（交通运输规划与管理专业论文）浙江省综合运输枢纽宏观层次研究.pdf

独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 关于论文使用授权的说明 渺 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：盔塑皇墨至导师签名：囝日期：塑婴： 摘要 摘要 综合运输枢纽作为一体化综合运输体系的重要组成部分之一，是在综合交通 网络节点上形成的客货流转换中心。各种交通运输方式的有效衔接和协调工作需 要通过综合运输枢纽来实现。从研究方向上来讲，综合运输枢纽分为宏观综合运 输枢纽和实体综合运输枢纽，前者一般指枢纽城市或城市型枢纽( 2 0 0 7 年审议 通过的综合交通网中长期发展规划中提到的全国性综合交通枢纽、区域性综 合交通枢纽和地区性综合交通枢纽泛指枢纽城市) ；后者指具体的枢纽场站。前 者包含后者，并由后者组成。宏观综合运输枢纽与城市有着共生的关系，它是城 市对外交通和对内交通的桥梁与纽带，并与百姓的公共交通出行息息相关，已越 来越受到人们的普遍关注和重视。 本论文以综合运输枢纽城市为研究对象，并利用枢纽所依托的城市节点的经 济社会、运量等指标来反映枢纽功能的强弱及地位的高低，也就是城市节点重要 度的概念。论文充分总结和梳理了节点重要度的影响因素。从理论上讲，考虑的 因素越多，结果就越精确，但实际上任何预测模型或者计算公式都不可能涵盖所 有的影响因素，并且考虑的因素越多，可以应用的数据越少，最终的结果反而不 精确。模型或公式的可移植性差、不利于实际应用。本研究从简单性、实用性的 原则出发，选取节点经济社会、运输量以及公、铁、水、航的连接情况等影响因 素，针对枢纽服务对象的不同，分别利用主成分分析法计算客、货运综合运输的 重要度。最终采取聚类分析的方法，基于节点重要度，划分不同类别的节点，并 作为综合运输枢纽层次划分的主要依据。 最后，基于上述理论知识对浙江省区域内的综合运输枢纽层次划分进行深入 研究，旨在为浙江省级综合运输枢纽建设提供决策依据。从而在浙江省形成从国 家到地方层次分明、功能明确、协调发展的综合运输体系。并为浙江省综合运输 网的构建提供一定的依据。 关键词城市型综合运输枢纽：节点重要度；主成分分析；影响因素；层次划分 i i a b s t r a c t a b s t r a c t t h ei i l t e 铲a t e dt 瑚s p o r th u bw o r l ( s 嬲o i 圮o fi i n p o r t a i l tc o i n p o n e n t si i lt h e i n t e 伊a t e d 昀n s p o r ts y s t e m ，i sa c e n t i eo fp 弱s e n g e r sa n dn o wi nt h ec o r n p r e h e n s i v e 仃a n s p o r tn e 觚o r k f r o mr e s e a r c ho 场e c t s ，t l l ec o n l p r e h e n s i v ct r 锄印o r th u bi i l c l u d e s m a c r 0 缸e g r a t e dh l l b 姐dr e a j 缸e 孕m e dt m 璐p o r th u b 1 1 1 ef o m m e ri sr e f e r r dt 0h l l b c i t y ( t h ec o m p r e h e n s i v ec o m m u i l i c a t i o nm e d i u m 砒l dl o n g t e n nd e v e l o p m e n tp l a np u t f o r w a r di n2 0 0 7 ，h a sl i s t e dm a c r ot 瑚【n s p o r th l l bi n t om l t i o i l a lt 豫p o r th u b ，r e g i o i l a l t 姗s p o r th u b ，肌dl o c a l 衄l s p o r th u b ，d l i c ha r eh u bc i t e s ) 1 1 l 圮l a 仕e ri sn l es p e c i f i c h u bs t a l i o n 1 1 1 ef o 册e ri n c l u d e st h el a 戗e r 觚dc o m p o s e db yt l ：屺l a t t e r t h cm a c r o 缸e 舒a t e dt m s p o r th a sas y m b i o t i cr e l a t i o n s h