（安全技术及工程专业论文）城市客运交通系统分析与评价.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 l 页 a b s t r a c t t 1 l e s y s t e mo fu r b a np a s s e n g e rt r a f f i c r e l i e so nt h et r a n s p o nn e t w o r k ， d i f f e r e n tf u n c t i o n sa n df o r mw a y so ft r a n s p o r t a t i o nt h a te x t e n d si na l ld i r e c t i o n a n dc o n n e c l si n h a b i t e dr e g i o na n dw o r k s p a c e ，u r b a na 工e aa n ds u b u r b t h e p u r p o s eo ft h es y s t e m i st od e v e l o pp r o d u c t i o n ，m a k e1 i f cm o r ec o n v e n i e n t ， c o m m u n i c a t ei nu r b a na n dr u r a la r e a sa n db r i n ga b o u tap r o s p e r o u se c o o m y c u l t u r e t h es y s t e mo ft h e p a s s e n g e rl r a f ! f i c i st h ei n d i s p e n s a b l ei m p o r t a n t c o m p o n e n t t h a tt h ew h o l e c i t y n l n sw e l l b u tw i t ht h e s p e e d u p o ft h e u r b a n i z a t i o na i l dt h em o b i l i z a t i o n ，l h ed i s c r e p a n c yt h a tt h eu r b a nt r a f f i cs u p p i y c a n ts a t i s f yt h ed e m a n di sb e c o m i gi n c r e a s i n g l yo b v i o u s i tr e s u l t si nu r b a n t r a f f i cp r o b l e ma n dr e s t r a i n st h ed e v e l o p m e n to fs o c j e t ye c o n o m y 1 h i sp a p e r ，b a s e do nt h em e t h o do fa n a l y z i n gp r o b l e m so fs y s t e me g i n e e r i n g ， a n dc o m b j n e dt h ed o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a lr e l e v a n td o c u m e n t sa n dm a t e r i a l s ， h a v es e tu pt h ec o n c e p t u a lm o d e l0 ft h et r a f f i cs y s t e mo fu r b a np a s s e n g e r t r a f f i c a n da n a i y z e sc o m p r e h e n s i v e l yt h es y s t e mo fu r b a np a s s e n g e rt r a f f i ci n c l u d i n gt h e c o n l p o n e n t s ，t h ef u n c t i o n ，t h ec h a r a c t e r so ft h eu r b a np a s s e n g e rt r a n s p o n a t i o n s y s t e ma n dc o n t r a s t b e t w e e ns t m c t u r eo ft h en a t i o n a la n df o r e i g nu r b a n p a s s e n g e rt r a m c 0 p t i m i z i n gt