（交通运输规划与管理专业论文）以铁路客运站为主的城市交通枢纽换乘研究.pdf

中文摘要 中文摘要 摘要：城市综合交通枢纽的建设在完善城市交通系统方面起着以点代面的作用， 合理的规划和设计在可以有效地解决我国城市交通拥堵的问题。而作为连接城市 内外交通的铁路客运枢纽显得尤为重要。从城市内部的视角来看，铁路客运枢纽 内客流换乘衔接是优化枢纽的关键，并最终会影响到整个城市的交通。 本文首先对国内外城市交通枢纽的研究和实践进行了总结，在此基础上，对 铁路客运枢纽换乘系统进行分析。从系统角度分析了铁路客运交通枢纽，并对铁 路客运枢纽换乘的内涵、基本原则以及与城市交通客流分布时间的叠合性及枢纽 站换乘高效运行的影响因素和发展条件进行了研究。 然后，阐述了枢纽客流预测的目的和作用，进一步对客流预测方法作了介绍。 提出预测铁路客运枢纽换乘客流的思路，利用b p 神经网络对未来的客流进行预 测，根据调查数据，建立m n l 模型对旅客选择交通方式的概率进行预测得到各交 通方式间的换乘客流量。根据预测数据，在枢纽内对换乘客流进行分配。根据调 查数据确定枢纽内路段通行能力和行人路阻函数。利用t r a n s c a d 分配预测换乘客 流以直观反映客流换乘情况。最后结合实例，对北京西站枢纽换乘进行研究，预 测了北京西站未来的客流量以及旅客选择各交通方式的概率，得到枢纽内各交通 方式的换乘客流量。对预测换乘客流在枢纽内进行分配以观察各交通方式衔接情 况，对北京西站换乘布局提出改进意见。 关键词：铁路客运站；交通枢纽；换乘衔接；神经网络；客流分配 分类号：u 2 9 1 6 ：u 2 9 1 7 a b s t r a ( 了r a bs t r a c t a b s t r a c t ：t h ec o n s t r u c t i o no fc o m p r e h e n s i v et r a n s p o r t a t i o nt e r m i n a li sv e r y i m p o r t a n tt op e r f e c tu r b a nt r a f f i cs y s t e m r a t i o n a lp l a n n i n ga n dd e s i g n i n gc a n e f f e c t i v e l yr e s o l v et h ep r o b l e mo fc o n g e s ti no u rc o u n t 巧b e c a u s eo fi t sf u n c t i o ni n c o n n e c t i n gi n t e r n a la n de x t e r n a lt r a f f i co fc i t y , r a i l w a ys t a t i o nt e r m i n a li sm o r e i m p o r t a n t p a s s e n g e rt r a n s f e ro ft e r m i n a li n s i d ei sak e yt oo p t i m i z et e r m i n a la n dw i l l i n f l u e n c ew h o l ep u b l i ct r a n s p o r t a t i o ni na c i t y i nt h i sp a p e r , t h ee x p i e r e n c eo fr e s e a r c ha n dp r a c t i c eo fc i t yt r a n s p o r t a t i o n t e r m i n a li nd o m e s t i ca n d 南而g nc i t ) ，i ss u m m a r i z e d ；o nt h eb a s i so ft h i s ，t h ep a p e r a n a l y s et h er a i l w a yp a s s e n g e rs t a t i o nt e r m i n a ls y s t e m t h ep a p e rm a k e ss y s t e m s a n a l y s i sf o rt h er a i l w a yp a s s e n g e rs t a t i o nb yr e s e a r c h i n go nc o n n o t a t i o n , p r i n c i p l e ， s u p e r i m p o s i t i o nb e t w e e nu r b a nt r a f f i cp a s s e n g e rf l o w so fr a i l w a yp a s s e n g e rs t a t i o n t e r m i n a lt r a n s f e r t h ep a p e ra n a l y s et h ei n f l u e n c ef a c t o r sa n dd e v e l o pc o n d i t i o nf o r r a i l