（交通运输规划与管理专业论文）区域运输通道客运系统的分析及布局研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 旅客运输系统在综合运输系统中占了重要的地位，其布局的优劣将直接关 系到所在地区的旅客输送能力的充分发挥。论文将研究范围界定在城市化水平 较高、客流密集的区域通道客运系统内，针对通道客运交通现状及其存在的问 题，在广泛分析国内外有关研究资料的基础上，运用系统科学、数学、运筹学 等基础学科，以及现代交通规划的理论和方法，对区域运输通道客运系统中运 输结构、运输线路和客运站的资源配置、合理布局、方案优化等进行了详细研 究，旨在为通道客运交通系统的规划提供有益的支持工具。 首先，论文分析区域运输通道客运系统，对运输通道以及区域通道客运系 统的定义进行解释，接着对区域通道客运系统的构成、特征和环境进行总结， 还通过大道定理解析了区域通道客运系统的布局规律。在区域运输通道客运系 统的布局研究中，分别从客运结构、客运线路和客运站的布局来进行：首先，为 得到合理的区域运输通道的客运结构，计算出通道客运系统的合理分担率，本 文构造了旅客出行方式选择的概率模型，并通过建立旅客选择行为效用函数对 模型进行了求解，再结合案例对提出的理论进行分析和证明；在通道客运线路 的布局中运用重要度联合布局法，从运输通道客运系统中交通节点的选择和分 层、交通区位线的选择和分层及运输通道客运系统的影响范围的确定三方面对 区域运输通道客运系统的线路布局进行深入详尽的分析；在通道客运站的分布 研究中，将研究对象放在铁路运输上，介绍了车站分布的理论和一般方法后， 将重点放在客运站的分布方案的评价上，利用矩阵综合评价法制定出了一套综 合评价指标体系，再结合实例对提出的理论进行了分析和证明。 关键词区域运输通道；运输布局；分担率；客运线路；客运站 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s t r a c t p a s s e n g e rt r a n s p o r ts y s t e mh a sp l a y e da ni m p o r t a n ts t a t ei nt h e c o m p r e h e n s i v et r a n s p o r ts y s t e m ，t h ea d v a n t a g ea n dd i s a d v a n t a g ei nl a y o u t o fp a s s e n g e rt r a n s p o r ti sd i r e c t l yr e l a t e dt ot h es u f f i c i e n td i s p l a yo f t h er e g io n a lp a s s e n g e rt r a f f i cc a p a b ili t y i nt h is p a p e rp a s s e n g e r t r a n s p o r ts y s t e mo fr e g i o n a lc o r r i d o ri ss t u d i e di nu r b a na g g l o m e r a t i o n s c h a r a c t e r i z e db yh i g hu r b a n i z a t i o nl e v e la n di n t e n s i v ep a s s e n g e rf l o w a i m i n ga tt h ep r e s e n te x i s t i n gp r o b l e mo fp a s s e n g e rt r a n s p o r to fc o r r i d o r ， o nt h eb a s i so fs t u d y i n gt h er e l a t i v ed a t ai nt h ew o r l d ，t h i sp a p e r a p p li e s t h e t h e o r ya n dm e t h o d s o fs y s t e m s c i e n c e ，m a t h e m a t i a s ，o p e r a t i o n s r e s e a r c h ，a n dm o d e r nt r a n s p o r t a t i o np 1 a n n i n g ，i td o e sd e t a i lr e s e a r c h a b o u ts t r u c t u r e 、1i n e sa n ds t a t i o n so fp a s s e n g e rt r a n s p o r ts y s t e mo f r e g i o n a lc o r r i d o r ，i n c l u d i n go f r e s o u r c ed i s t r i b u t i o n ，r e a s o n a b l el a y o u t ， t h eo p t i m i z a t i o no fs c h e m ea n de t c i t sp