Metrobus城市公交系统及在库里蒂巴市的应用万芳

Metrobus城市公交系统及在库里蒂巴市的应用

Metrobus系统以闻名世界的环保城市--巴西库里蒂巴的公共交通系统为基础，一方面吸收了轨道交通系统中大容量交通工具、专有路权、水平上下车和车外售票的特点，另一方面又吸收了常规公交汽车的方便灵活特点，并结合先进的信息管理技术，充分体现了公交优先的理念，是一种耗资低、建设期短、速度快、准时性好的新型高效率公共交通解决方式，并且因其大容量而被称为“路面地铁”。 关键词：Metrobus系统 库里蒂巴 联合国专家认为，巴西库里蒂巴市是国际公认的公共交通模范城市。该市以合理的投资使城市整体交通系统达到很高的水平，适应了居民出行的需要。 世界银行的交通专家认为，库里蒂巴的公共交通系统是世界城市交通系统中最好和最实际的，它的示范性不仅适应于发展中的国家，而且也适应于工业发达国家。事实上，纽约、温哥华和里昂等大城市已开始仿效库里蒂巴建立城市快速大运量公共交通系统。 美洲开发银行的交通运输专家赖特认为巴西城市库里蒂巴拥有世界上最好的公共交通系统，建议其它拉美城市向它学习。这位专家说，库里蒂巴的城市交通模式适用于任何一个国家，因为它采用的是简单和低费用的解决办法，例如设立公交专用道和改善行人流通状况等。 日本交通专家中村文彦先生认为库里蒂巴市的公共交通系统是实现城市可持续发展的典范。 联合国、世界银行、美洲开发银行和日本的交通专家所说的公共交通系统就是巴西库里蒂巴市的Metrobus公共交通系统。 一、Metrobus系统的构成 库里蒂巴市位于巴西的南部，居民人口超过150万，它的小汽车拥有率很高（每千人300辆）。要想容纳这么多的小汽车交通，必须有好几条快速路直接穿过市中心，因此必然会在城市内加剧环境污染、交通拥挤与交通事故问题。因此，早在1981年，该城市就与瑞典VOLVO公司联系，希望开发一种现代化、高等级、低费用的大容量运送系统。开始的想法是开发一套轻轨系统，但是对于该城市来说费用太高。于是，为轻轨轨道预留的空间被用来建设公交专用路。公交专用路的布局与这个发展中城市的总体规划结合得非常紧密。密集的居住区与商业区集中在公交站点附近，而且沿着公交道路发展。为了使该体系更好地发挥大容量交通系统的作用，设计人员对公交站点作了特殊的设计（透明的管状塑料站台），并且与公交车辆的地板平行（离地800mm），乘客可通过台阶或小梯子到达站台。同地铁一样，乘客可以在站台候车时预先向售票员买票，然后可以在该系统中随意转乘，而无须另外购票。此外，为了减少停车时间，公交车上有专用的斜道在停车时伸到站台上，使乘客上下车的速度同地铁差不多。经过二十多年的不断改进和完善，最终形成了库里蒂巴市独具特色的Metrobus系统。 总体来看，Metrobus系统包括了7项核心内容，即专有路权、现代化的公交车辆、水平登车、车外售票、交叉路口处的优先、乘客信息和车队管理系统。 （一）专用道路 当公交系统不具备独立路权时，公共汽车经常会陷于小汽车造成的交通拥堵中，并因其庞大的体积和较差的加速能力而进一步加剧拥堵现象。而当为了缓解拥堵新建交通设施时，由于传统的混合交通中小汽车因其灵活性而具有优先权，所以只会引导出更多的小汽车交通，而无助于从根本上解决公共交通问题。为了解决混用路权给公共交通和私人交通带来的上述影响，Metrobus系统采用专有路权概念，在主要交通走廊上使用公交专用线或专用车道。具体的方法包括以下几种： 第一、公交专用线。可以利用已有道路或专门设计的路面。根据与道路的相对位置，公交专用线可分为位于路中间的中央公交专用线或位于路缘的公交专用线。中央公交专用线位于较宽道路的中央，采用物理设施与普通车道隔离。