i ph u bw i mt h ec i 劬i sab r i d g ea i l dt i e b e 觚e e nm et r a 瓶ci n s i d ea i l do u t s i d et l l ec i 劬a n di sc l o s e l yr e l a t e dt op u b l i c 缸觚s p o r t 龇1 dj o u m e y t 1 1 ep a p e rf o u c e so nm ec o m p r e h e n s i v et r a n s p o r th u bc i 坝m a k e su s eo ft h e e c o n o m i ca n ds o c i a lf a c t o r s ，觚街cv o l u m e ，a n dt h ea d v a n t a g eo f t r a n s p o r to fc i t yt o r e n e c tt 1 1 es t r e n 酉ha 1 1 dp o s i t i o no ft 1 1 eh l l b ，w 1 1 i c hi st 1 1 ec o n c e p to fi i l l p o r t a n c eo f c 时 n o d ，a l l df h l l ym a k e su pf a c t o r st 1 1 a t 幽l e n c e dt l l e h n p o i r t a n c eo fc 时n o d e t h e o r e t i c a l l y ，l em o r ei n n u e n c i n gf a c t o r si nt h em o d e la r ec o n s i d e r e d ，t h em o r e a c c u r a t et 1 1 er e s u l to ff o 棚m l am a yb e b u t 血f a c t ，锄yf o r e c a s tm o d e lo rf o h n u i a c o u l dn o tc o v e ra l lt h ef a c t o r si n f l u e n c i n ga n dc o n s i d e r e d ，t h em o r ed a t ab ea p p l i e dt o m ef i n a lo u t c o m e ，l ep on l a b l em o d e lo rf o n n m 毛i sn o tc o i l d u c i v et ot h ep r a c t i c 砒 a p p l i c a t i o n t l l i sd i s s e n a t i o np r o c e e d e d 丘d mt h e p r i n c i p l e s o ft h e g e n e r a l i 劬 s i m p l i c i 劬p r a c t i c a b i l i t ) ，a r l dc o n 矗肌e dt h em o s tb 硒i ca n di m p o r r t a i l ti n d e p e n d e n t v 耐a _ b l e s ，w 1 1 i c h i i l c l u d ee c o n o m i ca l l ds o c i a l f 砬t o r s ，t r a f n cv o l 啪e ，a r l dt h e a d v a n t a g eo ft 瑚s p o r to ft h en o d eo fac i 够a c c o r d i n gt om ed i 任e r e n tu s eo fm e i n t e 铲a t e d 仃a i l s p o nh u b ，b a s e do nt l l ep r i n c i p a lc o r n p o n e n ta i l a l y s i sm e t l l o dt o c o m p u t et 1 1 ei m p o n a n c eo fp a s s e n g e ra n df r e i g h tm m s p o r th u bs e p a r a t e l l y ，w i l i c hc 锄 a l s ob ed i v i d e di n t od i f l e r e n t c a t e g o r i e s o fn o d e sa c c o r d i n gt 0t l l e c l u s t e r i i l g m e t h o d w h j c hi st