u r p o s ei st op r o v i d eab e n e f i c i a l s u p p o r t i n gt o o lf o rp a s s e n g e rt r a n s p o r ts y s t e mo fr e g i o n a lc o r r i d o r p l a n n in g f ir s t ，t h ep a p e ra n a l y z e sp a s s e n g e rt r a n s p o r ts y s t e mo fr e g i o n a l c o r r i d o r ，e x p l a i n st h ed e f i n i t i o no ft r a n s p o r tc o r r i d o ra n dp a s s e n g e r t r a n s p o r ts y s t e mo fr e g i o n a lc o r r i d o r ，a n ds u m m a r i z e si t sc o n s t r u c t i o n ， c h a r a c t e r i s t i ca n de n v i r o n m e n t ，a n dd e t a il e da n a l y s e si t sl a y o u tr u l e t h r o u g ht u r n p i k et h e o r e m 。t h ep a p e ri si nt h r e ea s p e c t sa sf o l l o w sw h e n r e s e a r c h i n gt h el a y o u to fp a s s e n g e rt r a n s p o r ts y s t e mo fr e g i o n a lc o r r i d o r ： t h el a y o u to ft h ep a s s e n g e rt r a n s p o r ts t r u c t u r e ，p a s s e n g e rt r a n s p o r t l i n e sa n dp a s s e n g e rs t a t i o n so fr e g i o n a lt r a n s p o r t a t i o nc o r r i d o r ：f i r s t ， i no r d e rt og a i nr e a s o n a b l es t r u c t u r eo fp a s s e n g e rt r a n s p o r ts y s t e mo f r e g i o n a lc o r r i d o r ，a n dt oc a l c u l a t et h er e a s o n a b l es h a r i n gr a t eo f p a s s e n g e rf l o wi na 1 1m e a n so ft r a n s p o r t a t i o n ，t h i sp a p e rs e t su pa s e l e c t i o n p r o b a b ili t y m o d e la b o u tt r a v e lm e a n sf o r p a s s e n g e r ， e s t a b l i s h e sau t i l i t yf u n c t i o na b o u tp a s s e n g e rs e l e c t i o nb e h a v i o r ，a n d t a k e sa ne x a m p l et op r o c e e de x a m p l ea n a l y s i s ：t h ep a p e ru s e st h em e t h o d o fn o d ei m p o r t a n td e g r e ea n da r e al o c a ti o ni n t oan e ws y s t e mf o rt h el a y o u t o fp a s s e n g e rt r a n s p o r t1 i n e so fc o r r i d o r ，t h ec o n t e n t so ft h i st h e o r y a r ea n a l y z e di nd e t a i l sf r o mt h r e ea s p e c t s ：s e l e c t i o na n dl a y e r i n go f t h en o d e s ，s e l e c t i o na n dl a y e r i n go ft h el o c a t i o n1i n e s ，a n dc o n f i r m a t i o n o ft h ei n f l u e n c ea r e a ：a tl a s t ，a f t e ri n t r o d u c i n gt h en o r m a ld i s t r i