（交通运输规划与管理专业论文）客运专线引入下成都铁路枢纽客运站布局规划研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 随着客运专线、城际铁路引入铁路枢纽并参与城市交通一体化整合的 建设，许多大城市的铁路枢纽正面临着重新规划研究的机遇，其布局合理 与否对城市发展影响重大，对枢纽本身的发展也极为重要。在新形势下， 进行枢纽内客运站的宏观布局规划研究，对整合枢纽内客运设施资源，缓 解枢纽内客运能力紧张，形成系统化、合理化的客运布局，满足旅客多样 化出行需求，充分体现新形势下“以人为本 的铁路建设理念，都具有很 重要的意义。 本文以成都铁路枢纽客运系统为背景，运用系统的思想、定量与定性 相结合的方法、站场布局理论、综合评价理论等对枢纽内大型客运站的宏 观整体布局规划进行了较为系统深入的研究。研究主要针对铁路枢纽客运 系统分析、客运站布局与选址理论模型、客运站布局方案评选三个方面的 问题进行了深入的论述。 首先，在分析客运站与城市发展及枢纽总体布局关系的基础上，对客 运专线、城际铁路引入铁路枢纽布局带来的影响进行了分析和归纳，以及 引入后的两种布局模式进行了划分，从而界定了客运站布局规划的内涵， 指出了布局规划的目标和原则，对比布局规划传统方法的优缺点，明确了 本文的研究方向和思路。 其次，对铁路枢纽客运系统及其所在城市的现状及发展规划进行了论 述，并从既有铁路及客运专线两个方面，提出了铁路普速客流及城际客流 需求预测方法，整理分析得出成都枢纽客运站布局规划的基础资料和数据。 接着，分析客运站布局的主要影响因素，建立了基于旅客出行费用、 铁路投资费用及运营费用三者费用之和最小为目标的混合整数规划模型， 并通过对模型的求解和实际的调整得到客运站布局方案的评价优选集。 然后，从宏观布局规划的层面，建立了铁路枢纽客运站布局规划方案 的评价指标体系，并对该指标体系的量化进行了研究，在此基础上采用多 层次灰关联分析评价模型对方案进行了综合评选。 最后，总结全文，提出本文的研究对于铁路枢纽客运系统的整合发展 具有较好的现实意义和借鉴作用，并对未来的研究工作给予了展望。 关键词：客运专线；铁路枢纽；客运站；布局规划；综合评价 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1i 页 a b s t r a c t a l o n gw i t ht h ep a s s e n g e r d e d i c a t e dl i n e sa n di n t e r c i t yr a i l w a y si n t r o d u c i n g i n t or a i l w a yh u ba n dp a r t i c i p a t i n gi nt h eu r b a nt r a f f i ci n t e g r a t i n gc o n s t r u c t i o n ， m a n yr a i l w a yh u b sa r ef a c i n gt h eo p p o r t u n i t yt or e p l a n n i n g ，a n dt h el a y o u t r a t i o n a l i t yp l a c e sas i g n i f i c a n ti m p a c to nt h eu r b a nd e v e l o p m e n ta sw e l la st h e r a i l w a yh u bi t s e l f s o ，u n d e rt h en e wc i r c u m s t a n c e s ，t h es t u d yo fr a i l w a yh u b p a s s e n g e rs t a t i o n sl a y o u tp l a n n i n gi sn o to n l yv e r yi m p o r t a n tt oi n t e g r a t et h e r e s o u r c e so fp a s s e n g e rt r a n s p o r ts y s t e ma n dt oe a s ep a s s e n g e rc a p a c i t y , b u ta l s o t of o r mas y s t e m a t i cr a t i o n m i z a t i o nl a y o u tt om e e tn e e d so fp a s s e n g e r s ，a n dt o f u l l yr e f l e c tt h ep e o p l e o r i e n t e dc o n c e p to fr a i l w a yc o n s t r u c t i o n t h i sp a p e rt a k e st h er a i l w a yh u bp a s s e n g e rs t a t i o nl a y o u tp l a na st h em a i n o b j e c to fs t u d ya n da p p l i e ss y s t e m a t i ci n t e g r a lt h o u g h t ，ac o m b i n a t i o n o f q u a n t i t a t i v ea n dq u a l i t a t i v em e t h o d ，s t a t i o nl a y o u tt h e o r ya n dc o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o nm e t h o dt or e s e a r c hp a s s e n g e rs t a t i o nl a y o u ta n dp l a no ft h er a i l w a y h u bu s i n gc h e n g d ur a i l w a yh u bf o rt h ec o n t e x t t h et h e s i sh a sd i v i d e dt h e p r o b l e mt ot h r e em a i na s p e c t st op r e s e n tt h es y s t e m a t i cs t u d y ：a n a l y z i n gt h e p r o f i l eo fp a s s e n g e rt r a n s p o r ts y s t e m ，b u i l d i n gt h et h e o r e t i c a lm o d e lo fl a y o u t a n dl o c a t i o ns e l e c t i o n ，a n de v a l u a t i n gt h es c h e m e so ft h ep a s s e n g e rs t a t i o n l a y o u t f i r s t l y , b a s e do nt h ea n a l y s i so ft h er e l a t i o n s h i pb e t w e e np a s s e n g e rs t a t i o n a n dc i t yd e v e l o p m e n ta n dt h eo v e r a l ll a y o u to fr a i l w a yh u b ，t h ea u t h o ra n a l y z e s a n ds u m m a r i z e st h ee f f e c t st h a t i n t r o d u c i n gp a s s e n g e rd e d i c a t e dl i n e a n d i n t e r c i t yr a i l w a yi n t ot h er a i l w a yh u b ，a sw e l la sd i v i d i n gt h et w om o d e so f l a y o u ta f t e rt h ei n t r o d u c t i o n b a s e do nt h e s e ，t h ea u t h o rc l a r i f i e st h er e s e a r c h d i r e c t i o na f t e r t h a tt h ec o n n o t a t i o no fp a s s e n g e rs t a t i o nl a y o u tp l a n n i n gi s d e f i n e d ，t h eo b j e c t i v e sa n dp r i n c i p l e sa r ep o i n t e do u ta n ds e v e r a lt r a d i t i o n a l m e t h o d sa r ec o m p a r e d s e c o n d l y , t h ep a p e rs u m m a r i z e st h eg e n e r a l s i t u a t i o na n dd e v e l o p m e n t p l a n n i n go ft h eh u bc i t y , a n da n a l y z e st h ec u r r e n ts i t u a t i o na n dp r o b l e m so f r a i l w a yh u bs y s t e m t h e n ，t h ea u t h o rp r o p o s e st h er a i lp a s s e n g e rd e m a n d f o r e c a s t i n gm o d e l sa n ds o l u t i o n sf r o mt h ee x i s t i n gr a i l w a yl i n ea n dp a s s e n g e r d e d i c a t e d1 i n e 西南交通大学硕士研究生学位论文第l ii 页 t h i r d l y , b a s e do nt h ea n a l y s i so ft h em a i ni n f l u e n c ef a c t o r so fp a s s e n g e r s t a t i o nl