h ec o m p r e h e n s i v ec o o r d i n a t i o no ft h et r a f e cs y s t e mo ft h eu r b a n p a s s e n g e rt r a f f i cw e l l ，c a nr e a l i z et h el a r g e rp a s s e n g e rt r a f f i ca n db i gr a n g es p a c e n o w ，p r o d u c ee n o r m o u st i m ea n ds p a c ee f f e c t ，a n df e d u c el h eu r b a np a s s e n g e r t r a f f i c c o s t ， s h o r t e nt h ep a s s e n g e rt i m ei nt r a n s j t t h i sp a p e rd i s c u s su f b a n p a s s e n g e rt r a f f i cc o m p r e h e n s i v ec o o r d i n a t i o o ft r a f f i cs y s t e mi nt h ew a yo f t r a f f i cs u p p l y - d e m a n dc o o r d i n a t ea dt r a n s i tc o o r d i n a t i o n b a s e do nt h e m ，t h i s p a p e re s t a b l i s h e s t h e s y s t e m o ff e l a l i o nl os t u d y t h e o r e t i c a l l yt h ee v a l u a t i o no fu r b a np a s s e n g e rt r a f f i cs y s t e mf r o mt h ea s p e c t s s u c ha sb a s i cp “n c i p l eo fe v a l u a t i o n ，i d e as n u c t u r e0 fe v a l u a t i o n t h ee v a l u a t i o n i n d e xo fu r b a np a s s e n g e rt r a f f i ch a sb e e ns e tu p a n dt h i sp a p e fa d a p t st h ea h p m e t h o dt oc o n f i r mw e i g h t so ft h ei n d e x e s f i n a l l yt h eg e n e r a lf u n c t i o ne v a l u a t i o n m e c h o di sa p p l i e dt oe v a l u a t et h es y s t e m 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 li 页 k e y w o r d s ： u r b a np a s s c n g e rt r a f f i c ； c o m p r e h e n s i vc o o r d i n a t i o n ；c o m p r e h e n s i v e a n a l y s i s ；c o m p r c h e n s i v ee v a l u a t i o n 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 研究背景 第1 章绪论 城市交通是城市建设发展的重要组成部分，也是衡量城市经济发展程度、 科学技术水平和城市现代化进程的重要标志。城市客运交通是城市交通的主 要组成部分，其发展水平是城市交通发展程度的直接体现【”。然而，伴随国 民经济的高速增长和城市化进程的加速，城市交通问题已成为一个世界性的 难题，它带来的环境恶化、道路拥挤、交通事故等种种负面影响给人们正常 的生产和生活行为造成诸多的不便，严重制约着城市各项机能的顺利开展。 随着城市规模的进一步扩大，城市布局结构的调整，人口的快速增长以 及小汽车迅速发展，居民交通出行特征和交通需求数量、质量、层次、结构 将发生巨大变化，如何应对这种变化将成为城市交通系统面临的巨大挑战。 1 1 1 城市发展及现状 城市是人口高度密集并进行各种政治、经济、文化等活动的地理区域的 代称，是由自然环境和人工环境等物质要素构成的多功能、多部门的空间有 机综合体。