b u t i o n t h e o r ya n dm e t h o d so fr a i l w a yt r a n s p o r ts t a t i o n ，w h i c hi saf o c u s e dp o i n t i nt h ed i s t r i b u t i o nr e s e a r c ho fp a s s e n g e rs t a t i o n ，t h ep a p e rd e t a i l e d e v a l u a t i n gd i s t r i b u t i o ns c h e m e so fp a s s e n g e rs t a t i o n t h ee v a l u a t i o n i n d e xs y s t e mi se s t a b l i s h e db ym a t r i xs y n t h e s i se v a l u a t i o nm e t h o d ，t h e n a ne x a m p l ei st a k e nt op r o c e e de x a m p l ea n a l y s i s 。 k e yw o r d sr e g io n a lt r a n s p o r tc o r r id o r ：t r a n s p o r tl a y o u t ：s h a r i n gr a t e ： p a s s e n g e r1i n e ：p a s s e n g e rs t a t i o n 西南交通大学 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 不保密回，使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“ ) 学位论文作者签名? 之毒头艺指导老师签名2 耋 日期：加p 扒多、f g日期：嬲多 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睫容辨，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。 本学位论文的主要创新点如下： 1 区域运输通道客运结构的实质就是计算客流的合理分担率。计算分担率时 先用l d g 醒模型构造出旅客渤行方式的选择概率模型，通过建立旅客选择行为效 用函数并求解，最后计算出通道内各运输方式的客流合理分担率； 2 区域运输通道客运系统的线路布局是指一定范围内的路网布局，本文选用 重要度联合区位布局法是院较适蔫豁。该方法结合了重要度布局法和交通区位 布局法的优势，并通过添加节点指标、追加重要的经济干线和联络线等方法来 弥补两种布局法的不是，得到完整的、分层次的运输通道客运线路的布局； 3 区域运输通道客运系统的车站分布主要集中在建立客运站分布方案的评 价模型上，本文根据实际情况，设置了分层次的评价指标体系，用矩阵综合评 价法对方案进行评价。 ， ， 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 1 1 论文的研究意义及选题范围 1 1 1 研究意义 尊 交通运输业是国民经济的基础产业，它的规模和质量决定社会经济发展的 规模和发达程度。交通运输体系可分为以货运为主和以客运为主两种，我国长 期以来一直是以货运为主的交通运输体系。近年来，随着经济的发展和人民生 活水平的提高，客运量持续不断提高，客运交通需求快速增加( 图1 - 1 ) ，客运的 增幅也远高于货运，我国的交通体系正经历由货运体系主导向客运体系主导转 变的过程。 客运星 。一一 。t 1 、 。， 。 lil!ill l l i 1 9 9 ii 抑21 9 曩i ，n1 9 9 51 9 9 6l 吼，7i i i ，嚣 i 9 9：州抛2 u o l 图卜i 客运交通需求增长曲线1 1 在这个过程中，旅客运输业得到了快速的发展，在交通运输中的地位也越 来越重要，但仍不适应国民经济现代化建设和社会发展的要求，主要表现之一 就是全国的旅客运输网还远不能满足需求，需求与供给的不平衡给区域客运交 通系统构成巨大的压力。另外，在激烈的市场竞争下，铁路外的其它运输方式 也得到了飞速发展，公路、民航的发展迅速，铁路在客运总量中的市场份额不 断下降，使得旅客交通运输市场面临交通需求增加和运输结构变化的双重压力。 帅踟鲫舯孙岫的鲫船舶n枷渤啪釉砷加n 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 在这种压力之下，各种交通运输方式都需要进一步发展和调整，以更加适 应市场需求，促进交通运输业的良性循环。但是，交通运输网络建设是一个投 资规模大、建设周期长、影响范围广的过程，短期内不可能解决这种高强度的 客运需求。而目前我国正处于经济起飞时期，各行业都需要尽可能快地发展， 资金严重短缺。 经证明，要解决目前区域内旅客运输难题，需要在相对短期内，在地区客 流密集地带建设一个高效、协调的交通运输客运系统，即开发旅客运输通道他1 。 另外，从铁路、公路重点干线规划和干线网络簸划时穿着，基本完成干线建设 到2 0 1 0 年，完成干线网络建设到2 0 2 0 年，这种时间安排与我国今后2 0 年国民 经济和社会发展的总体目标相匹配。