l l em a i nb a s i so fm e1 e v e lo fm e c o m p r e h e i l s i v e 仃a i l s p o r th l l b f i n a l l y ，m a k ead e e ps t u d yo ft h el l i e r a r c h yo ft l l ei m e 黜d 咖s p o r th u bi i l z h e j i a i l gp r o v i n c eb a s e do n l et 1 1 e o r i e sa b o v e ，t oc o n d u c tt h ec o n s t n l c t i o nt 1 1 e 血e g r a t e dt r a l l s p o r th u b 1 1 1 u s ，i nz h e j i a n gp r o v i n c e ，ac o o r d i n a t e dn e 伊a t e d t r a n s p o r ts y s t e mf r o mm en a t i o nt o l o c a li sf o 肌e d ，w h i c hc 锄a l s op u s h 协e e s t a b l i s h m e n to fi n t e g r a t e dt r a n s p o nn e t w o r kl n h e r l yi nz h e j i a l l gp r o v i n c e i l i 北京工业大学工学硕士学位论文 k e yw o r d st r a n s p o r th u bc i t y ；t h ei i i l p o n a n c e o fh u b s ；1 1 1 e p r i n c i p a l c o m p o n e n ta n a l y s i sm e t h o d ；f a c t o r s ；h i e r a r c h y i v 目录 目录 北京工业大学硕士学位论文i 摘要i a b s t l 鼍c t i i i 第l 章绪论 1 1 研究背景和意义：1 1 2 国内外文献综述2 1 2 1 综合运输枢纽的研究方向3 1 2 2 综合运输枢纽重要性的量化3 1 2 3 相关研究存在的问题9 1 3 研究的主要内容9 1 4 本章小结1 0 第2 章我国综合运输枢纽基本框架1 1 2 1 综合运输枢纽的理论体系1 1 2 1 1 交通枢纽和运输枢纽概念1 1 2 1 2 综合运输枢纽的内涵11 2 1 3 综合运输枢纽的分类1 2 2 2 城市型综合运输枢纽的发展1 4 2 2 1 理论研究1 4 2 2 2 实践应用1 4 2 3 综合运输枢纽城市层次划分1 5 2 3 1 枢纽层次划分的依据1 5 2 3 2 枢纽层次划分的目标1 7 2 4 本章小结1 8 第3 章综合运输枢纽重要性分析1 9 3 1 枢纽城市节点的选取1 9 3 - 2 评价指标的选取1 9 3 2 1 评价指标选取的原则1 9 3 2 2 评价指标体系的构建2 0 3 3 枢纽所在的交通区位分析2 2 3 4 枢纽重要度的计算方法2 4 3 5 本章小结2 6 北京t 业大学工学博士学位论文 第4 章应用实例2 7 4 1 浙江省基本概况2 7 4 1 1 浙江省地理区位和行政区划2 7 4 1 2 浙江省综合运输发展概况2 8 4 2 浙江省综合运输枢纽重要性量化2 8 4 2 1 浙江省综合运输枢纽节点选取2 8 4 2 2 浙江省综合运输枢纽交通区位量化。2 9 4 2 3 浙江省综合运输枢纽城市重要度计算2 9 4 3 浙江省综合运输枢纽城市层次划分结果4 0 4 3 1 综合运输枢纽城市聚类分析结果4 0 4 3 2 综合运输枢纽城市层次划分方案4 6 4 4 本章小结4 9 结论和展望5 1 l 、结论51 2 、展望5 2 参考文献。5 3 i 咐录! ；! ； 附录1 浙江省客运综合运输重要度计算的指标体系5 5 附录2 县级客运综合运输枢纽城市重要度得分。5 9 附录3 县级货运综合运输枢纽城市重要度得分6 l 攻读硕士学位期间发表的论文6 3 i 1 5 【谢6 q l u 第1 章绪论 1 1 研究背景和意义 第1 章绪论 本课题来源于交通运输部规划研究院的“浙江省综合运输体系前期研究 的 分报告“浙江省综合运输枢纽规划研究 部分。 目前，世界交通运输业发展主要有两大趋势。其中一种就是建立分工协作、 协调配合的综合运输体系【l j 。 改革开放以来，我国就一直把发展综合运输体系提到国家的重要议事日程并 逐步付诸实践。目前，我国综合运输体系迎来了大发展。