（交通运输规划与管理专业论文）区域公路网络分析.pdf

西南交通大学博士研究生学位论文第1 页 摘要 从运输过程、承担的客货运量比重、覆盖面积、通达深度等多个方面进 行比较，区域公路网络不仅是经济和社会等人类活动、城市演变的基础条件， 更是区域综合交通体系的主体运输方式。论文从系统性和可操作性出发，遵 循宏观与微观、定性与定量、整体与局部结合的研究方法，运用经济学、空 间地理学、规划论、图论等基础理论和数学方法对公路网络的影响因素、系 统结构、元素连接等问题进行全面深入的分析，主要研究内容如下： ( 1 ) 区域公路网络是节点( 城镇) 和边( 线路) 的有机集合体，论文分 析节点和线路的形成、发展、形态、网络体系，依靠内部和外部动力的驱动， 推演得到公路网络的发展模型和自相似生长过程，论证公路等级与通行能力 的正相关性，公路路径数量增多的结构演化趋势。 ( 2 ) 论文立足于多学科交叉层面，采用系统分析思想，探讨城市化水平 与公路网络发育程度之间的关系，建立耦合协调度模型；基于区域城镇体系 的空间分布，研究城镇体系与公路网络空间匹配的均衡性。结合经济对公路 网络的决定性和公路网络对经济的带动作用呈现出的交替促进上涨螺旋式推 拉反馈作用过程，论文构建了经济与公路网络的移位匹配优化模型，得出经 济空间结构的演变与公路网络的相互关系。 ( 3 ) 路网的实际规模不能反映与需求的适应状况，论文提出路网容量规 模的计算方法，以强调路网数量和质量的同步提高；建立满足需求、总量、 结构、投资等约束条件的路网等级结构优化的目标规划模型。论文划分公路 网络为三个层次，在公路网络功能本质和层次的基础上，对区域不同层次的 公路功能进行分类；根据公路运输通道的内部组成、路径的功能影响因素进 行路径的功能选择和定位。论文从多个角度研究了路网的覆盖度、空间连接 方式、拓扑结构、分维数等形态特征；通过计算节点的重要度并进行排序， 用区域网络熵值判定路网的形态，论文基于交通需求非均匀分布以覆盖节点 重要度最大为目标改进交通区位线布局优化法；比较路线重要度和向量角提 出重要度布局的边删除法形成多回路网络。论文以迂回率、通达性、连通度 等指标评价路网的布局质量，以关联矩阵表征路网的连通可靠度，以行程时 间、容量、畅通可靠度等描述运行状态的可靠性。 ( 4 ) 论文定义复合节点并划分层次，根据城市的空间范围比较不同连接 方式的适应性，计算城市的发展速度和梯度，匹配公路与节点的等级，优化 公路与节点的连接。由公路与城市道路的诸多不同之处，论文分析公路与城 第1 i 页西南交通大学博士研究生学位论文 市环路的连接位置，立体交叉的标准和间距，平面交叉的车速和横断面缓和 段，公路与城市道路过渡段的融合等内容。 ( 5 ) 针对客货运混合行驶存在的车流速度降低、路面破坏严重、道路空 间浪费、交通事故频发等问题，论文定义并行高速公路，从平均车速、通行 能力、经济效益、交通事故率等方面比较客货运分线和混合运行，建立了并 行高速公路系统功能配置的目标函数和需求约束条件。 论文的研究内容涵盖了公路网络的影响因素、系统结构、元素衔接等多 个方面，希望对促进我国公路网络规划、建设、管理的理论化、规范化和科 学化，提高公路网络与综合交通、经济发展、城镇体系的适应性，增加公路 网络的供给能力，能提供一定的参考和借鉴。 关键词：区域公路网络；城镇体系；空间结构；节点重要度；功能配 置；分线运行 a b s t r a c t c o m p a r i n gi nr e s p e c to ft r a n s p o r t a t i o np r o c e s s ，r e l a t i v er a t i o o fp a s s e n g e r a n df r e i g h tt r a n s p o r tq u a n t u m ，c o v e r a g ea r e a ，r e a c h a b i l i t y ，e t c ，ar e g i o n a l h i g h w a vn e t w o r ki sn o to n l yt h eb a s i sf o rh u m a na c t i v i t i e s ，l i k e e c o n o m ya n d s o c i e t y ，a n du r b a ne v o l u t i o n ，b u ta l s o am a j o rt r a n s p o r t a t i o nm e a n so far e g l o n a l c o m p r e h e n s i v et r a n s p o r t a t i o n s y s t e m s t a r t i n g f r o m s y s t e m a b i l i t y a n d o p e r a t i o n a b i l i t ya n da b i d i n gb yt h er e s e a r c hm e t h o dc o m b i n i n g t h em a c r ow i t ht h e m i c r o t h eq u a l i t a t i v ew i t