a y o u t ，t h ep a p e rb u i l d si n t e g e rp r o g r a m m i n gm o d e lw i t ht h eo b j e c t f u n c t i o no fo b t a i n i n gt h em i n i m u mc o s ti n c l u d i n gp a s s e n g e rt r a v e lc o s t ，r a i l w a y i n v e s t m e n tc o s ta n do p e r a t i n gc o s t t h e nt h em o d e li ss o l v e da n da d j u s t e d a c t u a l l yi no r d e rt og e tt h el a y o u ts c h e m es e l e c t i o ns e t sf o re v a l u a t i n g f o u r t h l y , t h ep a p e re s t a b l i s h e das y n t h e t i ce v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mo ft h e p a s s e n g e rs t a t i o n sl a y o u ts c h e m e sw i t hq u a n t i f y i n gt h ei n d e x e s s u b s e q u e n t l y , i t a d o p t st h ec o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm e t h o do ft h eh i e r a r c h i c a lg r e yr e l a t i o n a n a l y s i st oe v a l u a t et h el a y o u ts c h e m e s f i n a l l y , t h ec o n c l u s i o no ft h ef u l lp a p e ri sd r a w nw h i c hm a k e s o u tt h a tt h e r e s e a r c ha b o u tt h er a i l w a yh u bp a s s e n g e r s t a t i o n l a y o u t h a s p r a c t i c a l s i g n i f i c a n c ea n dr e f e r e n c ef u n c t i o n ，a n dt h ef u t u r er e s e a r c hw o r k i sp r o s p e c t e d k e y w o r d s ：d e d i c a t e dp a s s e n g e rl i n e ；r a i l w a yh u b ；p a s s e n g e rs t a t i o n ；l a y o u t p l a n n i n g ；c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n 西南交通大学曲南父逋大罕 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段 保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密影使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“4 ”) 学位论文作者签名：方亚玲 指导老师签名： 日期：砌7 6 - 7 日期： 劣影7 川。- 西南交通大学学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究 工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的 个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法 律结果由本人承担。 学位论文作者签名：方亚蛉 日期：2 羽尹6 ，7 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 研究背景及意义 1 1 1研究背景 第1 章绪论 随着我国经济建设步伐和城市化进程的加快，城市辐射能力逐渐增强， 产生了大量快速增长的交通运输需求。为此，铁道部2 0 0 4 年的中长期路网 规划中规划了“四纵四横”的铁路快速客运通道，以期打破传统的客货共 线的运输模式，实现客货分线运输，最大限度地释放既有线的能力。根据规 划，铁路六大干线及繁忙干线将建立省会城市及大中城市间的客运通道，以 及环渤海地区、长江三角洲地区、珠江三角洲地区三个城际客运系统，从根 本上满足市场对铁路运输的需求，将形成巨大的社会效益和经济效益【3 】。 这些客运专线、城际铁路引入铁路枢纽并参与城市交通的一体化整合建 设，带来客运量大幅度增长的同时，将使原有铁路枢纽的运输结构、运输组 织方式以及运行径路产生很大变化，对枢纽的既有总体格局以及客货运设备 布局等提出了更高更新的要求。