因此，铁路、公路运输系统豹规划与建设 仍将是今后很长时间内我国面临交通运输发展的主要任务之一。 1 1 。2 选题范围 按照研究的地域广度，运输通道可划分为三个层次：国家或国际运输通道、 区域运输通道、城市运输通道阳。本论文研究的范围是城市纯水平较高、客流 密集的各中心城市之间的区域运输通道的旅客运输系统，这对于我国构建结构 会理、高效快捷、环保生态的区域客运交通系统，麸藤促进区域经济的持续发 展，具有重要的现实意义。 1 。区域的空闫范围 美国地理学家哈特向对“区域捧的解释是硌：“区域是一个具有具体位置的 地区，在某种方式上与其他地区有差别，并限于这个差别所延伸的范围之内”。 霹见，区域概念本身瑟内含空闻范圈鲶意义，区域所涵盖空瓣范匿豹差异因不 同的标准可分为不同的空间。所以，区域是一种在空间范围上具有差别性和层 次性的范圈概念。 本论文研究的区域运输通道所依托的区域概念，其空间范畴是介予豳家或 国际这个大的空间尺度，与城市这个小的空间尺度之间，属于中观的空间尺度。 本论文的磺究重心放在旅客运输上，研究的范圈界定在连接我国经济水平较高、 客流密集的两个中心城市，并包括其影响范圈在内的带状区域内。根据我国已 有的大中型城市闻运输通道的空闻尺度，可以将本文研究的区域通道尺度界定 在1 0 0 - - 6 0 0 k m 范围内。我国目前已形成的区域运输通道有：沪宁运输通道、广 珠运输通道、广深运输通道、京津运输通道和成渝运输通道。 2 区域运输通遵客运系统豹范圈界定 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 从交通运输领域的角度看，区域运输通道客运系统是区域交通运输系统中 的一个子系统，与区域运输通道货运系统共同构成区域运输通道系统，是区域 旅客运输系统中的快速通道。区域运输通道客运系统与区域交通运输系统、区 域客运系统、区域运输通道系统的关系，如图i - 2 所示： 区域交通运输通道系统区域交通运输系统 图i - 2 区域运输通道客运系统与其它交通运输系统的关系 图i - 2 说明：区域运输通道客运系统与区域运输通道货运系统相并共同组 成区域运输通道系统；区域旅客运输系统与区域货物运输系统相并共同组成区 域交通运输系统；区域运输通道系统是区域交通运输系统的一个子系统。另外， 图中的交集说明：部分旅客运输系统与货物运输系统可共用运输线路和运输设 备。 3 区域运输通道与其它运输通道的关系 运输通道分为国家或国际运输通道、区域运输通道和城市运输通道，各个 层次的运输通道有着不同的功能作用，处于中间层次的区域运输通道，联系着 大尺度和小尺度的运输通道，在运输网中起着“承上启下的重要作用，三者 共同构成运输网的骨架。如表卜1 所示。 国内外在交通运输领域的不同空间层次上对通道的研究重点不同。在国家 和国际运输通道的宏观层次，多对运输通道的货物运输进行研究，集中在集装 箱多式联运：在区域和城市运输通道这两个中观、微观层次，重点对旅客运输 进行分析。 4 运输通道客运系统中各运输方式的布局特点 运输通道客运系统主要由公路、铁路、航空、水运四种运输方式共同承担 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 贞 表1 - 1 不同层次的三种运输通道的特点 名称范围 联接的运输点主要功能 举例 国家或全国国家或国际重沟通国内外及国内经济区间的联新欧亚犬陆桥 国际运或跨要交通枢纽系，是阑家交通运输网上的骨干通陇海一兰新大陆桥 输通道国道，承趱国家主要客货流运输任务京沪通道 区域运城市区域内各中心联接经济区域内的主要城市，是经沪宁运输走廊 输通道之闻 城市，区域运 济区内的经济联系和主要客货流运广深运输通道 输主枢纽输的通道，承担区内运输联系成渝运输通道 城市运城毒城毒内部重要疏散城市内部大鬈交逶藏成都孛心城与都 输通道内部的运输节点江堰之间的通道 并完成运输任务的。 航空运输被称为“点对点的运输方式，表面上看布局相对灵活。事实上， 对照国努的发展状况，航空运输必然形成雷际枢纽港、国内枢纽港、支线枕场 衔接的空港格局，这格局能形成的原因在于需要构造国际、国内的主干航线 网与一些枢纽港的集敖空港，保证空中运输的规模经济效益，按照这一要求进 行空港布设，其布局方法与布局结果将会十分固定。 水路交通运输系统包括内河、沿海和远洋三部分。船舶在弼个或以上港口 之间从事赞物或旅客运输的具体线路称为航线。设置航线常需考虑以下因素： 有无保证船舶正常营运所需的充足且稳定的客货源：航线上有无适合船舶安全 航行的自然条件和地理环境；国家的外交、经贸政策及靛线所在地区政局稳定 情况。水路运输受地理自然条件的限制大，其布局可单独进行。 因此，本文着重研究以公路、铁路两种运输方式为主的通道客运系统，分 析两种运输方式为主的客运系统及它们的布蜀理论和方法，建立运输通道客运 系统综合布局法，并对该理论和方法的实现进行详细分析，以实现通道客运系 统辩学、合理的资源配置。 1 2 国内外关于运输通道建设和理论研究的概况 1 2 1 国外概况 自1 9 世纪以看，嚣方各国的交通运输业相继经历了水运为主阶段，铁路为 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 主阶段，公路、航空、管道三种交通方式崛起阶段和交通运输系统协调发展阶 段后，先后进入了现代化交通运输发展阶段。