ht h eq u a n t i t a t i v e ，t h ep a r t i a l w i t ht h ew h o l e ，t h i s d i s s e r t a t i o na d o p t sb a s i ct h e o r i e sa n dm a t h e m a t i cw a y sl i k ee c o n o m i c s ，s p a t i a l g e o g r a p h y p l a n n i n gs c i e n c e ，g r a p ht h e o r y ，e t c ，a n dm a k e sa na l l e n c o m p a s s i n g a n a l y s i so faw h o l er a n g eo fm a t t e r si n v o l v e dw i t hh i g h w a yn e t w o r k ，s u c h a s i n f l u e n c i n gf a c t o r s ，s y s t e ms t r u c t u r e ，e l e m e n tc o n n e c t i o n ，e t c t h em a i nc o n t e n t s o ft h i sr e s e a r c ha r el i s t e da sf o l l o w s ： ( 1 ) ar e g i o n a lh i g h w a yn e t w o r ki sa no r g a n i cc o m b i n a t i o no f n o d e s ( t o w n s ) a n dl i n e s ( r o u t e s ) t h i sd i s s e r t a t i o na n a l y z e s i t sf o r m a t i o n ，d e v e l o p m e n t ， c o n f o r m a t i o n ， n e t w o r ks y s t e m ， a n di n f e r st h e d e v e l o p m e n t a l m o d ea n d s e l f - r e s e m b l i n gg r o w t hp r o c e s so fh i g h w a yn e t w o r k sd e p e n d i n go nb o t he x t e r n a l a n di n t e r n a ld r i v i n gf o r c e s ，a n dp r o v e st h ep o s i t i v er e l a t i v i t yb e t w e e nh i g h w a y g r a d ea n dt r a f f i cc a p a b i l i t y ，a sw e l l a st h et r e n do fs t r u c t u r a le v o l u t i o nt h a tt h e n u m b e ro fh ig h w a yr o u t e si si n c r e a s i n g ( 2 ) b a s e do nm u l t i d i s c i p l i n a r yi n t e r s e c t i o n a n ds y s t e m a t i cp h i l o s o p h yo f a n a l y s i s t h i sd i s s e r t a t i o nd i s c u s s e s t h er e l a t i o n s h i po fu r b a n i z a t i o nl e v e la n d d e v e l o p m e n t a ll e v e lo fh i g h w a yn e t w o r k s ，a n de s t a b l i s h e s am o d e lo fc o u p l i n g c o o r d i n a t i o nl e v e l ，a n dr e s e a r c h e st h es p a t i a lm a t c h i n gp r o p o r t i o nb e t w e e nt o w n s v s t e ma n dh i g h w a yn e t w o r kw i t ht h ec o n s i d e r a t i o n o ft h es p a t i a ll a y o u to f r e g i o n a lt o w ns y s t e m a l s o ，c o n s i d e r i n gt h em u t u a l l ya c c e l e r a t i o na n dr i s i n gs p i r a l - t y p ei n t e r a c t i o n p r o c e s