（载运工具运用工程专业论文）大城市公交换乘枢纽布局方法研究.pdf

摘要 随着大城市社会经济的不断发展，用地紧张、交通堵塞、交通安全、交通环 境污染等城市交通问题越来越为人们所重视，优先发展城市公共交通是解决城市 交通问题的有效途径之一，科学合理的公交换乘枢纽布局规划是优先发展城市公 共交通的前提与基础，研究大城市公交换乘枢纽布局方法具有重要的现实意义。 本文从城市公交换乘衔接的基本理论入手，结合国内外先进城市的实践经验 和国内城市的枢纽建设特点，分析了城市公交换乘枢纽在整个城市交通系统中定 位，以及城市公交换乘枢纽在国内的发展趋势；从社会经济、运输需求和城市交 通发展对城市公交换乘枢纽的要求出发，结合城市空间形态、各种客运公共运输 方式的线路与站场布局，以及一体化、人性化的换乘理念等，在换乘衔接组织分 析的基础上，研究城市公交换乘枢纽交通需求的预测方法；以交通需求预测为基 础，结合交通换乘枢纽的相关数据，参照公交规划、公路主枢纽舰划、轨道交通 规划等的计算思路，分析探讨城市公交换乘枢纽的布局方法；最后应用层次分析 法建立了换乘枢纽布局系统评价模型，通过建立的包括枢纽经济效益、社会效益 与环境效益的综合效益指标体系，对得出的优化方案进行了综合系统评价并得到 最优方案。 论文以重庆市都市区公交换乘枢纽的布局方案为例，论证了该研究方法具有 一定的科学性和可操作性。 关键词：公共交通，换乘枢纽，布局方法，换乘衔接 a b s t r a c t a l o n gw i t ht h ed e v e l o p m e n to fs o c i a le c o n o m yi nb i gc i t y , t h et r a n s p o r t a t i o n p r o b l e m so fc i t i e s ，f o re x a m p l e ，l a n ds c a r c i t y , t r a f f i cj a m ，t r a f f i cs a f e t y , t r a n s p o r t a t i o n e n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n e t c ，w e r et a k e nm o r es e r i o u s l yb yt h ep e o p l e g i v i n gp r i o r i t yt o t h eu r b a nm a s st r a n s i ti so n eo fe f f i c i e n tp a t ho fs o l v i n gm u n i c i p a lt r a n s p o r t a t i o n q u e s t i o n s t h es c i e n t i f i ca n dr e a s o n a b l ep u b l i ct r a n s p o r t a t i o nh i n g ep l a ni st h ep r e m i s e a n df o u n d a t i o no ft h eu r b a nm a s st r a n s i t ，s o s t u d y i n g t h em e t h o do fp u b l i c t r a n s p o r t a t i o nh i n g ep l a ni nb i gc i t i e sh a v et h ev i t a lp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e t h i sa r t i c l eb a s e do nt h ee l e m e n t a r yt h e o r yo ft h eu r b a np u b l i ct r a n s f e r sl i n k i n g c o m b i n i n ge x p e r i e n c eo ft h ea d v a n c e dd o m e s t i ca n df o r e i g nc i t e sa n dt h ed o m e s t i c u r b a nc o n s t r u c t i o nc h a r a c t e r i s t i c a n a l y z e st h ep o s i t i o no fp u b l i ct r a n s p o r t a t i o nh i n g ei n t h ee n t i r em u n i c i p a lt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m ，a n dt h et r e n do fd e v e l o p m e n to fp u b l i c t r a n s p o r t a t i o nh i n g ei n t h ed o m e s t i c f r o mt h es o c i a le c o n o m v t h et r a n s p