（交通运输规划与管理专业论文）城市综合客运换乘枢纽规划及设计方法研究.pdf

摘要 摘要 城市综合客运换乘枢纽作为锚固城市交通网络体系的基础、各种客运交通方式衔接的纽带，以及 城市客运交通多种交通方式换乘组合的基地，其规划布局、功能定位、设施资源配置、衔接换乘模式 以及客流交通组织等因素将对城市客运交通网络的运输效益产生决定性的影响。我国部分已建成的换 乘枢纽换乘不便和衔接水平低下的状况说明对其规划设计理论作前瞻性、整体j 性的研究是十分必要的。 本文主要针对现有规划设计理论与方法的空白点和薄弱点在大量查阅相关文献和研究成果的基础上， 采用理论分析与国内外发展经验相结合的方法，从我国城市客运换乘枢纽的发展趋势、规划布局、客 流量预测，配置设施规模、交通设计以及换乘效率评价方法等六方面开展研究，以期推动和完善城市 综合客运换乘枢纽的规划设计理论。 在对城市综合客运换乘枢纽进行分类的基础上从城市交通体系及枢纽自身规划建设两个层面出 发，总结了我匡l 城市客运换乘枢纽存在的问题，提出了相应的解决建议；结合国外发展情况及我国大 城市客运交通模式的发展方向，研究探讨了我国城市综合客运换乘枢纫的现状及发展趋势。 通过分析对外客运换乘枢纽与城市公共交通换乘枢纽在规划布局中的特点，以城市客运换乘枢纽 宏观布局形态为基础，分别探讨了城市对外客运换乘枢纽及公共交通换乘枢纽在布局选址中的影响因 素、规划原则、程序及方法，建立了模糊灰关联及交替选址联合应用的对外客运换乘枢纽选址规划模 型和分级标定的城市公共交通换乘枢纽选址规划模型，提出了两类枢纽的规划布局方法。 通过对换乘枢纽车站客流时空分布特征及换乘枢纽客流生成区域的研究，提出了客运换乘枢纽合 理区及影响区的概念并对二者范围的确定进行了探讨。在充分考虑城市用地及城市交通网络等影响因 素的基础上，从系统、全局角度出发，应用遗传神经网络建立了基于历史数据的单体换乘枢纽客流量 发生预测模型；并在将客运换乘枢纽纳入到整个城市交通系统中的情况下，对其客流量生成预测、交 通阻抗、o d 矩阵变换、交通方式划分预测进行了研究和探讨，建立了可持续发展的客运交通方式分担 率宏观优化模型和基于模糊神经网络和模糊逻辑的换乘方式选择模型；最后，结合换乘枢纽的特点 建立了基于枢纽站点的多路径一容量限制分配模型并对枢纽客流集散量与换乘量的计算方法进行了探 讨。 在研究了枢纽客流集散量及换乘量的基础上，充分考虑枢纽周围土地利用性质、土地开发强度等 因素的影响，以集散客流及换乘客流为研究目标，分析了对外客运换乘枢纽站场类设施及步行所需的 规模，深化了城市轨道交通换乘枢纽中站场类设施、集散类设施及通道类设施规模的计算方法，提出 了常规公交换乘枢纽的站场规模、自行车停车场规模及社会车停车场规模的计算方法。 在枢纽客流需求及规模已经确定的情况下，结合国内外换乘枢纽交通设计的经验与启示。对城市 对外换乘枢纽及公共交通换乘枢纽的交通设计方法进行了理论及实践探讨。深入研究了常规公交间、 常规公交与其它交通方式、轨道交通间及轨道交通与其它交通方式的换乘设计方法；提出了铁路客运 枢纽中以公交换乘为重点及以公交换乘和综合开发为主的两种设计方法；结合航空客运枢纽及公路客 运枢纽各自的特点及存在的问题，对其换乘设计的方法进行了有针对性的研究。 最后，通过对城市客运换乘枢纽评价指标体系建立的原则，选取指标的方法等方面的探讨，建立 了城市综合客运换乘枢纽规划布局方案以及交通设计方案的换乘效率综合评价指标体系，首次提出了 各级别的指标分值；根据a i i p 法、多目标灰关联法及d e a 方法三种数学方法在评价中应用的异同，提 城市综合客运换乘枢纽规划及设计方法研究 出了城市客运换乘枢纽的评价方法，并运用其对沈阳市的六个对外客运换乘枢纽站送行了评价实例分 争 析结果表明，该方法切实可行。 关键词：城市；客运换乘枢纽：交通网络；换乘模式；规划布局；布局选址；合理区；影响区；集散 量；换乘量；设施；规模；交通设计；评价指标体系 a b s t r a c t a b s t r a c t u r b a nc o m p r e h e n s i v ep a s s e n g e rt r a n s f e rh u bi st h ef u n d a m e n t a lf a c i l i t i e st oa n c h o ru r b a nt r a n s p o r t n e t w o r ks y s t e m ，t h et i e st oj o i n tv a r i o u su r b a np a s s e n g e rt r a f f i cm o d e sa n dt h eb a s et ot r a n s f e ra n dc o m b i n e m a n i f o l dt r a f f i cm o d e so fu r b a np a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o na g r e a td e a lo ff a c t o r sp l a yad o m i n a t i n gr o l ei n t r a