y w a yp a s s e n g e rt r a n s f e r r i n ge f f i c i e n t l y t h e nt h ep a p e ri n t r o d u c e st h em e t h o do ft h ef o r e c a s t ，w h i c hi sb a s e do nr e c i t i n g t h em e t h o do ff o r e c a s t i n gp a s s e n g e rf l o w t h ep a p e rp r o p o s e st h es o l u t i o nf o r f o r e c a s t i n gr a i l w a yp a s s e n g e rs t a t i o nt e r m i n a l ，w h i c hi su s e db yb pn e u r a ln e t w o r k a c c o r d i n gt ot h es u r v e y , t h ep a p e re s t a b l i s h e st h em n lm o d e lf o rt r a n s f e rp a s s e n g e r f l o wr a t e b a s e do nt h es u r v e y , t h ep a p e rf i g u r e so u tt h ec a p a c i t yo ft h el i n ei n s i d e r a i l w a yp a s s e n g e rs t a t i o nt e r m i n a la n dt h ef o r m u l ao fb p rf u n c t i o n t h e n ，b a s e do nt h e f o r e c a s t i n gd a t a , t h ep a p e ra s s i g n st h ep a s s e n g e rt r a n s f e rf l o wt or e f l e c tt h es i t u a t i o no f p a s s e n g e rt r a n s f e ri nt h et e r m i n a l l a s t l y , t h ep a p e rt a k e sb e i j i n gw e s tr a i l w a ys t a t i o n f o re x a m p l e ，f o r e c a s t i n gt h eq u a n t i t yo fp a s s e n g e rt r a n s f e rf l o wi nt h ef u t u r eo ft h e s t a t i o na n dt h er a t eo fd i f f e r e n tt r a n s p o r t a t i o n ，a s s i g n i n gt h ep a s s e n g e rt r a n s f e rf l o wt o o b v e r s et h es i t u a t i o no ft r a n s p o r t a t i o nc o n v e r g e n c e , w h i c hi sf o rt h ei m p r o v e m e n to f t r a n s f e rl a y o u ti nt h eb e i j i n gw e s tr a i l w a ys t a t i o n k e y w o r d s ： r a i l w a yp a s s e n g e rs t a t i o n ；t r a n s p o r t a t i o nt e r m i n a l ；t r a n s f e r c o n v e r g e n c e ；n e u r a ln e t w o r k ；p a s s e n g e rf l o wa s s i g n m e n t c l a s s n o ：u 2 9 1 6 ：u 2 9 1 7 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：詹 签字日期：汐g 年6 月 导师签名：去韬争 签字日期：d 驴年乡r i l l e l j j 瓤垆 独创性声明 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，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交通大学或其他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。 学位论文作者签名： 鹰锐签字日期 邙 年6 月日 7 5 致谢 首先我要感谢我的导师赵瑜副教授。本论文的工作是在赵老师的悉心指导下 完成的，赵瑜副教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。 