sw h i c hi sd e m o n s t r a t e db yt h ed e c i s i v ei n f l u e n c eo fe c o n o m y o nh i g h w a y n e t w o r ka n dt h eb o o s t i n ge f f e c to fh i g h w a yn e t w o r k t ot h ee c o n o m y ，t h i s d i s s e r t a t i o np u t sf o r w a r dab a l a n c e dm a t c h i n gf u n c t i o no fe c o n o m ya n dh i g h w a y n e t w o r k a n dd e d u c e sa ni n t e r a c t i v er e l a t i o n s h i p b e t w e e nt h ee v o l u t i o no f e c o n o m i cs p a t i a ls t r u c t u r ea n dt h eh i g h w a yn e t w o r k ( 3 ) u s u a l l y ，t h ea c t u a ls c a l eo fh i g h w a y n e t w o r kd o e sn o tr e f l e c ti t sa b i l i t yt o a c c o m o d a t ea n da d a p tt ot r a n s p o r t a t i o nn e e d s t h e n ，aw a yt o c a l c u l a t et h e c a p a b i l i t ys c a l eo fh ig h w a yn e t w o r ki sp r e s e n t e dt oe m p h a s i z et h es y n c h r o n o u s i m p r o v e m e n to fq u a n t i t ya n dq u a l i t y c o n s e q u e n t l y ，am o d e lo ft a r g e tp l a n n i n gf o r o p t i m i z a t i o no fn e t w o r kg r a d es t r u c t u r ew h i c hm e e t sc o n f i n i n gc o n d i t i o n ss u c ha s n e e d s ，t o t a lv o l u m e ，s t r u c t u r ea n di n v e s t m e n tc a nb ee s t a b l i s h e d b yc l a s s i f y i n gh i g h w a yn e t w o r ki n t ot h r e eg r a d e sa n db a s i n gt h ef u n c t i o n n a t u r ea n dh i b e r a r c h yo ft h eh i g h w a yn e t w o r k ，t h i sd i s s e r t a t i o nc l a s s i f i e sh i g h w a y f u n c t i o n si nr e g a r dt od i f f e r e n th i b e r a r c h yn e t w o r k ，a n du n d e r t a k e s f u n c t i o n s e l e c t i o na n dp o s i t i o n i n go fr o u t e sw i t h t h ec o n s i d e r a t i o no ft h ei n t e r n a l c o m p o s i t i o no fh i g h w a yt r a n s p o r t a t i o np a s s a g e sa n dt h ef a c t o r si n f l u e n c i n gr o u t e f u n c t i o n s a f t e ra n a l y z i n gt h ec o n f o r m a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fh i g h w a yn e t w o r k f r o md i f f e r e n tp o i n t so fv i e w ，s u c ha sc o v e r a g el e v e l ，s p a t i a lc o n n e c t i o nw a y ， t o p o l o g ys t r u c t u r ea n dr e a l d i m e n s i o n s ，t h i sd i s