城市也是社会、经济、技术和自然条件等多种因素结合作用下的 产物，是人类物质文明和精神文明的聚集地。 城市具有一定的工商业基础、人口规模和交通等公共福利设施。现代城 市居住着数量众多的人口，人们在城市里从事多种多样的政治、经济、文化 等活动，同时，城市也进行着物质文明和精神文明的建设，担负着满足衣、 食、住、行，生产和生活等各方面的交通需求的任务。为了完成这一系列的 任务。就产生了交通需求。但无论是客运还是货运，都需要通过交通运输来 完成。因此，城市交通系统除了研究克服空间距离的技术问题之外，还必须 研究如何配置路线和设施，使城市社会活动和经济活动最为有力，各种资源 能得到最合理的利用，居民能过上舒适的生活。所以，城市交通规划是城市 规划的重要组成部分之一。城市交通是城市所具有的重要社会经济机能之一， 起到加快城市运行节奏的重要作用。 中国是世界上城市形成发展最早的国家之一，建国后，尤其改革开放以 来，城市建设更是进入了前所未有的发展阶段。至2 0 0 1 年底，全国共有建制 市6 6 2 个，其中市区人口达4 0 0 万以上的城市有8 个，占1 2 ；2 0 0 4 0 0 万人口以上的城市1 7 个，占2 6 ；1 0 0 2 0 0 万人口的城市1 4 1 个，占2 1 3 ； 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 5 0 1 0 0 万人口的城市2 7 9 个，占4 2 ；2 0 5 0 万人口的城市1 8 0 个，占2 7 ； 2 0 万以下的城市为3 7 个，占5 6 。城市结构和规模逐步向大中城市发展。 2 0 0 1 年末，全国总人口为1 2 7 6 2 7 万人，城镇人口为4 8 0 6 4 万人，城市化水 平( 市镇人口占总人口的比重) 达3 7 6 5 ，基本上达到了1 9 9 8 年世界发展中 国家的平均水平( 3 8 ) 【5 】。随着城市化进程的加快，城市建设取得了举世瞩 目的成就，然而伴随着城市数量的不断增加、城市规模的不断扩大，城市交 通问题也日益突出。 1 1 2 中国城市客运交通面临的问题 我国城市化过程中存在一种不正常的现象，那就是我国城市化水平低， 城市人口占全国人口的比例比欧美发达国家低，但大城市人口在城镇人口中 的比重却远远高于这些国家，这意味着我国大城市已经发展到不可忽视的臃 肿程度。 农村人口逐渐减少，农村人口逐渐向城市转移，城市人口比重提高是正 常的，合乎社会发展的规律，人口城市化是社会生产力发展的必然，是现代 化的象征。到2 0 0 1 年，全国城市非农业人口1 7 7 5 3 3 1 万人，比2 0 0 0 年增长 4 8 。然而城市人口高度集中在少数大城市或特大城市，带来一系列的城市 交通问题。 1 交通设施的相对短缺 城市的交通资源相对人口处于短缺的状态。随着城市规模的扩大，城市 基础设旋建设虽然也逐年增加，但道路增长速度仍较慢，城市道路时空资源 严重不足，交通供需矛盾日渐尖锐。 方面，资源紧缺的城市道路已经成为严重阻碍中国城市发展的绊脚石。 表1 1 为国内外城市道路设旌水平对比情况。 表1 1 国内外城市道路设施水平比较( 2 0 世纪8 0 9 0 年代) 城市名称北京 上海 南京西安 纽约 东京旧金巴塞 山罗那 道路面积率( ) 1 1 o1 0 19 66 82 5 41 4 11 4 91 5 8 人均道路面积( m 2 人) 9 4 5 08 64 42 8 31 0 32 5 38 8 路网密度( k 删量m 2 ) 6 88 78 95 21 3 11 8 43 6 21 1 2 由表1 1 可以看出，中国城市道路资源与国外城市相比差距较大，各指 标仅为国外城市的1 3 1 2 。此外中国现状城市道路资源与城市道路交通设 计规范的规定f 道路面积率应为8 1 5 ，2 0 0 万人口以上的城市应为 1 5 2 0 ；人均道路面积应为7 1 5 m 2 1 相比仍然不足。另外中国城市“非法 占道经营、路边停车、道路乱掘乱挖”现象严重，城市道路瓶颈路段较多， 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 交叉路口规模小、组织混乱、通行能力低，交通拥堵屡见不鲜。 另一方面，据抽样调查，目前我国大城市中心区居民的出行率为2 7 次 日，按出行率2 5 次日推算大城市的客运量，2 0 1 0 年为3 7 8 亿人次日。再 加上流动人口的客运量( 按相当于2 5 常住人口计算流动人口) ，我国大城 市2 1 世纪初的客运量见表1 2 。 表1 2 中国大城市客运量预测单位：亿人次 从表1 2 可以看出：客运量大幅度增长，对城市客运交通提出需大幅度 增强运能的要求。