏克非博士等通过研究广州市交通衔接状况及存在的问题，提出了广州市交通衔接改善方案，对改善的近期方案、中远期方案进行了编制[8]。覃煌、晏克非在轨道交通与常规公交衔接系统分析中，探讨了轨道交通与常规公交的衔接关系，并提出其衔接规划布局的模式及其运行状态的评价指标；覃煌、晏克非、赵童在“城市综合客运交通体系换乘研究”中，建立了换乘系统的评价指标体系和评价指标的量化方法；姜帆在其发表的论文“城市轨道交通与其它交通方式衔接的研究”中，从线路和车站相互关系的角度，分析和论述了在城市轨道交通规划中，该系统与其它交通衔接的方式及技术问题，并给出了国外在这方面比较好的做法；袁振洲在“城市轨道交通规划与其它交通衔接问题的分析”中，分析了国外典型城市的轨道交通换乘系统，并进行了轨道交通衔接换乘问题的研究；覃煌、晏克非在论文“轨道交通枢纽换乘效率DAE非均一评价模型”中，通过对多指标综合评价问题均一评价方法的局限性分析，提出了用数据包络分析方法进行轨道枢纽换乘效率评价的新思路，给出了换乘效率、输入冗余率和输出亏空率以及运行有效性的评价方法；王秋平、李峰在论文“城市其他客运交通换乘轨道交通协调探讨”中，分析并推导出了从城市其他交通方式换乘轨道交通时在其车站的平均换乘时间计算公式，依此提出了其它交通方式换乘轨道交通并保持充分协调使其吸引更多客流应采取的措施，以达到乘客换乘时间短，轨道交通运营效益高的目的。
在研究换乘和衔接的同时，也从不同的角度对城市快速轨道交通与常规公交在线网协调方面进行了研究。蒋冰蕾、孙爱允在其文章“城市快速轨道交通接运公交线网规划”中提出，合理的接运公交线网规划是城市快速轨道交通系统充分发挥作用的保证，其关键环节是接驳站点的选取和接运路线的优化。接驳站点以它可能为轨道路线接运的最大客运周转量来选取；接驳路线以接运效率最大为目标进行优化。冯进峰、韩萍提出适应城市轨道交通建设的公交线网调整方法，这种方法首先利用预测得到的公交客流O-D矩阵，将各交通区轨道交通线路直达运送的客流从公交O-D矩阵中除去（它们不用常规公交接运），将轨道交通线路各站的非直达客流加到该站所在区的O-D矩阵中去，按照各区所标明的客流情况，确定公交线路的起讫点[9]。再根据最短时间、最大客流量原则，重新生成公交网。这种方法的不足是，它仅将轨道交通直达运送的客流从公交O-D矩阵中消除，而对于常规公交和轨道交通之间的换乘客流并没有做出合适的处理。从而导致所规划出来的常规公交线网与轨道交通仍缺乏有效的配合与衔接关系。
总的来说，国内对城市轨道交通与常规公交协调的研究尚处于起步阶段，基础资料还很缺乏。我国地铁建设较晚对地铁接运线路规划问题研究较少。比较有代表性的是东南大学的蒋冰蕾和孙爱充。他们建立了基于已知轨道交通直接吸引客流量和常规公交客运需求OD量基础上的接运模型[9]，对接运站点进行了选取，并以接运路线接运效率最大为目标进行接运公交线路布设。