在此衷心感谢三年来赵瑜老师对我的关心和指导。 赵瑜副教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给 予了我很大的关心和帮助，在此向赵瑜老师表示衷心的谢意。 赵瑜副教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷 心的感谢。 在进行调研工作及撰写论文期间，王金霞、张剑锋两位同学对我论文中的数 据收集以及处理工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。 另外也感谢我的家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。 1 引言 1 引言 1 i 研究的背景 随着经济的发展和人口的增长，城市客运量和私人小汽车数量剧增，大城市 交通状况日趋恶化，交通拥挤、道路堵塞和交通事故频繁发生越来越严重地困扰 着世界各大城市。人们生活水平的提高，出行次数也随之增多，据抽样调查，城 市人均出行次数，从2 0 世纪8 0 年代初每天2 2 1 次，提高到2 0 世纪9 0 年代初的 2 6 8 谢。出行的增多也加重了城市交通的负担，世界上的大城市，尤其是特大城 市普遍存在着道路拥挤、车辆堵塞、交通秩序混乱的现象。 城市综合交通枢纽是城市综合交通系统的重要组成部分，汇集了多种交通方 式实现转运和换乘功能的综合体。而铁路客运站、港口、机场等进出口关键枢纽 的重要性就更加明显。特别是铁路客运站，由于城市的发展，过去在城市边缘的 铁路客运站逐步被包含在了城市内部，有的甚至处于城市的中心地区，如深圳罗 湖客运站、北京客运站、武昌客运站等。铁路客运站的客流在短时间存在的大量 聚集，如果没有合理有效地进行疏导，对周围地区的交通都将产生很严重的负面 的影响。过去，我国大多数城市在铁路客运站的建设上并没有过多地考虑与其他 交通方式的换乘问题，即使有这方面的考虑也是各自为政，没有进行统一规划、 统一建设。加上管理不力，导致不少铁路客运站的换乘衔接不合理，旅客换乘其 他交通方式十分不便，道路拥挤。随着新一轮城市建设的进行，许多城市都开始 对原有的铁路客运枢纽进行重建和改建。新建的铁路客运枢纽也将与城市交通的 衔接、与周围环境的协调以及可持续发展当作建设的目标。随着客运专线、高速 铁路工程的推进，“十一五期间，铁路将建设和改造5 4 8 座铁路客运站，并将于 城市交通的换乘作为了建设的重点工作。这为本文的研究提供了广阔的前景。 实现合理换乘的关键问题是要如何有效地疏导客流，进行合理的换乘研究， 注重改善换乘条件，可从方式分担、衔接布局、客流预测、交通流组织等方面进 行研究分析 2 1 。 我国传统的客运枢纽设计理论只是以满足各自交通方式客流集散为目标，以 相应的专业规范作为指导工程设计的依据。对于枢纽多种客运方式换乘的功能属 性与要求，对于枢纽多种集散客流及其分布特征，对于枢纽土地、空间、环境有 限资源利用等均缺少综合性的研究及相应的技术标准【3 1 。 北京交通人学硕士学位论文 1 2国内外相关领域研究概况 1 2 1 国外研究概况 一体化、集约化已成为国外大城市交通换乘衔接建设的典范。各种交通方式 间的衔接系统是高效、安全和舒适的现代化交通系统的一个重要组成部分，已成 为综合交通运输规划的一项重要内容。 国外在综合枢纽客流换乘方面有很好的应用实例。如英国伦敦一些重要铁路 客运站和地铁车站几乎都建在一栋站舍内，而且出站就有公共汽车或小汽车停车 场，形成十分方便的换乘联运体系。法兰克福机场大楼第二层是出发层，第一层 是到达层，机场公共汽车站在一层门口，底层是地铁站和三层地下停车库，同时 机场大楼旁另设有1 0 层停车库；上下层间都有自动扶梯，到发旅客可以非常方便 地进行换乘【4 1 。 日本学者加藤晃【5 】在城市交通和城市规划一书中提出城市铁路和郊区铁 路各自活动领域不同，线路形式也不一致。在大城市，郊区铁路一般不进入城市 中心，在城市告诉铁路和郊区铁路相交地方设置枢纽站。因此，必须采取措施提 高枢纽站的换乘效率，打破城市铁路间的隔阂，采取一票制。同时，该书中还提 到铁路车站设置与其它交通设施的相互位置必须从城市规划的角度予以认真研 究。 国外对交通方式的衔接也做了大量的研究：d a v i s d e n n i s 掣6 】对换乘枢纽步行 设施服务标准进行讨论，从而得出了城市综合交通枢纽中，通道设施人群步行服 务标准。 k i t t is u b p r a s o m 等刀与s e n e v i r a t n e 8 1 通过对换乘服务水平的研究以及通过对换 乘设施建设、维护、运行总成本和乘客的期望值研究得出各种条件下的乘客最优 占有空间。 以实现乘客换乘步距最小为目标，国外学者们开展了一系列有关机场换乘枢 纽最佳几何形状的研究9 】。【13 1 。其研究和方法对于铁路客运枢纽的客流换乘研究具 有很好的借鉴和参考。 部分国外学者的研究表明可以通过仿真分析研究乘客流在枢纽内的流动，发 现影响交通行为的瓶颈，通过减小这些影响因素来提高客流换乘的效率【1 4 】【17 1 。其 中，对枢纽的换乘仿真研究可以让我们借鉴在该类仿真中参考利用其经验参数和 方法。 