路缘公交专用线常用于新建交通走廊，可以是路一侧包含两个车道的一条路缘公交专用线或路两侧两条独立的路缘公交专用线。 第二、公交专用车道。当在已有道路上没有足够空间建公交专用线时，可采用小型的物理隔离设施或标志标线隔离出公交专用车道。 第三、利用高差隔离的公交专用线。当道路狭窄，平面空间受到限制而无法拓展时，可以采用这种形式，它又包含两种可能的途径，即高架和地下。 公交专用线或公交专用车道的采用，使公交系统获得了独立路权，有助于提高公交系统的独立性，并带来了以下几点好处：一、低成本。公交专用道使用已有或废弃的路面，技术简单，路面维护低，也无需购置面向轨道的特殊车辆，因此建设成本低。同时独立路权的采用使得车辆运营速度增加，所需车辆少，固定资金和运营成本均有所减少。二、建设速度快。采用物理设施将公交专用道与其它车道隔离，因此无需特殊立法，同时利用已有的道路，土方工程量较小。三、建设运营灵活。因为公交专用道与普通车道采用同样的路面，因此衔接性较好，可分段实施，也可将不同形式的公交专用道交替使用，同时不同道路类型、不同公交车辆均可利用。四、省时。由于公交占据独立路权，因此相对于私人交通工具而言获得了较高的优先权，车内时间、等候时间均有所减少，运营速度增加，以人为单位的断面流量增加。五、可靠性高。独立路权的采用，使得公交系统运营过程中受其它车辆干扰的可能性减少，公交车辆能较好的依照时刻表，增加乘客的信任度，并便于规划和预测。 应当指出，当在城市主要交通走廊上设置了公交专用道之后，私人交通的行驶空间减小，行车环境会受到较大的影响，因此在必要的条件下，可以在主干道两侧的支路上配合设置私人车辆专用的单行线，以保证私人交通工具的行驶空间。 （二）新型大容量公交车辆 从提高运量的角度，对公交车辆最重要的要求就是提高载客能力和发动机的功率。为了将公共汽车发展成大运量的交通工具，Metrobus系统采用新型大容量公交车辆，可以解决当前很多城市公共电汽车的低容量、舒适性差、污染严重等负面问题。以库里蒂巴已投入使用的双关节通道式客车为例，它总长度为30米，载客量可达到300人，是普通公共汽车的三倍。车厢前后有四个车门，车内宽敞明亮，整个车体采用了先进的悬挂系统，乘坐起来舒适安全，操作也更为简单。尽管双关节公共汽车车身很长，但其转弯半径（11.2米在前轮处）却很小，因此灵活性较强。尾气排放也通过净化系统得到有效的控制。这种大容量现代化公交工具的采用将提高公交对乘客的吸引力，而载客能力可以达到轻轨的水平。 （三）水平上下车 传统的公交系统中，由于公交乘客需要从较低的地面通过车内台阶到达较高的车厢内，因此乘客上下车速度慢，使得公交车辆停站时间长，运营速度降低，并造成公交系统以乘客为单位的断面流量降低，同时不利于老人、残疾人、带小孩的人和有行李的人等登车。在Metrobus系统中，通过修建与公交车辆车厢底板等高的候车站台，或采用低底盘的公交车辆，能够使乘客能够快速平稳的上下车，节约了时间，提高运营速度，并为车外收费留有余地，因此可以在公交站台内采用和地铁类似的提前购票系统，进一步提高效率。 （四）车外购票系统 传统的公交系统多采用车内收费方式，即乘客在登车后使用现金或代币缴纳车费。而Metrobus系统将售票系统置于公交候车站台内，在公交车辆进站前完成收费，从而实现快速简单的售票，提高上下车的速度，节省公交等候时间。就具体的操作方法而言，车外售票可以采用传统售票方式，但最好能采用电子收费系统，利用智能卡技术使收费过程自动化，从而产生更多的额外效益。 （五）交叉路口优先 当公交系统不享有优先权时，在交叉路口尤其是拥堵交叉路口处，公共交通将受到相同方向及不同方向其它车辆的干扰，公交车辆在交叉路口内以及交叉路口附近将频繁的减速、停车，从而造成公交车辆的延误，公交乘客出行时间也变长。