[摘 要]城市快速公交系統是公交優(yōu)先發(fā)展的一個(gè)重要措施。論文描述了快速公交系統的基本概念和發(fā)展歷史，詳盡地分析和闡述了國內外當前研究成果，指出了理論研究和實(shí)際應用中存在的問(wèn)題，同時(shí)扼要地說(shuō)明了快速公交系統今后的研究方向。最后，介紹了快速公交系統在紹興的典型應用案例。
[關(guān)鍵詞] 快速公交系統，公交優(yōu)先，研究現狀，發(fā)展

   1 引言

   城市道路交通擁堵問(wèn)題已經(jīng)成為世界各國普遍面臨的社會(huì )問(wèn)題之一。長(cháng)期以來(lái)，我國城市解決交通擁堵的主要思路來(lái)源于兩個(gè)定式：一是城市交通面臨的主要問(wèn)題就是機動(dòng)車(chē)擁堵的問(wèn)題；二是緩解城市交通擁堵的主要對策就是多修路，拓寬現有道路。但是在城市交通領(lǐng)域的“亞當斯定律”告誡我們光靠道路擴張方式并不能解決城市的交通問(wèn)題，反而會(huì )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(wèn)題的根本出路在于提高交通效率，用有限的交通資源承擔盡可能多的人和物的運輸。

   軌道交通的優(yōu)勢不僅來(lái)自軌道本身，而且來(lái)自系統集成，圍繞軌道專(zhuān)用空間，形成高度集成化的運營(yíng)系統，而其最大缺點(diǎn)是建設周期長(cháng)，建設成本高昂。而常規公交系統的優(yōu)點(diǎn)是建設成本低廉，機動(dòng)靈活性強，但目前我國的公交系統大多數存在著(zhù)服務(wù)水平低、出行時(shí)耗長(cháng)、舒適度差等問(wèn)題?？焖俟幌到y（Bus Rapid Transit,簡(jiǎn)稱(chēng)BRT）的設計思想就是將這兩大系統的優(yōu)勢整合起來(lái)，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^[1-3]。

   2 概述

   快速公交系統是把城市軌道交通運行管理特點(diǎn)融入常規公交的一種全新的公共交通運輸系統。它一般采用類(lèi)似軌道交通的專(zhuān)用道路空間、封閉式車(chē)站、大容量可水平登乘的車(chē)輛、站內售檢票系統、智能運營(yíng)和管理系統，其運輸能力、旅行速度、準點(diǎn)率、安全性和服務(wù)品質(zhì)接近軌道交通，而它的建設周期、投資及運營(yíng)成本又明顯小于軌道交通，同時(shí)它又擁有常規公交的靈活性，且能耗低、排放小。因此，快速公交系統是城市公交可持續發(fā)展的一種現實(shí)而可行的方式。^[4]

   一個(gè)完整的快速公交系統一般由路、車(chē)、站、票、運、管六大要素構成。各要素間的關(guān)系如圖1所示。各個(gè)城市在發(fā)展快速公交系統時(shí)，往往根據自己的城市特點(diǎn)，對六要素的采用強度有強有弱。

                     
                                           圖1 快速公交系統六要素關(guān)系圖

   快速公交智能管理系統平臺的物理結構如圖2所示。系統包括網(wǎng)絡(luò )傳輸子系統，運營(yíng)調度子系統，車(chē)輛定位子系統，車(chē)載電子子系統，站臺電子子系統，停車(chē)場(chǎng)管理子系統（進(jìn)行高效有序的停車(chē)管理調度），信號優(yōu)先控制子系統（使快速公交在交叉路口享有更大的通行權），場(chǎng)站視頻監控子系統（提供現場(chǎng)的圖像信息），企業(yè)管理信息子系統，智能集成管理平臺（提供包括信息管理、數據管理鞥整個(gè)智能系統的基礎功能和實(shí)現對其他系統的集中管理），它們?yōu)锽RT提供穩定可靠的軟、硬件支撐平臺。^[5,6]