也有国外研究通过对交通方式换乘关系的研究提出优化各交通方式松弛时间 ( 即缓冲时间) 来提高衔接效率的问题。【1 8 】【1 9 】 2 1 引言 从国外综合交通换乘枢纽的发展过程和建设现状可以看出，在综合交通换乘 枢纽规划时突出表现为以下两点： 1 重视规划，强化节点交通系统与城市土地利用、环境相协调。 2 客运枢纽坚持以人为本，强调服务和功能的齐全。 1 2 2 国内研究概况 国内对于交通枢纽的研究起步较晚，同时加上管理上各个部门只从自身利益 出发，许多的对外枢纽与市内交通衔接并没有综合考虑，导致换乘效率不高，乘 客感到不便，甚至出现交通流疏导不畅导致交通拥挤和周围城市道路堵塞现象。 在理论研究上对于综合交通枢纽衔接换乘也还处于初级阶段。但是随着这几年城 市交通的发展以及居民出行的增加，关于客运枢纽与其它交通方式的换乘研究与 探讨也越来越多。 1 9 9 9 - 2 0 0 0 年同济大学道路与交通工程系做的广州市交通衔接实施方案【z o j 提出了客运交通衔接换乘方案的评价指标体系和评价方法，还有很多交通工程类 的博、硕士论文也对这方面进行了探讨。 在国内，综合交通枢纽的客流预测、分配具有一定的复杂性，目前还没有形 成固定的分析计算模式，预测与客流分配的理论很方法也还在发展完善之中。 黄伟【2 1 】在客流构成分析的基础上，分析城际交通相关客流、枢纽内城市公共 交通所诱发的客流、枢纽周边用地诱发的客流3 部分采用不同的方法分别计算， 最终通过数据综合得到枢纽各方式的换乘矩阵，其计算过程较为简单，是综合交 通枢纽客流预测中可以借鉴的一种方法。 交通部科学研究院的周伟、姜彩良对城市交通枢纽旅客换乘问题的研究，提 出用系统和理论的方法解决枢纽换乘问题，并建立了交通换乘分析模型【2 副；李淑 庆等研究了对城市交通换乘量模型的建立与求解，并引入方式划分的非集聚l o g i t 模型来确定乘客选择不同换乘方式的概率【2 3 1 ；同济大学的叶霞飞等通过对世界几 个典型城市轨道交通之间换乘方式的实例，介绍了城市各种轨道交通之间换乘的 主要方式【2 4 1 ；东南大学的陈琛提出了利用非集聚预测模型对枢纽内部各种交通方 式之间的换乘量进行预测，并通过大量实例，探讨枢纽内各种交通方式之间的换 乘衔接模式，以及枢纽内轨道交通的站台设计、轨道交通与常规公交接驳行车路 线的安排，最后结合换乘枢纽对交通网络的反作用，侧重研究公交线路的设置， 提出交通枢纽与网络设计同时优化的问题1 2 5 1 ；文雅等人则提出了基于出行链的城 市客运交通枢纽换乘需求预测模型，提出了将方式划分与路径选择联合的客流预 测模型并对枢纽内客流做出分配1 2 6 j ；重庆大学的陈义华、胥勇提出了一种基于模 3 北京交通大学硕士学位论文 糊神经网络的交通方式划分模型，通过f n n 和b p 神经网络方法运算结果的比较 分析，证实模糊神经网络具有收敛速度快、精度高等优点，是方式划分问题的一 种实用方法1 2 7 】；同济大学的罗雁云等人在分析了我国轨道交通枢纽车站换乘的问 题后，提出了改善我国城市轨道交通换乘的建议【2 8 j ；东南大学的钟华颖、韩冬青 将换乘置于整个城市设计中，提出了将城市交通换乘体系与城市建筑的一体化设 计理念【2 9 1 。 目前，国内针对铁路客运枢纽的换乘研究也逐渐增加。 金明东【3 0 j 通过对国内外铁路枢纽与城市交通整合现状研究，运用系统动力学 原理分析整合的内外部动力机制，从系统论和控制论的角度对整合流程进行剖析， 得出如何使铁路枢纽更好和城市交通整合的流程，并分析出整合的具体研究内容 及评价指标和原则。 张发才【3 i j 通过结合铁路客运站的客流预测来确定枢纽内换乘量，并以此为依 据分析铁路客运站客流特性，分析了铁路客运站如何和城市交通衔接，并提出具 体措施及铁路客运站的优化换乘的基本原则。 马波涛等p 2 j 从旅客和社会需求的角度，对传统的l o g i t 模型特征函求解进行改 进；以安全性、快捷性、票价水平、舒适度、开行间隔、方便性、服务水平和环 境友好性等8 个参数确定运输产品的效用值，代替传统的l o g i t 模型求解特征函数 值。在市场调查和参考专家建议的基础上，确定参数效用值，并利用改进的l o g i t 模型，计算出广深间旅客市场中铁路的需求分担率。 邬琦夫p 3 j 研究了新型铁路交通枢纽在功能上从以前的“等待式”的候车空间 而转变为现在“通过式”的换乘空间的必然性，并提出了适合我国国情的枢纽换 乘复合体的设计对策。 张海波【3 4 】贝u 通过研究铁路运输与城市轨道交通的换乘，提出了换乘枢纽的换 乘模式、换乘枢纽的布局规划和换乘枢纽的信息系统构建三方面的内容。 霍亮p 5 】针对铁路旅客乘车选择行为进行了分析，设计了时间、费用和舒适度 的关系图直观描述出了三者的关系，并建立了拥挤条件下的随机用户平衡配流模 型及算法对客流进行分配。 综上所述，铁路客运枢纽换乘的研究可以借鉴城市轨道交通枢纽的已有研究 成果，并在其基础上结合铁路客运自身的特点而进行。目前的预测方法虽然可以 根据铁路客运站开行列车对数对铁路运输方式的客流量进行预测，但其它交通方 式的客流量预测还停留在较陈旧的方法上。在铁路枢纽内部进行换乘方式的选择、 客流的分配上，也缺少更科学、直观的方法。 