s e r t a t i o nc a l c u l a t e sa n dr a n k st h e i m p o r t a n c e so fn o d e s ，a l s od e t e r m i n e st h ec o n f o r m a t i o no fh i g h w a y n e t w o r ku s i n g r e g i o n a ln e t w o r ke n t r o p i cv a l u e m o r e o v e r ，t h i sd i s s e r t a t i o ni m p r o v e st h em e t h o do ft r a n s p o r t a t i o nr e g i o n a l r o u t el a y o u tf o rt h eo b je c t i v eo fc o v e r a g en o d ei m p o r t a n c e ，a n dc o m p a r e sr o u t e i m p o r t a n c e sa n dv e c t o r i a la n g l e sa n dt h e np r e s e n t sa m e t h o do fi m p o r t a n c el a y o u t i nw h i c hl i n ee l i m i n a t i o nf o r m sm u l t i p l ec i r c u i t sn e t w o r k i te v a l u a t e sq u a l i t yo f h i g h w a yn e t w o r kl a y o u tu s i n gc i r c u i t yr a t e ，r e a c h a b i l i t ya n dc o n n e c t e d n e s sl e v e l ， a n dr e p r e s e n t sc o n n e c t i o nr e l i a b i l i t yo fh i g h w a yn e t w o r k sw i t hr e l a t e dm a t r i x e s ， a n dd e s c r i b e sr e l i a b i l i t yo fo p e r a t i o ns t a t ew i t ht r a f f i ct i m e ，v o l u m e ，s t r a i g h t w a y r e l i a b i l i t y ，e t c ( 4 ) t h i sd i s s e r t a t i o n d e f i n e sc o m p o s i t en o d e sa n dc l a s s i f i e st h e mi n t o d i f f e r e n tg r a d e s i nv i e wo fs p a t i a lr a n g e so fc i t i e s ，i tc o m p a r e sa d a p t a b i l i t i e so f d i f f e r e n tc o n n e c t i o nm e t h o d s ，c a l c u l a t e sd e v e l o p m e n ts p e e d sa n dg r a d e so fc i t i e s a n dm a t c h e sg r a d e so fh i g h w a y sw i t ht h o s eo ft h en o d e s ，a n do p t i m i z e sc o n n e c t i o n o fh i g h w a y st on o d e s s i n c et h e r ea r em a n yd i f f e r e n c e sb e t w e e nh i g h w a y sa n d u r b a nr o a d s ，t h i sd i s s e r t a t i o na n a l y z e st h ec o n n e c t i o nl o c a t i o n so fh i g h w a y st o 西南交通大学博士研究生学位论文第v 页 u r b a nr i n gr o a d s ，t h es t a n d a r d sa n di n t e r v a l so ft h r e e d i m e n s i o n a li n t e r s e c t i o n s ， t h eb u f f e r i n gs e c t i o n so fv e h i c l es p e e da n dt r a n s e c t i o no fp l a n ei n t e r s e c t i o n s ，a n d t h ei n t e r m i n g l eo ft r a