然而现有许多铁路客运站，特别是大城市的 客运站，其规模及布局均已经适应不了形势发展的需要：一是枢纽内客运站 布局数量少，无法满足路网和城市规模快速扩大的需要；二是客运站规模小， 无法满足旅客列车开行数量快速增长的需要；三是客运站与城市交通缺乏有 机衔接，不能实现一体化运输的需求，难以体现铁路以人为本、服务旅客的 宗旨；四是客运站自身功能不完善、造型陈旧，难以适应城际动车组开行的 要求。因此，为适应铁路跨越式发展的要求，铁路枢纽客运系统新一轮的布 局规划势在必行。 成都铁路枢纽是西南地区重要的铁路枢纽，但仅仅拥有成都以及成都南 两站办理客运作业，相关设施能力已经基本饱和，枢纽能力严重不足，制约 了成都市以及整个西南地区的经济发展。为了贯彻中长期铁路网规划，以 及四川省政府“一枢纽、三中心、四基地”的发展格局，四川省与铁道部签 署了加快铁路建设的部省纪要，拟新建的铁路已纳入全国铁路网中长期规划 调整方案中。5 1 2 汶川地震后，又共同做出了新建成都至都江堰客运专线、 成都至贵阳客运专线、成都至西安客运专线的战略决定。至此，随着“沪汉 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 蓉”客运通道和“兰昆”通道的形成，城际铁路的建成引入，成都枢纽近远 期将逐步形成衔接宝成线、成渝线、成昆线、达成线、成九线、成绵乐城际、 西成客运专线、成贵客运专线、成兰线、成渝城际、成雅城际、川藏线、，i i 青线、成都至都江堰城际等共1 2 条线路方向的特大型铁路枢纽，如图1 - 1 。 崩1 - 1 成都铁路枢纽衔接线路规划示意图 这些客运规划线路的引入打破了成都枢纽现有的格局，都将对客运场站 的功能定位及布局产生深刻的影响，现有的客运设施及分工明显不能满足新 运输格局下客运急剧增长的需求，为此，成都铁路枢纽客运系统需进行必要 的调整和规划。因而，成都枢纽面临着突破以往总图规划、以跨越式发展思 路来重新规划的局面，急需在客运专线、城际铁路引入的新形势下，结合枢 纽改扩建总图规划、铁路网发展规划和运输生产力布局调整，做好点线能力 协调，同时要将铁路客运站作为城市的重要组成部分，做好铁路客运站与城 市总体规划的有机结台，确保规划方案“落地”，确保成都地震灾后的重建工 作顺利进行。即需要以枢纽所依托的城市为对象，进行铁路客运站规模、布 局及选址模型和方法的探讨研究，最终形成既能满足客货运输需求又能促进 铁路与城市协调发展的枢纽客运系统的新格局。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 1 1 2 研究意义 客运站宏观布局集中体现了枢纽内场站在空间上的合理分布，在功能上 的相互协调，在能力上的有机统一。客运站是铁路枢纽客运系统的核心，是 客流组织的基地，是城市交通发展整体中的有机组成部分，其建设布局是否 合理，对减少旅客集散时间，提高旅客出行质量和效率，保证区间能力的发 挥和铁路线网的畅通，提高铁路枢纽乃至整个路网的运输能力和经济效益， 有着十分重要的作用。 虽然我国近年来铁路客运发展迅速，但在过去较长时间内，由于种种原 因，国内大部分铁路枢纽客运站缺乏全面研究，统一规划，与之相关的规划 理论也相对滞后，使得枢纽内营运交通组织不善和旅客出行不便等问题日益 突出。并且我国正处于客运专线建设的起步阶段，大多数既有枢纽所在城市 以往的规划并未考虑到客运专线的发展，而目前国内外对于高速铁路枢纽中 客运站的研究更多的侧重于车站的内部设计以及高速站的单独选址上，而较 少地关注客运专线引入后枢纽内所有客运站的整体布局优化。因此，在客运 专线引入枢纽需要制定新一轮枢纽总图规划的新形势下，进行客运站宏观布 局规划理论及方法的研究和应用，寻求合理的经济和社会效益最佳的枢纽内 客运站整体布局方案，有利于推进客运站布局规划的规范化和科学化，对实 现枢纽内客货分线，整合枢纽内客运设施资源，缓解枢纽内客运设施能力紧 张，形成系统化、合理化的客运布局，降低运输成本，提高经济效益，实现 整个枢纽系统的运输效率最大化，满足城市及交通发展规划的需要，提高旅 客出行服务水平，充分体现新形势下“以人为本”的铁路建设理念，都具有 及其重要的意义。 因此，论文拟对客运专线引入铁路枢纽新形势下的客运站宏观布局的关 键问题进行研究，这是对新时期的铁路枢纽规划理论的有益探索，可有效的 弥补我国铁路枢纽规划与客运专线规划理论的不足，具有一定的理论意义与 实用价值。 1 2 国内外研究现状综述 1 2 1 国外研究现状 国外城市铁路枢纽布局的发展和形成都经历了循序渐进、逐步建设和完 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 善的过程。随着时间的推移，这些铁路枢纽的结构、布局和设备，一般都经 历了由简单到复杂，由不合理到合理，并渐趋完善的发展阶段，其共同特点 可归纳为( 4 】： 1 铁路客运站逐渐靠近市区或被城市包围：铁路和城市是相互依存和彼 此支持，但又互有一定矛盾。 2 引入枢纽的干线数量多，使枢纽由简单型发展到复杂型，客运站数量 相应增多：许多国家服务于特大城市的铁路枢纽布置图形复杂，枢纽结构分 为放射一环形或放射一半环形等形式。这样的布置总图保证了枢纽引入线间 的联系；便于组织旅客列车运行，便于在枢纽内实现客货分流，促进枢纽中 的铁路市郊客运站逐步向地下发展，并和地铁连成一体，分工合作。 