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案例頻道 [摘 要]城市快速公交系統(tǒng)是公交優(yōu)先發(fā)展的一個重要措施。論文描述了快速公交系統(tǒng)的基本概念和發(fā)展歷史，詳盡地分析和闡述了國內(nèi)外當(dāng)前研究成果，指出了理論研究和實際應(yīng)用中存在的問題，同時扼要地說明了快速公交系統(tǒng)今后的研究方向。最后，介紹了快速公交系統(tǒng)在紹興的典型應(yīng)用案例。
[關(guān)鍵詞] 快速公交系統(tǒng)，公交優(yōu)先，研究現(xiàn)狀，發(fā)展
1 引言
城市道路交通擁堵問題已經(jīng)成為世界各國普遍面臨的社會問題之一。長期以來，我國城市解決交通擁堵的主要思路來源于兩個定式：一是城市交通面臨的主要問題就是機動車擁堵的問題；二是緩解城市交通擁堵的主要對策就是多修路，拓寬現(xiàn)有道路。但是在城市交通領(lǐng)域的“亞當(dāng)斯定律”告誡我們光靠道路擴張方式并不能解決城市的交通問題，反而會使城市交通的發(fā)展陷入了惡性循環(huán)局面。因此，解決城市交通問題的根本出路在于提高交通效率，用有限的交通資源承擔(dān)盡可能多的人和物的運輸。
軌道交通的優(yōu)勢不僅來自軌道本身，而且來自系統(tǒng)集成，圍繞軌道專用空間，形成高度集成化的運營系統(tǒng)，而其最大缺點是建設(shè)周期長，建設(shè)成本高昂。而常規(guī)公交系統(tǒng)的優(yōu)點是建設(shè)成本低廉，機動靈活性強，但目前我國的公交系統(tǒng)大多數(shù)存在著服務(wù)水平低、出行時耗長、舒適度差等問題。快速公交系統(tǒng)（Bus Rapid Transit,簡稱BRT）的設(shè)計思想就是將這兩大系統(tǒng)的優(yōu)勢整合起來，形成一種新穎的低成本、大運量、高速度和輕污染公共交通系統(tǒng)[1-3]。
2 概述
快速公交系統(tǒng)是把城市軌道交通運行管理特點融入常規(guī)公交的一種全新的公共交通運輸系統(tǒng)。它一般采用類似軌道交通的專用道路空間、封閉式車站、大容量可水平登乘的車輛、站內(nèi)售檢票系統(tǒng)、智能運營和管理系統(tǒng)，其運輸能力、旅行速度、準(zhǔn)點率、安全性和服務(wù)品質(zhì)接近軌道交通，而它的建設(shè)周期、投資及運營成本又明顯小于軌道交通，同時它又擁有常規(guī)公交的靈活性，且能耗低、排放小。因此，快速公交系統(tǒng)是城市公交可持續(xù)發(fā)展的一種現(xiàn)實而可行的方式。[4]
一個完整的快速公交系統(tǒng)一般由路、車、站、票、運、管六大要素構(gòu)成。各要素間的關(guān)系如圖1所示。各個城市在發(fā)展快速公交系統(tǒng)時，往往根據(jù)自己的城市特點，對六要素的采用強度有強有弱。
圖1 快速公交系統(tǒng)六要素關(guān)系圖
快速公交智能管理系統(tǒng)平臺的物理結(jié)構(gòu)如圖2所示。系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)，運營調(diào)度子系統(tǒng)，車輛定位子系統(tǒng)，車載電子子系統(tǒng)，站臺電子子系統(tǒng)，停車場管理子系統(tǒng)（進行高效有序的停車管理調(diào)度），信號優(yōu)先控制子系統(tǒng)（使快速公交在交叉路口享有更大的通行權(quán)），場站視頻監(jiān)控子系統(tǒng)（提供現(xiàn)場的圖像信息），企業(yè)管理信息子系統(tǒng)，智能集成管理平臺（提供包括信息管理、數(shù)據(jù)管理鞥整個智能系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能和實現(xiàn)對其他系統(tǒng)的集中管理），它們?yōu)锽RT提供穩(wěn)定可靠的軟、硬件支撐平臺。[5,6]
圖2 快速公交系統(tǒng)平臺物理結(jié)構(gòu)示意圖