                       
                                 圖2 快速公交系統平臺物理結構示意圖

   快速公交系統服務(wù)水平的分析與評價(jià)是與系統規劃與管理密切相關(guān)的基本分析技術(shù)，是進(jìn)一步提高BRT系統服務(wù)水平的基本前提。在進(jìn)行城市快速公交系統服務(wù)水平評價(jià)時(shí)，主要應從營(yíng)運線(xiàn)路中乘客的方便性、安全性、舒適性和準點(diǎn)性等指標為準則，建立BRT系統服務(wù)水平的評價(jià)指標體系結構，如圖3。目前用于城市公共交通系統綜合評價(jià)的方法主要有層次分析法、模糊綜合法、專(zhuān)家調查發(fā)以及基于這些常用評價(jià)方法的灰色聚類(lèi)法等^[7]。

                    
                                     圖3 BRT系統服務(wù)水平評價(jià)體系結構圖

   3 國內外發(fā)展現狀

   “公交優(yōu)先”最早在1960年由法國提出，經(jīng)過(guò)幾十年的理論研究和實(shí)踐應用，一些國家成效顯著(zhù)。

   3.1 國外發(fā)展現狀

   英國南安普頓大學(xué)從20世紀60年代起，每5年為倫敦市進(jìn)行一次徹底的公交優(yōu)先通行系統規劃，每年在具體實(shí)施時(shí)根據實(shí)際情況再做調整。1974年巴西庫里蒂巴市建成第一條快速公家線(xiàn)路以來(lái)，在世界范圍內包括歐洲、北美和澳大利亞等發(fā)達國家，各種類(lèi)型的快速公交系統得到了廣泛的應用。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(gè)長(cháng)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(gè)城市做示范應用。美國亞利桑那州立大學(xué)在該校自行研制的RHODES交通自適應信號控制系統的基礎上，研究了公交優(yōu)先和交通自適應信號控制的綜合運用，在減少公交車(chē)延誤和縮短乘客出行時(shí)間的同時(shí)，對其余交通方式的影響較少。

   3.2 國內發(fā)展現狀

   我國在上世紀90年代開(kāi)始引入快速公交的概念，而直到2003年，BRT這個(gè)舶來(lái)詞才出現在國內學(xué)術(shù)界和應用界。我國對快速公交系統的研究大體上可分為兩個(gè)互相交錯的階段。

   第一階段：1994年至2002年，BRT系統的概念引入和理論研究的萌芽階段。

   在這一時(shí)期，隨著(zhù)快速公交系統在世界范圍內的發(fā)展和推廣，引起了國內交通界的關(guān)注和重視，也有很多介紹國外BRT系統發(fā)展歷史與實(shí)踐經(jīng)驗的文章公開(kāi)發(fā)表。在理論探索方面，國內首先開(kāi)展了對公交專(zhuān)用道的引入和研究工作。1999年，昆明建成了國內首條現代公交專(zhuān)用道，成為我國實(shí)踐快速公交系統的先河。2002年，在上海召開(kāi)的國際公共交通聯(lián)合會(huì )亞太區大會(huì )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系統的深入研究和技術(shù)推廣與實(shí)踐階段。

   在這一時(shí)期，國內對快速公交系統的理論研究可分為三個(gè)層面：①在交通戰略層面有關(guān)城市公共交通模式和快速公交發(fā)展對策的研究；②在交通規劃層面有關(guān)快速公交系統具體規劃問(wèn)題的研究；③在技術(shù)實(shí)施層面有關(guān)快速公交系統實(shí)施和建設的研究。

   2003年，在北京舉辦的“北京快速公交發(fā)展戰略研討會(huì )”上探討了在北京實(shí)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(gè)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(xiàn)路——北京南中軸路快速公交1號線(xiàn)全線(xiàn)通車(chē)并投入運營(yíng)，該系統的建設在于探索一種能有效改善首都公共交通系統的新型和高效方式。2007年2月，天津市1路“快速公交”正式開(kāi)通運營(yíng)，這是規劃新建220公里快速公交網(wǎng)絡(luò )上運行的第一條公交線(xiàn)路，象征著(zhù)天津市醞釀規劃多年的快速公交系統有了實(shí)質(zhì)性的突破。到目前位止，已經(jīng)建有或正在規劃快速公交系統的國內城市還有上海、杭州、廣州、濟南、武漢、深圳、重慶、大連、廈門(mén)、常州、合肥、鄭州等。