1.2.3国内外研究现状综述
目前，国内外关于公共交通发展方面的研究集中在公共交通（线网、站点等）规划的理论和方法上。关于城市轨道交通与常规公交之间协调换乘问题的系统论述还比较少，这方面的见解多散见于一些相关文献，还没有形成一套系统的理论。
轨道交通与常规公交协调换乘研究属于城市公共交通换乘衔接问题的研究范畴。以往公共交通换乘问题的研究是基于概率统计基础，考虑存在换乘的交通方式和线路间的换乘等待时间，对车辆到达和开出时间进行优化。
现阶段轨道交通与常规公交换乘衔接研究的不足主要在于以下几点：
①在轨道交通规划过程中考虑轨道交通与常规公交换乘问题时，只注重两者换乘枢纽的设计问题，没有考虑轨道交通与常规公交两者之间线网的协调；
②轨道交通规划过程中缺乏对常规公交线网调整的理论分析；
③轨道交通中间站距的确定时，缺乏与常规公交站点协调的思想；
④在运营过程中没有充分考虑轨道交通与常规公交之间的协调。
由于各国的国情不同，发达国家大城市人们选择的交通方式换乘城市轨道交通的出行方式不尽相同，虽然国外对城市轨道交通的换乘研究较多，但我们无法照搬他们的经验，必须结合我国的国情进行有针对性地研究；同时，由于国内的城市轨道交通建设进入大规模建设时间并不长，人们对于轨道交通换乘的研究还不深入与全面，往往停留在对国外先进换乘设计的介绍层面上，对换乘研究的针对性不够，特别是对换乘设计的研究更是欠佳。因此，有必要归纳整理各种交通换乘方式间的设计方案，提出一套实用的城市轨道交通与其他交通方式的换乘设计方法。
1.3研究的主要内容和技术路线
本文在交通一体化前提下，分析了城市轨道交通与常规公交的不同特性，并从枢纽和线网两方面对城市轨道交通与常规公交进行协调分析；运用时间价值理论对两种运输方式边际出行距离进行计算；采取理论研究与实证分析相结合的方法，对城市轨道交通与常规公交的协调提供科学的理论依据及有效的解决途径。
本文拟采用归纳、总结、分析及理论联系实际的方法来展开研究，主要内容如下：
①调查现有深圳市公交线网的分布，并以地铁一号线为围绕对象，对与其交错公用站点的公交进行进一步调查。
②分析深圳地铁一号线与常规公交线的关系。
③学习并分析现有的以协调轨道交通为主的公交线路调整原则与方法，并以深圳现有的条件为基础，提出本论文的观点。
④确定轨道交通为城市公共交通的主体，以协调为主导思想，对一号线吸引范围内的公交做出调整规划，并对地铁中心区进行新增接运公交的分析与规划。
围绕城市轨道交通与其他交通方式的换乘设计方法研究，本论文的主要设计框架如下：