但由于缺乏系统整体规划，各种 交通运输方式发展很不均衡，交通运输系统不能发挥应有作用。2 0 世纪6 0 年代， 一些发达国家的交通运输经济学家在总结本国运输发展的经验基础上，提出了 从交通运输系统观点出发研究运输的合理性问题，以便充分发挥各种运输方式 的优势。他们通过研究认为：要解决好一个国家运输中存在的问题，关键是要 开发和建设各具特色的运输通道。运输通道理论的提出，有利于解决干线问题， 充分发挥各种运输方式的优势，因此受到了世界各个国家和政府的重视。当时 许多欧美国家为了发展自己高效率的综合交通运输系统，完成打规模的交通运 输任务，都在不同程度地开始进行着运输通道的规划和建设。 美国在全国范围内目前已有了1 0 条综合运输通道，成为美国运输体系的一 个混合骨架。加拿大已经有两条横贯全国大陆的东西运输通道，印度建成了4 条全国运输通道旧1 ，建成了贯通各加盟共和国的运输通道，这些运输通道在所在 国家运输体系中都占据了十分重要的地位。 运输通道理论研究产生于美国，然后在工业发达国家的交通运输界兴起， 是交通运输产业发展到综合运输阶段的必然产物。它以综合运输思想为指导， 综合运用系统科学、运输经济学、运输地理学和交通规划理论等科学知识而形 成的一个新的理论。其主要研究内容为客货流形成的经济地理基础、通道运输 网络和交通枢纽的合理布局以及通道资源的合理配置。这个理论在交通运输业 发展过程中不断得到充实和完善，如今已成为对交通运输具有指导意义的理论 体系。 在运输通道的研究进程中，美国国家运输本门专门设立了运输通道建设的 专门机构，其任务是研究和建设运输通道，已经编写出的如运输通道项目规 划、波多黎各运输通道可行性研究、东北运输通道可行性研究 等，对通 道建设具有十分重要的现实意义。加拿大运输研究机构也提出了埃德蒙顿一 卡尔加里运输通道研究报告1 8j 这些研究成果极大丰富了运输通道理论。 世界各国在进行运输通道建设与理论研究过程中，都比较重视通道内公路 的建设与发展，美国6 0 年代进行了跨州多模式运输通道研究 9 的工作，重 点研究高等级公路规划与运输通道扩张二者之间的关系及各种运输方式协调发 展的问题。欧洲地区之间的长期经济发展与贸易往来，形成了多条洲际运输通 道，对运输通道的研究也侧重于运输通道的扩张及发挥各种运输方式的优势， 提高总和运输能力等方面。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 目前，国外对于通道的研究主要是微观尺度的具体通道研究h 们，并以公路 运输通道和通道内各运输方式能力的合理配置以避免过度竞争为主要研究方 面。近几年，国外加强了通道对环境影响的研究，主要集中在通道与环境的协 调及如何减少通道对区域分割和污染等方面，以使通道规划具有更好的可持续 发展性。 综上所述，在世界方位内对综合运输通道理论的研究与实践已经由了5 0 多 年的历史，不同的国家由于实际情况不同，理论与实践的侧重点就不同。但在 通道运输范畴内所作的具体工作都集中在以下几个方面：各种运输方式的衔接 与协调；运输能力的空间配置以避免各种运输方式之间过度竞争；运输需求的 分析、预测；联合运输的新技术和有效组织；港站内各种运输设备的匹配与布 置。发达国家对运输通道理论研究的一个主要结论是：要把有限资金投入客货 的密集地带，因地制宜地大力开发和建设各具特色的运输通道，以解决国家交 通运输系统中的关键问题，满足经济和社会发展的需要。 1 2 2 国内概况 八十年代开始，在运输需求不断的增加的情况下，出现了“公铁竞争”的 局面，公铁竞争加强和完善了我国的综合运输大通道，引起经济和运输界专家 学者的关注。于是，1 9 8 5 年交通部在1 2 0 0 0 年水运、公路交通科技、经济和社 会发展规划大纲埔1 中提出了建设八条综合运输大通道的建议，使我国运输通道 的规划研究从单一运输方式干线转向综合运输通道的研究，并且在我国运输通 道的建设规模，总体框架，布局特点等方面取得共识，而且在此后的运输通道 规划与建设中成为重要的理论依据而被广泛采用。这八条运输通道分别是：进 出山海关通道、南北运输通道、京广运输通道、沿长江运输通道、陇海运输通 道、东西向南方通道、连接西北、西南的两个经济区的运输通道、晋煤外运通 道。 1 9 8 8 年1 0 月，世界银行与我国联合举办的综合运输高级研究会上，世界银 行专家和美国、加拿大政府官员建议发展我国交通运输应遵循两条基本原则： 第一，从综合运输整体角度考虑全国各种运输方式的运输网络建设，要充分发 挥多重运输方式的优势，使它们得以协调发展；第二，要大力开发和建设各具 特色的运输通道，着重开发几条具有全国意义的运输通道，如山西煤炭外运通 道，海上、陆上南北运输通道等。于是1 9 8 7 到1 9 9 0 年我国提出了全国六组通 道建设方案，分别是mj ：能源基地煤炭外运通道、进出山海关通道、东部地区南 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 北通道、中部地区东西通道、西南地区外运通道、西北地区外运通道。 