o r t a t i o n d e m a n da n dt h er e q u e s to fm u n i c i p a lt r a n s p o r t a t i o nd e v e l o p m e n tt ot h eu r b a np u b l i c t r a n s p o r t a t i o nh i n g e ，c o m b i n i n gt h eu r b a ns p a c es h a p e ，t h el i n ea n dt h es t a t i o n ”r d l a y o u to fa l lk i n d so fc o m m o np a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o nw a y s a sw e l la st h ei d e ao ft h e i n t e g r a t i o na n du s e r - f r i e n d l yt r a n s f e ra n ds oo n ，s t u d i e sf o r e c a s tm e t h o d o f t r a n s p o r t a t i o nd e m a n do fp u b l i ct r a n s p o r t a t i o nh i n g eb a s e do na n a l y z i n go ft r a n s f e r l i n k i n go r g a n i z a t i o n t a k i n gt h ed e m a n df o r e c a s to ft r a n s p o r t a t i o na st h ef o u n d a t i o n ， c o m b i n i n g t h er e f e r e n c ed a t ao ft r a n s p o r t a t i o nt r a n s f e r sh i n g e ，r e f e r r i n gt oc o m p u t a t i o n m e n t a l i t yo fp u b l i ct r a n s p o r t a t i o np l a n ，t h em a i nh i n g ep l a no fr o a da n dt h eo r b i t a l t r a n s p o r t a t i o np l a n ，a n a l y z e sa n dd i s c u s s e st h el a y o u tm e t h o do ft h eu r b a np u b l i c t r a n s p o r t a t i o nt r a n s f e rh i n g e f i n a l l ye s t a b l i s h e sa s s e s s m e n tm o d e lo ft h et r a n s f e rh i n g e l a y o u ts y s t e m si nh i e r a r c h ya n a l y t i cm e t h o dt h r o u g hi n t e g r a t i o nb e n e f i t si n d i c a t o r s y s t e mo fe s t a b l i s h m e n t ，i n c l u d i n gt h eh i n g ee c o n o m i ce f f i c i e n c y , t h es o c i a le f f i c i e n c y a n dt h ee n v i r o n m e n te f f i c i e n c y ,a n dm a k e si n t e g r a t i n g e v a l u a t i n ga n dg e t st h e o p t i m i z a t i o np l a nw h i c ho b t a i n e df r o n t a n da p p l i e dt h e s er e s e a r c hr e s u l t si nl a y o u t p r a c t i c eo ft h ep 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 sh i n g ei nc h o n g q i n gm e t r o p o l i sa r e a , c o n f i r m e st h es c i e n c ea n dt h ef e a s i b i l i t yo ft h i sm e t h o d t h ep a p e rt a k e st h el a y o u tp r o j e c to fp u b l i c t r a n s p o r t a t i o nt r a n s f e r sh