图1-1 技术路线图

第2章 深圳市轨道交通与常规公交现状调查与分析

2.1轨道交通与常规公交的特性比较
城市公共交通中轨道交通与常规公交占主导地位，针对他们进行特性比较，比较他们的各种特性，发现他们各自的特点及优缺点，能为更好的协调二者之间的关系。
2.1.1 速度与运能的比较
与常规公交相比，轨道交通由于具有专用路权，采用列车编组运行，因此具有明显的速度和运能优势。我国国标（GB50220-95）《城市道路交通规划设计规范》[13]中明确给出了公共交通各种方式下的速度与运能指标，如表2-2所示。
表2-1 常规公交与轨道交通的速度与运能的比较
公共交通方式
运送速度（km/h）
发车频率(车次/h)
单行客运能力（千人/h）
公共汽车
16~25
60~90
8~12
中运量快速轨道交通
20~35
40~60
15~30
大运量快速轨道交通
30~40
20~30
30~60

从表2-1可以看出，轨道交通的运送速度一般为常规公交的2倍左右，其客运能力大约是常规公交的3~6倍。
2.1.2 舒适度的比较
出行舒适度通常是居民选择交通方式时所要考虑的重要因素之一，轨道交通与常规公交在旅行舒适度方面也有很大的差异，如表2-2所示。
表2-2 常规公交与轨道交通的舒适度的比较
公共交通方式
拥挤度（人/m2）
运行状况
公共汽车
7~11
列队运行、车速低、准点率差、车内环境差、安全性差
城市轨道交通（地铁）
4~7
安全、可靠、准点、乘车环境好
从表2-2中反映出，轨道交通比常规公交的乘车环境要好得多，这大大增强了轨道交通对客流的吸引力。
2.1.3 服务范围的比较
每一种交通运输方式都有自己的特定的运输服务范围，轨道交通与地面常规公交的服务范围如表2-3所示。
表2-3 轨道交通与地面常规公交的服务范围
公共交通方式
平均旅行速度（km/h）
合理运距（km）
交通可达城市面积（km2）
地面公交
15
10~15
314~706.5
轨道交通
60
20~35
1962.5~3846.5
轨道交通利用其速度优势，扩大了其服务范围，从交通可达的城市面积来衡量轨道交通的服务范围通常是常规公交的6倍左右。
2.1.4 轨道交通与常规公交的特性比较分析
与常规公交相比，轨道交通拥有很多优势：①人均能源消耗在所有交通方式中最低；②人均占有交通用地在所有交通方式中最低，能够利用有限的城市空间，节省城市宝贵土地，完善城市功能；③出行的时耗、费用、舒适度等指标最佳，运输效率高;④交通行为产生对环境的污染最低，产生噪音小；⑤不存在堵车问题，交通事故率最低，安全可靠性强；⑥载客量大，有助于减少道路上的车流量和抑制私家车数量，从而也减少了交通堵塞和环境污染；⑦定时、准时且全天候，方便居民的正常生活、生产、经营、交流等活动的需要；⑧将大量的人流引入地下或空中，由平面交通发展为立体交通，减轻了地面交通的压力和紧张状况；⑨服务范围广，适应城市比较集中的出行活动，可使城市中心区密集的人口得到疏解缓和，也使城市边缘区、郊区的发展得到了交通的强有力支持。
同样，与常规公交相比，轨道交通也存在一定的不足之处：①城市轨道交通投入大，受地方财力的制约。昂贵的造价使轨道交通发展受到很大的制约，地铁平均造价达3.5~8亿元/km，深圳一号线预期平均造价为4.09亿元/km；②轨道交通大多只敷设于城市主要客流走廊，线网密度较小，无法提供门到门的服务，而常规公交路网稠密，能够穿街走巷，提供便捷的门到门服务；③轨道交通运营维修成本高。
综上所述，轨道交通的兴起并不意味着将完全取代常规地面公交，但未来技术的发展势必对常规公交的整体运作带来强大的冲击。因此，需要借助常规公交道路适应性强，线网稠密高等优势提高轨道交通的辐射吸引范围，充分实现快速轨道交通较高的运量成本比、较低的占地和能源消耗以及相对较少的环境污染之优点。两者有机结合，相互补充，共同发展，提高公共交通在客运市场中的比例，确立公共交通在城市交通中的主导地位。
2.2 轨道交通与常规公交交织区区域分析
2.2.1 轨道交通与常规公交的竞争与合作区域的分析与确定