3 枢纽客运设备在改造时，能与城市总体规划及其他运输方式密切配合、 协调一致。 吴家豪在文献 4 】中概述了纽约、巴黎、伦敦、东京等各个国家的铁路枢 纽发展概况，从引入铁路枢纽的线路、枢纽内的车站分布与作业、铁路枢纽 地区的城市交通等各方面介绍了国外铁路枢纽的建设。根据国外铁路枢纽建 设和运营的经验和教训，对铁路枢纽内的客运站配置提出了启示和借鉴： 1 关于铁路枢纽内的客运站数量：应根据该铁路枢纽近远期的客流性质、 客流量、城市规划和布局、铁路枢纽和交通运输枢纽的结构，以及当地的地 形和地貌条件综合研究确定。 2 关于铁路枢纽内客运站的分布问题：主要根据城市规划和布局、铁路 枢纽和运输枢纽结构，以及当地的地形和地貌条件等综合因素研究确定。 对于枢纽站场布局与选址理论方面，国外目前主要进行了枢纽的静态选 址、动态选址等方向的研究。关于静态选址，国外已经形成了许多可行的模 型与方法，归纳起来大致可分为三类【8 】：应用连续型模型选址、应用离散型模 型选址和应用综合评价法选址。第一类方法如重心法，不限于对特定备选点 的选择，灵活性较大，在单个枢纽站场选址的应用较多，但由于是完全理性 的计算，其选址结果往往很难具体实施。第二类方法是按照预定的目标从有 限个可行点中选取最合适的站址，代表性的方法是整数或混合整数规划法、 双层规划法等。如果基础数据完备，该类方法得出的解是较为符合实际情况 的。但由于这类方法所建立的模型多数已被证明为n p 难题，计算工作量大， 需要资料多，实施难度大。第三类方法是给出枢纽选址的备选方案，建立合 适的评价指标体系，利用综合分析对备选方案进行决策选优，代表性的方法 有模糊评价、层次分析、灰色理论等。由于单独的定量模型很难将选址中的 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 所有影响因素考虑周全，一些定性因素难以量化描述，利用此类方法来确定 站场的选址问题就显得十分有效。不过这类方法的缺点在于容易受评判专家 知识结构、经验等主观因素的限制与影响。关于动态选址，文献 7 】提出一种 两阶段启发式方法来解决离散动态选址问题。文献【8 】等提出两种方法即最小 化预期机会成本和最小化最大损失，来研究站址数目不确定的动态选址问题。 1 2 2国内研究现状 我国的铁路枢纽自形成以来已历经三次铁路建设高潮，得到了较大发展， 已形成分布全国的4 6 个枢纽和2 6 个地区。现在我国正进行着大规模高速铁 路网的建设，到2 0 2 0 年，将实现客运专线总规模1 2 5 万k m ，铁路枢纽特别 是枢纽内的客运系统将面临优化调整的新机遇和挑战【3 】。 纵观全路枢纽客运系统，大型铁路枢纽均处于大城市所在地，由于各枢 纽的布置图形、铁路引入线数目、客运量大小、所在城市性质和规模、城市 本身布局、地形和面积均不相同，客运站配置方案也各不相同，但普遍都存 在枢纽内客运站布点数量不足，进入枢纽客站的进路数少，客运站作业复杂， 客运组织效率低，枢纽内客运站能力紧张，与客源的分布衔接不够紧密，枢 纽的规划和扩建与城市总体布局脱节，缺乏长远的枢纽改造规划等等问题而 无法满足运输市场的需求，迫切需要一套完善科学的理论指导其规划建设。 目前对枢纽内客运站布局方面的研究较多的是以公路主枢纽内的场站布 局为主要优化目标进行的研究，如文献 1 0 - - - - 1 1 】中较为系统地概述了交通枢 纽场站布局方法，比较了交通枢纽场站布局的重心法、微分法、成本分析法、 混合整数规划法、运输规划模型法及c f l p 法等数学模型与效益成本分析法 的优缺点，侧重于以公路交通枢纽的优化布局为目标，综合考虑综合交通枢 纽的选址和布局问题。文献 1 2 探讨了公路客运站布局和选址的方法，指出应 使旅客集中、疏散的费用与客运站建设、经营费用之和最小，以能力、发到 量均衡为约束条件，建立了公路客运站布局优化模型，并给出了模型的求解 方法，值得一定的借鉴。但这些方法多以纯数学方法建模为主，计算较为繁 琐，且与规划实践结合不够紧密。 在铁路枢纽客运站布局方面，文献 13 基于客流分析，比较定性地探讨了 客运站与城市中心的关系，提出了客运站合理位置和数量的确定，但有一定 局限性，定性的，不完善的。文献 1 4 1 - - 1 8 1 指 出，在铁路枢纽或地区的总体 规划中，应充分考虑与城市规划的协调与结合，做好枢纽内客、货运规划， 有条件的枢纽应当规划为内客外货的布置格局。文献 1 9 】在总结国内外城市铁 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 路枢纽布局演变规律的基础上，分析了城市铁路枢纽布局与城市发展的相互 关系，主要提出了研究城市铁路枢纽内客货运设施和线路的调整模式及方案。 文献【2 系统阐述了铁路枢纽总图规划体现新的设计理念的几个方面，同时对 研究总图规划的主要因素、总体设计思路的形成以及总图方案的比选与推荐 方案的确定进行了详尽的分析和介绍。文献 2 0 总结了国外铁路枢纽客运站设 置经验，结合我国国情、路情，提出枢纽客运站布置一般原则。上述文献都 只是在定性的层面上分析了客运站布局的相关问题和原则，没有应用数学方 法建立模型，说服力不强，未系统的定量的深入研究该问题，缺乏理论支持。 对于客运专线引入枢纽新形势下的相关研究，我国学者和设计院所进行 了诸多实例分析和论证。