i n g ei n c h o n g q i n gm e t r o p o l i sa r e aa sa ne x a m p l e ，p r o v e st h a tt h i sr e s e a r c hm e t h o dh a sc e r t a i n s c i e n c ea n dt h ef e a s i b i l i t y k e yw o r d ：t h em a s st r a n s i t ，t r a n s f e r sh u b ，t h el a y o u tm e t h o d ，t r a n s f e r sl i n k i n g 重庆交通大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，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作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。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： 名次 日期：如易年乒月当e t 重庆交通大学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。 本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部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和汇编本学位论文。 学位论文作者签名：式趣 日期：加8 年f - 月g 1 3 指导教师签名： 日期：咿 归7 日 第一章绪论 1 1 问题的提出 第一章绪论 随着经济与社会的快速发展，城市化进程的加快，我国大城市无一例外地为 城市交通问题：交通拥堵、交通事故、交通环境污染等所困扰。乘车难、行车难 不仅给千千万万城市居民的同常生活带来了极大的不便和烦恼，也严重阻滞了城 市社会经济的发展。如何解决城市交通问题，特别是乘车难问题，已经是一个世 界性难题。 大城市交通的空问资源是一种非常有限的资源。在我国大城市经济的快速发 展过程中，城市交通普遍面临着一对尖锐的矛盾：一方而居民交通需求快速增长， 要求提高大城市交通的供给能力和使用效率；另一方面随着城市化进程的加快和 汽车化时代的来临，私人小汽车保有量急剧增长，大城市道路变得日趋堵塞，大 城市交通系统的使用效率不断降低。要解决城市交通的普遍矛盾，必须在发展城 市交通基础设施的同时，采取有效措施提高城市交通空问资源的使用效率。优先 发展城市公共交通，充分发挥城市公共交通的作用是解决大城市交通问题，特别 是乘车难问题最有效的措施之一。我国也制定了优先发展公共交通的各项政策， 优先发展公共交通已经成为我国城市交通发展的“国策”。 大城市公共交通方式一般包括常规公共交通( 公共汽电车) 、轨道交通( 地铁、 轻轨和城市铁路) 、快速公交巴士b r t 、以及其他公共交通( 缆车、索道、水上公 交等) 。轨道交通是大运量快速客运交通，输送大城市主通道客流，在大城市公共 交通系统中起主骨架作用。我国部分大城市已经有轨道交通线路开通，许多大城 市正在大量建设。但有些大城市的轨道交通建设多是从工程角度出发，缺乏对各 种交通方式之问的协调、缺乏对各种交通方式换乘枢纽的布局与规模研究，这必 将，并且已经对城市居民的出行换乘造成不便，降低公共交通系统效率和吸引力， 不利于发挥轨道交通的骨架作用，更不利于大城市公交系统整体效率的发挥。因 此从各种公共交通方式的特征出发，系统研究大城市公共交通各种方式内部的换 乘、以及相互之间的换乘是优先发展公共交通的基础，是解决大城市交通问题的 重要内容。 目前我国大城市公交换乘枢纽存在的主要问题是： ( 1 ) 各种交通方式各行其政，缺乏协调管理。 ( 2 ) 多种交通方式混合占用交通设施资源。 ( 3 ) 以往的交通规划( 包括公共交通规划) 对各类运输方式的衔接与换乘缺少前 第一章绪论2 瞻性、综合性、整体化的研究。 ( 4 ) 交叉口换乘和路段换乘过多，区域换乘较少，土地供应支持不足。 ( 5 ) 个别交通枢纽客流量超负荷，换乘点过分集中，将会吸引部分以换乘为目的 的客流。 为了有效遏制同益严重的交通紧张的发展趋势，解决大城市的交通问题，我 国的交通和城市规划专家对国内外城市交通发展的历史和国外大城市解决交通问 题的方法进行了系统的研究，认为我国大城市客运发展方向应坚持以发展公共交 通为基础，快速轨道交通为骨干，形成多种客运交通方式协调发展的综合客运交 通体系模式。为了使公共交通真正成为大城市交通的主导交通方式，我国各个大 城市纷纷开始研究兴建地铁、轻轨等运量大的公共交通工具。但每一种交通方式 都有其优缺点。速度快、准时、运量大是城市轨道交通的优点，并使其成为发达 城市公共交通的骨干，但投资大、建设周期长又制约其发展。而投资小、灵活性 高是常规公共汽车优势。我国大城市在建设大运量交通系统的同时必须仔细考虑 如何使各种交通方式各展所长、优势互补，以方便出行者舒适、快捷的完成出行。 因此，城市公交换乘枢纽的规划建设将成为解决大城市交通问题要首先研究的重 要课题。 