   目前，國內對快速公交的認識逐步得到統一，并將視其為提供高效服務(wù)的“綠色交通”系統和緩解城市交通供需矛盾的有效手段，有關(guān)快速公交系統的理論研究正在不斷深入展開(kāi)。

   4 問(wèn)題與對策

   4.1 面臨的問(wèn)題

   長(cháng)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)議題歸結為四個(gè)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(zhuān)用車(chē)道，從社會(huì )總體的客流量來(lái)看，BRT是占用了其他交通工具的通行空間進(jìn)行流通。但是從另一個(gè)側面來(lái)講，BRT是一個(gè)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(shí)，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及受損程度，已經(jīng)成為BRT發(fā)展中的主要問(wèn)題。

   二是技術(shù)標準和工程方案。在BRT工程的建設過(guò)程中，出現的技術(shù)性和決策性決定都可能?chē)乐氐赜绊懽罱KBRT實(shí)行的結構和影響力。如開(kāi)門(mén)問(wèn)題，站臺問(wèn)題，車(chē)道建設問(wèn)題都是在BRT項目建設中需要注意的問(wèn)題。另一個(gè)方面，物理方法的適當性、BRT的誘導系統設置方法，站臺乘客進(jìn)出站交通組織方法等的完善也會(huì )對專(zhuān)用路權保障技術(shù)產(chǎn)生影響。

   三是服務(wù)規則。BRT作為一個(gè)基于軌道交通方式和傳統交通方式的新型交通方式，如何協(xié)調其與其他的交通方式之間的關(guān)系，如何定制乘車(chē)的票價(jià)以及和運營(yíng)商之間利益協(xié)調都會(huì )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建設過(guò)程中的投入和建成后的補貼問(wèn)題也嚴重影響著(zhù)BRT的發(fā)展。而這種決策邏輯上的雙重標準，導致了由于投資或運營(yíng)補貼難以落實(shí)造成BRT策略和實(shí)施的緩慢進(jìn)行。如何更好的解決這兩方面的問(wèn)題，已經(jīng)成為BRT發(fā)展過(guò)程中刻不容緩的需要解決的主要問(wèn)題。

   4.2 今后的對策

   針對我國快速公交系統發(fā)展面臨的問(wèn)題，所采取的對策應該包括：

   一是建設發(fā)展BRT系統必須轉變觀(guān)念。以合理的標準對城市資源尤其是城市空間和道路資源進(jìn)行分配，要以出行人數而非出行車(chē)輛數來(lái)對城市的道路資源進(jìn)行全面的重新分配。通過(guò)經(jīng)濟、行政和社會(huì )等方面手段來(lái)削減私家車(chē)的出行率，同時(shí)給公共交通提供更多的道路資源。

   二是必須完善BRT系統優(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；其次必須明確路權的分配政策，路權分配要向BRT系統傾斜，并做好這種政策的宣傳工作；第三要研究對BRT系統建設運營(yíng)的補貼補償制度，尤其是BRT系統票價(jià)管制政策的補償補貼。

   三是要確保BRT系統大運量特征。BRT運量應該達到1萬(wàn)人/小時(shí)或20萬(wàn)人/天以上，要向得到這樣的大運量，必須具備一下幾個(gè)要素：首先BRT線(xiàn)路要選擇城市的客運走廊，客流比較集中的地段；其次要實(shí)行低票價(jià)政策；第三要盡可能實(shí)現方便換乘；第四擴大BRT運量要與城市地下空間的開(kāi)發(fā)利用有機地結合起來(lái)。

   四是要確保BRT系統快速和準點(diǎn)的特征。首先在規劃建設時(shí)BRT系統必須使用專(zhuān)用道，并盡可能實(shí)現物理隔離；其次，BRT車(chē)輛通過(guò)交叉口的時(shí)必須擁交通信號優(yōu)先權；第三，必須對站臺進(jìn)行特殊設計，實(shí)現車(chē)外售票；第四，BRT車(chē)輛必須具有寬車(chē)門(mén)，低地板特點(diǎn)，實(shí)現快上快下。