交通服务设旋的发展要满足总运量的增加，从发达国家的 经验来看，要大力发展公共交通运输，不仅要提高公共交通的运输能力，而 且要提高其服务质量，只有这样才能使大城市的交通走上良性循环。因为随 着城市范围扩大，居民活动半径延长对城市客运交通提出须提高公共交 通车辆运行速度和减少在途时间的要求。根据国外研究认为，大城市居民出 行时间，一般应控制在3 0 5 0 m i n 之间，以提高时效和减轻疲劳，因而当半 径扩大到1 0 2 0 k m 及以上时，要求公共交通车辆平均的运行速度要达到 2 0 3 0 k m h 以上。城市居民生活水平不断提高对城市客运交通提出出行 安全、方便舒适较高要求，在选用客运交通方式时，也需满足这一点。 2 杭动车增长的盲目性 尽管我们不能将城市交通问题完全归结为机动车辆过多，但是近几年来 我国的私人小汽车和出租车增长迅速却是不争的事实。根据有关资料表明， 1 9 9 0 一1 9 9 6 年，我国私人汽车保有量由8 1 3 万辆猛增到2 8 9 7 万辆，年均递 增2 3 5 ，是同时期全社会汽车保有量增长速度的1 9 倍，私人汽车保有量 占总保有量的比重由不到1 5 提高到2 6 3 。同期私人车型也发生明显变化， 1 9 8 7 年以前，私人汽车以载货车为主，其用途是长、短途公路货运；1 9 8 7 年之后，私人客车的增加较快，其用途是长、短途客运；1 9 9 5 年以来，私人 小汽车增加很快。私人汽车在各地区发展不均衡，主要取决于当地的经济发 展水平、交通需求、交通条件和城市的机动车使用政策。私人拥有量多的城 市往往是经济比较发达、客货交通量大且道路条件较好和政策限制较少的地 区。2 0 0 3 年，中国城市出租车己达到7 5 4 万辆，年客运量为8 0 亿人次，占 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 城市公共客运量的2 1 5 。北京的公共汽车与私家车之比已达到1 ：l 的比例， 全市的私人小客车总数现已发展到3 8 万辆p ”。在中国大量人口和产业活动 集中在狭小的市中心地区，加上城市机动车迅速增长等，造成的交通问题丝 毫不亚于一些发达国家。 3 。环境污染的扩大化 交通系统产生的环境污染包括大气污染、噪声污染以及震动、电磁波干 扰等，其中交通系统产生的大气污染及噪声污染是影响环境质量的主要污染 源。 我国汽车单车污染物排放远高于国际水平，许多城市汽车尾气对大气的 污染程度己与发达国家相似。1 9 9 8 年全国3 2 2 个城市环境监测表明，7 2 以 上的城市空气质量处于3 类和超3 类标准状态，8 0 的城市居民生活在大气 质量较差的环境中，其中道路交通“功不可没”。 道路交通产生的噪声污染在城市噪声污染中所占比例也是相当高的。我 国城市交通噪声一般占总噪声强度的5 0 ，多数大城市的主要道路噪声均超 过了6 5 分贝，有些城市的道路噪声超标率达9 0 以上，2 3 的城市居民生活 在噪声超标环境中【5 5 j 。 尽管我国的人均车辆拥有量远比发达国家小，但道路交通对环境影响的 相对程度己经接近甚至己经超过了发达国家道路交通对环境影响的相对程 度。 1 1 3 研究意义 我国城市交通问题十分严重。大量人口和产业活动集中在狭小的市中心 地区，城市交通拥挤、堵塞和环境污染等一系列问题已经提到了必须解决议 事日程之中。面对城市道路交通容量和环境容量有限、混合交通严重以及交 通事故频繁等诸多城市交通问题，本文旨在：把城市交通作为一个系统研究， 引导交通需求，利用现有资源，组织协调好城市交通各项设施，搞好换乘， 提高基础设旋的利用效率，构建一个各种交通方式合理分工、协调配合的综 合交通系统。 利用系统分析理论，对城市客运交通系统的各个子系统进行全面分析， 有利于提高客运能力，提高城市交通体系的社会经济效益，有效缓解我国目 前城市交通紧张的局面：有利于加强新的交通技术的引进和应用，促进城市 客运交通更加科学合理的发展；有利于节约土地资源和能源消耗：有利于消 除和减少环境污染，维持城市生态平衡。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 同时，针对城市客运交通系统的特点，建立相应的评价指标体系，并选 用适当的方法进行综合评价，一方面，通过研究可以消除现有系统中的存在 问题，找出现有交通系统改造的途径；另一方面，可以合理的制定交通规划 方案。 1 2 国内外客运交通研究现状 1 2 1 国外研究现状 2 0 世纪5 0 6 0 年代，随着城市机动化水平和城市快速道路的大规模建 设，发达国家逐步建立了城市交通学科领域，形成了较为成熟的城市交通系 统的研究理论和一套有效而可行的技术方法。研究范围主要集中在城市规划、 城市交通结构、城市环境、交通政策和智能交通系统研究上。 1 9 9 5 年美国提出了一套系统的交通规划理论。