定性方面，文献【2 0 】 3 3 等通过对高速铁路的特点、 运输组织模式、枢纽内客运站分工、旅客换乘需求以及运营管理体制、引入 线工程难易程度等因素的分析，论述了高速铁路引入既有铁路枢纽客运站方 案与城市位置、性质、规模及城市规划发展的关系；并对引入方式与既有铁 路枢纽总图规划的相关问题和布局原则进行了总结、归纳；提出了适应中国 高速铁路引入既有铁路枢纽客运站布局的比选类型和建议。 模型方面，文献 3 4 从城市规划与市内交通规划出发，以城市居民出行分 布及出行时间分布为基础，探讨了铁路客运站最优设置问题，建立了相关的 数学与计算机模型，但这只是从理论上对城市客运站规划与改造的一般过程 进行了分析，未考虑实际中其他较为复杂的因素，并且只是基于普通铁路枢 纽进行的研究，未考虑客运专线的引入后出现的新特征和问题。文献【2 0 通过 考虑建设成本、运营成本、通过能力占用和旅客走行距离4 个方面的因素， 建立了整数规划模型，提出了确定大城市铁路枢纽内客运站设置数量及其布 局的最佳方案，但未考虑客运站设置的其他因素，也没有针对客运专线特点 进行建模。 评价方面，文献 3 5 】根据高速铁路引入交通运输枢纽方案综合评价的特 点，建立了高速铁路综合评价指标体系，并选择f h w 进行方案的综合评价。 文献 3 6 】从能力、投资、环境、效益、服务等方面建立了客运专线引入铁路枢 纽的评价指标体系。文献【3 7 】从运能与运量的适应度、与城市交通的换乘衔接 度、与既有铁路枢纽的衔接度、与城市规划的配合度、投资费用等指标对客 运专线引入枢纽后客运站合理布局的进行了初步的探讨。这些文献均只是针 对客运专线引入枢纽时单方面的评价，并不是从铁路枢纽宏观布局优化的角 度对客运专线引入后的客运站布局方案进行评选，具有一定的狭隘性。 由此可见，在客运专线引入铁路枢纽条件下，对于铁路枢纽客运站布局 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 规划问题，大多数研究只停留在定性的分析与比选上，或者未考虑客运专线 的新特点对客运站布局带来的影响，或者仅局限于某条客运专线引入枢纽的 微观单独的布局评价，并未从客运站宏观整体的布局优化展开深入的研究， 缺乏合适的理论、方法和评价体系。因此，有必要加强相关方面的研究，以 期为我国客运专线的发展以及铁路枢纽新一轮的布局规划提供指导和借鉴。 1 3 研究目标及主要内容 1 3 1 研究目标 论文以优化铁路枢纽内客运站的宏观布局为目标，以成都铁路枢纽为背 景，在客运专线、城际铁路引入既有铁路枢纽以及铁路枢纽参与城市交通整 合的新形势下，运用系统分析的思想，借鉴相关现有理论，采取定性与定量 相结合的方法，针对铁路枢纽客运站布局规划中的研究思路、枢纽客运需求、 客运站布局影响因素、客运站布局与选址理论模型、客运站布局方案的评价 与决策等关键问题进行深入的分析和研究，形成较为实用的枢纽场站布局规 划理论步骤和技术，求得系统化、合理化的客运站整体最优布局方案以满足 城市及交通运输发展规划的需要，并随文应用于成都市的铁路枢纽客运系统 规划相关项目，证明相关理论模型和评价技术的合理性和实用性，从而提出 了目前较缺乏的铁路枢纽内客运站布局的基本思路与方法，为铁路枢纽客运 系统相关规划提供一定的理论依据。 1 3 2 研究主要内容 论文以客运专线条件下的铁路枢纽客运站作为研究对象，针对其特点进 行布局规划方法及其应用的研究，主要研究内容如下： 1 绪论。阐述论文研究的背景和意义，综述国内外铁路枢纽客运站布局 规划的研究现状，对比国内外该领域研究的不同侧重点及存在的缺陷，结合 研究发展方向以确定本论文的研究方向。 2 界定铁路枢纽及客运站的相关概念，分析客运专线、城际铁路引入铁 路枢纽后对客运系统产生的影响，确定枢纽内客运站整体布局的主要内容和 原则，对布局相关理论进行综述，提出本文客运站布局规划研究的思路和步 骤，这部分是后续客运站布局规划研究的理论基础。 3 以成都铁路枢纽为背景，分析铁路枢纽客运系统布局现状及未来的发 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 展规划，以此进行铁路枢纽客运需求分析，论述普通客流与城际客运预测的 相关理论，建立客运专线引入条件下研究年度内铁路枢纽内客运量预测的方 法，整理相关资料得出成都铁路枢纽需求预测数据。 4 在分析铁路枢纽客运站布局规划主要影响因素的基础上，借鉴已有相 关系统布局规划理论，根据产生的备选客运站初始方案，结合客运专线的客 流特点及运营特点，对传统模型进行改进，建立基于旅客和铁路总费用最小 为目标的混合整数优化模型，选取合适的算法求解得到最佳数量、位置的理 论布局方案，并形成评价优选方案集。结合成都铁路枢纽总图规划和城市规 划，应用建立的布局理论模型求解成都枢纽客运站布局方案评选集。 5 归纳总结相关文献，采用定性与定量相结合的方法从技术、经济、社 会等多方面建立布局方案比选的评价指标体系，对有关指标法作量化处理， 并选取合理的评价方法进行系统评价，得到最终的铁路枢纽客运站布局方案。 并通过成都枢纽客运站布局的实例分析，证明所建立的评价体系具有较强的 实用价值。 6 结论。归纳本文主要研究成果，指明未来的研究方向。 