国外大城市对于城市公共交通枢纽的规划建设非常重视。近2 0 年来，世界各 国都高度重视城市客运交通枢纽尤其是综合换乘枢纽的规划和建设。一些大城市 已形成地上( 高架铁路) 、地面( 公共汽电车) 和地下( 地铁、市郊铁路) 统一的 立体的公共交通线路网。与此同时，所配置的主要交通枢纽也正朝地下、地面结 合，多种运输方式结合，多功能方向发展，逐渐形成了现代化的综合立体换乘枢 纽。 巴黎市从1 9 8 3 年开始建设公交换乘枢纽和公交场站，之后对公交换乘枢纽和 场站的规划建设的重视程度越来越高。现在，在巴黎地铁各换乘站，乘客不必出 站即可换乘另一线路的列车。巴黎市在市中心布置了四座特大型多层换乘枢纽站， 最上一层为地面公共汽车枢纽，中间层是火车站，在距地面下1 0 米深处的最下一 层为市区地铁车站。莫斯科市地铁环线直接与铁路火车站中的七个站连接起来， 成为地铁与铁路之间的换乘车站。日本的东京遍布各类轨道交通，在各轨道交通 的路线交叉口及地面公共交通枢纽站等处的轨道交通车站，都是大型的综合换乘 枢纽。 综合交通换乘枢纽的建设，不仅使换乘旅客缩短了换车的步行距离与时间， 而且可使乘客在室内换乘，免除了乘客在室外换车时风吹、同晒、雨淋、雪打之 苦，因而能吸引大量原来使用小汽车出行的旅客来使用公共交通。 我国多数城市以前不重视公交换乘枢纽系统的规划和建设，对公交换乘枢纽 第一章绪论 3 及场站系统的研究较少，在城市建设的过程中也造成了不少问题。北京从1 9 6 5 年 开始修建地铁，当时修建地铁的目的并不完全出于交通考虑，而是更多的考虑战 备因素，所以地铁与地面交通的配合，地铁之间的换乘没有进行深入研究，造成 目前地铁站的选址不当，交通换乘不便等诸多问题。 近年来，随着大力发展城市公共交通的原则成为普遍共识，城市公共交通快 速发展，轨道交通的建设速度也在加快，公交换乘枢纽系统的规划和建设越来越 受到重视，各大城市在公交规划中普遍开始进行枢纽系统的规划，如北京、上海、 广州、天津、南京、深圳、沈阳等城市均开始规划和建设公交换乘枢纽系统。 国内在综合交通换乘枢纽方面也取得较大进展，北京的铁路西客站已经把铁 路、地下铁道、公共汽车等各种运输工具综合布置，使西客站成为一个大型立体 综合换乘枢纽；刚投入使用不久的北京动物园公交换乘枢纽也是一个立体枢纽， 分地上、地下两层。这是一个集智能公交运营调度、多条公交线路换乘、餐饮休 闲、商务办公等为一体的现代化、区位式、综合性公共交通枢纽，具有便捷的公 交换乘和舒适的公共休闲服务功能，地下是乘客的通道，地上是十条公交线路的 到发站点和车道，实现了车流和换乘客流的立体分离。如图1 1 是动物园换乘枢 纽的乘客地下通道，图1 2 是动物园换乘枢纽的地面停车场。 图1 1 北京动物园换乘枢纽的乘客地下通道 f i g 1 1t h ep a s s e n g e ru n d e r g r o u n dw a l ko fb e i j i n gz o ot r a n s f e r st h ek e yp o s i t i o n 第一章绪论 4 图1 2 北京动物园换乘枢纽路面停车场 f i g 1 2t h er o a ds u r f a c ep a r k i n gl o to fb e i j i n gz o ot r a n s f e r st h ek e yp o s i t i o n 正是基于这一背景，本文对公交换乘枢纽的交通需求预测、布局选址以及布局 方法进行了深入研究，并针对重庆市公交换乘枢纽规划进行了实证分析。 1 2 研究的目的和意义 大城市公共交通换乘枢纽不仅对城市交通系统的高效衔接整合起着关键的作 用，而且能合理整合交通资源。通过合理的交通资源整合使枢纽区域的交通流组 织更为顺畅，从而减少乘客出行时空消耗，发挥综合交通系统的整体效益。 在我国，对大城市交通建设与研究的起步较晚，各交通方式分属于不同的交 通不同的交通管理部门，使规划、运营、管理各自为政，条块分割，有些规划或 者政策甚至相互冲突，导致交通设施重复建设，交通运营缺乏协调。在以往的交 通规划与建设中没有很好的将城市交通作为一个系统来综合考虑，当然缺乏换乘 枢纽的规划建设。换乘枢纽是有效整合城市交通、衔接城市交通的各方式的关键， 对换乘枢纽进行布局优化是完善城市交通系统规划的一个重要内容。本论文研究 有以下目的与意义： ( 1 ) 建立一体化的城市交通战略的需要。通过换乘枢纽的规划与布局建立一 体化城市交通的衔接系统，发挥各种交通方式的长处，整合各种交通资源提高公 共交通的服务水平与吸引力，以发挥城市交通的系统的最大效率。 ( 2 ) 优先发展公共交通的需要。城市公共交通系统如果无有效的衔接，居民 换乘不便，势必造成客流量达不到预测水平，导致公共交通效益不佳。所以合理 的规划布局换乘枢纽，完善公共交通与其他交通方式的换乘衔接，发挥公共交通 系统的综合效益，促进公共交通的优先发展与良性发展。 ( 3 ) 优化调整城市布局的需要。城市交通与城市布局相互影响，互为作用。 城市布局决定了城市交通的特征，决定了城市区域的交通发生与吸引，反过来， 第一章绪论 5 交通的发展对城市布局与发展起导向作用。不同的交通方式形成各具特色的区位 可达性分布，对应着一定的城市空间分布形态，激活城市外围用地。