n s p o r t a t i o ne f f e c t i v e n e s so fu r b a np a s s e n g e rt r a n s p o r tn e t w o r k ，f o re x a m p l e ，p l a n n i n ga n dl a y o u t ，f u n c t i o n o r i e n t a t i o n ，f a c i l i t i e sa n dr e s o u r c e sd i s t r i b u t i o n ，t r a n s f e rp a t t e r n s ，a n dt r a f f i co r g a n i z a t i o no f p a s s e n g e rf l o w a p a r to f t r a n s f e rh u b sb u i l ti no u rc o u n t r ya r ei n c o n v e n i e n tf o rt r a n s f e ra n do f l o w - l e v e lj o m i i ti si n d i c a t e dt h a t i t sq u i t en e c e s s a r yt os t u d yi n s i g h t f u la n di n t e g r a t i v ep l a n n i n ga n dd e s i g nt h e o r yo ft r a n s f e rh u b s i nv i e wo f t h ev o i dv a c u u ma n dw e a kp o i n t so f e x i s t i n gt h e o r i e sa n dm e t h o d so f p l a n n i n ga n dd e s i g n ，o nt h eb a s i so f c o n s u l t i n gal a r g ea m o u n to f r e l e v a n tl i t e r a t u r ea n dr e s e a r c ha c h i e v e m e n t s ，b ym e a n so f c o m b i n i n gt h e o r e t i c a l a n a l y s i so fd o m e s t i ca n df o r e i g nd e v e l o p i n ge x p e r i e n c e ，a n df r o ms i xa s p e c t so fd e v e l o p m e n tt r e n do fu r b a n p a s s e n g e rt r a n s f e rh u bi no u rc o u n t r y , p l a n n i n ga n dl a y o u t ，f o r e c a s t i n gp a s s e n g e rv o l u m e ，s c a l eo f d i s t r i b u t i n g f a c i l i t i e s ，t r a f f i cd e s i g na n de v a l u a t i o nm e t h o do ft r a n s f e re f f e c t i v e n e s s ，t h es t u d yi sd e v e l o p e d ，s oa st o p r o m o t ea n do p t i m i z et h ep l a n n i n ga n dd e s i g nt h e o r yo fu r b a nc o m p m h e u s i v ep a s s e n g e rt r a n s f e rh u bi nt h i s p a p e r , f i r s to f a l l ，b a s e do nc l a s s i f y i n gu r b a nc o m p r e h e n s i v e p a s s e n g e rt r a n s f e rh u b ，a n dt w of a c e t so f p l a n n i n g a n dc o n s t r u c t i o no fh u ba n du r b a nt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m , t h eu b i q u i t o u sp r o b l e m so fu r b a nc o m p r e h e n s i v e p a s s e n g e rt r a n s f e rh u bi nc h i n ai ss u m m a r i z e d ，t h er e l e v a n ts o l u t i o ni sp u tf o r w a