1 4 研究方法及技术路线 本文以成都铁路枢纽为背景，运用系统规划的思想，采取理论分析与例 证研究结合、定性分析与定量分析并重的研究方法，对铁路枢纽客运系统现 状及需求分析，结合客运专线的特点，改进传统布局模型，构建基于费用最 小的布局优化理论模型，建立多层次灰色关联分析的综合评价模型对布局方 案进行综合评选，力求做到系统与局部结合，理论与实践结合，经验归纳与 理论分析结合，对客运专线引入后的铁路枢纽客运站宏观布局进行深入的研 究。 具体的技术路线如图1 2 所示。 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 图1 - 2 论文的技术路线图 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 第2 章铁路枢纽客运站布局规划概述 2 1 铁路枢纽与客运站概述 2 1 1 铁路枢纽概念 铁路枢纽是位于路网的交汇点或端点，由客运站、编组站、其他车站和 各种为运输服务的设施以及连接线路所组成的整体口8 1 。其作用主要是合理使 用各种技术设备、顺利完成大量客流、货流和车流的集散与中转工作，高效 率的办理各种列车的到发和通过、车辆的改编和输送、客车车底的整备，以 及对旅客的优质服务与对货物的承运、交付、换装等作业。 铁路枢纽的布局规划是以所在城市为依托进行的优化研究，根据铁路枢 纽内各种线路和场站的布置形式与城市布局的关系，可以将铁路枢纽的布置 形式归纳为一站式、三角型、十字型、并列式、顺列式、环型、混合式及尽 端式等八种4 0 l ，每种形式的布置与城市布局的协调配合显现出不同的特点。 在引入客运专线、城际铁路以实现客货分线运行及高速运行的模式下，为适 应铁路跨越式发展的新形势，铁路枢纽总体布局规划应贯彻“以人为本、服 务运输、着眼发展、强本简末、系统优化 的新理念口9 1 ，在考虑满足近远期 运营需要、与路网发展规划和城市建设相适应、与相邻枢纽的分工与协作相 配合、参与城市发展规划和工业布局，并充分利用枢纽既有设备等原则下对 枢纽内所有客货设施，作出合理科学的安排和布局。 2 1 2 客运站概念及功能定位 铁路客运站是铁路旅客运输的基本生产单位。它的主要任务是组织旅客 安全、迅速、方便地上、下车，便利旅客办理一切旅行手续，提供旅客舒适 的候车条件和优质服务，保证铁路与市内交通联系便捷，使旅客迅速集、疏 等口8 1 。客运站的布局与设计问题解决得恰当与否，直接影响旅客运输的效率 和服务质量。 铁路客运站主要实现城市内出发客流的聚集和城市# i - n 达客流的疏散， 因此是一种对外的交通运输枢纽，满足旅客城际间的出行换乘需求，实现城 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 市内交通与城市外运输的无缝衔接，是城市交通运输系统中对外重要的节点。 由于铁路客运站具有较强的客流集散能力，因此在客运专线、城际铁路引入 和城市轨道交通快速发展的条件下，铁路客运站成为城市客运交通整合优化 的关键点，许多新建的高速客运站正成为城市的综合交通换乘型枢纽，成为 衔接城市各种交通方式、节省居民出行时耗、优化城市布局和促进城市经济 发展的重要途径。 2 1 3 客运站与铁路枢纽的布局关系 客运站是构成铁路枢纽的实体单元，在运输组织中客运站以点的形式吸 引疏散枢纽客流，起到枢纽内外集散旅客的作用；同时铁路枢纽承载着客运 站全部车流，起到吞吐车流量的作用。客运站与铁路枢纽的关系如图2 1 所示： 城市内旅客运输 i 城市问旅客运输 图2 1 客运站与铁路枢纽布局关系 在客运站布局规划时，需要考虑与铁路枢纽的相互关系。在客运发展初 期，客运站一般选择设置在客流密集的地区，主要只受地形地质及城市经济 政策等因素影响，形成的典型布局主要有一站型、三角形、十字型等简单的 形式，此时还并未产生铁路枢纽的概念。但随着经济的持续快速发展，多个 客运站的建设并存在城市区域内，开始相互影响相互制约，便诞生了铁路枢 纽，要求枢纽内的各客运站合理分布与分工，当原有客运站在数量规模以及 布局方面都己不能适应需求时，就需改扩建或新建客运站，但客运站的重新 布局规划都只能在既有枢纽布局的基础上进行，必须服从于枢纽的总体布局 规划，根据枢纽所在城市的发展规划、枢纽各衔接方向、枢纽在路网中的地 位及枢纽客流性质来进行，以保证枢纽布局的协调性和合理性。 2 2 客运专线引入对客运站布局的影响 客运专线是以客运为主的快速铁路。目前在我国，铁路等级除i 、i i 、i i i 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 级外又增加了“客运专线”，等级时速2 0 0 - 3 5 0 k m 的铁路统称为客运专线。 客运专线引入铁路枢纽后，由于客运专线的特殊性，引起枢纽内原有车站功 能定位发生了较大的变化，枢纽内运输组织也变得愈加复刹9 】。客运专线引入 铁路枢纽给客运系统布局带来的影响主要体现在下面几个方面。 2 2 1客运专线的特点 与既有铁路相比，客运专线以其快速、便捷、安全和舒适等特点得到世 界各国的认可和关注，在能源消耗、对环境的影响和可持续发展战略中具有 明显优势。客运专线与既有铁路相比，不同特征主要表现在： 1 客运专线以高速技术为支撑，列车运行速度实现了历史性的跨越，要 求有先进的配套设施。 2 客运专线只开行旅客列车，只办理客运作业，不办理货运业务，要求 集散和换乘效率高。 3 根据我国铁路实情，客运专线除开行高速列车外，在一定时期内还需 开行一部分中速跨线列车。 4 客运专线一般采用动力分散的动车组，所以在大型客运站需设置专门 的动车整备及检修设备，以及综合维修基地。 