另外，拥堵交叉路口产生的干扰导致公交车辆受控情况较差，车辆行驶很难与计划保持一致，即公交服务的规律性和准时性得不到保证。同时难以在车辆间保持规则间距，从而造成公交车辆的分散或聚集。 为了避免公交车辆在交叉口处的干扰和延误，Metrobus系统的研究人员提出，应通过智能型的信号系统或具有高差的基础设施（隧道或高架）在交叉口处为公交车辆提供优先权，可以使城市公交系统具备如下优势：一、较高的运营速度。在交叉口处提供公交优先权可以减少公交车辆的停车时间和加减速时间损失，提高平均速度，从而减少公交车辆的运行时间，而不需为了保证运营计划采用可能引起安全问题的提速法；二、出行时间缩短。已有的工程实例指出，对于给定的公交线，当采用交通信号优先时公交乘客可节省15-25%的出行时间，同时设计良好的交通信号优先能最小化对私人交通的影响，并减少公交车辆对其他车辆正常行驶的干扰；三、可靠性增加。穿越交叉口时干扰减少，干扰引起公交车辆延误的可能性也大大减少，从而增加了公交服务的规律性、准时性和可靠性；四、运营成本降低。由于运营时间减少，提供同等服务所需车辆减少，或者说，有可能在公交车辆数不变的条件下增加服务频率。 由上可见，交叉口处公交优先权的赋予将使公共交通具有准时、与计划一致、出行时间减少等一系列特征，同时公交系统具有的优先性将给公交乘客带来良好的心理影响，从而使公交系统更有吸引力。 （六）乘客信息系统 不足的旅行交通信息使乘客感觉到不安，无法做出完善的旅行计划。完善的信息系统是由动态和静态两部分组成的：动态信息为用户提供实时的情报，例如自动汽车定位系统可以告诉路线上车辆的运行情况；静态信息是那些不随时间变化的情报，包括公共汽车站标志，路线和系统地图，时间表和运价表，用颜色或标号表示的公共汽车车辆的分类、档次以及服务范围等。 （七）车队管理 MetroBus 系统有利于用ITS技术对车辆进行跟踪管理，节省所用的车辆和燃料，改善调度计划。 二、Metrobus系统的特点 Metrobus系统通过专用交通设施和现代车辆的有效结合，使系统具有以下特点： 第一、容量大。Metrobus系统独特的大容量公交车辆使得单车载客率上升，同时公交专用道的采用和交叉路口优先权的赋予使公交系统的车速加快，因此Metrobus系统单方向小时断面流量将有较大的提高，可达到与轻轨系统大致相当的运力。 第二、投资低。Metrobus系统采用路面行驶的方式，一方面不需引入轨道专用的车辆，另一方面只需对现有道路进行改进，不用修建轨道，土方工程量较小，因此系统的初期成本较低，建设速度快。2001年9月，美国通用会计师事务所（General Accounting Office）受美国联邦运输管理委员会（The Department of Transportation of Federal Transit Administration）的委托，对美国13个城市已建的18条轻轨和4个城市中的9条公交专用线的调查统计，轻轨系统每英里的平均投资3，500万美元，公交专用线每英里投资1，500万美元。 表1 Metrobus系统与地铁、轻轨系统的比较交通方式 地 铁 轻 轨 Metrobus系统 投资额/公里 6～8亿元人民币 2～3亿元人民币 0.2～1亿元人民币 旅客运输量 3～4万人/小时 1～2万人/小时 1～2万人/小时 平均速度 30～40公里/小时 10～20公里/小时 10～20公里/小时 立项到开工时间 3～5年 2～3年 1年 立项到完工时间 8～10年 4～6年 1～2年 系统灵活性 低 低 高 吸收新技术的能力 低 中 高 第三、灵活性好。Metrobus系统不使用轨道，因此无需形成完备的专用道网络，所以线网可分阶段实施，交叉口信号优先、乘客信息系统等技术也可以逐步引入。