r d a n dt h e n ，b yc o m b i n i n g f o r e i g nd e v e l o p m e n tc k c u m s t a n c e sw i t hd e v e l o p m e n tt r e n do fp a s s e n g e rt r a f f i cp a r e mi nb i gc i t i e si no u r c o u n t r y ，o u rs t a t u sq u oi ss t u d i e da n dt h ed e v e l o p m e n td i r e c t i o no fu r b a nc o m p r e h e n s i v ep a s s e n g e rt r a n s f e r h u bi sp r o b e di n t o t h ea n a l y s i so f c h a r a c t e r i s t i c so f e x t e r n a lp a s s e n g e rt r a n s f e rh u ba n du r b a np u b l i ct r a n s p o r t a t i o nt r a n s f e r h u bi np l a n n i n ga n dl a y o u ti ss h o w e d ，b a s e do nm a c r o s c o p i c a ll a y o u ta n df o r m so fu r b a np a s s e n g e rt r a n s f e r h u b ，t h ei n f l u e n c i n gf a c t o r sa n dl o c a t i o np l a n n i n gp r i n c i p l e ，p r o c e s s ，a n dm e t h o di n l a y o u tl o c a t i o na r e d i s c u s s e d a f t e r w a r d , t h el o c a t i o np l a n n i n gm o d e l so fe x t e r n a lp a s s e n g e rt r a n s f e rh u b ，w h i c ha p p l i e sf u z z y g r e yr e l a t i o n s h i pm o d e la n da l t e m a n tl o c a t i o nm o d e lt o g e t h e r , a n dt h el o c a t i o np l a n n i n gm o d e l so fu r b a n p u b l i ct r a n s p o r t a t i o nt r a n s f e rh u bt h a ti so nt h eb a s i so f m a r k i n gi ng r a d er r ef o u n d t h ep l a n n i n ga n dl a y o u t m e t h o d so f s u c ht w ok i n d so f h u b sa r ea l s op r o p o s e d 1 1 1 i r d l y , b yw a yo fs t u d y i n gt h es p a t i a l - t e m p o r a ld i s t r i b u t i o n c h a r a c t e r i s t i c so fp a s s e n g e rf l o wi nt h e s t a t i o n so ft r a n s f e rh u ba n dt h ea r e ao fp a s s e n g e rf l o wg e n e r a t i o ni nt r a n s f e rh u b ，t h ec o n c e p t i o n so fr a t i o n a l a r e aa n di n f l u e n c i n ga r e ao f p a s s e n g e rt r a n s f e rh u ba r ed e f i n e d ，t h e n ，d i s c u s sh o wt of i xt h er a n g eo ft h et w o o n t h e b a s i so f s u f f i c i e n tc o n s i d e r a t i o n o f a l l k i n d so f f a c t o r s ，u r b a n l a n d u s e ，u r b a n t r a f f i c n e t w o r ka n ds oo n , p r o c e e d i n gf r o mt h es i t u a t i o nt