本文将分析综合枢纽衔接换乘中的问题，借鉴国内外相关的研究成果、经验， 同时结合实例，利用交通工程、交通规划等有关理论和相关软件对铁路客运综合 4 1 引言 交通枢纽的衔接换乘进行研究和探讨。 1 3研究的目的和意义 通过对铁路客运枢纽换乘客流的预测与分配分析，找出枢纽内换乘瓶颈和症 结，为铁路客运枢纽的重建或改建提供依据，并为铁路客运枢纽提高客运服务质 量、运输组织效率和经济社会效益提供参考。使旅客可以高效、方便、舒适得换 乘，枢纽内外交通衔接顺畅。同时对实现客运快速化、铁路客运枢纽可持续发展 具有极其重要而深远的意义。 本论文的研究有以下的目的： ( 1 ) 建立整体与均衡的铁路客运站客运交通衔接系统，发挥各种客运交通方 式的特长，互相补充，提高整体的运输效能，满足运输需求的增长，改善各种交 通方式尤其是公共交通的服务水平及形象； ( 2 ) 在总结国内外研究经验的基础上，综合各种枢纽换乘研究成果，根据铁 路客运枢纽的特点探讨建立一套行之有效的方法对铁路客运站各交通方式换乘量 进行预测并在枢纽内合理分配，以作为合理布局的依据。 ( 3 ) 分析既有铁路客运枢纽的换乘的现状，探讨其换乘系统在未来是否能够 满足日益增长的客运需求，在已有的设备上提出能够改善换乘的布局设置，优化 换乘环境。 1 4研究的内容和思路 本文的研究对象是主要利用站前广场进行客流疏散、换乘的既有传统模式铁 路客运枢纽，针对我国大量城市铁路客运枢纽重建、改建的重要时期，提出铁路 客运枢纽换乘客流预测模型与换乘客流分配方法。采取“换乘系统分析一换乘客 流客流预测一换乘客流分配一实例验证 的思路对铁路客运站换乘进行研究。 本文的主要研究内容如下： ( 1 ) 根据国内外的研究成果及相关调查资料分析铁路客运站的系统构成及客 流构成状况、特征，同时分析实现换乘合理性的系统条件； ( 2 ) 利用b p 神经网络对铁路客运枢纽各交通方式客流量进行预测；并利用 m n l 模型对换乘客流进行交通方式划分。 ( 3 ) 对铁路客运站换乘系统进行优化；利用t r a n s c a d 对铁路客运站换乘客 流进行分配，直观地展示换乘系统的运转情况； 论文的研究思路框架如图1 1 所示： 5 北京交通大学硕士学位论文 图1 1 研究思路框图 f i g 一1 1t h e s i sf l o wc h a r t 6 2 铁路客运枢纽的换乘系统分析 2 铁路客运枢纽的换乘系统分析 由系统科学理论可知，系统就是由两个或两个以上相互区别又相互联系的要 素有机结合起来实现某一特定功能的综合整体。铁路客运综合交通枢纽是城市内 外交通的连接点，是多种客运交通方式的交汇处，是实现客运所必需的各项设备 的综合整体，其主要功能是完成旅客的出行中转和集散服务。从系统和铁路客运 综合交通枢纽的基本定义角度来看，铁路客运站交通枢纽是一个由多个要素组成 的完成特定功能的系统。 系统分析是一个从系统长远和总体最优出发，在选定系统目标和准则的基础 上，分析构成系统的各个层次子系统的功能和相互关系以及系统与环境的相互影 响，探索系统各种可行的替代方案以供决策者进行决策的有目的、有步骤地探索 和分析系统的过程。铁路客运站综合枢纽就是一个系统，对于客流的分析和交通 换乘衔接就是要从系统的角度上如何把握各交通方式与铁路客运综合交通枢纽整 体的关系，达到客流换乘衔接的优化。 2 1铁路客运综合交通枢纽分析 2 1 1 城市综合交通枢纽的基本类型 综合交通枢纽是能够提供多种交通方式换乘，实现相互衔接的综合体。枢纽 的研究的角度不同，划分枢纽的依据不同，从以下几方面对枢纽进行分类【3 6 】【3 7 】： 1 、按交通功能划分 ( 1 ) 城市对外交通枢纽。其功能是将城市公交与铁路、水路、航空、长途 汽车交通连接起来，使乘客顺利地完成一次出行。这种枢纽的定位，依据相对运 量较大的交通方式的站点。 ( 2 ) 市内交通枢纽。其功能沟通市内各分区间的交通。 ( 3 ) 为特定设施服务的枢纽。其功能是为体育场、公园等大型公共活动的 场所的观众、游人的集散服务。 2 、按交通方式划分 ( 1 ) 交通方式换乘枢纽。是指公共电、汽车交通与地铁、轻轨、港口、渡 口、铁路、航空等交通衔接的枢纽。这类枢纽主要完成交通方式转换，同时也可 实行线路转换。 ( 2 ) 相同客运交通方式转换枢纽。是指公共电、汽车不同路线的转换，与 7 北京交通大学硕十学位论文 长途汽车的转换枢纽。 3 、按交通组织划分 ( 1 ) 公共交通首末端换乘枢纽。有多条公交线路的起点、终点，有相应的 停车场地和调度设施。 ( 2 ) 公共交通中途站换乘枢纽。是多路公共交通的通过站。 4 、按布置形式划分 ( 1 ) 立体式枢纽。枢纽站分为地下、地面、地上多层，设有商业、问询等 综合服务。这种枢纽设在大厦之中，如日本名古屋铁路车站的“名铁公共汽车站 大楼，公共汽车在大楼的第三、第四层。在大楼内可以换乘铁路和地铁。 ( 2 ) 平面枢纽。枢纽站在同一地面，视客流多少确定规模。 5 、按服务区域划分 ( 1 ) 市级枢纽。为全市服务，客流集散量大，公交线路多，设备齐全，如 铁路客运站的枢纽。 ( 2 ) 区级枢纽。连接各区交通重心、卫星城镇的公交线路的起终点枢纽。 ( 3 ) 地区性枢纽。设在地区客流集散点的枢纽，服务范围小，设备简单。 