2 2 2客运专线引入后的客流特点 1 枢纽客流量集聚增长 客运专线的引入将极大地提高该铁路地区在运输市场中的份额以及在整 个路网中的地位，由于其明显的速度优势将吸引和诱增枢纽内更多的其他客 流，使铁路枢纽内的客运总需求大幅增长，动车将逐步取代现有普速列车的 开行方案，成为枢纽旅客运输的中坚力量。如成都枢纽远景需日开行旅客列 车9 0 0 对，且以动车组列车为主，占旅客列车总量的9 0 ，因而既有客运系统 已不能满足运输需要，需对进行重新规划研究。 2 枢纽客流性质复杂化 客运专线引入后，旅客出行选择方式变得多样化，同时也引起客流性质 发生了变化，在研究客运站布局中必须要分析预测不同列车属性客流的出行 需求。枢纽内客流按不同的标准可有不同的分类，这里为了说明客运专线引 起的客流性质变化，按客车速度、换乘方式以及评价需要分类，枢纽内客流 的分类如图2 2 所示【4 3 1 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 同运流 中速流 既有线流 r 自然换乘流 上高速线流一一必然换乘流 l 中速流 p 既有线流 图2 2 铁路枢纽客流种类示意图 ( 1 ) 按客车速度分类：分为普通客流、快速客流和高速客流。高速客流 是指乘坐2 0 0 k h 及以上的客车运行在客运专线上的客流，以及部分下客运专 线到达常规提速线路的客车动车组客流；快速客流是指乘坐1 6 0 2 0 0 k h 速度 的客车的客流，主要是常规铁路上客运专线其速度低于2 0 0 k h 的客车客流； 普速客流是指客运专线建成后仍在既有铁路上运行的客车客流。 ( 2 ) 按换乘方式分类：分为高速本线客流、中速本线客流、既有线本线 客流、既有线上高速跨线客流、高速线下既有线跨线客流等。 ( 3 ) 按经济评价需要分类：分为正常客流、转移客流和诱增客流三种。 趋势客流指铁路j 下常吸引并增长的客流；转移客流是指通过改善铁路旅行条 件、提高服务质量后由其他运输工具转移过来的客流；诱增客流是指通过修 建新线或改建既有铁路刺激沿线经济发展而诱发的客流。 2 2 3客运专线引入后的运输组织 客运专线引入铁路枢纽后，枢纽内的旅客运输组织出现新的特点： 1 实现客货分线运行 客运专线建成后，铁路枢纽大多数将实现客货分线运营，和客货共线的 线路相比，通常除相对成本较高外，其他方面处于优势。布局时需充分考虑 客货径路的分离，线路的引入条件及等级，达到客运专线运营的预期效果。 2 运输组织模式 高速铁路作为客运专线，具有较高的技术标准，原则上应全部开行高速 列车，最大限度发挥其投入效益，但在我国高速铁路还未成网的初期，避免 不了跨线旅客的运输。并且考虑到我国机车车辆制造的水平、既有线旅客列 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 车的运行速度，我国客运专线在初期宜采用本线列车和跨线列车共线运行、 本线列车全部采用a 类列车、跨线列车由a 类列车和b 类列车相结合的多种速 度组合的运输组织模式。随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，以及 铁路线路技术设备条件的改善，最终实行高速铁路的全高速车运行h 3 1 。 3 客运专线与既有线的衔接与分工 由于上述运输组织模式的选取，枢纽内客运专线与既有线之间必然出现 大量的换乘客流量，直接影响客运列车的上座率和旅客列车的开行方案。因 此，要求客运站在布局时充分考虑客运专线和既有线的衔接和配合，为旅客 提供便利的换乘，实现客流的合理分配。 4 运输组织愈加复杂化 客运专线引入枢纽后，枢纽内的衔接方向增多，线路的相互交叉、干扰， 增多，特别是既有线与高速线的相互交叉明显，客运专线引入端咽喉作业量 加大，枢纽作业愈加复杂化。并且由于动车整备和检修设备以及综合维修基 地的设置，车辆检修作业增大了车流径路间的干扰，加重了运输组织的难度。 2 2 4客运专线引入后的客运站分工 枢纽内客运站分工对其布局影响很大，随着客运专线引入枢纽及高速客 运站的设置，势必使得客流特征、作业任务发生变化，有必要视作业性质、 作业量以及设备情况进行重新分工。主要方案有以下几种h 5 , 4 6 。 1 按衔接线路分别办理始发、终到旅客列车 一个客运站办理某一个或几个方向旅客列车的始发、终到作业，其它的 客运站办理其它铁路方向的旅客列车始发、终到作业。且各客运站还办理其 它客运站始发、终到而通过本站的列车。这种方案无论对始发、终到旅客还 是中转旅客都能就近上、下车或原站换乘、并能减轻市内交通的负担；旅客 前往车站按衔接铁路方向识别，具有相对易于识别的优点。但该方案可能导 致同一种客流被分散到几个车站办理，均需配备相应的车辆设备，管理不便。 2 按办理始发、终到旅客列车作业与通过旅客列车作业 某些客运站只办理始发、终到旅客列车作业，而枢纽内其他的客运站只 办理旅客列车通过作业。这种分工方案不便于中转旅客换乘，可能造成部分 旅客列车多余走行或折角行程。 3 按办理高速列车与普通旅客列车的乘降作业 高速客运站办理始发、终到、通过的高速列车，而枢纽内其他的客运站 办理始发、终到、通过的普通列车，旅客前往车站按高速、普速识别。这种 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 5 页 分工方案不利于旅客