同时，路面行驶方式保证了线路可以被较为方便的修正或更改，甚至在所吸引的交通流量达到系统上限时，转而建设容量更高的轨道交通系统。 第四、对用户友好。新型的公交车辆车内宽敞舒适、噪音振动减少，乘坐更为舒适；而水平登车系统的采用，使公交乘客能够方便的登车，尤其是对携带包裹的乘客和行动不便者更是如此。此外乘客信息系统的采用，使乘客对公交系统乃至整个交通系统的情况有更清晰的把握，减少了不确定性，有效增加了乘客对公交方式的信任度。 第五、速度快，可靠性高。Metrobus系统采用公交专用道行驶，并在交叉口处具有优先权，因此受其它交通方式的干扰较小，车辆速度高，易于和计划时间表保持一致。此外水平登车系统和车外售票系统使公交车辆在车站内的等待时间减少，行程时间缩短，车辆的平均速度提高。以美国六个城市为例，Metrobus系统和轻轨系统的平均速度如图所示。 第六、安全性高。公交专用道的采用和交叉口优先权的赋予，使公共交通系统与其它交通方式完全分离，减少了拥堵时可能发生的追尾、碰撞等事故；而车队管理系统中车内及站内安全系统的设置，更进一步减少了抢劫等暴力行为的发生；同时车辆追踪系统和交通事故管理系统的采用，使得在事故发生时，能够及时迅速的施以救援，增加了对公交乘客人身安全的保护。 第七、污染小，耗能少。车队管理系统的采用，能够通过有效的运营管理，最优的利用现有的车辆资源；新型公交车辆的设计，使得低耗能、低排放成为可能；同时公交专用道和路口优先权的引入，提高了车速，避免了拥堵时反复的加减速和停车，也能有效的减少车辆的废气排放。 三、Metrobus系统在巴西库里蒂巴市应用的经验 （一）巴西库里蒂巴市概况 库里蒂巴是巴西东南部巴拉那州的首府，是除圣保罗和里约热内卢外的巴西第三大城市，也是60年代到90年代以来巴西发展速度最快的城市之一。 库里蒂巴主要是19世纪末20世纪初，由从欧洲和亚洲移民的侨民建设起来的。1950年库里蒂巴市区人口为30万人，1965年约45万人，而目前已达到155万，市域人口也猛增到260万人。就分布而言，大量的外来人口住在市中心的北部和西北部，城东和城西住着中产阶级人口，而南城则集中了高密度的低收入人口。 与此同时，库里蒂巴市的经济结构也发生了急剧变化，由过去单纯的农产品加工中心变成了现在实力强大的工商业中心，尤其是在市中心商业和服务业得到了高度的发展，而在城的西南部则是工业区，集中了大量的工厂。 目前，库里蒂巴市平均每3，4人拥有一辆小汽车，是巴西小汽车拥有量最高的城市，但是，发展完善的公交系统高效地吸收了城市高峰时的出行数量，最近的一项调查表明，库里蒂巴75％的通勤者使用公交系统。作为综合公交网络的补充，库里蒂巴还有2255辆出租车，从需求－供给的角度看，出租车拥有量自1976年（2239辆）至今只有很小的增长，而且目前由于公交系统的日渐完善，出租车数甚至还可能有所减少。 （二）库里蒂巴公交系统发展简史 库里蒂巴现有公共交通系统的实施可以认为是从1974年沿南北交通走廊建设第一条快速路开始的，在过去的25年中，城市发展坚持了完全依靠公共汽车的根本原则，在长期规划的基础上持续发展公共交通系统。 公共交通系统发展过程中的大事记如下所示：1974年，在南北走向的交通走廊上，建设实施了第一条快速路。 1979年，引入小区间的线路，进一步完善了已有系统。 1979，建立“单一收费体制”，使得在一次公交出行中，仅需购买一张车票就可以做任意多次必要的换乘。为了实现这一目的，达到一定的服务水平，公交公司和收费系统进行了实验和错误程序的调整。 1980年，建设了封闭式的大型公交站点，允许乘客快速、安全、方便的从一条线路换乘到另一条线路，成为公交系统发展中一个意义深远的转折点。 