这一理论强调在制定交通 规划时，必须对交通出行、将来的城市土地利用、车辆增长趋势、现有基础 设施等状况进行详细的调查和分析。一般城市交通规划的成果应由城市发展 规划、交通战略规划、近期交通行动计划、重大交通设旋的评估四个方面构 成。最后还应对建设方案的运行成果和效果进行评价。 国外大城市的客运交通主要是由铁路、地铁、有轨电车、无轨电车、公 共汽车、私人汽车等交通工具共同承担，并组成一个复杂有效的综合交通体 系。由于大城市交通问题日趋严重，人们已经把更多的注意力转向公共交通， 并大力发展公共汽车、轻轨电车、城市铁路等运输方式。目前，除美国一些 城市长期以小汽车为主要交通工具，并由于城市结构已经定型，很难扭转局 面外，其他国家的大城市几乎都已确认以“公共交通为主”的原则。 通过比较研究，对综合交通体系内部结构的选择，必须根据城市居民出 行的要求，城市的性质和规模、地形条件、布局形式、人口分布特征、公交 发展水平、城市规划、国家和地区的经济实力、以及对现有各种交通工具的 比较等合理地进行，才能选择出大城市的最佳综合交通体系。但总的来看， 城市交通结构逐渐显现出一定的趋势，即在大城市或大客流量的线路采用轨 道交通，实现编组化运行，同时也必须有相当数量的无轨交通工具与之衔接 配合，组成城市混合交通工具的综合城市公共交通线路交通体系。 国外城市交通系统与土地利用互动关系研究始于1 9 7 1 年，美国交通部提 出了“交通发展和土地发展”的研究课题，开启了土地利用与交通关系理论 的综合研究，其后许多学者展开了现代城市交通系统与土地利用关系理论的 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 专门研究。概括起来主要有三方面内容：城市交通系统对土地利用的影响： 城市土地利用对交通系统的影响；城市土地利用与交通系统的协调研究。劳 瑞( l 0 w r v ，1 9 6 4 ) 提出了著名的劳瑞重力模型。开创了城市交通系统与土 地利用关系模型研究的先河，之后这方面的研究蓬勃发展。 目前，虽然国内外在城市交通系统单评价指标及方法方面已取得大量成 果，但西方国家自2 0 世纪七八十年代才开始从整体方面进行评价研究。这是 因为系统理论在这个时候才成熟起来，并被广泛应用到各行各业。 总的看来，国外关于城市交通理论的主要观点较为成熟、全面，并在实 践中取得了一定的成效。首先，国外在研究交通时，都十分注重交通规划， 并将城市交通置于城市规划突出重要的位置。其次，由只注重交通供给向注 重交通需求转变。多年的实践也证明了只靠增加道路供给不可能从根本上解 决交通拥挤问题，必须加强交通需求管理。 1 2 2 国内研究现状 国内关于城市客运交通系统研究的视角主要有：交通规划、城市交通需 求供需平衡分析、交通仿真研究、交通流理论、土地利用与城市交通关系等。 复杂对象的多指标综合评价方法，由于其涉及因素众多，而且各因素的描述 方式也不同，有的可以定量描述，有的则只能采用半定量或定性方式描述。 因此，多因素综合评价问题一直是人们研究的课题，国内外先后有价值函数 法、层次分析法、灰色理论法、模糊综合评价方法以及d 队( 数据包网络分 析) 法等。 与城市客运交通系统理论和综合评价直接相关的研究主要有： 由于我国正处于城市交通结构转型前的关键时期，因而对城市客运交通 系统的研究多集中在交通模式的研究上。1 9 9 6 年周干峙等人在中国科学院技 术科学部院士咨询项目发展我国大城市交通的研究中，明确地指出了目 前我国大城市以自行车为主体的交通结构的不足，并提出了2 0 1 0 年我国大城 市客运结构发展的平均水平。刘洪营在文章城市客运交通结构评价、设计 与优化研究中，主要采用系统科学分析问题的基本方法，借助数学、运筹 学等基础学科的理论方法，对城市客运交通进行了全面的系统分析，在此基 础上，从评价的基本原则、评价的思想构架、评价指标的确立以及综合评价 等方面建立逻辑关系体系对城市客运交通结构的评价进行了理论研究。 陈宽民博士在城市交通系统理论分析与应用一文中运用系统分析的 思想和方法，对城市交通发展中的若干问题作了深入的分析和探讨。从系统 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 的角度对城市交通运输系统的结构进行了详细的剖析，把城市交通运输系统 分解为物质系统、管理系统、组织系统三个子系统，并分别对其进行了分析。 利用灰色理论、层次分析法和模糊数学理论，建立了城市交通系统综合评价 体系。 姜彩良在分析城市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，建立了特大城市交通衔接的综合评价指标体系，并用综合评价 方法对系统进了评价。“。 尹春娥、马艳和万国华从可持续发展的角度建立了城市交通系统评价指 标体系。 