城市公交脉搏发车间隔选择方法

以单中心（单个换乘中心）网络为例介绍同步换乘系统中线路发车间隔确定方法。如图7-1所示公交网络内包含不同的线路，包括中心辐射线路和贯穿中心线路。为使这些线路同时到达、离开换乘中心，需要调节各线路的发车间隔，使其满足

式中：Ti——线路i周转时间（min）；

Ni——线路i车队规模（辆）；

hi——线路i的发车间隔（min）；

ji——0.5或正整数；

hp——同步换乘网络内的脉搏发车间隔（min）。

当ji等于1时，表明线路i每隔1个脉搏发车间隔hp到达换乘中心；当ji等于2时，意味着线路i每隔2个脉搏发车间隔hp到达换乘中心；依次类推。

图7-1　同步换乘网络布局图

线路i周转时间Ti等于运行时间与停留时间的总和，即

式中：Toi——线路i车辆从首（末）站出发至末（首）站单程运行时间（min）；

Tti——线路i在首站停留时间（min）；

Tt'i——线路i在末站停留时间（min）。

运行时间Toi由运行距离Li（km）和运行速度Vi（km/h）决定

相应地，公式（7-2）可表达为

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由于运行距离Li和运行速度Vi受网络布局、车辆性能、道路交通状态等因素影响，因此设计同步换乘系统时，必须综合考虑网络布局、线路长度和行车时刻表等要素。在线路布局方案确定（即运行时间基本固定）的情况下，可通过适当调整首末站停留时间使线路周转时间等于脉搏发车间隔的二分之一或整数倍。基于确定的线路周转时间、发车间隔，可根据公式（7-1）计算车队规模。需要注意的是，对于贯穿中心的线路，先将其抽象成两条分别从中心辐射的线路，分别计算各自需要的车队规模，两者之和方为整条线路实际所需车队规模。

基于上述分析，归纳出以下同步换乘网络内线路调度计划制订流程：

①根据实测数据确定各线路的运行时间Toi，并基于运营经验值确定首末站最短停留时间，最终确定各线路所需的最短周转时间

②根据客流量和政策发车间隔（policy headway）确定各线路的期望发车间隔，将其调整为同步换乘系统内有效发车间隔，换言之，使其等于脉搏发车间隔的二分之一或整数倍，可分别以15 min和20 min为脉搏发车间隔获取两组发车间隔方案。

③将分别以15 min和20 min为脉搏发车间隔确定的两组时刻表方案进行比选，根据线路服务水平（与乘客满意度相关）、车队规模（与企业运营效益有关）等指标确定最终方案。根据最终方案中各线路发车间隔的取值调整其相应的首末站停留时间使线路周转时间等于脉搏发车间隔的二分之一或整数倍。

④根据各线路的周转时间、发车间隔最终取值确定其所需的车队规模。

事实上，除了步骤③中提及的通过延长首末站停留时间调整线路周转时间的方法，也可通过提高线路运营速度（增设公交专用道和专用信号、减少沿线停靠站点数）、调整线路长度或线型等方法调节周转时间使其等于脉搏发车间隔的二分之一或整数倍。

以由5条线路构成的单中心网络演示上述流程。线路编号分别为1、2、3、4、5，其各自对应的最小周转时间和期望发车间隔已知，现需要确定同步换乘要求下各线路的行车时刻表方案。具体计算过程如表7-1和表7-2所示。

当hp=15 min时，对于线路4，若周转时间设置为45 min，此时线路周转时间与发车间隔的比值为1.5，为非正整数。因此，周转时间为45 min的方案适用于当线路4与另一条线路交叉或联合制订调度计划，且该线路周转时间与发车间隔的比值也等于1.5的情况。

表7-1　脉搏发车间隔hp=15 min时各线路时刻表方案

表7-2　脉搏发车间隔hp=20 min时各线路时刻表方案

由表7-1和表7-2可知，脉搏发车间隔为15 min时线路2、线路3和线路4的发车间隔分别为15 min、15 min和30 min，低于脉搏发车间隔为20 min时其所对应的发车间隔方案，而此时线路1和线路5的发车间隔分别为15 min和30 min，高于脉搏发车间隔为20 min时其所对应的发车间隔方案。脉搏发车间隔为15 min和20 min不同情景下车队规模均为10辆，但脉搏发车间隔为20 min时N·ΔT仅为60 min，低于脉搏发车间隔为15 min时所造成的87 min。基于方案间差异的综合评判，调度人员结合实际情况可确定线路最终的发车间隔方案。

尽管调度计划编制（脉搏发车间隔选择）是同步换乘系统设计的核心任务，但实际中引入同步换乘系统时还需要综合考虑以下三方面：

①网络设计与时刻表编制同步开展。由于同步换乘系统中，线路实际运行时间与计划发车间隔存在相关性，故在进行系统设计时应尽量使网络设计（换乘中心选址、线路布设等）与时刻表编制同步开展，确保两者方案相协调，详见7.1.2节。

②提高线路运行可靠性，即准点率。为保证协调后的时刻表能够切实缩短乘客换乘时间，要求车辆能够严格按照时刻表准点运行，使其能与其他线路车辆同时到达换乘中心。考虑到道路交通状态的不确定性，可依据实时的交通信息采取越站、驻站等策略调整线路运行时间和换乘中心处停留时间。但需注意，一旦换乘中心处停留时间过长，则将大大削弱同步换乘系统的优势与吸引力。

③提供完善的信息服务和联合票价。借助完善的信息服务让出行者充分了解并认同同步换乘系统的运营方式与服务优势，提供完整的线路、换乘中心、时刻表信息并辅以联合票价机制进一步提升同步换乘系统对公众的吸引力。

同步换乘系统通过构建与时刻表协同的公交线网、编制线路间相互协调的时刻表、设置无缝衔接的换乘枢纽、保障线路运行可靠性、建立一体化运营机制，最终可有效提升公共交通服务质量。