a k e ns y s t e m i c a l l ya n dc o m p r e h e n s i v e ly ，a n da p p l y i n gg e n e t i cn e u r a ln e t w o r k ，a f o r e c a s t i n gm o d e lo fp a s s e n g e rv o l u m eg e n e r a t i o ni nas i n g l et r a n s f e rh u bi sp r e s e n t e d , w h i c hi sf o u n d e do n h i s t o r i c a ld a t a m o r e o v e r , u n d e rt h ec i r c u m s t a n c e so fb r i n g i n gp a s s e n g e rt r a n s f e rh u bi n t ot h ew h o l eu r b a n t r a n s i ts y s t e m ，s t u d ya n dd i s c u s s p a s s e n g e rv o l u m eg e n e r a t i o nf o r e c a s t ，t r a f f i ci m p e d a n c e ，o dm a t r i x t r a n s f o r ma n dt r a f f i cm o d e s p l i tf o r e c a s t t h e n ，s e tu pt h ef o r e c a s t i n gm o d e lo fp a s s e n g e rt r a f f i cm o d er a t i o b a s e do ns u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n tf i n a l l y , c o m b i n a t i o nw i t ht h ec h a r a c t e r i s t i c so ft r a n s f e rh u b m u l t i m u t e 城市综台客运换乘枢纽规划及设计方法研究 p r o b i t - b a s e dl o a d i n gm o d e lb a s e do ns t a t i o ni nh u bi sm a d ea n dt h ec a l c u l a t i o nm e t h o d so fc o l l e c t i n ga n d d i s t r i b u t i n gv o l u m ea n dt r a n s f e rv o l u m e i nt h eh u ba r ed i s e u s s e d d or e s e a r c ho i lt h ep a s s e n g e rc o l l e c t i n ga n dd i s t r i b u t i n gv o l u m ea n dt r a n s f e rv o l u m e ，a tt h es a l n ct i m e ， c o n s i d e rs u c hi n f l u e n c i n gf a c t o r sa sn a t u r eo fl a n du s ea n dt h t e n s i t yo fl a n dd e v e l o p m e n ta r o u n dt h eh u b a i m i n gt oc o l l e c ta n dd i s t r i b u t ep a s s e n g e r sa n dt r a n s f e rp a s s e n g e r s ，t h en e c e s s a r ys c a l e so fs t a t i o nf a c i l i t i e s a n da m b u l a t i o ni ne x t e r n a lp a s s e n g e rt r a n s f e rh u ba r ea n a l y z e d m o r e o v e r ，t h em e t h o do f h o wt oc a l c u l a t et h e s c a l e so fs t a t i o nf a c i l i t i e s ，c o l l e c t i n ga n dd i s t r i b u t i n gf a c i l i t i e sa n dw a i t i n gf a c i l i t i e s ，i sd e e p e n e d t h e r e f o r e ， t h ec a l c u l a t i o nm e t h o d so f t h es c a l eo f s t a t i o n si nc o n v