可以看到，上述研究对城市交通系统的发展起到了很好的引导和借鉴作 用，在一定程度加快了我国城市交通的发展，攻克了部分亟需解决的问题。 1 3 论文研究目的及方法 1 3 1 研究目的 本论文在系统分析城市客运交通系统结构、功能及其管理组织方法的基 础上，对城市客运交通系统的评价指标体系构建进行深入的研究，以期能在 城市客运交通的规划和建设中提供一定的理论支撑。众所周知，城市客运交 通系统是城市的社会、经济和物质结构的基本组成部分，其组成要素多种多 样，交通结构极其复杂，特别是在我国大城市这种交通容量和环境容量非常 有限的混合交通条件下。论文在归纳总结以往的研究成果和相关的理论知识 基础上，分析了城市及城市交通之间的关系，将城市客运交通各子系统以交 通需求为依托进行多方面的协同配合，解决它们之间的优化问题，使其形成 一个协调统一的有机整体，并对系统给出科学的评价。 1 3 2 研究方法 城市客运交通是一个复杂的社会问题，对它的研究需要用到许多方面的 知识，例如社会学、城市学、数学、经济学、人口学、方法论以及工程技术 方法等。 本文具体采用的技术方法如下： 1 系统分析方法 系统分析是为了使系统的目标能更好的实现而对系统应如何构成进行的 分析，是一种立足整体，统筹全局的科学方法。城市客运交通是一个多因素、 多层次的系统。为此根据本文的实际研究，根据系统的目的、功能、结构等 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 对城市客运交通系统进行分析，主要用到了层次分析法、广义函数法以及模 型化方法。 2 对比分析法 利用求同比较法和求异比较法，比较我国城市与发达国家城市交通结构 的差异，以找寻我国城市客运交通系统发展存在的差距和城市客运交通未来 发展的共同趋向。 3 定性和定量相结合的方法 定性分析是指从城市交通系统的功能、目的、结构角度研究其本质，寻 求规律性的方法；定量分析则是指对城市客运交通系统服务水平进行定量描 述的研究方法。 1 4 研究内容及技术路线 城市交通把分散在城市各处的城市生产、生活活动连接起来，在组织生 产、安排生活、提高城市客流的有效运转及促进城市经济发展方面起着十分 重要的作用。城市的布局结构、规模大小，甚至城市的生活方式都需要一个 城市的交通系统的支撑。 就目前我国城市客运的发展现状来看，一些大城市在做城市交通规划时， 已经对公共交通的问题予以了一定的关注，但往往只注重于公交线网的优化 和站场的优化，缺乏客运系统的整体规划，对各种交通方式之间的衔接换乘 没有系统考虑，使得客运交通发展无序，造成了交通设施的低效和道路资源 的浪费和交通成本上升。由此可见，要真正解决好城市客运交通的问题，不 仅要增加对交通基础设施的投入，合理的进行基础设施的规划和建设，更要 充分利用现有设施的能力，提高运行效率。 由于城市交通是一个巨型的大系统，必须用系统的观点和方法来看待和 解决城市交通问题i 。本文在参考大量文献后，系统分析城市交通的类别、 功能、结构、层次等，从交通供需平衡、换乘协调等角度研究城市客运交通 综合协调，并构建了评价指标体系，利用层次分析法和广义函数评判方法进 行综合评价。 本论文的研究结构如图1 1 所示。 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 图卜1 论文结构图 i 磊 l i 。 i i 第2 章 i i l 第3 章 - 。 r 聂i l 嚷一 l l f 西南交通大学硕士研究生学位论文第10 页 第2 章城市客运交通系统分析 系统思想由来已久，系统论作为一种完整的理论形成于2 0 世纪中叶，是 应用广泛的科学的方法论【1 9 l 。用系统论的观点来研究城市交通是现代交通的 核心问题，也是城市交通管理的首要问题。 2 1 城市客运交通系统概述 21 1 城市客运交通系统的概念界定及其描述 广义的城市客运交通是指城市范围以内的交通，或称为城市各种用地之 间人的流动。这些流动都是以一定的城市用地为出发点，啦定的城市用地 为终点，经过一定的城市用地而进行的。 为了对城市客运交通进行系统分析，把以实现安全、快速、便捷、舒适 运输旅客的城市交通系统定义为城市客运交通系统，并定义如下： 城市客运交通系统( u p t s ) ，是由不同属性的客运交通结构、组成部分 ( 子系统、外部环境影响因子) 相互交织、相互作用、相互渗透而构成的具 有特定结构和功能的开放的复杂系统。 其内涵可表示为： u p t s = ( s l ，s 2 ，s 。，只d ，o ，b ，r ，工) ，埘，5 。f ，c 。，只)( 2 1 ) 式中：s 一一第f 个子系统，分别代表道路网实体、车辆系统、运营管理系 统、场站和枢纽设施及法律法规体系等组成的子系统，以及城 市客运交通系统的外部影响因素。 e ，c ，分别代表子系统5 。