随着出行距离的增长，居民对出行时耗变得越来越敏感[14]。对长距离出行而言，出行者往往倾向于选择那些运行速度较快的交通方式[21]，以求缩短出行时间。对于居民利用常规公交一次出行的时耗TB，如式2-1所示。
（2.1）
式中
DB——常规公交的站间距，取0.5km；
V1——步行速度，取为4.4km/h；
L——乘客出行距离；（乘车距离，出行距离=乘车距离+两端步行距离）
TB1——常规公交发车时间间距，取为1/6h；
VB——常规公交行程车速，其下限取 VB1=15km/h，上限VB2=25km/h；
对于居民利用轨道交通一次出行的时耗TR 如式2-2所示。
（2.2）
式中
DR——轨道交通的站间距，取1.5km；
V1——步行速度，取为4.4km/h；
L——乘客出行距离；（乘车距离，出行距离=乘车距离+两端步行距离）
TR1——轨道交通发车时间间距，取为1/10h；
VR——轨道交通行程车速，其下限取 VR1=35km/h，上限VR1=45km/h；
简化式（2.1），（2.2）可得：
（2.3）
（2.4）
式中
DB、V1 、TB1 、VB 、DR 、TR1 、VR均为已知，由此式（2.3），（2.4）可看做关于L的方程。
将已知值带入式（2.3）和（2.4）后进行比较，判断TR 和TB的关系：
（1）假设：VB取其下限VB1=15km/h，VR取其下限取 VR1=35km/h
当L<2km时，TB >TR；
当L=2km时，TB =TR；
当L>2km时，TB <TR；
（2）假设：VB取其上限VB2=25km/h；VR取其上限VR1=45km/h；
当L<7km时，TB >TR；
当L=7km时，TB =TR；
当L>7km时，TB <TR；
分析两式可知，轨道交通的优势主要表现在长距离出行上，对于出行距离小于2km的出行并没有什么特别的优势。轨道交通与常规公交的出行必然形成一个交织区，这个区就是轨道交通与常规公交主要的争夺范围，大约是在在居民出行的2~7km出行距离范围内。
2.2.2 轨道交通吸引范围的分析与确定
吸引范围是按运费最小原则所划分出来的某一交通线路或某一交通港站的吸引、影响与服务地区范围，即以交通线或交通港站为中心的运输经济区。铁路、公路部门称为吸引范围或吸引区。一般在该地区范围内，对外客货运输均以通过这些港站和线路进出为最经济合理。交通线的吸引范围，按其面积大小具有一定的等级层次特点。研究吸引范围并确定其界线，对交通网的布局规划与建设具有重要意义。
轨道交通吸引范围是指轨道交通所吸引客流的全部区域范围。轨道交通吸引范围包括一次吸引范围和二次吸引范围，一次吸引范围也称直接吸引范围是指轨道交通吸引的直接客流区域范围，是步行到轨道交通的客流分布范围，是轨道交通的合理步行区范围。二次吸引范围也称间接吸引范围是指通过非步行交通方式与轨道交通换乘的客流区域范围，是轨道交通的影响区范围。
轨道交通吸引范围的确定方法比较多，而且在实际工程中己经有运用，比较典型的实例就是北京市地铁五号线根据土地的利用在客流预测过程中的轨道交通吸引范围的确定[15]。在五号线两侧，取垂直距离750m划出一次吸引范围，垂直距离3km划出二次吸引范围，如图2-1所示。
基于上述的综合分析并结合地铁一号线为深圳市首条城市轨道的情况，本论文选取北京的实例以地铁一号线两侧垂直距离750m以内，为地铁一次吸引范围。
图2-1 轨道交通吸引范围示意图
2.3 地铁吸引范围内公交线路类型的划分分析
2.3.1 地铁吸引范围内公交线路的分布
经调查深圳市现有公交线路416条，其中与地铁一号线交叉站点的公交线路共63条：
表2-4 一号线沿线共站线路分布
共站的常规公交线路：
12、13、14、16、17、18
20、21、23、24、26、28、29
35、38
62、63、65、67、68
72、73、74、74环、76、77、78
80、82、83、84、86、88
91、92、93、96、97、98、99
100、101、102、103
114、115、116、117、119、124、125
303、305、306、308、309
631、632、634、636、639、643、663