快速公交系統(tǒng)服務(wù)水平的分析與評價是與系統(tǒng)規(guī)劃與管理密切相關(guān)的基本分析技術(shù)，是進一步提高BRT系統(tǒng)服務(wù)水平的基本前提。在進行城市快速公交系統(tǒng)服務(wù)水平評價時，主要應(yīng)從營運線路中乘客的方便性、安全性、舒適性和準(zhǔn)點性等指標(biāo)為準(zhǔn)則，建立BRT系統(tǒng)服務(wù)水平的評價指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)，如圖3。目前用于城市公共交通系統(tǒng)綜合評價的方法主要有層次分析法、模糊綜合法、專家調(diào)查發(fā)以及基于這些常用評價方法的灰色聚類法等[7]。
圖3 BRT系統(tǒng)服務(wù)水平評價體系結(jié)構(gòu)圖
3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
“公交優(yōu)先”最早在1960年由法國提出，經(jīng)過幾十年的理論研究和實踐應(yīng)用，一些國家成效顯著。
3.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀
英國南安普頓大學(xué)從20世紀(jì)60年代起，每5年為倫敦市進行一次徹底的公交優(yōu)先通行系統(tǒng)規(guī)劃，每年在具體實施時根據(jù)實際情況再做調(diào)整。1974年巴西庫里蒂巴市建成第一條快速公家線路以來，在世界范圍內(nèi)包括歐洲、北美和澳大利亞等發(fā)達國家，各種類型的快速公交系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。歐洲由法國、意大利、羅馬尼亞、英國等國家的交通組織和大學(xué)共同合作了一個長期的PRISCILIA項目(大城市公交優(yōu)先措施及其影響)，該項目已在歐洲多個城市做示范應(yīng)用。美國亞利桑那州立大學(xué)在該校自行研制的RHODES交通自適應(yīng)信號控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，研究了公交優(yōu)先和交通自適應(yīng)信號控制的綜合運用，在減少公交車延誤和縮短乘客出行時間的同時，對其余交通方式的影響較少。
3.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
我國在上世紀(jì)90年代開始引入快速公交的概念，而直到2003年，BRT這個舶來詞才出現(xiàn)在國內(nèi)學(xué)術(shù)界和應(yīng)用界。我國對快速公交系統(tǒng)的研究大體上可分為兩個互相交錯的階段。
第一階段：1994年至2002年，BRT系統(tǒng)的概念引入和理論研究的萌芽階段。
在這一時期，隨著快速公交系統(tǒng)在世界范圍內(nèi)的發(fā)展和推廣，引起了國內(nèi)交通界的關(guān)注和重視，也有很多介紹國外BRT系統(tǒng)發(fā)展歷史與實踐經(jīng)驗的文章公開發(fā)表。在理論探索方面，國內(nèi)首先開展了對公交專用道的引入和研究工作。1999年，昆明建成了國內(nèi)首條現(xiàn)代公交專用道，成為我國實踐快速公交系統(tǒng)的先河。2002年，在上海召開的國際公共交通聯(lián)合會亞太區(qū)大會上，主辦方介紹了澳大利亞悉尼和布里斯班以及印度的班加羅爾發(fā)展BRT的成功經(jīng)驗。
第二階段：2003年至今，BRT系統(tǒng)的深入研究和技術(shù)推廣與實踐階段。
在這一時期，國內(nèi)對快速公交系統(tǒng)的理論研究可分為三個層面：①在交通戰(zhàn)略層面有關(guān)城市公共交通模式和快速公交發(fā)展對策的研究；②在交通規(guī)劃層面有關(guān)快速公交系統(tǒng)具體規(guī)劃問題的研究；③在技術(shù)實施層面有關(guān)快速公交系統(tǒng)實施和建設(shè)的研究。