首先，经过多年的发展， 全国交通运输总体能力大幅提高，各运输方式能力不足状况逐步缓减，已从初始 的各自为政扩大规模逐步向调整运输结构，提高运输效率，实施一体化运输的方 向发展，具备了多种运输方式之间合理分工、协作发展基础条件。 其次，迫于外界的压力。在全球环境恶化，资源枯竭的大趋势下，我国的运 输业在发展的同时给资源环境带来了很大的压力，也迫切需要建立资源配置合 理、资源整合的综合运输体系，发展资源节约、环境友好的现代交通运输业。 我国政府也积极在国家战略和制度上进一步推进我国综合运输体系的发展。 2 0 0 7 年国务院常务会议审议并原则通过了综合交通网中长期发展规划，这是 第一个全国性的涵盖铁路、公路、水路、民航及管道五种运输方式的总体空间布 局规划。2 0 0 8 年，根据十一届全国人大一次会议通过的有关国务院机构改革的 建议，国务院组建了交通运输部，并将原交通部、原中国民用航空总局的职责， 原建设部指导城市客运的职责整合划入交通运输部。大部制改革，为我国综合交 通运输体系的规划和建设从体制和机制上扫除的障碍，有利于加强完善公共服 务，社会管理，优化交通运输布局，加快形成便捷、高效、通畅、安全的综合交 通运输体系。 尤其，在现阶段国家拉动内需、加快发展的“大发展、大建设”阶段，切实 推进综合运输体系发展更具有特殊的现实意义【2 】。 综合运输枢纽作为一体化综合运输体系的重要组成部分之一，是在综合交通 网络节点上形成的客货流转换中心。综合运输中五种运输方式都有其适用范围， 有最适合各自的运输需求，各种运输方式具有不尽一致的技术经济特性，这也决 定了各运输方式之间存在着竞争、协作和垄断的关系【3 】。因此需要各种交通方式 之间互相配合，取长补短，发挥最大效用。这种配合联系要借助于综合交通枢纽 来协调完成。也就是说，各种交通运输方式的有效衔接和协调工作要通过综合运 北京工业大学工学硕七学位论文 输枢纽来实现。这是综合运输体系对综合运输枢纽的发展要求，也是综合运输通 道高效畅通的有力保障。 综合交通网中长期发展规划将综合运输枢纽和综合运输通道同时列为重 点规划和研究的内容，提出以构建一体化交通运输系统为出发点，并对综合运输 枢纽提出建设目标：实现旅客“零距离换乘 和货物换装“无缝衔接 。鉴于， 综合运输枢纽在综合运输体系中举足轻重的地位和作用。许多专家学者对综合运 输枢纽的定义、内容、规划等方法做了充足的研究。以前的研究和规划大多针对 的对象主要是单一运输方式的枢纽，并且更多的是具体的交通运输场站【3 】。近年 来，有关枢纽城市或者城市型枢纽的理论和应用得到不断地发展。2 0 0 7 年审议 通过的综合交通网中长期发展规划中将综合运输枢纽分为三个层次：全国性 综合运输枢纽、区域性综合运输枢纽和地区性综合运输枢纽，提出了要在全国上 下形成层次分明、功能明确的综合运输枢纽层次结构。目前，4 2 个全国性的综 合运输枢纽城市已经落实；国家公路运输枢纽布局规划中的1 7 9 个覆盖全国 范围的公路主枢纽。这些枢纽往往以一个城市为依托，不仅承担着联系全国交通 运输网的任务，还要负责城市对外交通的运输，并与城市交通系统有着密切的联 系。 此外，城市型综合运输枢纽还在衔接、协调城市内部的城市交通与城市外部 的大交通中发挥着不可或缺的作用。在如今，城市交通自身越来越复杂，拥堵越 来越严重的情况下，城市型综合运输枢纽越来越得到大家的一致的认识和重视。 本论文通过对浙江省综合运输枢纽城市进行层次划分，并试图找出影响综合 运输枢纽城市发展的因素，为浙江省综合运输枢纽建设提供决策依据，旨在在浙 江省形成层次分明、功能明确的综合运输枢纽体系。同时，促使国家性综合运输 枢纽布局规划向纵深方向延伸和发展，促进国家和地方形成布局合理、层次清晰、 协调发展的综合运输枢纽体系l 4 j 。 1 2 国内外文献综述 为更好地进行研究工作，论文对已有的研究成果进行总结，这样既可以发现 以往研究的不足和空白点，又可以借鉴前人研究的经验和方法论，少走弯路。论 文研究的核心内容是枢纽城市节点重要度的量化，因此文献阅读也是围绕着这个 主线。文献综述按着研究对象和方法的不同分别从两个部分展开。 综合运输枢纽规划根据研究对象的不同可分为宏观综合运输枢纽和实体综 合运输枢纽。前者的研究基础是枢纽城市，偏于宏观；后者的研究基础为具体的 场站，较为微观。方法论部分是按照综合运输枢纽规划层次由由高到低，定性多 到定量多来展开的。本论文就省级范围内的综合运输枢纽城市进行研究，选择主 2 第l 章绪论 成分分析法构建综合指标模型来计算综合运输枢纽城市的重要度。通过该部分文 献的学习，把握枢纽城市的研究深度，影响枢纽城市节点量化的指标以及权重的 制定。 1 2 1 综合运输枢纽的研究方向 文献 5 】认为研究综合运输枢纽需明确研究对象才能把握好研究的方向。本 着明确本文的研究对象，重点区分宏观和实体综合运输枢纽之间的区别和联系。 宏观运输枢纽是指运输干线的连接或交汇点所在的枢纽城市。