n s i t i o ns e c t i o n so fh i g h w a y st ou r b a nr o a d s ( 5 ) i nr e g a r dt op r o b l e m sl i k el o wr o a ds p e e d ，r o a ds u r f a c ed a m a g e s ，w a s t eo f r o a ds p a c e ，f r e q u e n tt r a f f i ca c c i d e n t s ，e t c ，c o m i n gf r o mt h em i x e dp a s s e n g e ra n d f r e i g h tt r a n s p o r t a t i o n ，t h i sd i s s e r t a t i o nd e f i n e sp a r a l l e le x p r e s s w a y s ，c o m p a r e s p a s s e n g e ra n df r e i g h ts e p e r a t e dr o u t et r a n s p o r t a t i o na n dm i x e dt r a n s p o r t a t i o ni n a s p e c t so fa v e r a g er o a ds p e e d ，t r a f f i cc a p a b i l i t y ，e c o n o m i cb e n e f i t s ，t r a f f i c a c c i d e n t s ，a n de s t a b l i s h e sa no b j e c t i v ef u n c t i o na n dn e e d sc o n f i n i n gc o n d i t i o n sf o r f u n c t i o nc o n f i g u r a t i o no fe x p r e s s w a ys y s t e m s a l t o g e t h e r , t h er e s e a r c hc o n t e n to ft h i sd i s s e r t a t i o nc o v e r si n f l u e n c i n gf a c t o r s ， s y s t e ms t r u c t u r ea n dm a t c h i n ge l e m e n t so fh i g h w a yn e t w o r k ，t h ea u t h o rh o p e s t h a ti t m a yb e o fs o m er e f e r e n c e v a l u ef o r a c c e l e r a t i n gt h et h e o r i z a t i o n ， s t a n d a r d i z a t i o na n ds c i e n t i f i c a t i o no f h i g h w a yn e t w o r kp l a n n i n g ，c o n s t r u c t i o na n d m a n a g e m e n ti no u rc o u n t r ya n di m p r o v i n ga d a p t a b i l i t yo fh i g h w a yn e t w o r kt o a c c o m o d a t ew i t hc o m p r e h e n s i v et r a n s p o r t a t i o n ，e c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n dt o w n s y s t e m s ，a n di n c r e a s i n gs u p p l ya b i l i t yo fh i g h w a yn e t w o r k s k e y w o r d ：r e g i o n a lh i g h w a yn e t w o r k ；t o w ns y s t e m ；s p a t i a ls t r u c t u r e ；n o d e i m p o r t a n c e ；f u n c t i o nc o n f i g u r a t i o n ；s e p a r a t i v er o u t et r a n s p o r t a t i o n 西南交通大学曲南父逋大字 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学位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、缩印或扫描等复制手段保存或汇编本 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 、不保密西使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“v ”) 指导教师签名 日期：2 加) 乒年c , c 月) 7 日 吞叫 娟 2 傍佃 名 e 戳 峰 彰 移 作 潮 删 加 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，是本人在导师指导下独立进行研究 工作所取得的成果。