深圳市地铁一号线连接罗湖口岸、火车站、市中心区、宝安中心区、深圳机场，采用地铁制式，总长约40. 47公里。 罗湖口岸至世界之窗段为在建一期工程的一部分，线路长17.1公里。世界之窗至深圳机场段为近期优先发展线路，
长23.37公里，投资约89.18亿元。

图2-2 地铁一号线中部区域示意图
本论文将选取地铁一号线与常规公交接驳显著段，如图2-2所示，即中部华强站至竹子林站，线路总长4.625公里。如上表所示，在此63条公交线路中，皆与地铁一号线站点重合共站使用，他们与地铁一号线交错相交，其在地铁一号线华强站至竹子林站中分布如表2-5所示。
表2-5 一号线沿线公交线路分布
公 交 线 路
合计
67、72、73、74、74环、77、78、83、88、91、93、97、98、103、114、116、117、124、303、309、636、643、663
23

2.3.2 地铁吸引范围内公交布局存在的问题
通过本章对地铁吸引范围内公交线路进行的调查与分析，将现有公交进行了类型的划分与分布统计，通过分析与统计发现了如下的基于地铁一号线现有公交线网所存在的问题，总结如下：
问题一：地铁接驳类型线路呈现中部集中，西、东部缺乏分布形态，在分布上均匀性欠佳。如图2-3所示。
现状地铁东、西段道路接驳线路稀疏，而地铁中部集中了大多数的竞争类型线路和接驳路线，总体呈以地铁中心区段华强站至竹子林站为中心的发射状分布，而非最为配合轨道交通的鱼骨状公交分布；
问题二：现状接驳类线路对城市覆盖不足。
转装接驳类线路的服务区覆盖面积不够，仍有的公交空白区，如南山区公交线网密度不够，深圳市仍有接驳类线路空白区。中心五路至白石路路段间接驳路线不足；
问题三：地铁沿线竞争路线偏多，局部区段呈强竞争。
地铁中段为市中心区，深南大道为市主干道，公交线路十分密集，尤其是会展中心至竹子林段，公交线路数为48条。竞争类型线路高达22条，占此路段公交的47.82%；占一号线全部竞争路线的81.4%。又由此路段为繁华区，上下班人数众多，早晚高峰期拥堵现象严重；
问题四：周边公交站点与地铁协调性差。
地铁中心区会展中心处为环岛式交叉口，此处车行量大且缓慢，并且在此路段附近集中了8处公交停靠站，公交站点距离地铁出口不集中，另有中心五路至香梅路之间公交停靠站成线性分布，如中心四路，此公交站点就铺设了3个公交停靠站且离地铁出口距离甚远，这将严重制约市民的换成意愿，并且妨碍地铁效益发挥。

图2-3 公交-地铁接驳换乘概念图
2.3.3 地铁吸引范围内公交线路类型的划分
已有研究表明[16]：①与地铁站重复二站以内，公交线路的接运功能高于竞争关系，且重复二站的接运效果比重复一站的要高；②重复超过四站以上竞争性加强，并且逐站上升趋势，即重复站点越多，地铁开通对公交线路的客流造成的影响越大。
本论文规划在进行线路分类时参考了以上研究成果，结合深圳市公交的实际情况以及自己的想法与分析，将与地铁相关的公交路线分为以下四类：
①接驳类线路覆盖1~3个地铁站，与地铁存在互补关系，起到地铁接驳喂给客流的功能；
②一般竞争类线路覆盖4~6个地铁站，与地铁关系为竞争性为主；
③强竞争类路线覆盖7~9个地铁站，与地铁存在强竞争性；
④完全竞争类线路覆盖10站及以上，与地铁存在完全竞争关系。
根据上面的划分原则将表2-4与地铁相交的63条公交进行划分，它们与地铁一号线关系如表2-6所示。
表2-6 地铁与地面公交关系分类情况
类型
公交线路
合计
接驳线路
12、13、14、17、18、23、26、28、29、38、62、68、71、72、80、83、86、82、98、99、100、101、103、119、116、125、303、305、308、306、631、634、636、639、643、663
36
一般竞争线路
35、63、88、91、92、93、96、97、102、115、124、309
12
强竞争路线
20、24、67、73、76、77、78、84
8
完全竞争线路
16、21、65、74、74环、114、117
7
综上所述分类方法，现状与地铁相关的63条公交线路中，接驳性路线36条；一般竞争性路线12条；强竞争性路线高达8条；完全竞争路线高达7条。由此可见现有公交与地铁一号线重复线路的严重性，公交线路与地铁一号线的竞争性极强，且接驳性不足。其中心段分布统计如表2-7所示。
表2-7 地铁/公交中心段主要竞争线路示意表