e n t i o n a lp u b l i ct r a n s p o r t a t i o nt r a n s f e rh u b ，b i c y c l ep a r k a n ds o c i a lv e h i c l e sp a r ka r ed e d u c t e d ， w h e np a s s e n g e r sd e m a n da n ds c a l eo f t h eh u bh a v eb e e n 触e d 1 i n kt h ed o m e s t i ca n df o r e i g ne x p e r i e n c e w i 山e n l i g h t e n m e n ta b o u tt r a f f i cd e s i g n ，s oa st od i s c u s st h et h e o r ya n dp r a c t i c eo ft r a f f i cd e s i g no fu r b a n p u b l i ct r a n s p o r t a t i o nt r a n s f e rh u ba n de x t e r n a lp a s s e n g e rt r a n s f e rh u b af j u r t h e rr e s e a r c ho nd e s i g nm e t h o d s o nt r a n s f e rb e t w e e nc o n v e n t i o n a lp u b l i ct r a n s p o r t a t i o n s ，c o n v e n t i o n a lp u b l i ct r a n s p o r t a t i o na n do t h e rt r a f f i c m o d e s ，r a i lt r a n s p o r t a t i o n s ，r a i lt r a n s p o r t a t i o na n do t h e ru r b a nt r a f f i cm o d e s ，i sc a r r i e do u t t w os o n so f d e s i g nm e t h o d sf o rr a i l w a yp a s s e n g e rh u ba r es u g g e s t e d o n ee m p h a s i z e so np u b l i ct r a n s p o r t a t i o nt r a n s f e r , a n dt h eo t h e rr e l i e sm a i n l yo np u b l i ct r a n s p o r t a t i o na n ds y n t h e t i c d e v e l o p m e n t t a k i n gt h er e s p e c t i v e c h a r a c t e r i s t i c sa n de x i s t i n gp r o b l e m so fa v i a t i o np a s s e n g e rt r a n s p o r th u ba n dh i g l l w a yp a s s e n g e rt r a n s p o r t i n t oa c c o u n t ，ap o h i t e ds t u d yo nt h e i rt r a n s f e rd e s i g nm e t h o d si sc a r r i e do n l a s tb u tn o tl e a s t ，b ym e a n so ft h es t u d yo ns e t t i n gu pp r i n t i p l e ，c h o o s i n gm e t h o m 似h 戳、， j 一鳅粥炉凇c 、2 外围区4 5 ，7 j 哆,瑚彬龇0 、，y , - i , 0 。，7 。z 馈p7 ，警7 ，k 卜、 功能片区 + 了_罐爱g 多g 多挣研二 t 7 能粥，。，酋7 ，如h 甲y 埘( ，垃0n 爿妣础o z y ，吣 i 仔“嗤荒，) 、q 核心e 乒计7l w 每y 制o ，7 4 l 、市区 h1 6 。瞥一一o 、 ll u l ls= d 卜一k l 、上一一一 十r r 对外客运换乘枢纽蔷j 出站址 ，市级公共交置换集枢纽备琏站址 中心区级公共变通挟乘框纽备进站址 边缘组团缎公共变通换乘枢纽各琏站址 片匿级公共交通挟熏枢纽备选站址 外围衔接区级公托变通换乘枢纽蔷造站址 图3 1 城市客运换乘枢纽选址规划平面示意图 东南大学博士学位论文2 0 第三章城市综合客运换乘枢纽布局规划方法研究 图3 2 城市客运换乘枢纽布局规划方法流程图 3 4 城市对外客运换乘枢纽布局选址规划 3 4 1 城市对外客运换乘枢纽布局选址的影响因素分析 城市对外客运换乘枢纽是城市交通的基础设施之，换乘枢纽场站的建设，关系到整个客运网络 的布局。