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。对本人的研究做出贡献的个人和 集体，均已在文中做了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由个 人承担。 本学位论文的主要创新点如下： 1 论文运用系统科学的方法和观点，分析了城镇体系与公路网络空间匹 配的均衡性( 3 2 2 节) ，根据经济与公路网络交替促进的上涨螺旋式推拉反 馈作用过程，构建了经济与公路网络的移位匹配优化模型( 3 3 1 节) 。 2 在节点重要度计算和排序的基础上，用区域网络熵值判定路网的形态， 基于交通需求非均匀分布以覆盖节点重要度最大为目标改进交通区位线布局 优化法( 4 4 1 节) ，通过计算路线重要度和向量角，提出了边删除法形成多 回路网络进行布局优化( 4 4 2 节) 。 3 论文划分节点的层次( 5 1 1 节) ，结合城市的发展梯度分析了节点与 公路连接的优化( 5 1 3 节) ；基于公路与城市道路的不同( 5 3 1 节) ，研究 了公路与城市道路的连接方式、过渡段的融合等( 5 3 2 节) 。 4 论文针对客货运混合行驶存在的问题( 6 1 节) ，从平均车速、通行能 力、经济效益、交通事故率等方面比较分线运行与混合运行( 6 2 节) ，构建 了并行高速公路系统功能配置的目标函数和需求约束条件( 6 3 节) 。 学值讫丈彳产耆缢善：辱娟 厉期：2 研莎牟吁月列日 西南交通大学博士研究生学位论文第l 页 1 1 问题的提出 第1 章概述 公路是指连接城市、乡村和工矿基地之间，主要供汽车行驶并具备一定 技术标准和设施的道路n 1 。 公路网是指一定区域内根据交通的需要，由各级公路组成的一个四通八 达的相互联络、交织成网状分布的公路系统。 1 1 1 我国公路网络的里程 截止2 0 0 6 年底，全国公路通车里程达3 4 5 6 9 万公里，其中高速公路通 车里程4 5 3 0 0 公里，二级以上公路占总里程的比重为1 0 2 2 ，等级公路的比 重为6 6 0 4 。我国历年来的公路统计数据见表卜1 和图l 一1 乜 3 3 。 表1 - 1我国历年来各等级公路的统计数据 总里程高速 一级 二级三级四级等外级密度 1 0 0 公里 单位公里公里公里公里公里公里公里 平方公里 1 9 9 51 1 5 7 0 0 92 1 4 19 5 8 08 4 9 1 02 0 7 2 8 26 0 6 8 4 12 4 6 2 5 51 2 0 5 1 9 9 61 1 8 5 7 8 93 4 2 21 1 7 7 99 6 9 9 02 1 6 6 1 96 1 9 2 5 82 3 7 7 2 11 2 3 5 1 9 9 71 2 2 6 4 0 54 7 7 l1 4 6 3 71 1 1 5 6 42 3 0 7 8 76 3 5 7 3 72 2 8 9 0 91 2 7 8 1 9 9 81 2 7 8 4 7 48 7 3 31 5 2 7 71 2 5 2 4 52 5 7 9 4 76 6 2 0 4 l2 0 9 2 3 11 3 3 2 1 9 9 91 3 5 1 6 9 l1 1 6 0 51 7 7 1 61 3 9 9 5 72 6 9 0 7 97 1 8 3 8 21 9 4 9 5 21 4 0 8 2 0 0 01 4 0 2 6 9 81 6 3 1 42 0 0 8 81 5 2 6 7 22 7 6 6 7 27 5 0 2 6 71 8 6 6 8 51 4 6 1 2 0 0 11 6 9 8 0 1 11 9 4 3 72 5 2 1 4 1 8 2 1 0 l3 0 8 6 2 6 8 0 0 6 6 53 6 1 9 6 8 1 7 6 9 2 0 0 21 7 6 5 2 2 22 5 1 3 0 2 7 4 6 81 9 7 1 4 3 3 1 5 1 4 1 8 1 8 0 4 43 8 2 2 9 61 8 3 9 2 0 0 31 8 0 9 8 2 82 9 7 4 5 2 9 9 0 32 1 1 9 2 9 3 2 4 7 8 8 8 4 2 3 7 33 7 1 0 9 0 1 8 8 5 2 0 0 41 8 7 0 6 6 13 4 2 8 83 3 5 2 22 3 1 7 1 5 3 3 5 3 4 78 8 0 9 5 4 3 5 4 8 3 5 1 9 4 9 2 0 0 51 9 3 0 5 4 44 1 0 0 5 3 8 3 8 12 4 6 4 4 23 4 4 6 7 1 9 2 1 2 9 3 3 3 8 7 5 2 2 0 1 1 2 0 0 63 4 5 6 9 0 04 5 3 0 0 4 5 3 0 02 6 2 7 0 03 5 4 7 0 01 5 7 4 8 0 0 1 1 7 4 1 0 03 6 0 1 第2 页西南交通大学博士研究生学位论文 公路总里程( 公里) 妒? j 一? j | 。