一般在规划全 国或区域综合运输枢纽时，将综合运输枢纽理解为枢纽城市。因为，综合运输枢 纽的形成依赖于大量客货运输需求，而运输需求又依赖于较大的人口和产业规 模。所以，综合运输枢纽与城市有着共生的特性。 实体运输枢纽是指具体承担客货流集散和中转作业的运输场站。在规划各种 运输方式相衔接的具体的综合运输枢纽时，又将综合运输枢纽理解为客货集散或 中转的枢纽场站。 宏观运输枢纽的建设对区域经济的发展起着促进和支撑的作用，宏观运输枢 纽的规模越大，其吸引和辐射的范围就越大，对区域经济的拉动作用就更大。因 此，宏观运输枢纽的布局决定着大宗客货流的运输路径和运输效率，对国民经济 发展的良性循环起着重要作用。 明确宏观和实体综合运输枢纽的区别和联系，由此指明本文的研究对象为宏 观综合运输枢纽；研究的重点在于枢纽城市重要性的量化。因此，研究方法的借 鉴围绕着研究重点展开。 1 2 2 综合运输枢纽重要性的量化 对枢纽城市重要性进行量化的过程中，要考虑的最关键的因素是决策指标如 何选取和决策指标的权重如何确定，本节内容紧扣这两个方面进行展开。 1 、评价指标的选取 目前，国内有关节点重要性量化的研究多见于公路枢纽规划、公路网规划或 者运输通道线路布局等方面的研究。评价指标的选取大概有两种思路： ( 1 ) 一般经验法 曹静、盖轶婷等人m 认为公路枢纽在公路运输中发挥的功能和作用主要取 决于公路枢纽所在地区社会经济发展的需求，所服务的运量以及所连接公路的层 次。因此在节点重要性量化时，所选取的评价指标可分为三个大的系统：社会经 济指标、公路客货运量指标和枢纽地理位置指标。社会经济指标包含人口、国内 3 生产总值、工农业总产值、社会消费品零售额等几个影响因素；公路运量指标包 括公路客运量和货运量；地理位置指标根据城市节点处各运输方式的连接情况量 化处理。而根据一般经验法所确定的三大评价体系中，社会经济指标所包含的影 响因素不尽相同，原凶也并没有说明。对枢纽城市节点地理位置指标的量化也成 了“仁者见仁智者见智”的问题，并没有一个统一认可的方法。 ( 2 ) 相关分析法 刘伟、胡列格等人8 叫在做公路网规划方面的研究时将节点处的客货运量代 替节点重要度，理由是公路网节点重要度一般与运输指标是密切相关的，运输 需求越大，节点的重要度越大选择灰色绝对关联度法，将公路客货运量和一系列 社会经济指标分别作为特征数据序列和相关因素数据序列处理，并作相关分析， 公式如下： 特征数据序列 x 。= ( x 。( 1 ) ，xo ( 2 ) ，x 。( 3 ) ，x 。( 刀) ) 相关因素数据序列 x i = ( x i ( 1 ) ，x 。( 2 ) ，x ；( 3 ) ，x ；( 刀) ) 序列的灰色零化像 x i d = ( x i ( 1 ) d ，x i ( 2 ) d ，x i ( 3 ) d ，x i ( n ) d ) 记为x ? = ( x ? ( 1 ) ，x ? ( 2 ) ，x ? ( 3 ) ，x ? ( n ) ) 式中，x i ( k ) d ：x i ( p 。x i ( 1 ) k = 1 ，2 ，3 ，- ，n 于是，x o 与x i 的绝对关联度计算公式如式( 1 1 ) 铲高赫 。， l 疗一i1i i s o l = i x ：( k ) + 寺x ：( n ) l k = 1 ，2 ，3 ，n 式中， l 脚 z i i s ；l = = i 薹x ? ( - c ) r 三x ? ( n ) i k ：= 。，2 ，3 ，。 i s ；l = l x ? ( k ) + 寺x ? ( n ) l，1 i i = 2 二 la 一1 ，二，j ，u ，i s i s o i = 廑( ) ( ? ( k ) 一x ：( k ) ) + 丢x ? ( n ) + 丢( x ? ( n ) 一x ：( n ) ) l ， i s 。一s 。i = l ( x ? ( 妁一x ：( k ) ) + 吉x ? ( n ) + 吉( x ? ( n ) 一x ：( n ) ) l l = 2 4 过程不同，但都考虑了统计数据的波动性，有统计误差的问题，值得本文借鉴。 但是类似的上述的研究有为克服节点重要度非时间序列的数据，刻意使用公路客 货运量的时间序列特性的嫌疑，有进一步研究和论证两者可以互相替代的必要 性。 ( 3 ) 最小独立模糊聚类方法 朱顺英1 3 1 不少地区都进行了公路网规划评价，但采用的指标有很大的不同， 而且统计口径、量化方法也不同。针对这个问题，朱顺英提出了最小独立变量模 糊聚类分析方法。其思想是聚类分析中对变量进行聚类而非对样本进行聚类。但 其结果不稳定，随着阈值的不同而不同。不是解决指标间相关性的根本方法。 2 、评价指标权重制定 评价指标权重的制定是评价系统中至关重要的一步，权重的制定又分为主观 赋权法和客观赋权法，为克服专家打分法带来的主观意识强的弊端，很多客观评 价方法值得借鉴。