有些国家在对交通枢纽进行规划研究时，采用了另外的分类。如日本加藤晃 等著的“城市交通规划”一书中，按枢纽等级对枢纽分类，见表2 - 1 。 表2 - 1 枢纽站分类( 根据运输对象和广泛性) t a b l e2 - 1c l a s s i f yo f t e r m i n a ls t a t i o n 运输网的规模旅客货物 国际机场、国际海港工业 全国规模 国际机场、主要城市的重要车站等 区的货运站 机场、主要城市的福中心乍站、中心城重要港口、货物据点站、 地区城市圈规模 市的中央车站大范围的汽车运输枢站 汽车运输枢纽站、港口、 市区规模中央车站、城市中心的公共汽车枢纽站 货运站 郊区铁路和国铁的车站、地铁车站、地 小地区规模( 近邻规模)货运发送中心 方性公共汽车站等 前苏联的斯卡洛夫主编的交通枢纽的发展一书，从更广泛的角度，采用 “综合运输枢纽”概念，对枢纽作了如下分类： l 、按枢纽的作用划分 ( 1 ) 办理直通客、货运作用，以直通为主的枢纽，其中包括由一种运输方 式转换为另一种运输方式的枢纽。 ( 2 ) 具有大量地方作业，同时办理相当数量直通客、货运业务的枢纽。 ( 3 ) 只办理地方作业的枢纽。 2 、按地理位置划分 2 铁路客运枢纽的换乘系统分析 ( 1 ) 陆路枢纽。 ( 2 ) 海滨枢纽。 ( 3 ) 通航大江河岸边枢纽。 3 、按经济特征和人口数量划分 ( 1 ) 设置工业不断发展地区的枢纽。设置与采掘工业区、加工工业区和以 加工业为主的多部门工业区的枢纽。 ( 2 ) 设置于小城市、中等城市、大城市和特大城市的枢纽。 4 、按布置形式划分 ( 1 ) 尽端式枢纽。 ( 2 ) 放射式枢纽。 ( 3 ) 放射环形枢纽。 5 、按运输设备的配设划分 ( 1 ) 运输设备集中配置的单系统枢纽。 ( 2 ) 客运区和货运区分开布置的单系统枢纽。 ( 3 ) 运输设备分散布置得多系统枢纽。 2 1 2 铁路客运综合交通枢纽的定义 铁路客运综合枢纽指由大型铁路客运站发展而来，主要承担铁路交通与城市 其它交通方式快速转换，同时具有交通枢纽节点特征并在其中融入了其它相关功 能的新型交通枢纽。铁路客运综合枢纽在城市综合客运交通体系中具有两个不同 层次的作用： 1 、对外交通客运的集散 铁路客运站作为城市重要的对外交通设施为整个城市服务。城市的进出客流 很大一部分是通过铁路客运站来实现的。大量的来往客流都将通过铁路客运枢纽 进行集散。通过有效地组织好各种交通方式来达到客流的及时集散，提高接驳换 乘效率，使对外交通最终归宿于城市交通。 2 、市内交通的换乘 城市对外交通与市内交通相互交织成为有机结合的城市网络。铁路客运综合 枢纽在满足对外交通服务的同时，由于其聚集了各种交通方式、提供多种交通换 乘手段，往往是大量市内交通客流实现中转换乘的理想之处。 其基本的作用如图2 1 内外交通衔接概念图 而各种衔接方式中，轨道交通又包括有轨电车、轻轨、市郊铁路及地铁，各 具有自身的特剧3 8 j 。 9 北京交通大学硕士学位论文 图2 1 内外交通衔接概念图 f i g 2 - 1c o n v e r g e n c eo f i n s i d ea n do u t s i d et r a n s p o r t a t i o n 2 1 3 铁路客运综合交通枢纽的系统特性 铁路客运综合交通枢纽不仅具有系统的一般特征，同时还具有区别于其它系 统的特性。铁路客运交通枢纽的系统特性表现在以下几个方面： 1 、功能与目标的统一性 铁路客运交通枢纽是由多种客运交通方式的多种运输设备组成，每一种客运 交通方式或客运设备具有不尽相同的功能和作用，但作为一个系统整体，它们具 有统一的功能和目标。铁路客运交通枢纽的基本功能是利用各种交通方式完成枢 纽内客流的中转换乘和集散，确保出行全过程的实现和连续性。 2 、构成和结构的复杂性 铁路客运交通枢纽连结着多种客运交通方式或多条交通线路，每一种客运交 通方式或线路又由为实现其运输过程的多种运输设备按一定布局原则和技术要求 统一配置而成。为实现各种客运交通方式或不同线路之间的相互协调，所有客运 交通方式和线路的运输设备的布局与配置须统筹安排，由此构成了枢纽结构的复 杂性。铁路交通枢纽系统具有由多个多级子系统构成的多级递阶的复杂结构。 3 、铁路客运交与其外部环境具有十分密切而复杂的联系 首先，铁路客运交通枢纽是城市客运交通系统的子系统，因此该交通枢纽以 城市客运交通系统为其外部环境；其次就某一个具体的铁路客运交通枢纽而言， 它衔接了城市对外客运交通枢纽，又以城市对外客运交通系统及其枢纽为其外部 环境；最后铁路客运交通枢纽又是它所依托的城市用地区域系统的一个子系统， 以城市区域的社会、经济系统为其外部环境。 1 0 圆 习 2 铁路客运枢纽的换乘系统分析 4 、铁路客运交通枢纽的各个子系统发展的不平衡性和技术差异性 由于枢纽内各种客运交通方式形成过程及发展不尽相同且不平衡，各种客运 交通方式具体运行过程和技术设备配置各有特点，决定了枢纽内各子系统之间存 在一定的技术差异性，在具体的分析和规划、实施过程中应区别对待。 2 2 铁路客运枢纽换乘分析 2 2 1 铁路客运枢纽换乘的内涵 换乘是指交通对象为完成一定出行目的在不同交通方式或交通设施之间搭乘 转换的全过程以及在该过程中所得到的由载运接驳设施( 如衔接通道及线路、换 乘站厅等) 提供的交通服务【3 6 1 。 