2003年，在北京舉辦的“北京快速公交發(fā)展戰(zhàn)略研討會”上探討了在北京實施快速公交項目的必要性和可行性，這是我國快速公交發(fā)展史上的一個重要里程碑。2005年12月，我國第一條真正意義上的快速公交線路——北京南中軸路快速公交1號線全線通車并投入運營，該系統(tǒng)的建設(shè)在于探索一種能有效改善首都公共交通系統(tǒng)的新型和高效方式。2007年2月，天津市1路“快速公交”正式開通運營，這是規(guī)劃新建220公里快速公交網(wǎng)絡(luò)上運行的第一條公交線路，象征著天津市醞釀規(guī)劃多年的快速公交系統(tǒng)有了實質(zhì)性的突破。到目前位止，已經(jīng)建有或正在規(guī)劃快速公交系統(tǒng)的國內(nèi)城市還有上海、杭州、廣州、濟南、武漢、深圳、重慶、大連、廈門、常州、合肥、鄭州等。
目前，國內(nèi)對快速公交的認識逐步得到統(tǒng)一，并將視其為提供高效服務(wù)的“綠色交通”系統(tǒng)和緩解城市交通供需矛盾的有效手段，有關(guān)快速公交系統(tǒng)的理論研究正在不斷深入展開。
4 問題與對策
4.1 面臨的問題
長安大學(xué)BRT研究中心主任王元慶將中國發(fā)展BRT的相關(guān)議題歸結(jié)為四個方面：
一是利益相關(guān)者的認同。BRT發(fā)展是需要引入相關(guān)的專用車道，從社會總體的客流量來看，BRT是占用了其他交通工具的通行空間進行流通。但是從另一個側(cè)面來講，BRT是一個載客能力，通行速度都占有主要優(yōu)勢的交通方式，在兼顧多方面利益的同時，對于利益受損者的合理要求提供盡可能好的替代選擇，如何最大程度的減少利益受損人數(shù)及受損程度，已經(jīng)成為BRT發(fā)展中的主要問題。
二是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工程方案。在BRT工程的建設(shè)過程中，出現(xiàn)的技術(shù)性和決策性決定都可能嚴重地影響最終BRT實行的結(jié)構(gòu)和影響力。如開門問題，站臺問題，車道建設(shè)問題都是在BRT項目建設(shè)中需要注意的問題。另一個方面，物理方法的適當(dāng)性、BRT的誘導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)置方法，站臺乘客進出站交通組織方法等的完善也會對專用路權(quán)保障技術(shù)產(chǎn)生影響。
三是服務(wù)規(guī)則。BRT作為一個基于軌道交通方式和傳統(tǒng)交通方式的新型交通方式，如何協(xié)調(diào)其與其他的交通方式之間的關(guān)系，如何定制乘車的票價以及和運營商之間利益協(xié)調(diào)都會影響B(tài)RT在市民中的接受速度和今后的發(fā)展。
四是BRT投入和補貼。如何的定制BRT建設(shè)過程中的投入和建成后的補貼問題也嚴重影響著BRT的發(fā)展。而這種決策邏輯上的雙重標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致了由于投資或運營補貼難以落實造成BRT策略和實施的緩慢進行。如何更好的解決這兩方面的問題，已經(jīng)成為BRT發(fā)展過程中刻不容緩的需要解決的主要問題。
4.2 今后的對策
針對我國快速公交系統(tǒng)發(fā)展面臨的問題，所采取的對策應(yīng)該包括：
一是建設(shè)發(fā)展BRT系統(tǒng)必須轉(zhuǎn)變觀念。以合理的標(biāo)準(zhǔn)對城市資源尤其是城市空間和道路資源進行分配，要以出行人數(shù)而非出行車輛數(shù)來對城市的道路資源進行全面的重新分配。通過經(jīng)濟、行政和社會等方面手段來削減私家車的出行率，同時給公共交通提供更多的道路資源。
二是必須完善BRT系統(tǒng)優(yōu)先發(fā)展的政策。首先就是要解決資金投入的政策，不能靠公交企業(yè)自籌資金，必須是政府投入為主；其次必須明確路權(quán)的分配政策，路權(quán)分配要向BRT系統(tǒng)傾斜，并做好這種政策的宣傳工作；第三要研究對BRT系統(tǒng)建設(shè)運營的補貼補償制度，尤其是BRT系統(tǒng)票價管制政策的補償補貼。