j 。j ji j 。 ” 渤 一： ； | i i ； i j - - +一 1 t 。 一 ， 7 i ? 。 曼 磅 睡施。? 奠t j。k i ：一鼍i l ；? ；* i ? n 。轧，。t 。畸。，f 引。：t 。z 。? k j j 龋霸 年 1 9 9 51 9 9 61 9 9 71 9 9 8 1 9 9 92 0 0 0 2 0 0 l2 0 0 2 2 0 0 32 0 0 42 0 0 5 2 0 0 6 图1 1我国历年来公路的总里程 根据我国公路历年的统计资料：2 0 0 6 年相比于1 9 9 5 年，公路网的总里程 增长1 9 8 7 8 ，高速公路增长2 0 1 5 8 3 ，一级公路增长3 7 2 8 6 ，二级以上公 路增长2 6 5 6 2 ，高等级公路的增长幅度大于公路网总量的增长幅度，其所占 比重从8 3 5 提高到1 0 2 2 ，尤其高速公路的快速增长，所占比重从0 1 9 提高到1 3 1 ，公路网络的等级结构渐趋合理。 1 1 2 区域公路网络的分类 1 公路的分类 公路根据几何特征可分为辐射公路、环形公路、绕行公路等。辐射公路 是在公路网中，自某一中心向外呈辐射状伸展的公路；环形公路是在公路网 中，围绕某一中心呈环状的公路；绕行公路是为使行驶车辆避开城镇或交通 障碍路段而修建的分流公路。 公路根据服务功能可分为干线公路、集散公路、地方公路等心1 。干线公路 突出运输能力的规模性，重在降低运输成本：地方公路突出需求集散的吸引 性，以扩大吸引面积为指向。 公路根据行政等级可分为国家公路、省级公路、县级公路、乡公路、专 用公路等；根据适应的交通量可分为高速公路、一级公路、二级公路、三级 公路、四级公路共五个技术等级。 2 公路网络的分类 线路的延伸和加密使得公路相互连接、交织而初步形成区域性网络，对 社会进步和区域经济发展起着举足轻重的作用。 0 0 0 o o 0 0 0 0 o 0 o o 0 0 o 0 0 0 0 o o 0 o 0 0 0 o o o 0 0 0 0 0 0 o o 0 o o 0 5 0 5 0 5 0 5 4 3 3 2 2 1 1 西南交通大学博士研究生学位论文第3 页 公路网络根据区域范围可分为州际公路网、国家级公路网、省域公路网、 县乡公路网、城市群公路网等。 公路网络根据几何形态可分为树形公路网、纵横方格式公路网、环形放 射式公路网、自由式公路网、混合式公路网等。 公路网络根据系统内外关系可分为区域内部公路网、区域对外公路网等。 公路网络根据功能可分为干线公路网、乡村公路网、旅游公路网等。 公路网络根据技术标准可分为高速公路网、二级公路网等。 1 1 3 区域公路网络的特性 区域公路网络为线路和节点构成的多元素系统，应具有节点相互连接的 全域通达性、线路运行的快速畅通性、功能差异的结构层次性、相互关联的 系统复杂性、与外部环境交换的网络开放性、与其它运输方式共同发展的综 合协调性、网络形态不断演变和结构逐渐优化的发展动态性畸1 。 1 连接通达性 在特定的时间和地理空间范围内，节点为区域的主要交通需求源，不同 层次的公路网络连接区域内不同层次的运输节点，达到覆盖和通达全域所有 节点，才能满足区域绝大部分的运输需求。 2 运行畅通性 公路网络应达到一定的技术水平，能够通行现代化的运输车辆并提供一 定的行驶速度和服务质量，连接通达性反映了公路网的静态规模和连通，运 行畅通性则反映了公路网的服务水平和质量。 3 结构层次性 公路运输需求的层次性，使得公路的功能层次客观存在。干线公路以运 输功能为主，承担较长运距和跨区域、过境的客货交通流；地方公路主要为 生产和生活服务，承担区域内的客货运输，实现干线公路交通流的集散。 4 系统复杂性 系统是指同类事物为达到同一个目的而几个相关联的要素组合在一起的 群体性结合。公路网络各组成元素相互依存、相互作用，相互激励、相互补 充、相互制约、协调动作，整体运转，形成一个内在关联的有机统一整体， 发挥综合效益和总体优势。 5 地域独立性 社会活动主要在功能相对完善的半封闭状态的区域范围内进行，局域公 路网络的流量是广域公路网络的线路在局域空间的流量主体，广域公路网络 第4 页西南交通大学博士研究生学位论文 设施的标准以局域交通需求为依据，区域公路路网的地域性和独立性使得其 具有独立研究的必要性和可能性。 6 。网络开放性 经济资源和生产要素的流动已极大地突破行政区划的阻隔、超越时间和 空间的界限，跨区域的人员和货物广泛交流已成为现代社会的重要标志。对 任何区域的公路霹蔗言，虽然矗接服务予特定区域经济和社会的发展需要， 但区域之间的人流、信息流、物资流、资金流等交换活动，使得公路网必须 对外开放并楣互衔接汹3 。 7 。综合协调性 区域般存在多种运输方式，各种运输方式均能满足运输需求的位移要 求，作为综合交运运输体系的一个子系统，公路网络应与其它运输方式合理 衔接、有机配合、备展其长、优势互补、相互竞争、相互协调、相互促进。 