国内外对外换乘枢纽发展历史表明，道路运输市场的培育和建设与枢纽场站的布局台理与否 有着密切的联系。没有合理的对外枢纽站场群体为依托的道路运输市场，无法实现其虽佳的社会效益 与经济效益。在进行对外客运换乘枢纽布局规划时，首先要对相关区域内的土地利用性质、城市发展 形态及客流的集散点进行详细分析，应做到既有利于乘客的中转换乘，也要满足城市的发展需要，现 就有关上述内容分析对外客运换乘枢纽的影响因素。 1 、交通需求与供给的平衡关系的影响 通过对交通需求与供给之间平衡关系的研究，可以得出城市交通方式之间的换乘关系，提出该对 外枢纽合理的交通设施分布，这对枢纽备选场址的确定有着极大的影响作用”； 2 、城市总体布局的影响 大型对外客运换乘枢纽建设对周边相当范围内的城市发展有着强烈反应，只有在城市规划具体明 城市综合客运换乘枢纽规划及设计方法研究 确的前提f ，才能协调区域内各种性质土地间的关系，指导区域内城建项目的建设。困此，城市总体 布局规划对换乘枢纽选址的影响是不能低估的。同时，换乘枢纽的规划建设也影响着城市总体布局规 划，城市规划最主要的工作是功能研究，其中交通功能又是晟重要的功能，以交通规划引导城市土地 规划，已成为当今城市规划行业的潮流，这一规划思路在城市对外换乘枢纽所在地区就更有意义。 3 、交通规划及相关专项规划的影响 城市大型对外客运换乘枢纽一般结合城市已有的交通枢纽或在其附近地区进行建设这些地区通 常在城市交通摄复杂、问题最突出的区域( 如火车站前) 。因此，在枢纽进行重新规划建设时，交通规 划、公交规划、停车场规划及其他相关专项规划就极大的影响着该地区的交通平衡关系，对明确枢纽 场址起着关键作用。 4 、城市人口规模与分布形态 城市人口密度、工作岗 _ ：) ：密度等反映人1 2 1 规模与分布形态的指标对客流的产生及其流向有重要影 响，因此有必要详细分析现状和规划的城市人口分布和客流集散点分布的形态。 5 、城市的自然地理条件及人文地理环境 城市的地质、地形、地貌等自然条件会限制对外换乘枢纽的规划选址以及枢纽内部设施的布局形 态，同时枢纽的规划布局必须遵守国家对历史文物、自然风景区等方面的保护性法规。 3 4 2 对外客运换乘枢纽的选址规划原则 由于城市轨道交通的发展，以及城市卫星城镇的建设，城市居民大量外迁到城市近郊及远郊区。 市中心的居民比例逐年递减，对外客运换乘枢纽服务的主要对象已转移到近远郊。在这种情况t - ，再 强调客运站深入市中心己不合时宜，因此对外客运换乘枢纽的布置原则应该是： ( 1 ) 与城市总体布局规划相协调”。对外客运换乘枢纽选址布局应与城市对外客运辐射方向、对 内客运辐射范围、城市土地利用布局规划以及居住区布局相适应，同时又要考虑客运换乘枢纽运营后 产生的噪声、污染对周围环境的影响； ( 2 ) 与道路交通规划、公共交通规划以及综合客运网络的发展相协调。对外客运换乘枢纽场站应 与其他客运设施和综合交通运输网络有便捷的交通联系，以方便乘客集散和中转换乘； ( 3 ) 重视现有设施的利用改造，解决建设投资问题。随着交通运输业的发展，城市土地资源的 有限性与交通需求问的矛盾日益突出。对外客运换乘枢纽在布局选址时，应充分考虑利用现有场站设 施，减少拆迁工作量，避免占用已有的建筑用地和补偿费用过高的其他用地； ( 4 ) 引导多交通方式的综合协调。充分考虑枢纽场站在整个城市交通网络中的地位以及与其他交 通方式的相互协调、相互依托，从而保证整个城市交通运输系统在运行过程中的连续性，实现各种交 通方式的相互协调和整个规划区域的规划目标； ( 5 ) 客运站的位置应避开城市中心区的黄金地段，设在市区边缘的适当地点，以满足市区居民和 近远郊客流两方面的需求； ( 6 ) 客运站位置及数景必须满足“交通时间效应”和“换乘次数效应”的要求。交通时间是指居 民由出发地到达目的地心理承受的极限值，换乘次数是居民出行的心理期望值，这是居民心理的普遍 规律； ( 7 ) 霁运站的位置还必须遵循枢纽站运营的要求，进出站的旅客要运行便捷，不改变运行方向， 东南大学博士学位论文 第三章城市综合客运换乘枢纽布局规划方法研究 不迂同折角； ( 8 ) 适应需求，留有余地，实现城市交通可持续发展。这要求枢纽的选址既要满足服务区域内礼 会经济发展对乘客的需求还要考虑未来发展。 3 4 3 选址程序及方法 ( 1 ) 分析所在城市或区域的经济发展规划，按照客运换乘枢纽的规模等级和布局原j l ! | j ，确定对外 换乘枢纽的合理区及影响区； ( 2 ) 分析城市主要出入干道及市内干道的位置、数目及发展变化趋势根据城市道路网的布局规 划和主要客源发生吸引情况咀及+ 地利用特征等因素，将影响区域划分成几个客运大区( 火区的范闱 视换乘枢纽的规模确定) ； ( 3 ) 以并大区内对客流运输起关键作用的小区为代表该大区的节点，根据城市主要出入干道和各 大区之间的主要交通干道，应用t r a n g i s 软件，绘制道路运输网络图，输出各节点之间的实际道路 长度并标注在图上，即获得了客运换乘枢纽总体布局的草图； ( 4 ) 根据客运量调查统计资料，确定规划期每一大区的客流运输总量，按照客运枢纽的规模等级 的要求，确定每个大区客运换乘枢纽的适站量，决定每个大区内应设置的客运换乘枢纽的场站数目“； ( 5 ) 详细了解大区内现有换乘枢纽场站的分布及改、扩建能力计算按可能规模改、扩建现有枢 纽场站所需费用，确定备选枢纽场站地址； ( 6 ) 建立选址模型，进行选址计算，初步确定该级别的换乘枢纽场站总体布局； ( 7 ) 通过选址模型的理论计算，在满足要求的所有备选场址中确定最佳客运换乘枢纽的场址。 