   五是要全力提高BRT系統的方便度和舒適度。BRT系統的方便度和舒適度不僅僅體現在車(chē)輛本身，車(chē)輛要有一定的舒適度，起碼帶空調是基本的，另外很重要的就是站臺，必須重新設計傳統的公交站臺，可建成全封閉的，溫度可調節的，帶一定視聽(tīng)設施的模式，提高乘客候車(chē)的舒適度。

   5 典型應用

   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)調控制技術(shù)”的支持下，2008-2009年項目組在紹興市區建立了一個(gè)具有公交優(yōu)先的路網(wǎng)協(xié)調控制系統，其中在市區主干線(xiàn)——中興路昌安環(huán)島到延安路路段實(shí)施BRT。^[8]圖4為中興路勝利路路口現場(chǎng)圖。

                   
                                         圖4 現場(chǎng)應用圖

   對于“路”要素，在路段上采用快速公交專(zhuān)用道，在路口在快速公交優(yōu)先進(jìn)口道，同時(shí)配套相應的標志標線(xiàn)，如圖5所示。其中，非機動(dòng)車(chē)道與公交專(zhuān)用道間用裝飾石條硬隔離，高度為20厘米；公交專(zhuān)用道與常規機動(dòng)車(chē)道用黃實(shí)線(xiàn)，并采用高清攝像機24小時(shí)實(shí)時(shí)監控，對違章擅入快速公交專(zhuān)用道的社會(huì )車(chē)輛進(jìn)行自動(dòng)拍攝。

                   
                                        圖5 路口設計實(shí)例

   圖6為交叉口交通流渠化示意圖，為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，僅給出了該路口西口的進(jìn)口道渠化情況，其他三個(gè)方向的渠化情況類(lèi)似。

   1) 公交優(yōu)先進(jìn)口道：該進(jìn)口道用于公交車(chē)輛在路口優(yōu)先排隊等候通行。當車(chē)道指示燈為紅燈時(shí)，允許左轉(或直行)公交車(chē)輛進(jìn)入左轉(或直行)公交優(yōu)先進(jìn)口道內排隊等候，其他社會(huì )車(chē)輛被禁止進(jìn)入該區域。該區域可用紅色反光瀝青鋪設，長(cháng)度為60米左右，可供5輛左右的公交車(chē)?？?。在圖6中，2號車(chē)道和4號車(chē)道分別設置直行公交優(yōu)先進(jìn)口道和左轉公交優(yōu)先進(jìn)口道。

   2) 公交專(zhuān)用道：該專(zhuān)用道僅允許公交車(chē)輛通行，禁止其他社會(huì )車(chē)輛進(jìn)入。如圖6中所示，雙向各一個(gè)路邊車(chē)道設置為公交專(zhuān)用道。

   3) 黃色網(wǎng)格禁停區：該區域內禁止車(chē)輛?？?，主要用于公交車(chē)輛交匯并變道進(jìn)入公交優(yōu)先進(jìn)口道。該區域長(cháng)度為25米，寬度覆蓋所有4個(gè)車(chē)道。

  4) 車(chē)道指示燈：該指示燈用于指示社會(huì )車(chē)輛是否可進(jìn)入前方車(chē)道。當車(chē)道指示燈為紅燈時(shí)，社會(huì )車(chē)輛在黃色網(wǎng)格禁停區后排隊等候；當車(chē)道指示燈為綠燈時(shí)，社會(huì )車(chē)輛可通過(guò)黃色網(wǎng)格禁停區進(jìn)入對應車(chē)道。公交車(chē)輛不受車(chē)道指示燈控制，另外，為了減少車(chē)輛延誤，車(chē)道指示燈應與主信號燈配合使用。一般情況下，1號車(chē)道和3號車(chē)道的車(chē)道燈為常綠，因為這兩個(gè)車(chē)道沒(méi)有設置公交優(yōu)先進(jìn)口道。

