社会经济不断发展,城市化进程不断推进,城市交通拥堵日益加剧,为寻求城市交通拥堵问题的出路,大多数城市将优先发展公共交通作为其城市交通发展战略。优先发展公共交通其根本目的就是改善城市出行结构,让更多的居民选择公交出行,吸引更多居民选择公交出行的原因除了公交的可达性和方便性外,更重要的是其提供服务的可靠性、平稳性和运行效率。只有深刻挖掘公交运行过程中影响因素对可靠性、平稳性和运行效率的作用机理,才能从根源上抓住提高公交服务水平的关键。因此,研究公交运行过程中的影响因素,尤其是客流需求、信号控制和驾驶行为等动态影响因素对可靠性、平稳性和运行效率的作用机理,对提高公交运行服务水平有重要的意义,将有效提高公交运行服务水平,提高公交分担率,改善城市出行结构,有效缓解城市交通拥堵。本文以无干扰公交专用道为研究对象,以运行服务水平(可靠性、平稳性和运行效率)作为研究目标,应用回归、概率建模思想和仿真试验等研究方法,从公交在两个站点之间运行的微观角度入手研究客流需求、信号控制等动态影响因素对公交运行可靠性、平稳性和运行效率的作用机理。本文的主要研究成果包括如下几个方面。1.可靠性作用机理研究。建立到站时间间隔与停靠时间、交叉口延误关系模型,停靠时间与上下车乘客数量关系模型,交叉口延误与信号周期、绿信比关系模型,然后得出可靠性综合模型；控制停靠时间和交叉口延误变化用matlab仿真得到上下车乘客数量、绿信比、信号周期与可靠性的作用关系图。主要得到结论：(1)上车乘客和下车乘客对可靠性的影响都是分阶段的,在刚超出上车乘客和下车乘客数量期望值的时候,对可靠性影响程度最大,每增加一个上车或下车乘客,可靠性降低较为明显；(2)随信号周期增大,可靠性降低,增加绿信比可以提高可靠性,因此设置公交优先信号或者公交绿灯提前可以明显提高可靠性；(3)交叉口延误对可靠性影响程度大于停靠时间,上车乘客对可靠性影响明显大于下车乘客,绿信比对可靠性影响程度大于信号周期。2.平稳性作用机理研究。基于两个方面进行研究,一个是建立驾驶员反应时间与加速度关系模型进行仿真；一个是建立贝叶斯公式分析公交车在交叉口可能处于的三种状态。主要得到结论：(1)驾驶员反应时间在[1,1.5)时,乘客感知舒适,平稳性良好,反应时间在[1.5,2.2)时,乘客感知较为舒适,平稳性一般,反应时间在[2.2,3.0)时,乘客感知不舒服,平稳性较差；(2)公交进入交叉口可能是完全不停车的概率是0.158,是不完全停车的概率是0.007,完全停车的概率是0.835,随着交叉口绿灯时间增加,既绿信比增大,在规定到达率的前提下,车辆在交叉口完全不停车出现的概率增加,完全停车状态出现的概率降低,平稳性提高。这也从数据上说明,提高绿信比车辆通过交叉口的可能性增加。3.运行效率作用机理研究。选取站点之间的区间运行速度作为运行效率的量化因子,分别建立上下车乘客数量、信号周期和绿信比与运行速度的回归模型,用SPSS回归分析得到运行速度与影响因素的关系,结论如下：(1)公交运行速度与上车乘客和下车乘客均成二次曲线关系,随着下车乘客和上车乘客数量增加,运行速度逐渐减小,但是减少趋势渐缓；(2)公交运行速度与绿信比呈负指数函数关系,随着绿信比的增加运行速度逐步增加,这说明提高绿信比可提高运行效率,设置公交信号优先将有力提升运行效率；(3)相对于下车乘客、上车乘客和绿信比,信号周期对运行效率的影响不显著。