3 4 4 对外客运换乘枢纽选址规期模型一模糊灰关联及交警选址联合应用模型 对外客运换乘枢纽与乘客出发地和目的地构成了一个复杂的交通运输系统( 如图3 - 3 ) ，其中涉及 到该区域内的社会、经济和技术等一系列问题，枢纽选址涉及到的因素很多，有定量的，也有定性的， 因此必须针对相应规模等级的换乘枢纽进行多因素综合平衡。 出发地 换乘枢纽 目的地 图3 - 3 乘客换乘结构豳 本节从规划角度及效益分析两个层蕊、两个方向入手，分剐运用模糊灰关联法和交替选址规划模 型对对外换乘枢纽的选址进行了分析。关于在实际工程中的应用，笔者建议两个模型结合运用，以达 到最优选址。 1 、模糊灰关联法 影响对外换乘枢纽选址的定量因素主要是指枢纽场站的建设投资、交通运输费用和组纵管理费用， 通常枢纽选址应在符合选址规划原则的前提下，使各项费用之和晟小。 影响对外换乘枢纽选址的定性因素包括国家和城市的交通政策、法规、经济政策、城市总体布局 东南大学博士学位论文 2 3 城市综合客运换乘枢纽规划及设计方法研究 规划、城市+ 地利用规划以及城市经济发展规划等，这些因素不易量化，但往往是构成换乘枢纽选址 的重要约束条件，甚至是先决条件，必须予阻足够重视。 采用灰关联分析法对一个系统发展变化态势作定量描述和比较，其目的是为了寻求系统中各因素 的主次芙系，找出影响系统目标值的重要因素，从而掌握系统的主要特征，促进和引导系统迅速而有 效的发展。 城市对外客运换乘枢纽的选址即可用上述灰色系统来表征，其影响因素之间，如土地利用协调度、 城市结构协调度等之间的关系也为不确定的灰关联关系，通过分析其相关联程度，可以确定换乘枢纽 选址的优化目标函数，进而提高换乘枢纽的服务效率。 影响对外换乘枢纽的因素指标按其类型可以分为效益型指标和成本型指标，效益型指标是芷向指 标，而成本型指标是负向指标；p 2 土地利用协调度“j 、城市结构坍调度蚴、相关交通规划协调度幻及 总体交通效率提高水平指数蛳作为效益型指标，以建设运营费用嘶和平均换乘间距蜥为成本型指标， 假定共有n 个备选客运换乘枢纽场址，则城市客运换乘枢纽选址问题，可以描述为以下形式： 爿= 备选场址，备选场址幺，备选场址月 = f 儿如“以) 为各选客运换乘枢纽集合： u = m 。，m ，为影响换乘枢纽选址的因素指标，对于换乘枢纽4 4 ，按第个指标“，进行剁 度，得到4 关于的“j 指标值吩( ，吐z ；n d 2 j ，z j ，”二卯。 w 2 ( ，m ，w 6 ) 为属性的权重向量，其中叶= 1 。 假设存在一理想换乘枢纽a ，则其因素指标r o ，满足： m a x ( r 1 ，t ，勺) 因素指标，为效益型指标、 r 0 ，2 1 m i n ( 1 ，哇勺) 因素指标 ，为成本型指标 门1 从而构成方案集4 对指标集【，排序决策矩阵r = ( 勺) l 6 ( f = o ，1 ，2 ，n ； ，= 1 ，2 ，6 ) 。 由于影响因素相互之间通常具有不同的量纲和数量级，不能直接比较，为了消除量纲和量纲单位 不同所带米的不可公度性，决策之前首先应将因素指标进行无量纲化处理，生成初值化矩阵 r 2 ( 巧) 。姗，其中： 巧2 2 o 1 加吲j = 1 2 ，6 ) ( 3 _ 2 ) 易知初值化矩阵r 中“= ( t o 1 ，嚷) 仍为理想换乘枢纽场址。将理想换乘枢纽场址矩阵4 作 为参数数据列，将初值化矩阵r 作为比较数据列，就可以得到其他方案与理想换乘枢纽的关联度矩阵 c = ( c _ f ，) 咖州) ( f = o ，1 ，n ；= 1 州2 _ 6 ) ，其中： 东南大学博士学位论文 第三章城市综合客运换乘枢纽布局规划方法研究 ( 3 - 3 ) 式中，常数p 称为分辨系数。它的作用在于调整比较环境的大小，当p = 0 时，环境消失；p = 1 时， 环境保持不变，通常取j 口- - o 5 。 一个对外客运换乘枢纽的选址是由6 个因素指标所确定的，它构成6 维因素指标空间u 中的一个 离散的方案点，进行多方案决策，就是比较空间己，中各换乘枢纽点与理想换乘枢纽间的关联度。很显 然，在这里c o = c 0 2 = = c o e = l 。 考虑权重影响，在加权向量w 的作用下构造增广型矩阵c7 为加权灰色关联决策矩阵： c = c = ( q ，q ，) = c 1 ， w l c 2 t ： w l e ： w 2 w 6 w 2 g ：w 6c 1 。 w 2 c 2 ：w 6 c 2 6 心。e 6 ( 3 - 4 ) 将每个换乘枢纽看成一个行向量( 矢量) ，则每个换乘枢纽丑与理想换乘枢纽a 0 2 - n 的夹角0 ，为灰 色关联投影角，夹角余弦为： q q i i c ；i h i c ；i l q ( 3 ，5 ) 从( 3 - 5 ) 式可知，夹角余玄越大表示换乘枢纽一，与理想换乘枢纽一。