形成竞争性的公交路线
合计
中心段
73、74、74环、77、78、88、91、93、97、114、117、124、309
13
与地铁一号线形成竞争性关系的公交路线主要集中在地铁一号线的中心区，即华强站至竹子林站，如图2-4，此路段是城市交通主要的交通拥堵路段，也是深圳市东西走向主路的交通瓶颈处。

图2-4 地铁/公交主要竞争区段示意图
2.3.4 地铁吸引范围内公交线路非直线系数分析
公交线路的实际长度和空间距离之比为公交线路非直线系数[21]。它是评价一条公交线路是否是合理、短截的约束条件。《城市道路交通规划设计规范》[13]，规定公共交通线路非直线系数不应大于1.4。根据深圳市地铁公司对与地铁一号线交错共站的公交线路做了非直线系数的调研，其数据如表2-8、2-9和2-10所示。
表2-8 一般竞争类型公交非直线系数表
一般竞争性公交线路
线路
直线距离
实际距离
非直线系数
35
10.885
16.866
1.55
63
10.617
16.584
1.56
88
14.114
18.983
1.34
91
10.423
13.942
1.38
92
9.479
17.589
1.85
93
10.694
15.077
1.41
96
11.166
17.423
1.56
97
11.914
19.31
1.62
102
7.763
14.841
1.91
115
5.793
6.573
1.13
124
13.306
17.714
1.33
309
9.923
19.513
1.97

表2-9 强竞争类型路线非直线系数表
强竞争性公交线路
线路
直线距离
实际距离
非直线系数
20
11.962
16.408
1.37
24
8.008
12.416
1.55
67
8.308
13.031
1.56
73
5.327
7.883
1.48
76
11.391
13.517
1.19
77
8.191
12.896
1.58
78
10.637
18.376
1.73
84
6.15
18.376
3.04

表2-10 完全竞争类型路线非直线系数表
强竞争性公交线路
线路
直线距离
实际距离
非直线系数
16
6.67
7.897
1.17
21
7.515
9.058
1.21
65
9.67
20.872
2.15
74
11.086
15.699
1.42
74环
10.889
16.354
1.5
114
13.163
14.574
1.58
117
9.778
13.563
1.4
公交超过国标的类型线路统计表如表2-11 所示。
表2-11 超标公交非直线系数统计表
非直线系数大于1.4的公交线路
一般竞争公交线路
强竞争公交线路
完全竞争公交线路
35、63、92、96
24、67、73、78、84
65、74、74环、117
102、309

我们由表2-8、2-9和2-10可以看出深圳市公交的非直线系数严重超过了《城市道路交通规划设计规范》[13]规定的系数为1.4的值。甚至有高达3.04的非直线系数，其中关系类型线路的超标率如下所示。
1）一般竞争性关系的公交线路超标率为 66.67%；
2）强竞争性关系的超标率为 75.00%；
3）完全竞争性关系的超标率为 57.14%。
2.4 本章小结
本章大体分为两大部分：①深圳市公共交通的调查；②深圳市公共交通的分析。主要对深圳市地铁一号线以及现有公交概况进行了调查。从深圳市城市总体规划中引出地铁一号线现有概况，又从地铁一号线及现有公交概况中得出现有公交线网的问题；在对地铁一号线与公交进行分析的时候，主要从特性比较；竞争与合作区域；关系性类型线路划分三方面进行分析，最终确定地铁一号线吸引范围内的关系性公交的类别，为第3章及第4章的调整方案做了准备工作。