8 发展动态性 随着时间的推进、社会的进步、经济的增长，公路网络的规模、结构、 形态、空间布局等处于不断纵深变化的动态发展过程中，从短途运输方式和 集散手段逐渐拓展成为具有短途和干线双重功能的主要运输方式，覆盖空间 不断延伸，网络形态不断演化、路网密度不断增大、技术标准不断提高，路 网结构不断优化。 1 。2 论文的研究背景 1 2 1 公路网络存在的问题 尽管区域公路网络的总量和结构取得明显进震，但是仍然存在总体容量 不足、等级结构偏低，骨架不明确，空间布局不合理等诸多问题，影响整个 鼹网功能秘作用的发挥。鼹前，区域公路网络普遍存在以下主要闻题： 1 网络结构失衡 从绝对数量柬看，区域公路网络实际里程较高，基本能够满足节点之间 有公路连接的通达要求；但是高等级公路的数量仍然偏少、低等级公路的比 重较高，使得路网的供给容量明显不足，难以提供快速、高效、安全的运输 质量，不能满足经济和社会发展的需要。 2 地区发展不均衡 西南交通大学博士研究生学位论文第5 页 不同的地区由于经济水平、城市化进程的差异，其公路网络的发展也表 现出明显的不均衡，从地区分布情况看，东、中、西各地区公路总量以及结 构都存在非常明显的差异，从东至西呈现梯级依次弱化态势。 3 空间布局不合理 作为区域的支撑骨架，公路网络还不能达到与经济活动、城镇体系空间 形态、城镇体系等级结构的合理匹配，未能实现交通需求和路网供给有机疏 散和聚集的均衡统一。 4 节点成为公路网络的瓶颈 由于节点范围内运输与服务功能的背离，运输需求大量集散、交通行为 复杂、出行方式多样的节点成为路网发展的瓶颈地点；节点的扩张带来公路 空间属性的改变，规划的单一公路功能难以适应城市交通多样化的出行需求， 以至于造成公路在节点范围通行不畅、交通事故多发、需求转换困难等诸多 问题，制约公路网络的发展。 5 功能结构不够完善 交通需求有长途与短途、客运与货运的区别，需要定位准确、功能清晰、 结构合理的公路网络来满足不同层次、不同质量的需求，公路网络仍然存在 层次混乱、比例失调、级别衔接不当等功能结构不完善的问题。作为综合运 输体系的有机组成部分，公路网络发挥集疏和干线运输的双重功能，而干线 公路技术标准低、通行能力小，难以达到与其它运输方式的并行竞争优势； 地方公路与其它运输方式的衔接不紧密，也使得公路网络的集疏功能难以较 好地发挥。 6 运行不畅和可靠性较低 通行能力不足、横向干扰严重、突发事件等各种不稳定因素的影响，造 成公路运行不畅甚至堵塞，使得公路难以有效地保证通行，路网的机动灵活 性和运行可靠性较低。 1 2 2 公路网络面临的形势 1 经济持续快速增长必然刺激公路运输需求快速增长 随着全面建设小康社会和城市化进程的不断加快，我国经济将保持持续 快速增长，预计到2 0 1 0 年，g d p 将达到2 6 1 万亿元，年均增长7 5 ，人均 g d p 达到1 9 2 7 0 元以上，年均增长6 6 ，城市化率达到4 7 盯1 ，经济的快速增 长必然刺激公路运输需求的快速增长。 2 城市化进程加快要求公路网络为推进城乡一体化提供有力支撑 第6 页西南交通大学博士研究生学位论文 城乡结构的升级导致了出行空间的重新分布，城市的发展对组团之间以 及城市对外交通提出了更高的要求。为进步增强区域中心城市对闳边地区 的辐射和拉动作用，逐步适应城市间、城郊间、城乡间的人流、物流快速交 换的需要，公路网络应提供安全、快速、离效、便捷的运输服务，为推进城 市化和城乡一体化进程提供有力的支撑。 3 。城市焉地规模的拓震带来公路空间属链帮功能的调整 城市用地规模的外延，拓展了城市的覆盖范围，公路所处的地理范畴改 变为城市空间，造成公路沿线用地性质改变、出行需求的种类增加，带来沿 线出行需求的日益复杂，追切需要优化公路与节点的衔接，适时调整公路的 功能，适当预留建设用地，以提高公路与城市规模拓展的动态适应性。 4 交通消费结构进一步升级要求提高公路运输的客运暇务质量 城乡经济持续快速发展，人民生活水平普遍提高，交通消费结构进一步 舞级，城乡一体化趋势嚣益骥显，个性化出行成为一种新趋势，旅游、体闲、 度假、探亲、访友等出行比例大幅度提高，对公路运输的及时性、安全性、 便捷性和舒适性提如更高的质量要求。 5 产业结构进一步调整要求提离公路运输的货运服务质量 产业结构战略性调整力度持续加强，三大产业的比例将发生较大的变化； 产晶结构向轻重量、深加工、高驸加值方向发展，单位产值的货运强度下降； 市场竞争从价格竞争为主，转向质量、价格、响应速度和服务并重，要求公 路嬲络提供更加安全、快速和可靠的运输服务。 1 2 3 公路网络面临的任务 根据公路网络存在的阀题，为适应经济、社会、城市发展的新形势，在 今后的较长时期内，公路网络面临的主要任务为： 王公路瓣络应主动适应综合运输体系的发展 随着高等级公路规划和建设的不断推进，公路交通不仅在中短途继续保 持机动灵活的集散优势，并且逐渐承担长途运输，作为主干运输方式的作用 逐步凸显。综合运输体系的发展模式从追求总量规模向注重质量效益转变， 各种运输方式分工协作、协调配合，共同建设以大运能、高速化、信息互通 互连为主要特征的综合运输大通道澄成为综合运输体系发展的新趋势。公路 网络必须主动适应这种发展趋势，通过调整网络的功能分工，实现在综合运 输体系中的准确定能，在与其它运输方式的竞争中不断发展。 2 公路网络应更加关注节点的规划和建设 西