1991年，引入直达线路，大量建设了拥有先进上下车系统的管式车站。 1992年，双关节通道式公共汽车开始在Boqueirao交通走廊的快速线路上运行，这一措施的成功促使库里蒂巴市政府于1995年和1999年分别在南北向交通干线和南部环线上引入了这种双关节公共汽车。 1996年，开始了库里蒂巴城市地区性的集成过程以及综合交通网络（ITN，Integrated Transportion Network）的建设。 （三）库里蒂巴公交系统现状 巴西库里蒂巴市目前已形成了较为完善的综合公共交通系统，将不同公共汽车线路在物理上和操作上统一为一个网络。物理上的结合，即将不同的公共汽车线路通过换乘站连接在一起，乘客可以在不同的线路间换乘。操作上的结合则是基于单一的收费系统，它允许乘客向各个方向免费换乘，而不论旅程的长短。目前库里蒂巴综合公共交通系统构成可简述如下： 第一、线路特征。库里蒂巴综合公共交通系统的340条线路、1550辆公交车，覆盖了该市1100km的道路，其中公共汽车专用道为60km，公共汽车日行驶里程为38000km。根据他们所能提供的服务特征，这些线路可分为快速线、支线、区际联络线和环线、大站快车线、常规的整合放射线及市中心环线等。 第二、车站设置。库里蒂巴综合公共交通系统内，共设有三类车站，即管式车站、大型公交站和传统车站。其中管式车站共266个，站间距离多为500～1000m，其最大优势是可大大加快乘客的上下车速度，此外还使乘客免受气候条件的影响，同时水平登车设计和进站口自动升降装置，使年老者和残疾人能够方便的使用公交系统。 大型公交站多位于综合公共交通网络的轴线上，可分为中转式的大型公交站和终端式的大型公交站。中转式的大型公交站为不同的线路提供分隔开的上下车站台，并以地下通道的形式连接这些站台，从而使乘客可以实现方便的换乘。而终端式的大型公交站则位于结构轴线道路的末端，配建有大型的基础设施，以处理城市周围地区与市中心间更多的运输量。 第三、公交分担率。虽然库里蒂巴综合公共交通系统中的车辆行驶于普通路面，但却具有许多地铁系统的特征，如高容量的交通工具、在登车前售票、能使乘客快速的上下车以及高效并且可信的服务等，因此也常被称为“路面地铁系统”。正因为公交系统高效、便捷的特征，库里蒂巴综合公共交通系统在城市交通系统中占了相当重要的地位，日客运量高达190万人。同时，最近的一项调查表明，库里蒂巴75％的通勤者使用公共汽车，这一极高的公交分担率也是库里蒂巴减少交通系统对环境的冲击、实现可持续发展的基础之一。 （四）库里蒂巴发展Metrobus系统的经验 库里蒂巴综合公交系统之所以能发展的如此成功，除了Metrobus系统因其本身固有的特性而具有强大的生命力和吸引力之外，以下几个因素也在其发展过程中起了举足轻重的作用。 第一、 一体化的交通规划与城市土地利用规划。 高密度的人口需要具有高运营能力的专用交通线路的运送，而高容量的交通网络也需要沿线一定的交通需求以保证系统运营的效益，正是基于这个思想，库里蒂巴的公共交通系统以三个要素即土地利用、道路系统和公共交通的关系作为公交系统乃至整个综合交通系统发展的基础，而这三者之间的相互影响和共同发展导致了结构轴线这一主体思想的产生，从而提供了一种灵活、有效、低花费的交通解决方案。 就土地利用而言，库里蒂巴城市规划的编制充分考虑了土地使用密度与已有城市结构相匹配的原则，其目标是调整小区划分和土地使用以使交通需求适应社会经济和城市土地的发展。具体而言，库里蒂巴城市被划分为若干小区，每一个小区都根据允许的土地使用性质和土地开发密度确定了特殊的土地使用管理制度。同时，为了使每个小区都具有相当的可达性，城市的道路网络系统也是分层次建立的，这就意味着网络中每条道路的功能、特征和容量都根据其位置和重要性在一定程度上被确定了。 