第3章 轨道交通与常规公交站点的协调研究

通过上一章节对城市轨道交通和常规公交的技术经济特性分析，可知轨道交通的投资巨大，建设周期长，轨道交通线网一旦确定下来后，调整的空间较小。而常规公交在线网调整方面要相对轨道交通容易一些.所以本文所指的轨道交通与常规公交的线网协调，主要是指如何调整常规公交线网，使之适应轨道交通线网，以满足城市居民出行的需求。
3.1 地铁吸引范围内公交站点最优站间距
在居民出行中出行者更加注重的是时间距离而不是空间距离，因此，在进行城市轨道交通与常规公交空间配合的设计中可以采取适当延长站间距的办法来提高运营中的旅行速度，以节省整个出行过程中的时间消耗[17]。车站间距是公共交通线网在规划及线路设计时要考虑的重要因素之一，车站位置和车站间距影响出行时间和需求量，通过城市轨道交通与常规公交站点间距的合理设置与组合，可以达到充分发挥二者优势的目的。
3.1.1 确定最优站间距的基本要求
将乘客的全部出行时间分为乘客在车时间与乘客到车站与离站的时间，则乘客总出行时间与站间距有图3-1所示的关系。

图3-1 乘客总出行时间与站间距关系[18]
显然，站间距过小，则会因轨道频繁停车而增加乘客的在车时间；站间距过大，则虽能减少到站停车的时间，提高旅行速度，但会增加出行者到车站的距离与离站到目的地的距离，从而增加乘客到站与离站时间。因此，综合考虑三方面因素，乘客总出行时间最优点出现在图3-1点LA所示。
3.1.2 合理站间距计算模型
车站站间距规划和设计是城市轨道交通规划与设计的重要内容。城市轨道交通是具有公益性的基础设施，在站间距设计中要体现出轨道交通为社会发展和经济发展服务的原则。结合站间距设计的基本要求[3]，以乘客总出行时间（从出发点至目的地的时间）为公共交通系统设计的最重要指标。调查表明[19]，区间距离只有保持在大约800～1200米时，到达车站的步行距离才比较合理，能够缩短整个出行时间，提高地铁的作用。在欧洲、亚洲和南北美洲规划和设计现代化的地铁时[20]，有两种相对立的趋势，把传统的地铁平均站间距距离缩短到700~1000m，另一方面[21]，又把快速地铁系统的平均站间距增大到1.5~2.5km以上。根据美国现代地铁的规划原则，总的趋势是减少门到门的方式运行时间、特别强调增加车辆的速度和效益，在城市市区新规划的平均站间距离加大[22]。基于此，本论文就轨道直接吸引区（步行即可乘轨道交通）及间接吸引区(需要通过公共交通等其他交通方式换乘才可乘用轨道交通方式)两种情况下，以乘客总出行时间最小作为站距优化函数，分别计算轨道交通及常规公交的合理站间距。
①以出行时间最小为目标函数的经济依据
人在生产活动中通过体能与智力形成劳动力。如果由于交通原因而消耗大量体能，那么劳动力在生产中能提供的体能与智力就必然减少，乘坐过于拥挤或者较低速度的城市交通工具会使工作效率降低8%~10%[23]。劳动力能否适应社会扩大再生产的需要，取决于为劳动力提供的扩大再生产的时间是否充足。在出行中由城市交通带来的时间节省，就是劳动力扩大再生产的时间增加。城市轨道交通的两个显著优点就是快速和大量，它带来的大量乘客的总出行时间的节省，为劳动力的扩大再生产创造了良好条件。这种重要意义在劳动力价值和站间距计算模型的建立与影响分析时间价值较高的国家和地区表现尤为突出。从以上分析可知，总出行时间最少的轨道交通站间距研究的目标，就是减少出行时间，增大劳动力扩大再生产的时间，从而为社会和经济发展服务[24]。
②站间距计算模型的建立与影响分析
当站间距很小时，每位乘客在线路上的旅行会因为中间停车较多而被多次中断，导致总出行时间很大。当站间距很大时，乘客到、离站的时间就会加长，并可能超过在线行程部分所节省的时间，从而导致总出行时间很大。可见，当站间距很小或很大时，总出行时间都会较大，而在这之间存在着某个最优站间距，使总