发展城市公 共交通，并通过换乘枢纽协凋各种交通方式，提高城市可达性，诱导城市人口和 就业岗位的重新分布，有效分散城市功能，优化城市布局，减小城市交通负荷。 1 3 国内外研究动态 城市公交换乘枢纽是城市客运交通系统的关键节点，是联系城市对外交通与 市内交通、公共交通和私人交通以及其他各种客运交通方式转换的重要环节，也 是实现交通方式各种功能转换、不同方向客流的转换集散点。因此，国内外专家 学者对公交换乘枢纽布局规划方法进行了较为深入的研究。 1 3 1 国外研究状况 b a t e s e g 口1 在美国t r a n s p o r t a t i o nr e s e a r c hr e c o r d 上发表的as t u d y o fp a s s e n g e rt r a n s f e rf a c i l i t i e s 一文中探讨了交通换乘枢纽设施的改善，建 立换乘枢纽设施应该更有效率来鼓励乘客的换乘。其研究完全针对巴士、城际客 运及铁路方面的服务，并根据交通系统服务及延伸地区的大小来对换乘设施进行 分类，文中除了较少换乘设施的功能及形式外，并说明了各种接驳车站应具有一 定的设施规模。 d e m e t s k y m j ，l a h o e l ，a n dm r v i r k l e 口1 发表在同一期刊上的a t r a n s i t s t a t i o nd e s i g np r o c e s s 一文中提出了分析运输设施的方法，着重研究 了建立交通枢纽规划的程序，对公共交通系统的效益以及成本进行衡量和估算， 从技术的方面来设计交通枢纽，并采用一组预先设定的指标来评估交通枢纽效益。 0 k e l l y 在1 9 8 7 年建立了第一个枢纽选址模型，该模型基于二次启发式算法， 通过线路可达性来从备选位置中确定枢纽具体位置。此后，一些学者试图把枢纽 规划中的选址和相应的线网优化分开研究，其中比较著名的是k l i n c e w i c z ( 1 9 9 1 ) 提出的备选节点迭代法，他使用的是t a b u 研究方法和g r a s p ( g r e e d y r a n d o m i z e a d a p t i v e s e a r c hp r o c e d u r e ) 算法，该算法在过去多年的实践中被证明 是非常成功的。1 9 9 8 年0 k e l l y 又和b r i a n 联合提出了f l o w l o c 模型，该模型最 大的特点是用分段线性函数来描述公交阻抗，使模型更加符合交通运行情况。后 来，k 1 i n c e w i c z ( 2 0 0 2 ) 又在c a m p b e l l ( 1 9 9 8 ) 提出的“p 一模型 基础上，加 入经济因素，从客流量和社会经济的角度，在各小区交通弧上建立函数，最后通 过交通总费用最小来达到规划目的。至此，国外的枢纽规划己经达到相当高的水 准4 卜【6 ) o 第一章绪论 6 p e t e r 提出只有乘客到达换乘点的时间变动在固定的时间范围之内，才能定义 最适合的换乘时间口1 。 w e l d i n g ，h e a p ，t h o m a s ，o s u n a 和n e w e l l 研究了期望换乘等待时间的表示方 法哺h 1 0 1 。j o l l i f f e 和h u t c h i n s o n 认为换乘等待时间的随机性随公交发车时间间隔 的增加而降低口1 j 。如果公交发车时间间隔低于一个瓶颈，换乘等待时间具有随机 性，s e d d o n 和d a y 发现在曼彻斯特这个值为l o 分钟。o f l a h e r t y 和m a n g a n 发现在利 兹这个瓶颈值为1 2 分钟。a b k o w i t z 根据不同的线路情况定义了4 种处理换乘时间的 策略，s a l z b o r n 调查了若干支流与一条主干道路的综合换乘情况，并且提出了一种 公交时刻表与上述支流与主干道路换乘相协调的制定方法n 羽。 j a n e z 研究了用二重图表示公交网络中换乘情况的简化模型n 3 1 。 h o n gk t o 等建立了模型来解决多种公交方式换乘过程中计算换乘方式数目 及换乘中的非线性费用两个问题n 4 | 。 n g u y e ns 与s p i e s sh 将乘客选择公交换乘作为通常的线性问题研究，他认为 乘客并不是选择在公交站点第一辆到达的公交汽车，而是使整个出行时问最短的 公交汽车。w u ，j h 考虑了公交等待时间和在车时间，对s p i e s s 的研究内容加以改 进。d ec e aj 与f e r n a n d e ze 考虑了堵塞情况下公交换乘时间最短的问题n5 1 。 f e r n a n d e ze 建立了多种运输方式交叉换乘的框架模型，提出了3 种整合模式 和路径选择方式n 刮。 l o z a n oa 与s t o r c h ig 研究了换乘方式选择中的行为问题。 定时换乘系统能够使到站的公共汽车与离站的公共汽车同步而最大化地减少 延误时间，c l e v e r 等学者对定时换乘系统管理方法，运营模式以及信息控制等方 面进行了深入的研究，并通过洛杉机等大城市的数据进行了实证分析。 