进一步，不同的土地利用性质也将产生不同的公共交通需求。在那些鼓励土地高密度使用的居住用地和商业用地附近，公交专用道路以及双关节公共汽车的使用将使得公交系统能够达到与小区公交需求相一致的较高的运送能力。而对于人口密度仅为中等或低密度的居住区，为了提高运营效益和公交服务的便捷性，使公交乘客能够方便的到达其他居住区或者交通节点，需要规划运送能力相对较低而灵活性更高的线路。 第二、把公共交通和步行者放在最优先的地位。 自行车和步行区应当是公路网和公共交通系统这个整体中不可分割的一部分。库里蒂巴市大力兴建自行车道，并在市中心设有大面积步行区，这些步行区既在市中心商业区，又在Metrobus系统的总枢纽换乘站附近，因此呈现一片繁荣景象。考虑到其它城市强化公路建设的计划却导致交通更加拥挤，库里蒂巴市并不重视发展私人机动车，结果是轿车的使用量减少了，污染也减少了。 第三、政府用社会发展和经济政策来鼓励人们利用公交系统。 政府规定：对年满65岁以上的老人和5岁以下的小孩可以不购车票而乘坐公共交通工具。对有工资收入的库里蒂巴市市民，如乘坐公共交通的费用超过其收入的6%者，其超过部分由政府补贴，6%以下者由个人负担。对于在穷人区的穷人，可以用清扫卫生收集的垃圾换取公共汽车车票。 第四、灵活的建设措施。 由于库里蒂巴的公共交通系统采用可在普通路面行驶的公交车辆，因此可以分批分阶段的建设实施公交网络。在技术和资金能够提供支持的情况下，也可以根据需求升级系统中的不同部分。分批分阶段的建设实施过程，也便于在使用过程中通过不断的监测，确定公交网络规划中的问题，从而在以后的规划建设过程中不断地对原有方案进行修正，形成完善的反馈过程，避免了大型公共设施一次性决策失误而可能造成的巨大损失。 第五、成功的运营管理机制。 世界各国的公共交通系统通常都处于亏损的状况，难以保证收支的平衡，这除了因为规划的公交线网难以较好的适应城市公共交通需求之外，也与公交系统运营管理不良有很大的关系。而库里蒂巴的公共交通系统之所以能发展的如此顺利，也是与其成功的运营管理机制密切相关的。成功经验包括：一、公共交通管理机构的自治权利。IPPUC和URBS是库里蒂巴公共交通管理机构的核心，与城市其它机构最大的不同在于公交管理机构有法定的自治权，可以独立的规划设计城市公交线路，并且有充分的权利和能力去执行他们做出的决定，这样就可以很快的将计划付诸实施，而不会因为过长的审查讨论过程导致实施的延误。二、公私结合的举措。库里蒂巴市的Metrobus系统由一家属于市政府管理的城市公交公司（URRS）管理，这家公司属于公私合营公司（市政府占的股份为99%，私人占1%），公司总经理由市政府任命。公司管辖10家私人公司，私人公司从URBS得到持有公交车辆和提供公交服务的运营许可，拥有车队并且负责完成具体的运营。州政府给私人公司提供方便，如私人公司向银行贷款由州政府担保。这种公私结合的合作方式由公共管理机构确定长期的规划，可以避免因过分关注局部利益使得规划线网不合理而造成的资源浪费，而由私人公司投入主要的建设运营资金，可以在相当程度上减少政府的负担，并保证库里蒂巴市公交系统的良性发展。三、运营与票制系统的分离。票制系统则由一个公交系统基金会负责。这个基金会专门设有一个机构来研究按里程定票价的票制体系，采用市政府控制运营里程、私人公司完成运营里程和基金会发售车票的管理体制。本文执笔：程秀生 陆化普 王晓明查阅：已获批28个城市的轨道交通线路规划详解图（更新中）查阅：2012年全国各省市城市轨道交通项目概览（更新中）查阅：城市轨道交通中标企业

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