而客观权重在确定的同时又分为绝对权重和相对权重。 ( 1 ) 绝对权重 曲层次分析法 层次分析法【1 4 - 1 5 1 ( ，r i l ea n a l 如ch i e r a r c h yp r o c e s s ) 是美国匹兹堡大教授 t l s a a 坶提出的一种定性与定量分析相结合的多目标决策分析方法，而且是定 性在前定量在后的方法。a h p 要求的递阶层次结构一般由以下三个层次组成： 目标层( 最高层) ：指问题的预定目标； 准则层( 中间层) ：指影响目标实现的准则； 措施层( 最低层) ：指促使目标实现的措施。具体分层情况可视具体情况而 定。 层次分析法计算权重的过程中最重要且最关键的内容是构造判断矩阵并赋 值。大多采取的方法是：向填写人( 专家) 反复询问：针对判断矩阵的准则，其 中两个元素两两比较哪个重要，重要多少，对重要性程度按1 9 赋值( 重要性标 度值情况见下表1 1 ) 。 该方法的缺点是对判断矩阵的赋值，需要经过专家反复研究才能决定，且带 有强烈的主观意识。优点在于后期对判断结果的一致性检验，用c i 值检验主观 5 北京工业大学工学硕：e 学位论文 判断偏离客观实际的程度，通过对判断矩阵的调整，最终使权重分配趋于合理。 但是判断矩阵的赋值工作繁重而复杂，需要有专家指导完成。 表1 1 主成分分析法中重要性标度含义表 t a b i el lt h ei n f e 丌e di m p o n a n c ei nt h e 州n c i p a lc o m p o n e n ta n a l y s i sm e t h o d 重要性标度含义 l表示两个元素相比，具有同等重要性 3 表示两个元素相比，前者比后者稍重要 5 表示两个元素相比，前者比后者明显重要 7 表示两个元素相比，前者比后者强烈重要 9 表示两个元素相比，前者比后者极端重要 2 ，4 ，6 ，8 表示上述判断的中间值 倒数 若元素i 与元素j 的重要性之比为卸，则元素j 与元素i 的重要性之 比为旬i = l a i j b ) 主成分分析法 主成分分析法【1 6 - 1 8 1 作为一种客观计算评价指标权重的方法，应用领域很广 泛。它是一种操作较简单、在实践中适用性已验证合理的方法。在有多个决策指 标的评价体系中，针对指标个数多，又存在相关性。主成分分析法是一种简化且 结论性很强的方法，它在不损失或者很少损失原有数据信息的前提下，将多个且 彼此相关的指标用线性组合的方法转换为新的个数较少且彼此不相关的综合指 标，起到“降维 的作用。而且最后的结论可以将多元试验数据的统计分析引入 更加广阔的境地。但是在节点重要度量化的研究范围内，以往的研究思路，单就 在量化各评价指标权重时应用到主成分分析法，并没有就主成分分析法的核心思 想进行应用，计算公式如式( 1 2 ) ： i ：口，生+ 口，旦+ 口，旦+ p 。 g 。 y 。 ( 1 2 ) 式中：i t 第i 个城市节点的重要度； b 、q 、y 等为第i 个城市节点的各个评价指标，p 口、g a 、y a 等为第i 个城市节点对应的各个评价指标的总和： 、口2 、口3 等为各评价指标的权重。 6 第l 章绪论 而，喁、口z 、口，等权重的的计算过程如下： s t e pl ：指标标准化； s t e p2 ：计算相关矩阵； s t e p3 ：确定相关矩阵特征值、特征向量； s t e p4 ：确定第一主成份及其对应的特征向量； s t e p5 ：代表性评价； s t 印6 ：合成节点重要度指标i i ( i - 1 ，2 ) 。 对于如何应用主成分分析法如何计算节点重要度，是本论文的研究重点，将 在第三章中具体描述。 ( 2 ) 相对权重 相对权重的含义：文献 1 1 对相对权重的理解为：该权重并不代表在规划评 价中某指标实际意义上的重要性系数，而是指在给定被评价集后各评价指标值确 定的情况下，各指标在竞争意义上的相对激烈程度系数。 相对权重的计算方法：罗赞骞【19 】在对网络性能评价的研究中总结了计算相 对权重常用的三种方法：标准差法、离差最大法和熵权法。 a ) 标准差法 标准差是数据偏离均值程度的度量。对于指标体系的第i 个指标，若不同评 估对象间该指标标准差越大，表明该指标在不同评估对象之间的变异程度越大， 其提供的信息量越多，在综合评估中所起的作用越大，则其权重也应越大；反之 则其权重也应越小。利用标准差计算得到的第i 个指标的权重公式如式( 1 3 ) ： m w 。= s ，s ， ( 1 3 ) 式中，m 为评价指标的个数； s i = 为第i 个指标在不同评估对象中的标准差； i = 勺厶 川 为第i 个指标在不同评估对象中的均值。 b ) 离差最大化法 离差最大法的思想是如果第i 个评价指标对所有评估对象均无差别，则该指 7 北京工业大学工学硕上学位论文 标权重为o 。