另外，单就公路、铁路两种运输方式来说，铁道部和交通部分别在2 0 0 3 、 2 0 0 4 年出台了国家高速公路网规划、中长期铁路网规划，从铁路、公路两 种主要陆地运输方式的角度，阐述了各自的通道规划及通道网络规划，预示我 国不久将进入现代化运输发展阶段，运输网络规模和质量将迈入世界先进国家 行列。 在理论研究方面，自从2 0 世纪7 0 年代运输通道理论引入我国以来，不断 有学者开始深入分析研究。1 9 9 1 年，北方交通大学系统工程研究所的张国伍教 授在参考国外有关论述的基础上，对运输通道进行了系统分析1 ，这是国内较 早在运输通道概念、类型、研究意义等方面做出较为详细介绍的文献：交通部 科学技术情报所出版的( 2 0 0 0 年交通运输发展战略论文选编等一些著述和文 章中，都对运输通道理论及有关内容进行了阐述：张文尝先生( 2 0 0 1 年) 对运输 通道也进行了系统分析，探讨了运输通道的形成和发展1 63 ；2 0 0 1 年，重庆大学 黄承锋博士以成渝运输通道为例，对运输通道内部竞争与管理，运输通道与通 道经济带内生产力的空间集聚进行了分析“引；朱晓宁学者系统地分析了我国集 装箱多式联运通道的现状，研究了集装箱多式联运通道的内涵、成因、构成、 特征及一般运作机制1 1 引；中山大学曹小曙、阎小培回顾了2 0 世纪通道及交通运 输通道的研究进展引。除此之外，我国学者在运输领域内还进行了大量与运输 通道相关的研究。对运输通道内交通需求分析、运输结构的优化( 主要针对公 路、铁路两种运输方式的竞争、协调研究较多) 、运输通道的规模、通道布局规 划等“引方面进行深入研究。目前，我国许多城市还在积极研究和兴建了城市轨 道交通n 卜堪1 ，这些轨道交通线网中的主干线一般都是城市或城市集聚区的客流 密集带，对其进行的客流预测和线网规划等相关工作引，也属于交通运输通道 系统研究的范畴。 1 3 论文的研究内容和方法 1 3 1 论文研究的主要内容 区域运输通道客运系统承担了经济发达、距离相邻的中心城市之间大量、 稳定、快速客流交通运输任务，提高了区域内的交通可达性，缩短了城市与周 边的距离，使城市对外辐射力加大，从而提高了城市的对外功能和竞争优势； 同时，区域运输通道也使城市间的联系更加紧密，对社会发展的空间分布具有 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 调节作用。 本文的研究对象是一定区域内运输通道的客运系统，在这个系统里，科学 的旅客运输结构的规划与建设是建立高效综合运输体系的基础保障，布局合理 的旅客运输线路和站点可成为客运交通网络中的骨干力量，所以，本文结合通 道的特点和发展趋势，在对区域通道客运系统的分析的基础上，分别就运输结 构、运输线路和站点的布局进行研究，以构建高效的区域运输通道旅客交通系 统。研究的内容包括以下几点： 1 通过分析我国旅客运输业发展现状以及需要解决的问题，引入区域运输 通道客运系统，并说明研究意义和范围；再结合国内外关于运输通道的建设和 理论研究概况，提出本论文的研究内容、方法和原则。 2 探讨运输通道的定义和特征，对区域运输通道客运系统的进行界定；分 析区域运输通道客运系统的构成、系统的特征以及系统的外部环境等内容：从 运输通道理论的角度提出本文的主要研究内容。 3 构造计算运输结构的数学模型，再对模型进行分析处理，得出合理的客 运系统运输结构，最后通过实例计算，对提出的理论进行分析和证明。 4 指出线路布局的含义，通过线路布局的常用方法总结适合本文的布局方 法，在此基础上进行深入详尽的分析。 5 研究区域运输通道客运系统客运站的分布优化方法；着重分析客运站分 布方案优选的评价方法，包括模型中指标的选取、指标的处理、比选的方法等； 最后结合实例，对提出的理论进行分析和证明。 1 3 2 论文的研究方法和原则 本文将围绕构建运输通道的基本理论和方法，以区域运输通道客运系统的 布局为主线，充分参考和借鉴以往的研究成果，采用系统科学、数学、运筹学 等基础科学，以及现代交通规划的理论和方法进行研究。在研究的过程中，采 用理论和实践相结合，附以部分案例对所做理论研究进行分析和论证。本文在 研究过程中更多地注重思路和理念的归类和应用，并总体上体现以下几个原则： 1 有利于社会和经济发展的原则 交通运输业是国民经济的基础产业和支柱产业，旅客运输作为交通运输业 的重要构成部分，关系到国家或地区的社会经济发展和人们生活质量，所以本 文的研究是以经济和社会发展为首要原则。 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 2 以人为本的原则 运输的基本要求是满足社会经济发展过程中旅客对交通服务的需要，本文 的研究是以构造良好的工作环境，提高人们生活质量为首要前提。 3 市场经济的原则 在对运输通道交通方式分配以及客运系统站线布局的研究中，应注重市场 经济对交通需求的主导作用，强调区域和通道的未来发展潜力，既关注交通规 划的政府行为，也注重规划的市场经济规律。 4 综合运输体系总体功能最大化的原则 运输通道客运系统由四种方式构成，属于综合交通网络的一部分，虽然本 文着重研究公路、铁路的布局，但也应从综合交通网络的角度进行统筹考虑， 从全网的角度和出行的全过程进行研究，注重各种运输方式的相互协调和匹配。