铁路客运站客流以中长距离出行为多，同时聚集时间分布较集中，数量比较 大，而且构成相对复杂。对于到站客流一般存在以下几种分类【3 9 1 ： l 、按服务对象分类 ( 1 ) 城市居民( 包括流动人口) ； ( 2 ) 中转换乘旅客； 2 、按城市人口的统计分类 ( 1 ) 常住人口； ( 2 ) 暂住人口； ( 3 ) 流动人口； 3 、按客流出行目的分类 ( 1 ) 旅客； ( 2 ) 接送人员； ( 3 ) 工作人员； ( 4 ) 换乘人员； 2 2 2 铁路客运站换乘客流接驳形式及设施 我国铁路客运站换乘客流衔接形式主要有：铁路、城市轨道交通、常规公交、 出租车和私人交通方式。各种交通方式都有其自身的特点 4 0 1 ： l 、铁路是铁路客运枢纽吸引大量换乘客流的关键因素，具有一定的周期性、 时间特性； 北京交通大学硕士学位论文 2 、常规公交具有适应性强，灵活性大的特点； 3 、出租车具有弹性大，随到随走，门到门的服务特点； 4 、私人交通方式包括单位车、私家车以及自行车等，具有更大的灵活性，但 对交通资源的消耗大。 对于客流的换乘是通过各种功能设施来完成的，一般根据设施的作用不同， 铁路客运枢纽换乘设施有以下几个部分组成： 1 、场站类设施 为各种用来换乘的交通工具提供行驶和停放的设施或场地。如铁路客运站附 近的公共汽车、电车停车区、私人交通停车场、出租车停车区等。其关键是如何 确定所需要的面积大小。 2 、集散类设施 为乘客安全上下车辆所提供的集散空间。如公共汽、电车站站台，地铁站站 台和集散大厅等。 3 、通道类设施 各种衔接换乘和出入车站的通道，如步行道、地下换乘通道、楼梯、自动扶 梯等。其合理的设计能够为乘客的换乘提供方便，快捷和安全的服务。 4 、信息类设施 信息的提供为乘客的换乘提高了效率，某些专门为公共交通设计的信息服务 如公交布告牌信息系统、公交行车路线信息系统等对于吸引乘客选择使用公共交 通具有很好的导向作用，有利于促进公交优先的发展。 2 2 3 铁路客运枢纽换乘的基本原则 城市中的各种交通方式都有其存在的合理性，要组织好换乘交通，保证各交 通系统间的衔接协调，必须遵守以下原则【4 i j ： l 、换乘过程的连续性 旅客完成各交通方式间的换乘，应是一个完整连续的过程。换乘的连续性是 组织换乘交通最基本的要求和条件。换乘站或换乘枢纽应为旅客换乘提供方便， 并为旅客提供最佳交通工具及最佳交通路线，才能保证交通连续，减少延误。 2 、客运设备的适应性 应保证各交通方式间的客运设备( 包括各种交通工具的数量，客站及枢纽中 的站屋、广场、行人通道、乘降设备、停车设施等) 的运输能力相互适应、匹配。 3 、客流过程的畅通性 要使乘客均匀分布在换乘过程的每一个环节上，不致在任一环节滞留，集聚。 1 2 2 铁路客运枢纽的换乘系统分析 保证换乘过程的紧凑和通畅。 2 2 4 铁路客运枢纽客流与城市交通客流分布时间的叠合性 根据铁路客运站的特点，可得出铁路客运站换乘的需求在每日列车到发高峰 时刻达到最大。根据全国各大铁路客运站始发列车数据( 来自极品时刻表) 绘成 折线图2 2 ，从图中可以看出，铁路客运站每h 从0 0 ：0 0 至2 3 ：5 9 旅客列车发车呈 曲线增长，其中有三个发车高峰期，分别是0 8 ：0 0 l o ：0 0 、16 ：0 0 18 ：0 0 和 2 0 ：0 0 2 2 ：0 0 。 2 0 羹 8 * 1 6 搿f 4 j 。 t 9 8 矗 聿 2 0 疗冉：0 昭 0 2 ：o o 一宙4 。窿0 0 6 ：疆0 0 8 ：0 0l o ：0 稚1 2 ：口n 。1 4 ：0 0 一 1 6 ：掰 1 孽：睁o 一2 0 ：0 0 2 2 ：蝴一 仔2 ：雌：霉堪：0 00 8 ：1 0 娜n1 2 ：移舡1 4 ；髑j 6 ：鲫i s ：o o2 b ：p 0盈：0 0：q o + 北京璎i 站 一e 海站 广州站 一一成都站； 图2 2 铁路客运站始发列乍分时段统计 f i g 2 2r a i l w a ys t a t i o nt r a i n t i m es t a t i s t i c so fo r i g i n 根据各铁路客运站终到列车数据绘成折线图2 3 ，可以看出，铁路客运站每同 从0 2 ：0 0 0 8 ：0 0 旅客列车终到呈直线增长，从0 8 ：0 0 至2 3 ：5 9 旅客列车终到数呈曲 线递减。从整个折线来看，有一个显著的旅客列车终到高峰期0 6 ：0 0 0 8 ：0 0 ，在 10 ：0 0 12 ：0 0 和2 0 ：0 0 2 2 ：0 0 还有两个列车终到小高峰。 图2 3 铁路客运站终到列车分时段统计 f i g 2 3r a i l w a ys t a t i o nt r a i n t i m es t a t i s t i c so fd e s t i n a t i o n 人城市铁路车站在列车始发前3 0 分钟丌始组织旅客进站上车，其中通过旅客 北京交通大学硕士学位论文 列车提前1 0 2 0 分钟，所以在始发列车前2 0 , - - 9 0 分钟，旅客通过各种城市交通方 式集结到铁路车站。