反之，若该指标在不同评估对象中差异较大，那么该指标在综合评 估中所起的作用越大，应为其赋予较大的权重。离差最大法求解权重向量等价 于求解如下最优化模型如式( 1 4 ) ： m a x f ( f ) = i 勺一l 。 i _ l ；lt = l o o ，r ? = 1 s t 扛l ( 1 _ 4 ) 构造拉格朗日函数解此模型，得到最优解e 。第i 个指标的归一化权重的计 算公式如式( 1 5 ) ： 。h 一l j，= l 七毒l 缈二= 二一= r _ 一 f ?l 白一l f = lj = i ，= l 七= l ( 1 - 5 ) c ) 熵权法 “熵”原本是热力学概念。1 9 4 8 年，克劳德香农提出了“信息熵”的概念， 他认为熵与信息内容的不确定程度有等价关系【2 0 1 ，解决了对信息的量化问题。 信息熵用来衡量事物出现不确定性的概念。如果某个指标的信息熵e i 越小，表 明其指标值的变异程度越大，提供的信息量越大，在综合评价中所起的作用越大， 则其权重也越大反之，如果评价指标的的信息熵e i 越大，表明其指标值的变异 程度越小，提供的信息量越小，在综合评价中所起的作用越小，则其权重也应越 小。第i 个指标的信息熵计算公式如( 1 6 ) ： 1 ，h 、 e j 一击【荟岛帅小扛l 2 ，朋) ( 1 - 6 ) 其中：n 为被评价对象个数，m 为评价指标个数 p p = r ：f ，( f = l ，2 ，小；，= l ，2 ，刀) j = i e o ，l 】 由公式( 1 7 ) 计算第i 个指标的熵权： 8 第1 章绪论 q ：兰( ，2 ，历) ( 1 - 7 ) ( 1 一e ) j = i 文献【1 4 】在充分认识到上述三种方法在计算权重时，只得到了每个指标自身 数据的变异程度，并没有就指标间的相关性进行验证。实际上，这些指标之间是 不可能完全独立的。而且，相关性强的指标一起进入计算公式会对最终的权重计 算结果造成一定的影响。于是，文献【1 9 】对三种方法进行了改进，提出了基于指 标相关性的指标权重确定方法【2 1 1 ( c r i t e r i aim p o r c 觚c e 皿啪u g hi n t e r c r i t 耐a c o 盯e l a t i0 n ，c 刚t i c ) ，并对三种原始方法和改进后的方法进行了对比。让人产生 怀疑的是该方法虽然考虑了指标之间存在相关性的问题，但并没有就此提出解决 办法。从改进方法所得到的计算结果的意义来看，改进后的方法也只是对原始方 法计算所得结果的一个修正，并没有解决评价指标存在相关性这个根本的问题。 论文带着这个疑问。 1 2 3 相关研究存在的问题 1 、有关城市型综合运输枢纽或者综合运输枢纽城市的研究甚少，它的理论 体系并没有建立起来。所以，仅有的针对枢纽城市的研究，在研究对象上比较含 糊。因此，本论文首先明确了这个问题。 2 、评价指标的选取。从上述文献总结的结果来看，节点重要性量化时评价 指标的选取并没有一个统一的结果，且大都是根据经验法选取。而另外一些将客 货运量代替节点重要度的方法，可取的是对指标间的相关性进行了验证，但节点 处的客货运量与节点重要度直接是否存在替代关系，存在很大的疑问。 3 、“评价指标”而非“决策指标”。而一些研究中惯用“决策指标。作者认 为评价本身不是决策，而是为决策服务。美国m d 迈耶【2 2 】认为评价的目的有三 个：第一，评价是确定各个比较方案的价值和确定一个方案比另一个方案更为可 取的过程；第二，评价为决策者提供政策建议的影响、权衡轻重和不可靠性的主 要方面信息；第三，评价向规划人员提供确定进一步研究范围的机会。也就是说， 评价本身是分析问题的手段，是为决策提供科学的判定依据。 4 、评价指标间相关性分析是科学选取指标的一步重要工作，而评价指标间 的相关性会对权重的确定造成一定的影响。如果评价指标相关，评价结果具有倾 向性。已有的研究并没有从根本上解决问题，这也是本研究的研究重点之一。 1 3 研究的主要内容 论文主要分为四部分：综合运输枢纽的基本框架、综合运输枢纽重要性分析、 9 北京丁业大学工学硕上学位论文 综合运输枢纽城市层次划分、应用实例。其中，枢纽城市节点重要性的量化是本 论文主要的研究内容。 1 4 本章小结 我国综合运输体系已初步形成，调整运输结构，提高运输效率，实现交通运 输增长方式的转变，加强综合运输枢纽建设是其重要突破口。此外，城市型综合 运输枢纽还在衔接、协调城市内部的城市交通与城市外部的大交通中发挥着不可 或缺的作用。在如今，城市交通自身越来越复杂，拥堵越来越严重的情况下，城 市型综合运输枢纽越来越得到大家的一致的认识和重视。在这样一个背景下，本 文的研究就显得尤为重要。本章详细叙述了论文的研究背景，继而介绍了论文研 究的目的和意义，最后介绍了论文的研究内容。 