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 第2 章区域运输通道客运系统的分析 2 1 基本概念 2 1 1 运输通道的定义及特征 1 运输通道的定义 运输通道的英文是t r a n s p o r tc o r r i d o r ，也译为运输走廊。不同的研究内 容、研究范围对运输通道的界定不同。下面是一些主要定义的综述。 “国际公共运输联盟”和“西德公共运输企业联盟”主编的公共运输词 典解释为1 2 们：“在某一区域内，连接主要交通流发源地，有共同流向，可以有 几种运输方式可供选择的宽阔地带，是客货密集地带，也是运输的骨干线路。 美国交通工程专家威廉姆w 海( w i i i i a m w h a y ) 解释为幢：“在湖泊、 河流、溪谷、山脉等自然资源分布、社会经济活动模式、政治等因素的影响下 而形成的客货流密集地带，通常由多种运输方式提供服务。 美国加利福尼亚大学运输研究所土木工程教授加雷森 ( w i l l i a m ，l g a r r i s o n ) 对运输通道的解释为汜2 1 ：“在交通运输投资集中的延伸 地带内，运输需求非常大，交通流非常密集，各种不同的运输方式在此地带内 互相补充，提供服务。” 我国交通系统工程专家张国伍教授的解释为n ：“某两地之间具有已经达到 一定规模的双向或单向交通流，为了担此强大交通流而建设的交通运输线路的 集合，称之为运输通道。 我国交通经济学者蔡庆麟等在所撰写的运输布局学中这样解释【2 3 1 ：“某 一地理区域，为一宽阔的长条地带，它顺着共同方向的交通流向前伸展，把主 要交通流发生地连接起来。在某一通道内，可能有若干条可供选择的不同路线。一 这就是说，通道是一狭长地带，它不仅包括运输基础设施的用地范围、通道赖 以形成的自然条件，也包括客货流赖以发生的经济区。通道内有流向相同的密 集的交通流，有多种运输方式为其服务。 我国另一位学者岳丽婷认为旧引，通道就是以客货流为基础的，以承担对国 计民生起决定性作用的客货运输任务为主的、融各种运输方式为一体的全国骨 干线。这实际上是所谓大通道的概念，同许多人的观念吻合。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 2 运输通道的特征 。 目前对运输通道虽然没有一个统一的定义，但对其总的理解是一致的。其 特征可以概括为以下各个方面： ( 1 ) 是区际或区内客货流发源地与目的地的密集地带，是社会经济关联的 桥梁和纽带。 ( 2 ) 是一个运输带状地区，是客货流的主动脉。 ( 3 ) 一般是由平行的多种运输方式的线路组成，运输能力大，成本低，规 模经济效应明显，具有形成综合运输的能力和条件；在不同区域尺度内，运输 通道作为运输骨干，具有最优的通达性。 ( 4 ) 有一定层次性。高层次的运输通道由多种运输方式组成，通过能力大， 能适应各种运输需求；低层次的则由单一方式组成或以某一方式为主。 ( 5 ) 运输通道的交通服务设施，不仅包括运输线路，还包括运输工具和枢 纽、港口、机场以及与交通运输相配套的服务设施，是相对完整的特定的空间 域、时间域上的运输系统。 ( 6 ) 一般都采用相对先进的技术、设备和管理方式。 2 1 2 区域运输通道客运系统的界定 在综合了各种定义之后，将运输通道定义为：在一定的地域范围内，由相 应的运输组织通过其附属配套服务设施输送起讫点相同、具有强大、稳定以及 共同流向的交通流的高度集成化系统。 根据运输通道的定义，再结合本文研究的内容，将区域运输通道客运系统 定义为：在中心城市之间的客流密集地带，由发达的交通设施连接区域内的重 要城市，通过相应的运输组织输送起讫点相同、具有强大稳定以及共同流向的 旅客交通流的高度集成化客运系统。 2 1 3 大道定理及其在运输通道客运系统布局中的应用 大道定理是交通运输问题总结出来的一条数学定理，是寻求经济长期增长 最优路线的重要理论。它的基本含义是指占运输网络线路里程较小比例的干道 承担着较大比例的交通量。国内外交通运输的实际情况中都发现这类现象。美 国高速公路至1 9 9 8 年底总长度近9 0 0 0 0 k m ，占公路总里程仅1 4 ，却承担了 整个公路运输任务的2 1 以上；同本高速公路总长达6 l1 4 拥，占公路总罩程仅 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 0 5 3 ，承担了公路运输总量的2 5 6 ；德国拥有高速公路11 4 0 0 k m ，占公路总 里程1 7 4 ，承担公路运输量的2 5 。我国“五纵七横 国道主干线建成后，虽 然里程仅占全国公路网的2 左右，却将承担全国2 0 以上的运输量i 2 引。在我国 铁路网中，有6 条主干线路：京沪线、京广线、京哈线、陇海线、沈大线、沪宁 一浙赣线，线路里程共计8 3 2 lk m ，仅占全国铁路长度的i 6 ，而其所承担的旅 客周转量和货物周转量却占全国铁路的5 6 一5 2 。其客流密度是全国铁路平均密 度的3 6 倍，货流密度是全国铁路平均货流密度的3 倍【6 1 。 a s 3 b c sd 通道 图2 1 大道定理示意图 1 大道定理的基本原理 冯诺依曼大道定理法则是这样定义的：连接任二点的交通走有曲折分形特 征的大道比走二点间直线的小道要快速得多啪1 。大道定理可形象地比喻为：当目 的地十分遥远时，从起点到终点的最快路线往往不是绕行小道的最短路线，而 是绕到起点附近的“大道 上，沿大道走到目的地附近再转向通往目的地的路 线。