换乘强度是反映城市中心区轨道交通网相对于小汽车出行方式的城市道路网 的优越性指标，表示城市中心区轨道交通对小汽车换乘的吸引能力。r i l e yd 研究 了欧美主要实施停车换乘的大城市静态换乘强度的数值。r o b e r ts 计算出洛杉机 城市中心区的基本换乘强度为1 5 2 阻7 1 。 v e r h o e f 建议通过调整停车政策来影响出行行为，停车换乘( p a r k a n d r i d e ) 作为一种既不影响驾车便利性，又可以鼓励使用公交的出行方式就被提出来了， l a m ，和y a n g 从不同角度分别研究了这种新的出行方式n 引。 1 3 2 国内研究状况 我国的公交换乘系统虽然较国外起步晚一些，但是经过国内学者的不懈努力， 取得了一定的研究成果，主要体现在如下4 个方面： 第一章绪论 7 ( 1 ) 研究公交换乘系统功能，指标以及对公交网络优化的影响 裴玉龙等通过引入换乘强度指标，建立了换乘强度模型，探讨了换乘强度指 标在停车换乘规划和换乘需求定性分析中的实际应用意义n 引，韩传峰，胡志伟通 过建立数学模型，研究城市公交路网的拓扑结构，计算反映其综合性能的指标一 平均换乘次数，对该城市的公交路网的性能作出评价，据此评价给出该公交路网 的发展战略晗0 j 。师桂兰等以平均换乘次数反映网络可达性这一指标，来讨论公交 线网的性能，最后得出结论：换乘次数越大说明城市公交路网的可达性越差，公 交路网的性能也越差，反之换乘次数越小说明该城市的公交路网的可达性越好， 公交路网的性能也越好乜。田琼考虑从生活区到工作区有三种交通方式可供选择 的情形：一是全程驾车，二是地铁直达，三是在瓶颈处停车再换乘地铁到达目的 地。以瓶颈模型为基础，建立了基于l o g i t 随机均衡的交通方式选择模型。研究结 果表明，设置恰当的地铁票价和停车收费水平，可以实现系统的净收益极大，此 外，也存在一种地铁票价策略使地铁的收益最大，但票价水平高于系统净收益极 大时的票价水平，并且设计了算例，算例结果支持了模型分析结论瞳引。 ( 2 ) 研究基于公交换乘的公交线路最短路问题 翁敏在讨论公交网络特性的基础上，提出适于公交网络的数据组织，将公交 网络的数据组织以结点一弧段一有向线进行描述，研究综合换乘次数及距离因素 的出行路径选择模型，并提供算法的实现瞳3 1 。傅冬绵设计了最小换乘的广度优先 搜索算法摘要，他把图论中针对单个结点的广度优先搜索思想，推广到拥有若干 个结点集合的广度优先搜索上。对旅游路线中最佳路径的问题，提出一种新的算 法，可解决旅游路线中的最少换乘问题心引。赵巧霞分析了一般公共交通的特点， 建立了以换乘次数最小为第一目标，途经站数最小为第二目标的最优公交出行路 径模型。对这一组合优化问题，设计了广度优先搜索算法，包括换乘次数上界确 定和换乘点选择算法瞳5 l 。徐兵从节约存储空间、提高运算速度出发，结合最短路 径换乘算法的优缺点，给出了一种高效的换乘算法数据模型，并设计了基于站点 优先级的公交换乘算法，最后给出该算法的应用实例乜6 j 。苏爱华针对公交网络换 乘问题构造了公共交通网络模型。基于该模型，提出了基于改进d i j k s t r a 算法的 公交网络最短路径问题的求解。将求解最短路径获得的站点作为搜索站点，并将 这些站点及经过这些站点的线路构成换乘矩阵，结合换乘次数的要求，给出了换 乘的实现算法，确定可行的换乘方案乜利。 ( 3 ) 研究换乘枢纽的系列问题 王有为针对我国大城市综合交通系统的不足，参照国外的先进经验，对城市 公共交通枢纽做了比较深入的研究。他首先对城市公共交通枢纽进行合理的分类， 在此基础上提出了关于城市公共交通枢纽吸引范围和设计规模的合理预测方法。 第一章绪论 8 将l o g i t 数学模型引入公共交通枢纽的研究。提出了预测公共交通枢纽的l o g it 模 型乜8 j 。城市交通换乘衔接是一个十分复杂的问题，涉及多个部门和多个学科，具 有很强的社会性、综合性与交叉性。周伟针对这一问题对城市交通换乘衔接的内 涵、分类及换乘影响因素进行了深入的分析，并以此为基础，按照目标理论分析、 内容设计、检验实施的系统分析过程提出了城市客运交通换乘衔接研究的理论框 架，重点从换乘量分析、换乘衔接组织、换乘建设策略与方法及换乘综合评价等 方面介绍了城市客运交通换乘枢纽衔接问题研究的理论与方法，并对其进行了理 论分析和探讨瞳引。席庆通过对交通运输枢纽换乘模式的研究，从保证枢纽中各种 运输方式协调的角度出发，提出了根据集中与分散相结合的交通运输通道理论， 对枢纽中的客运站点进行布局，并结合实例，阐述了枢纽客运站点的布局方法口引。 盛志前从换乘和交通设计的角度理清了枢纽的组成内容，明确了枢纽交通设计在 规划层次中的地位，提出了枢纽交通设计的设计原则、设计内容和流程盼1 l 。刘有 军通过评估各个各选点位可达性指标的大小，提出一种简单可行的基于g i s 的停车 换乘设施优化选址方法。分析了影响居民使用停车换乘方式的最重要的个体特征， 各个备选点位的影响范围及可达性指标，对备选点位进行分析排序，并对其在城 市交通战略研究中的作用进行展望口2 | 。 ( 4 ) 换乘系统评价问题的研究 孙小年在分析城市客运交通换乘衔接内涵的基础上，依据综合评价指标体系 建立的原则，建立了城市客运交通换乘衔接的综合评价指标体系，并对综合评价 指标体系进行了定义与量化，最后，结合宁波客运换乘实际状况采用层次分析法 对系统进行了分析与评价口3 j 。覃煌提出了用数据包络分析方法进行轨道枢纽换乘 效率评价的新思路，建立了输入输出指标体系和d e a 非均一评价模型，给出了换乘 效率、输入冗余率和输出亏空率以及运行有效性的评价分析方法，并进行了广州 地铁枢纽换乘效率评价的实例研究口4 | 。朱雪松采用系统工程学的层次分析方法建 立了评价指标体系，并对不同指标赋予了权重：在此基础上提出了对公共枢纽的换 乘衔接进行评价的模糊评价方法眵引。覃煌在总结我国城市交通主要矛盾的基础上， 提出建立城市综合客运交通体系来缓解城市交通问题的建议；简要介绍其优化的 目标和基本要素以及换乘系统规划布局的措施；建立换乘系统的评价指标体系和 评价指标的量化方法口刮。 虽然国内外专家和学者在对公交换乘枢纽方面研究得已经比较深入，但是对 某些新兴的、具有特殊地理位置的大城市公交换乘枢纽布局方面还没有涉及，如： 重庆市是近几年发展起来的大城市，具有“山城”、“江城 的城市特点，受两 江阻隔，路窄、弯急、坡陡、道路网络性差、交通不便，而且基本没有自行车， 公共交通一直是重庆市人民的主要出行方式。因此，对重庆市公交换乘枢纽进行 第一章绪论 9 合理的布局是必要的。 1 4 论文研究的主要内容与技术路线 1 4 1 研究的主要内容 本论文从大城市的交通特征分析入手，基于城市公交换乘衔接的基本理论， 结合国内外先进城市枢纽建设的实践经验，研究城市公共交通换乘枢纽在整个城 市交通系统中的定位、与其他子系统的相互作用方式，以及自身系统内部的换乘 衔接组织，并结合“山城重庆 的实际情况，研究大城市公共交通换乘枢纽的换 乘量预测方法和规模计算方法，提出大城市公交换乘枢纽的布局方法并加以评价， 最后将这些研究成果应用于重庆市的实践。 本文的研究内容主要包括以下几个方面： ( 1 ) 大城市的交通特性、大城市公共交通换乘枢纽的功能定位与发展趋势 分析大城市的交通特性、研究大城市公共交通换乘枢纽在整个城市交通系统 中定位，以及大城市公共交通换乘枢纽在国内的发展趋势。 ( 2 ) 大城市公共交通换乘枢纽的布局方法研究 主要从社会经济、运输需求和城市交通发展对城市公共交通换乘枢纽的要求 出发，结合城市空问形态、各种运输方式的线路与站场布局，以及一体化、人性 化的换乘理念等，研究城市公共交通换乘枢纽的数量确定方法、选址原则和选址 方法。 ( 3 ) 使用层次分析法对换乘枢纽布局方案进行了系统评价 为了使数学模型计算的结果与实际情况结合，考虑换乘枢纽布局受到的许多 不可量化的因素，对量化计算取得的几个方案进行比较和分析，以确定正确的换 乘枢纽布局方案，提出了使用层次分析法对换乘枢纽布局方案进行系统评价的总 体思路，建立了系统评价指标体系。通过层次分析法的综合评价，对布局优化模 型得到的方案进行了评价选优。 ( 4 ) 将这些研究成果应用于重庆市的实践作为案例分析应用 介绍上述规划方法在重庆市的应用，验证方法的科学性和可行性。 1 4 2 技术路线 在研究过程中，本文充分借鉴和参考前人的研究成果，将定性分析与定量计 算、横向比较与纵向分析相结合，采用系统科学的观点和方法、类比法、层次分 析法、数理模型的方法，以大城市公交换乘衔接理论为基础，对大城市公交换乘 枢纽交通需求进行预测，并根据预测情况对大城市公交换乘枢纽进行合理的布局 第一章绪论 1 0 研究。 技术路线如图1 3 所示： 图1 3 论文研究的技术路线 f i g 1 3t e c h n i c a lr o u t eo ft h i sp a p e r 第二章人城市公交换乘枢纽特性分析与发展趋势 11 第二章大城市公交换乘枢纽特性分析与发展趋势 2 1 大城市的交通特性 城市交通问题是2 1 世纪以来工业发达国家一直为之困扰的问题。进入2 0 世 纪8 0 年代以来，我国城市的经济贸易和社会活动日益繁忙，城市交通以前所未有 的速度增长，传统的道路交通设施已经不能适应现代社会的需要。当前，我国城 市特别是大城市的交通问题极其严重，如果不能得到有效解决和根本治理，必将 对我国经济的持续、快速、健康发展构成严重威胁。 ( 1 ) 道路容量严重不足 长期以来，我国城市人均道路面积一直处于低水平状态，只是近十年方开始 有较快发展，人均面积由2 8 m 上升到6 6 m 。尽管增k 幅度较快，仍赶不上城市 交通量年均2 0 的增长速度。目前全国3 2 个百万人口以上的大城市中，有2 7 个城 市的人均道路面积低于全国平均水平。上海市人均道路面积只有3 5 m 2 ，致使中心 区约有5 0 的车道上高峰小时饱和度达到9 5 ，全天饱和度超过7 0 ，这些路段终 日繁忙，十分拥挤，有的路段持续堵塞6 5 h 以上，中心区平均汽车行程车速降到 每小时l o k m 左右。 ( 2 ) 汽车增长速度过快 最近几年是大城市机动车增长速度最快的年份，轿车、客车、面包车以及摩 托车增幅年平均在1 5 以上。根据我国轿车增长分析，每当轿车拥有量年增长率超 过2 0 时，必将引起当年以及随后几年城市交通恶化。