三是要確保BRT系統(tǒng)大運量特征。BRT運量應(yīng)該達到1萬人/小時或20萬人/天以上，要向得到這樣的大運量，必須具備一下幾個要素：首先BRT線路要選擇城市的客運走廊，客流比較集中的地段；其次要實行低票價政策；第三要盡可能實現(xiàn)方便換乘；第四擴大BRT運量要與城市地下空間的開發(fā)利用有機地結(jié)合起來。
四是要確保BRT系統(tǒng)快速和準(zhǔn)點的特征。首先在規(guī)劃建設(shè)時BRT系統(tǒng)必須使用專用道，并盡可能實現(xiàn)物理隔離；其次，BRT車輛通過交叉口的時必須擁交通信號優(yōu)先權(quán)；第三，必須對站臺進行特殊設(shè)計，實現(xiàn)車外售票；第四，BRT車輛必須具有寬車門，低地板特點，實現(xiàn)快上快下。
五是要全力提高BRT系統(tǒng)的方便度和舒適度。BRT系統(tǒng)的方便度和舒適度不僅僅體現(xiàn)在車輛本身，車輛要有一定的舒適度，起碼帶空調(diào)是基本的，另外很重要的就是站臺，必須重新設(shè)計傳統(tǒng)的公交站臺，可建成全封閉的，溫度可調(diào)節(jié)的，帶一定視聽設(shè)施的模式，提高乘客候車的舒適度。
5 典型應(yīng)用
在國家863計劃項目“公交優(yōu)先下的城市路網(wǎng)交通智能優(yōu)化協(xié)調(diào)控制技術(shù)”的支持下，2008-2009年項目組在紹興市區(qū)建立了一個具有公交優(yōu)先的路網(wǎng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其中在市區(qū)主干線——中興路昌安環(huán)島到延安路路段實施BRT。[8]圖4為中興路勝利路路口現(xiàn)場圖。
圖4 現(xiàn)場應(yīng)用圖
對于“路”要素，在路段上采用快速公交專用道，在路口在快速公交優(yōu)先進口道，同時配套相應(yīng)的標(biāo)志標(biāo)線，如圖5所示。其中，非機動車道與公交專用道間用裝飾石條硬隔離，高度為20厘米；公交專用道與常規(guī)機動車道用黃實線，并采用高清攝像機24小時實時監(jiān)控，對違章擅入快速公交專用道的社會車輛進行自動拍攝。
圖5 路口設(shè)計實例
圖6為交叉口交通流渠化示意圖，為了簡化起見，僅給出了該路口西口的進口道渠化情況，其他三個方向的渠化情況類似。
1) 公交優(yōu)先進口道：該進口道用于公交車輛在路口優(yōu)先排隊等候通行。當(dāng)車道指示燈為紅燈時，允許左轉(zhuǎn)(或直行)公交車輛進入左轉(zhuǎn)(或直行)公交優(yōu)先進口道內(nèi)排隊等候，其他社會車輛被禁止進入該區(qū)域。該區(qū)域可用紅色反光瀝青鋪設(shè)，長度為60米左右，可供5輛左右的公交車停靠。在圖6中，2號車道和4號車道分別設(shè)置直行公交優(yōu)先進口道和左轉(zhuǎn)公交優(yōu)先進口道。
2) 公交專用道：該專用道僅允許公交車輛通行，禁止其他社會車輛進入。如圖6中所示，雙向各一個路邊車道設(shè)置為公交專用道。
3) 黃色網(wǎng)格禁停區(qū)：該區(qū)域內(nèi)禁止車輛停靠，主要用于公交車輛交匯并變道進入公交優(yōu)先進口道。該區(qū)域長度為25米，寬度覆蓋所有4個車道。
4) 車道指示燈：該指示燈用于指示社會車輛是否可進入前方車道。當(dāng)車道指示燈為紅燈時，社會車輛在黃色網(wǎng)格禁停區(qū)后排隊等候；當(dāng)車道指示燈為綠燈時，社會車輛可通過黃色網(wǎng)格禁停區(qū)進入對應(yīng)車道。公交車輛不受車道指示燈控制，另外，為了減少車輛延誤，車道指示燈應(yīng)與主信號燈配合使用。一般情況下，1號車道和3號車道的車道燈為常綠，因為這兩個車道沒有設(shè)置公交優(yōu)先進口道。
5) 主信號燈：用于指示路口對應(yīng)進口道上車流有序通過路口。
圖6 交叉口交通流渠化示意圖