从经济原理上说，就是车辆绕道沿高等级线路行驶所增加里程的经济损失 一般远小于绕行节约时间所增加的经济效益。 设有a 、b 两个城市，a 、b 两地之问有一条直接连通的普通线路，也有一条 需要绕行的高等级线路，如图2 - i 所示。从a 地到b 地直接连通的普通线路里 程为s ，所需旅行时间为r ，设普通线路上车辆行驶速度为y ，则车辆运行时 c 间r - = 三。若绕行c 、d 段高等级线路到达b 地所需旅行时间为r ，且 y r 一t 。+ f + f ：；绕行全程为s ，且s 一s + s + s ：。设车辆在高等级线路上行驶 速度为y ，且y v ，则车辆绕行所需时间- ，；挲+ 妄。当丁 2 5 0 0 015 0 0 0 3 0 0 0 0 3 0 0 0 - 3 5 0 01 0 0 0 - 4 0 0 0 1 5 0 0 ( 双车道) 标准车小客小客中货中货中货 设计年限( 年) 2 02 01 51 01 0 3 旅客群体 作为区域运输通道客运系统的需求群体，通道客运系统自身对旅客的吸引 程度，以及不同种类的旅客对运输方式的选择，直接影响到客运系统运输方式 的分配。关于研究旅客如何选择出行方式，以及这种选择对客运系统结构的影 响，本文将在第3 章做详细研究。 4 外部环境 运输通道客运系统作为一个开放的系统，其外部环境对客运交通系统的影 响很大。下节将专门对影响通道交通的外部影响因素做分析。 2 2 2 特征分析 1 整体性 系统是相互联系、相互作用的诸元素的综合体l = 引，构成系统的每个元素都 具有各自的特性和功能，它们按一定目的和结构方式协调地统一在系统的整体 中，以实现特定的系统功能他。根据“博弈论”中的理论，各子系统达到最优， 西南交通大学硕士研究生学位论文第16 页 系统整体不一定最优，所以各子系统发挥作用是通过大系统这个整体相联系的， 它们只有彼此相互协调才能实现系统的整体最优。因此，在运输通道客运交通 系统布局分析时，必须着眼于全局整体，宏观把握客运交通系统的每个构成， 实现整体效益最大化。 2 目的性 构筑一个系统要有明确的目的，只有目的正确，有科学依据，符合客观实 际，才能产生具有预期价值的系统。另外，系统的目的是由一系列目标所组成， 通过目标来实现啪1 。目的要客观、定性，目标要具体、定量。系统目标的实现 受到一系列条件的制约和限制，运输通道客运交通系统目标的实现受自然地理 条件、区域社会经济发展水平、建设资金、资源条件、国家管理政策等限制。 3 不均衡及多样性 客运市场比货运市场具有更强的不均衡性。从时间上重点表现在：春运、 暑运和旅游旺季的旅客运输需求明显高于平时；从地区上表现在：不同地区由 于其社会经济发展水平的差异，导致运输需求和运输结构的不同。 客运交通系统的多样性特征主要表现在旅客自身需求属性和运输的服务属 性上。前者将在第3 章做详细讨论，后者主要体现在不同运输方式供给结构和 水平不断变化，速度、始发和到达时间、服务质量、营销水平等因素。 4 自组织性 系统的自组织特性是指在一定外界条件下，系统通过内部相互作用，系统 有序状态的自我形成和完善。客运交通系统的外在结构功能的表现也是系统内 部通过不断的相互作用的结果，可以认为它符合自组织特性。 作为一个自组织系统，尤其是人工系统，外部条件的给定是可以改变的， 而内部运行机理则是非人力而易改变的。从这一点出发，在遵从客运交通系统 内部运行机制的情况下对其进行规划设计，引导系统向指定的目标发展是合理 的、可行的。 5 稳定性 系统内部的结构通过系统的自组织在进行着调整，以适应发展需求。但是， 虽然系统结构在随时间发生着变化，但是它内部物质层次结构的稳定性在一定 空间和时间内不会因整体运动形式改变而受到破坏。也就是说，在交通运输系统 内部，各种运输方式之间的比例关系在一定地区内和一定时问范围内会保持一 定的稳定性。这样就在一定范围内提供了交通运输结构静态研究的可能。 6 开放性 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 7 页 系统的开放性是指系统本身与系统环境之间存在着物质、信息和能量的交 换。由于交通的发展，它会对周围产生交通流的吸引和辐射作用，使得沿线地 区的经济、政治和社会得到发展，形成以若干交通干线为纽带的经济区；社会 经济的发展就必然要求更高的交通基础设施为之服务，就有更多的资金投入到 交通基础设施建设中。 系统在外界的交流下发展的同时，也受到外界环境的制约，能否在与外界 环境进行物质、信息和能量交换的同时，调整自己的内部结构和状态，以适应 环境的变化，是衡量一个系统生命力的标准之一。交通运输系统作为经济系统 的一个子系统，其发展经常受到社会经济系统的制约，正是这种制约关系在规 范了交通系统发展的同时，又使得经济不断发展。 2 2 3 环境分析 1 社会经济发展水平 一个地区的社会经济发展水平决定着该地区内部或与外界的供给和需求水 平，也就决定着该地区内部与外界的旅客流动数量。旅客的旅行需求主要来源 于生产和消费这两个不同的领域，且其中一部分是生产性旅行需求。因此，生 产发展水平的高低、发展速度的快慢直接影响客运需求。 ( 1 ) 经济总量 交通运输的发展与经济增长有着密切的关系。以国内生产总值为例，通过 对国内生产总值与客运量的分析研究表明：随着国