1 0 第2 章我国综合运输枢纽基本框架 第2 章我国综合运输枢纽基本框架 2 1 综合运输枢纽的理论体系 2 1 1 交通枢纽和运输枢纽概念 目前，很多专家和学者将枢纽分为“交通枢纽 和“运输枢纽”：嘲 “交通枢纽 表示该地区或城市在综合交通网络中的地位与作用。主要是指 某一地区或城市有多条重要交通线路通过和交汇处，对交通载运工具进行相应的 编解和编组等作业，满足交通流的方向性的要求。 “运输枢纽 主要是指某一地区有多条运输线路的交汇处，为客货集疏运、 中转、换装等运输组织和服务的场所，满足旅客和货物顺利完成全程运输的要求。 运输枢纽依托于城市而存在，其建设实体表现为客、货站场、港口码头和航空港。 从上述两者的分析表明“交通枢纽”不一定是“运输枢纽 。但“运输枢纽 必定是“交通枢纽”。 文献【2 3 】建议将“交通枢纽 与“运输枢纽 一起整合称为交通枢纽，并重 新定义了“交通枢纽”：位于多条重要交通线路交汇处，由交通网络、场站等设 施组成，为旅客与货物通过、到发、换乘与换装以及运载工具技术作业的场所。 这种调整不仅使交通枢纽简单明了，更重要的是方便大家理解和实际应用。本人 认为“运输枢纽”更能体现新的定义，所以继续沿用“运输枢纽”。 2 1 2 综合运输枢纽的内涵 综合运输枢纽是综合运输体系的关节，各种运输方式的衔接是通过综合运输 枢纽来实现的。因此，综合运输枢纽相关基础理论是综合运输理论的重要组成部 分。斯卡洛夫【2 4 j 将综合交通枢纽定义为：综合交通枢纽是国家统一运输体系的 组成部分，它决定着路网相邻径路的运输特点，是由若干种运输( 包括不少于两 种干线运输) 所连接的固定设备和活动设备组成的一个整体，共同完成着货物及 旅客运输的中转与地方作业。文献【2 3 】总结了我国目前存在的对综合运输枢纽的 多种理解，定义如下：位于综合交通网络交汇处，一般由两种及以上运输方式重 要线路、场站等设施组成，为旅客与货物通过、到发、换乘与换装以及运载工具 技术作业的场所，又是各种运输方式之间、城市交通与城间交通的衔接处。但是， 目前我国对综合运输枢纽的含义并没有一个统一的说法，其表现出的特征可从一 北京工业大学工学硕士学位论文 以下三个方面概述： 首先，在地理位置上，运输枢纽应有两种或者两种以上的运输方式衔接，是 地区或客货流的重要集散地； 其次，在运输网络上，运输枢纽运输网络的重要组成部分，是运输网络上多 条运输干线通过或连接的交汇点，对连接不同方向上的客货流和运输网络的畅通 起着重要作用； 最后，在运输组织上，运输枢纽承担着各种运输方式的客货到发，同种运输 方式的客货中转及不同运输方式的客货联运等运输作业。 2 1 3 综合运输枢纽的分类 由文献综述，我们知道首先应明确宏观综合运输和实习综合运输枢纽的区别 和联系是研究综合运输枢纽问题的前提。 由于宏观综合运输枢纽和实体综合运输枢纽的涵义不同，分类的依据也就不 同。各自的分类情况如下： 1 )宏观综合运输枢纽 宏观运输枢纽的分类，根据其在国民经济和综合运输网络中所起的作用和服 务范围的不同，分为全国性综合运输枢纽、区域性综合运输枢纽和地区性综合运 输枢纽。 每个类别的宏观综合运输在运输网络中的位置、依托的城市类型以及发挥的 功能情况如下表2 1 ： 1 2 表2 1 宏观综合运输枢纽的分类情况 t a b l e 2 一lt h ec l 部s i 6 e di n f o n t l a t i o nf o rt h em a c r oi n t e g r a t e d 胁p o r th u b 分类在运输网络中依托的城市类型功能 的位置 省级经济、文化和政治中 全国性位于综合交通 心 满足跨区域人员和国家战略物资 综合交网的运输大通 在我国经济和国际要以 的集散、中转，有广大的吸引和 通枢纽 道重要交汇区 中地位和功能突出的重 辐射范围 要港口、大型机场所在城 市 区域性 位于综合交通 省内重要城市 在综合交通网络格局中具有承上 综合交网的主要交汇 在区域经济和贸易中起 启下的重要作用，对区域交通布 通枢纽 处 主要作用的沿海港口、干 局产生重大影响和发生重要作用 线机场所在城市 地区性位于综合交通地区中型城市，以及港口、机在综合交通网络中具有基础性作 综合交网的一般交汇场所在城市用，对地区交通有较大影响和较 通枢纽 处大作用 2 )实体综合运输枢纽 实体运输枢纽的分类比宏观运输枢纽的分类复杂得多。其中重要的一个分类 是根据综合运输枢纽中承担客货运量的主要运输方式来看，实体综合运输枢纽分 为： 港口型综合运输枢纽； 机场型综合运输枢纽； 公路场站型综合运输枢纽； 铁路( 城市轨道交通) 车站型综合枢纽。 各种类型的综合运输枢纽中主要运输方式承担的大多为长距离或大运量的 客货运输。集疏运方式包括公路、轨道交通( 含铁路) 、内河航运和支线航空等， 由于公路运输具有门到门