终到列车到站5 分钟后，旅客通过检票出站，所以一般在到 站后3 0 分钟以内，铁路旅客会选择合适的城市交通方式向目的地开始疏散。因此， 由铁路客运站旅客列车到发时刻的安排和旅客进出车站所花时间规律可知，在旅 客列车始发前3 0 分钟以前和终到后3 0 分钟以后，为集结或疏散选择铁路出行的 旅客会给城市内部交通增加一定的交通流量。 众所周知，大城市存在早晚两个交通高峰，早高峰时段一般在0 7 ：3 0 - - 0 9 ：3 0 ， 晚高峰时段一般在1 6 ：3 0 1 8 ：3 0 。为了研究铁路客运站吸引和集散的客流与城市两 个交通高峰间的叠合关系，把铁路客运站始发列车吸引客流的高峰定在 0 8 ：0 0 - 1 0 ：0 0 和1 7 ：0 0 1 9 ：0 0 ，终到列车集散客流的高峰定在0 7 ：0 0 - 一0 9 ：0 0 和 1 6 ：0 0 1 8 ：0 0 。这两个时段是城市交通客运高峰时期，经常有拥挤或堵车现象发生， 当大城市火车客运站在其间的终到或始发旅客列车太多，势必会要疏散终到客流 到城市的各个角落，或者是吸引城市各个角落的大量客流到火车客运站，会为本 来已经是出于波峰状态的交通量增加另一个波峰交通量，两个波峰交通量的叠加 就会给城市交通带来更大的压力，出现城市交通上的“共振”，此时城市交通需求 与供给会出现两种情况，如图2 - 4 所示。 图2 4 ( a ) 表示铁路车站旅客疏散能力大于城市交通叠加客流需求，这种情 况出现在公共交通运能比较富足的中小城市；图2 4 ( b ) 表示铁路车站旅客疏散 能力小于铁路与城市交通叠加客流需求，特别是旅客列车到发高峰期叠合时表现 得更明显，这一状况在我国大城市中比较常见，所以在两个高峰期重合时就会造 成铁路客运地区的交通紧张、滞塞。 b 图2 _ 4 铁路客流与城市交通叠合状态示意图 f i g 2 4r a i l w a ya n du r b a nt r a f f i cf l o wd i a g r a ms u p e r i m p o s e ds t a t e 在铁路客流与城市交通叠合后造成运力紧张时，给铁路客运站的换乘带来了 巨大的压力。 2 3 铁路客运枢纽换乘的影响因素及发展条件 研究铁路客运枢纽影响因素和发展条件的目的是为了正确规划和合理确定枢 1 4 2 铁路客运枢纽的换乘系统分析 纽的布局和规模，从而提高资源利用率和运输效率，促进经济发展与交通运输的 良性互动。 2 3 1 铁路客运枢纽换乘影响因素 枢纽的换乘形成和发展与其地理位置、资源条件、运输网规模及交通运输业 技术发展水平等有关。其影响因素大致分为两类：一是外部因素，主要表现为运 输需求拉动对枢纽换乘发展的作用；二是内部因素，主要表现在设备的更新、信 息技术的发展和应用以及运输组织方法的改进和创新【4 2 】。对于铁路客运枢纽换乘 发展的影响因素从以下几方面分析。 l 、枢纽位置 枢纽的位置对换乘枢纽发展的影响包含四个方面的含义：一是枢纽所在地区 的自然特征，即枢纽所在地区资源储备、开发及外运情况对枢纽发展的影响；二 是枢纽所在经济区位，即枢纽所在地区的经济发达程度及经济、产业发展规划对 换乘枢纽发展的影响；三是枢纽在运输网络上所处的位置，即枢纽所连接的运输 通道的规模及运输网络发展规划对枢纽换乘发展的影响；四是国内枢纽在城市中 的布局，即枢纽与城市地理位置关系及城市发展规划对枢纽发展的影响。 2 、与运输通道能力的匹配 枢纽使纵横交错的运输线路相连构成四通八达的运输网，在研究运输网络的 发展和交通运输供给能力时，不能孤立的研究枢纽换乘能力或通道运输能力，只 有当枢纽换乘能力与通道运输能力相匹配，才能形成综合运输系统整体有效能力， 为旅客提供更好的换乘条件，充分发挥基础设施和设备的投资效益。 枢纽换乘和运输通道相互依存，共同构成综合运输网络，一定规模的换乘需 要相应规模的运输通道与之相连接，枢纽和运输通道在相互促进的发展过程中逐 步实现彼此协调和相互适应。可见，枢纽与通道运输能力的匹配是枢纽换乘发展 的重要影响因素之一。 3 、运输方式结构 枢纽中运输结构是枢纽各种运输方式完成运输量的比例关系。由于不同的枢 纽所在地区的运输特点不同，适应运输需求而形成的枢纽结构也各不相同，枢纽 内承担主要客运的运输方式的规模和发展速度会相对高于枢纽内其他运输方式。 但随着时间的变化，运输需求结构将发生变化，枢纽在不同时期的运输方式结构 也将随之改变。换乘枢纽在发展过程中结构的发展要比各种运输方式的发展慢得 多，因此，必须在枢纽规划过程中加以分析预测，正确选择和确定换乘枢纽结构， 它决定着换乘枢纽的远景发展方向。 1 5 北京交通人学硕十学位论文 4 、经营管理 枢纽的经营管理应该实现各种不同运输方式在枢纽内的统一管理、协调互补， 实现运输资源的合理配置和运输过程的“无缝衔接”。然而，目前我国的枢纽换乘 多是各种运输方式企业单独建设、独自经营管理的，基本没有真正意义上的实体 综合换乘枢纽，急需建立统一的综合运输管理机构，组织和引导各运输企业联合 建设，共同使用，采取集中控制，分权营运的管理体制，既能达到统一管理的宏 观决策和沟通协调目的，又能充分发挥各运输企业自主经营的活力和创造性，不 仅可以促进枢纽内各运输企业的发