2 0 世纪8 0 年代以来，我国 第一次超过2 0 的是1 9 8 5 年( 3 3 3 ) ，1 9 8 6 年( 4 2 3 ) ，1 9 8 7 年( 2 7 o ) 连续 三年，第二次是1 9 9 2 年( 3 1 9 ) ，1 9 9 3 年( 5 5 6 ) 连续两年。这两次轿车增长 也f 是大城市交通最紧张的两个时段，远远超过正常年度道路建设的供给可能。 我国现有城市路网一般都是密度低、干道间距过大、支路短缺、功能混乱，属于 低速的交通系统，难以适应现代汽车交通的需要，阻碍着汽车化在城市的实现。 ( 3 ) 公共交通日趋萎缩 2 0 世纪8 0 年代中期开始，大城市的公共汽车交通( 含无轨电车) 相继萎缩， 从运营效率到经营管理，从服务水平到经济效益，出现了全面的衰退。1 9 7 8 年一 1 9 9 5 年的1 7 年间，全国公交车辆和线路长度分别增长了2 5 倍和2 8 倍，公交车 辆达到0 6 2 辆千人，但公交车辆的运营速度由12 k m h - - 1 4 k m h 下降到5 k m h l o k m h ，新增的运力被运输效率下降所抵消。至今，我国大城市公共交通几乎还 全靠公共汽车一种方式，只有北京、上海、天津建有6 7 k m 的地铁线路，尚未形成 第二章大城市公交换乘枢纽特性分析与发展趋势 1 z 以轨道交通为骨干的综合运输客运体系。出租汽车和小公共汽车容纳量有限，因 此，一旦单一的公共汽车受到冲击，被转移出来的乘客便要寻找出路，最有i 殁引 力的便是自行车。结果，使原本已经超量的自行车更趋于饱和。 ( 4 ) 交通管理技术水平低下 由于历史和认识方面的原因，我国大城市交通控制管理和交通安全管理的现 代化设施很少。就北京与东京比较，两市都有一个交通管制中心，但北京交通控 制中心控制的交叉口数只有东京的3 ，人行天桥是东京的4 8 ，地下人行道只是 东京的5 ，每公罩交通标志只有东京的1 5 。北京在全国城市中交通管理设施算 是最好的，其他城市更可见一斑。由于设施明显不足，管理疏漏不少，交通事故 率居高不下。从停车场看，大城市中特别是中心区严重短缺停车设施，车辆大都 停在道路和人行道上，加剧了拥挤堵塞和事故发生。 ( 5 ) 缺乏整体的交通发展战略 城市交通建设是一项系统工程，既要研究交通需求和供应的平衡，还要考虑 土地和财力的可能，是一项决策性很强的工作。当前出现的城市交通问题中，其 中一个重要原因是，缺乏科学的整体交通战略和规划，治理工作往往顾此失彼， 前后失调，投入不小，而收益不大。有一些大城市热衷于建设高标准的大型交通 工程，出现了许多立交桥、高架路和城市环路，以为只有高标准的大型交通工程， 才能一劳永逸地解决交通问题，实际上这种办法只能缓和暂时的矛盾，拥挤问题 不但没有解决，甚至诱发聚集更多的交通量，引起结构性的“负效应”。 当前，我国大城市交通的基本特点是：车多路少，现状道路已无多大潜力； 车速下降，交通阻塞的趋势在逐渐恶化；公共交通发展步履艰难，汽车和摩托车 增长势头强盛。这些交通问题，又集中表现在大城市过度密集的市中心地区，而 其深层原因，则是城市交通发展的目标和方向尚不明确，其相应的政策措施也不 得力。 2 2 大城市公共交通换乘枢纽特性分析 2 2 1 大城市公共交通换乘枢纽的定义 交通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1 。对于大城市而言，交通换乘包含两个层次： 一是城市交通内部之间的转换，二是城市交通与城市对外交通之间的转换。本论 文研究的是前者。 公交换乘枢纽是指集有多条公交线路、不同交通方式，具有必要的服务功能 第二章大城市公交换乘枢纽特性分析与发展趋势 1 3 和控制设备的综合性市政设施。公交换乘枢纽是城市交通系统的组成部分。在制 定城市规划时，应当含有公交换乘枢纽规划，城市公共交通枢纽的合理布设、合 理设计对改善整个交通系统功能、提高运营效率和解决出行换乘等问题具有重要 意义。 2 2 2 大城市公共交通换乘枢纽的功能定位 随着城市的快速发展，公共交通线路的增加与延伸，交通方式向多元化发展， 人们的劳动、社交、采购、文化娱乐活动等出行范围也在不断扩大，出行距离增 长，公交线路网的不断复杂和完善，这就要求公共交通配有相应的枢纽设施。大 城市公交换乘枢纽的功能主要有如下几点： ( 1 ) 实现交通方式转换 大城市公交换乘枢纽是城市对外交通与市内交通的衔接地点，是实现交通方 式转换的场所。外地乘客到达某一城市，通过公交换乘枢纽进行车辆换乘，可以 快捷迅速的到达目的地。如果换乘枢纽布设合理、规模适度，可节省换乘时间， 保证交通出行的连续。 ( 2 ) 连接城市各功能分区 大城市公交换乘枢纽可为便捷地连接城市各功能分区。为合理地组织城市交 通创造条件。 ( 3 ) 增加公交运营线路的应变能力 恰当地布设大城市公交换乘枢纽有利于优化、调整公共交通线路，增加公交 运营线路的应变能力，提高运营效率。 ( 4 ) 利于混合交通治理 大城市公交换乘枢纽的建设对吸引客流、充分发挥各种交通方式的优点以及 改善城市客运结构具有重要作用。我国大城市的自行车交通出行量大、出行时间 集中，如北京在上午7 ：0 卜8 ：0 0 形成自行车流高峰，在机动车与非机动车交通 没有分隔的道路上，与机动车交通流互相干扰，通行能力很低。这个问题成为改 善大城市交通的棘手问题。科学地规划城市客运枢纽，可促使自行车交通转向公 共交通，有利