系統(tǒng)把被控路網(wǎng)作為一個大系統(tǒng)，路網(wǎng)中的各個路口為子系統(tǒng)，每個路口設(shè)置一個網(wǎng)絡(luò)型的智能交通信號控制機。通過相鄰智能交通信號控制機間以及智能交通信號控制機與中心協(xié)調(diào)層間的信息交互和協(xié)調(diào)，實現(xiàn)整個路網(wǎng)交通流的協(xié)調(diào)和公交優(yōu)先通行。核心控制部分由三個模塊組成：公交優(yōu)先模塊、綠燈觀察模塊和相位切換模塊。在確保路口綠燈時間利用率較高的前提下，盡量使相鄰路口駛來的車隊和行進中的公交車不停車地通過路口。
以直行交通流為例，交通流組織是這樣的：當(dāng)2號車道的車道指示燈為紅燈時，社會車輛在黃色網(wǎng)格禁停區(qū)后排隊等候，禁止社會車輛進入直行公交優(yōu)先進口道，公交車由公交專用道借道右轉(zhuǎn)車道在黃色網(wǎng)格禁停區(qū)變道進入直行公交優(yōu)先進口道排隊等候。3號車道的車道指示燈在一般情況下為常綠，所以此時直行的社會車輛也可以直接通過黃色網(wǎng)格禁停區(qū)在3號車道上排隊等候通行。當(dāng)2號車道的車道指示燈由紅變綠后，社會車輛可通過黃色網(wǎng)格禁停區(qū)進入2號車道在公交車輛后排隊等候。當(dāng)直行主信號燈變綠燈時，所有直行車輛依次通過路口。車道指示燈先于主信號燈5秒由紅變綠，用來提高公交優(yōu)先進口道的利用率，同樣，車道指示燈也比主信號燈提前5秒由綠變紅，用來清空公交優(yōu)先進口道上的社會車輛。左轉(zhuǎn)的交通流組織跟直行類似。另外，為了方便公交車輛借用右轉(zhuǎn)車道，根據(jù)實際情況右轉(zhuǎn)主信號燈大部分時間里是綠燈。
這種交通組織的特點就是在主信號紅燈時公交車輛在路口排在車隊的最前面，綠燈時公交車輛先于社會車輛通過路口，使公交車輛在“空間”上實現(xiàn)優(yōu)先。同時，通過車道指示燈和主信號燈的配合，提高了路口車道利用率。
6 結(jié)語
《國家中長期科技發(fā)展綱要》交通專題提出了2020年城市化人口57%，大城市公交出行率50%以上的國家戰(zhàn)略目標(biāo)。要實現(xiàn)此目標(biāo)，必須有與之適應(yīng)的高效公交系統(tǒng)，吸引更多的市民采用公共交通作為首先的出行方式。另外，國外實踐表明，在城市繁忙的交通路段采用快速交通系統(tǒng)可以滿足大量交通出行，對緩解大城市交通擁擠具有立竿見影的效果。因此，快速公交系統(tǒng)在我國的發(fā)展前景極為廣闊，實施和推動符合我國城市特色的快速公交體系，提高公交服務(wù)水平和居民出行質(zhì)量，對于緩解當(dāng)前城市交通問題，促進城市交通的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
快速公交系統(tǒng)作為一種新興的公共交通方式，在我國還處于起步階段。積極開展符合我國城市特色的快速公交系統(tǒng)相關(guān)理論和應(yīng)用研究，是保證其充分發(fā)揮效益的關(guān)鍵，也是實現(xiàn)城市快速公交體系過程中最重要的一項基礎(chǔ)工作。
參考文獻
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王嘯虎 （1974—）男，1996年畢業(yè)于華中科技大學(xué)電機電器及其控制專業(yè)，獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位，2004畢業(yè)于浙江大學(xué)通信與信息系統(tǒng)專業(yè)，獲工學(xué)碩士學(xué)位，現(xiàn)任浙江省通信產(chǎn)業(yè)服務(wù) 有限公司紹興市分公司工程師，一級建造師。先后參與了紹興市中興大道綠波帶控制系統(tǒng)等項目10余項。主要研究領(lǐng)域為智能交通控制系統(tǒng)等。
沈國江 男 1975年3月 浙江紹興 博士研究生 副教授 浙江大學(xué)工業(yè)控制研究所 研究方向：智能交通系統(tǒng)，城市道路交通建模、優(yōu)化與控制技術(shù)
摘自《自動化博覽》2011年第十期
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號