之间的变化方向愈一致，当 夹角余玄为0 时，表明该场址已为最佳枢纽场址。 决策方案4 。的模数4 可按下式计算： d i = 显然，若换乘枢纽4 接近理想换乘枢纽4 0 ， 近。因此将模的大小与夹角余弦的大小结合考虑 之间的接近程度。 ( 3 - 6 ) 则不仅要求 与a o 的交角要小，而且模的大小要相 就可以全面准确地反映各换乘枢纽与理想换乘枢纽 称换乘枢纽a 。在理想换乘枢纽一。上的投影值为灰色关联投影值d l ，计算公式为 州叩厢赫寄v 智1 智。 式中 ：6q 哆( 3 - 7 ) ( 3 8 ) 东南大学博士学位论文 万旃 城市综合客运换乘枢纽规划及设计方法研究 谛为灰色关联投影权值。 经过上述步骤，就可以得到各换乘枢纽投影值，根据这些投影值的大小来确定或调整客运换乘枢 纽的选址，从而进一步优化客运换乘枢纽布局衔接及组织管理，提高枢纽的综合服务水平。 2 、交替选址规划模型 ( ”单站离散型选址模型的建立 在客运换乘枢纽、乘客出发地和目的地所构成的复杂系统中，对外客运换乘枢纽姓出发地和目的 地间的乘客集散地，而出发地和目的地具有分散性。枢纽如何选址才能与之相适应，并获得最大综合 经济效益是模型建立的关键，综合经济效益高意味着乘客经换乘枢纽集散的费用小，且枢纽的投资和 组织管理费用小。 单站离散性选址模型适用于在一个交通区域内的若干个各选地址中选择一个最佳地址作为该区的 换乘枢纽场站地址，确定了该区内场站地址后，再就经济区域内场站系数进行综合平衡，从而得到换 乘枢纽场站的合理布局选址”，据此，建立该问题的数学模型。 f 月 r a i n p ，k = ( 最+ 慨) 以+ ( + 纭) + ( g 。十) 鸠 ( 3 _ 9 ) 以4 ；( f = 1 ，2 ，；k = l 2 一，) = i d ，( ，= 1 ，2 ，n ；k = l ，2 ，) t = 1 ， j 。= = m 。( 女= 1 ，2 ，m ) 1 = i j = l x * 0 0 m i 0 矗0 0 式中，为出发地数目；m 为枢纽场站备选地址数目；h 为目的地数目；尸k 为每人从出发地i 到备 选换乘枢纽k 的交通费( 元从) ；为每人从出发地i 到备选换乘枢纽女的乘车时间( 分钟从) ；口为 时间换算系数；h h 为每人从备选换乘枢纽k 到目的地，的交通费( 元从) ；j 靠为年均每日从出发地i 到备选换乘枢纽k 的客运量( 人次日) ；为每人从备选换乘枢纽到目的地，的乘车时间( 分钟人) ； ，为年均每日从各选换乘枢纽到目的地，的客运量( 人次日) ；肘t 为备选换乘枢纽k 的最大换乘客 运量( 人次日) ；野为备选换乘枢纽单位客运换乘量的固定费用( 元人次) ：r 为备选换乘枢纽k 单位客运换乘量的经营费用( 元人次) ；a 。为出发地i 产生的客源量( 人次日) ：d ，为目的地，的客运 需求量( 人次日) ：p r k 为换乘枢纽选在地址i 时的总费用。 式( 3 - 9 ) 给出的目标函数表示在个各选换乘枢纽地址中确定一个枢纽场站所需要的总费用。式 ( 3 9 ) 的约束条件表明，出发地j 的客运发送量不能大于该地的客源量；目的地，的接收客运量不能 小于该地的客运需求量；同时，客运换乘枢纽膏本身不能产生客运量，也不能消耗客运量。 东南大学博士学位论文 第三章城市综合客运换乘枢纽布局规划方法研究 单站离散型选址模型是在明确了有关交通运输费用和需求的条件下，不论备选换乘枢纽地址有多 少，只要是同一级别的换乘枢纽，对每个备选换乘枢纽地址用式( 3 9 ) 求解出费膈以，然后在其中选 择最小者即可。但如果备选地址过多，搜集有关交通运输费用、经营管理费用及投资费用的数据就相 对比较困难，这就可能在求解和比较过程中产生较大的误差，以致得到的结果仅具有相对意义。 ( 2 ) 交替选址一分配模型 对外客运换乘枢纽选址往往是多站选址问题，上述单站离散型选址模型仅仅确定了每个交通大区 内的换乘枢纽地址，这种换乘枢纽的站点分布能否使该区域内枢纽站点群体总费用最小，而且客源发 生地及客源吸引地之间的乘客应在哪个对外换乘枢纽换乘，都是在对外换乘枢纽选址中应该研究解决 的问题。采t e f j 交替选址分配模型，可得出这一问题的最优解或近似最优解，模型如下： r a i n p ，= 己 ( 3 - l o ) 尸r 为该区域内枢纽场站群体的最小总费用。 求解方法： 根据所划分的交通大区，确定各大区的客源地、客流目的地、客流量、运费及各选枢纽的场站 地址； 对每个交通大区，按选址模型求解选址，得到区域内枢纽群体中的一个或几个对外换乘枢纽地 址； 检查每个客源地和客流目的地，验证其到步骤中求出的枢纽地址的距离是否比到其他大区的 枢纽地址距离远，如果有这样的情况出现，则重新划分交通大区； 采用上述交替选址一分配模型计算区域内枢纽场站群体的最小总费用。 经过上述步骤的循环计算，求得的解可认为是客运换乘枢纽最优选址方案，经过多次重复应用交 替选址模型进行迭代，可以得到最优的选址方案。 ( 3 ) 考虑定性因素影响的客运换秉枢纽选址模型 上述两种选址模型仅仅考虑了影响客运换乘枢纽选址的定量因素，实际上对外换乘枢纽选址是一 项政策性很强的综合性工作，在选址过程中还要考虑