   5) 主信號燈：用于指示路口對應進(jìn)口道上車(chē)流有序通過(guò)路口。

                   
                                        圖6 交叉口交通流渠化示意圖

   系統把被控路網(wǎng)作為一個(gè)大系統，路網(wǎng)中的各個(gè)路口為子系統，每個(gè)路口設置一個(gè)網(wǎng)絡(luò )型的智能交通信號控制機。通過(guò)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)調層間的信息交互和協(xié)調，實(shí)現整個(gè)路網(wǎng)交通流的協(xié)調和公交優(yōu)先通行。核心控制部分由三個(gè)模塊組成：公交優(yōu)先模塊、綠燈觀(guān)察模塊和相位切換模塊。在確保路口綠燈時(shí)間利用率較高的前提下，盡量使相鄰路口駛來(lái)的車(chē)隊和行進(jìn)中的公交車(chē)不停車(chē)地通過(guò)路口。 

   以直行交通流為例，交通流組織是這樣的：當2號車(chē)道的車(chē)道指示燈為紅燈時(shí)，社會(huì )車(chē)輛在黃色網(wǎng)格禁停區后排隊等候，禁止社會(huì )車(chē)輛進(jìn)入直行公交優(yōu)先進(jìn)口道，公交車(chē)由公交專(zhuān)用道借道右轉車(chē)道在黃色網(wǎng)格禁停區變道進(jìn)入直行公交優(yōu)先進(jìn)口道排隊等候。3號車(chē)道的車(chē)道指示燈在一般情況下為常綠，所以此時(shí)直行的社會(huì )車(chē)輛也可以直接通過(guò)黃色網(wǎng)格禁停區在3號車(chē)道上排隊等候通行。當2號車(chē)道的車(chē)道指示燈由紅變綠后，社會(huì )車(chē)輛可通過(guò)黃色網(wǎng)格禁停區進(jìn)入2號車(chē)道在公交車(chē)輛后排隊等候。當直行主信號燈變綠燈時(shí)，所有直行車(chē)輛依次通過(guò)路口。車(chē)道指示燈先于主信號燈5秒由紅變綠，用來(lái)提高公交優(yōu)先進(jìn)口道的利用率，同樣，車(chē)道指示燈也比主信號燈提前5秒由綠變紅，用來(lái)清空公交優(yōu)先進(jìn)口道上的社會(huì )車(chē)輛。左轉的交通流組織跟直行類(lèi)似。另外，為了方便公交車(chē)輛借用右轉車(chē)道，根據實(shí)際情況右轉主信號燈大部分時(shí)間里是綠燈。

   這種交通組織的特點(diǎn)就是在主信號紅燈時(shí)公交車(chē)輛在路口排在車(chē)隊的最前面，綠燈時(shí)公交車(chē)輛先于社會(huì )車(chē)輛通過(guò)路口，使公交車(chē)輛在“空間”上實(shí)現優(yōu)先。同時(shí)，通過(guò)車(chē)道指示燈和主信號燈的配合，提高了路口車(chē)道利用率。

  6 結語(yǔ)

   《國家中長(cháng)期科技發(fā)展綱要》交通專(zhuān)題提出了2020年城市化人口57%，大城市公交出行率50%以上的國家戰略目標。要實(shí)現此目標，必須有與之適應的高效公交系統，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(shí)踐表明，在城市繁忙的交通路段采用快速交通系統可以滿(mǎn)足大量交通出行，對緩解大城市交通擁擠具有立竿見(jiàn)影的效果。因此，快速公交系統在我國的發(fā)展前景極為廣闊，實(shí)施和推動(dòng)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，對于緩解當前城市交通問(wèn)題，促進(jìn)城市交通的可持續發(fā)展具有重要意義。
快速公交系統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(kāi)展符合我國城市特色的快速公交系統相關(guān)理論和應用研究，是保證其充分發(fā)揮效益的關(guān)鍵，也是實(shí)現城市快速公交體系過(guò)程中最重要的一項基礎工作。

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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(zhuān)業(yè)，獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位，2004畢業(yè)于浙江大學(xué)通信與信息系統專(zhuān)業(yè)，獲工學(xué)碩士學(xué)位，現任浙江省通信產(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等項目10余項。主要研究領(lǐng)域為智能交通控制系統等。

   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，城市道路交通建模、優(yōu)化與控制技術(shù)

   摘自《自動(dòng)化博覽》2011年第十期