的要素、结构和功能；咒，为系统关联集合， u p s t 中的相关关系集，既包括子系统间的关联关系，又有子 系统内部各要素问的关联关系； r 。，系统限制或约束集； o u p s t 的系统目标集； f ，三分别为时间、空间变量； m 子系统和影响因素集的数目。 基十文章后面城市客运交通系统分析及评价指标体系的设置和系统特性 的要求，系统在当前条件下能达到的服务水甲，可以用数学式了形式化地表 的要求，系统在当前条件下能达到的服务水平，可以用数学式子形式化地表 不为： 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 配= ( 工。，2 ，l ，s ，r ) ( 2 2 ) 约束条件：也，工：，厶) s c 。 f ；1 ，2 ，” 式中：乩城市客运交通系统所要达到的目标高质量服务； t 城市客运交通系统功能水平，l 。z ( l ，工。厶。) ； l z 城市客运交通系统发展能力，：= ( 工：，己。，工。：) ； ，城市客运交通系统适应能力，岛= 厶。，三。，k ，) ； s 空间变量，即处于不同城市的客运交通系统； r 一一时间变量，即发展的不同时期； c ；城市所能承受的人类交通活动的资源。 2 1 2 城市客运交通类别分析 本节主要从旅客运输角度进行分类，以便确立城市客运交通的研究类别。 广义来讲，只要存在旅客空间位置变化，就存在旅客运输活动，这种活 动与旅客实体和空间位置变化密切相关；狭义来讲，旅客有空间位置移动的 需要，并愿意为之支付费用，而形成旅客运输需求，为满足这种运输需求而 产生的通过一定运输方式实现的运输活动就是旅客运输活动。在城市及其周 边地区范围内，旅客运输形式多种多样，为了更好地把握其运输特性及服务 特点，有必要对各种运输形式根据一定标准进行区分。 1 内部旅客运输与外部旅客运输 内部旅客运输是从广义旅客运输角度来讲，在一定的场所和办公地点( 如 学校、政府机关等) ，人们为完成一定的事务或交流( 如上课、办证等) 从一 个地点以私人交通方式( 如步行、自行车等) 实现的自我空间位移的旅客运 输类别。这种类别不形成交通需求，交通活动局限在特定的场所，主要实现 主体自身的空间位移，如学生的上课活动，顾客在商场里的购物活动，人们 在政府机关办理各种手续等。 外部旅客运输主要是从狭义角度来区分，主要是指旅客通过一定的交通 手段从一个场所移动到另一个场所。这种类别强调旅客空间场所的转换，可 通过各种交通方式进行，以实现旅客的本源需求。 2 市内旅客运输与对外旅客运输 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 市内旅客运输主要从城市空间范围来区分，主要是指城市范围之内的各 种交通方式所完成的旅客运送需求。 对外旅客运输主要是指城市与城市之间、城市与地区之间以及经过城市 的旅客运输需求。它主要从地域范围和旅客流向两方面考虑，具体可分为以 下三类：始发旅客运输；终到旅客运输；过境旅客运输。 3 私人旅客运输与公共旅客运输 私人旅客运输和公共旅客运输主要从居民出行主体的组成角度来谈城市 客运交通，涉及到个体出行占用交通资源的数量，对城市交通容量和环境容 量的压力等方面。 私人旅客运输主要是个体或家庭等小单位出行所选择旅客运输方式，包 含步行、自行车、摩托车、私家车等运输工具，人均占用道路资源相对较多， 对城市交通压力相对较大；公共旅客运输一般有运输企业提供运输服务，面 向广大的城市居民，运力较大，人均占用道路资源相对较少，对缓解交通压 力能起到积极的作用。 4 地面旅客运输与立体旅客运输 地面旅客运输和立体旅客运输纯粹是从交通线路、网点的空间位置来界 定城市客运交通类别的。 地面旅客运输处于城市客运交通发展的初级阶段，采用的交通方式和交 叉口疏解方式往往位于城市表面，各方式混杂在一起，未能形成有效的分工 合作：立体旅客运输是城市客运交通发展的高级形式，各种交通方式的线路、 网点的空间位置可位于空中( 高架) 、地面、地下，各交通方式交叉得到有效 疏解，分工合作的框架基本界定。 对城市客运交通进行类别分析，是为了更好地了解和把握研究对象。本 论文研究重点主要是外部旅客运输中的市内旅客运输，包括私人旅客运输和 公荚旅客运输、地面旅客运输和立体旅客运输。 2 。1 3 城市客运交通供需分析 城市客运交通是具有一定公益性的社会产业，其供需关系是一种双向互 动、相互依存的关系，供给既可以抑制需求，也可以刺激需求；同样，需求 的疲软也会抑制供给的增长，需求的活跃也刺激供给的增长【1 0 】。 1 交通供给对交通需求的制约和刺激 交通供给对交通需求的制约和刺激作用主要通过交通供给的服务质量这 一杠杆来实现。服务质量的好和坏对应的是刺激和制约作用。这里的服务质 西南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 量是一个广义的概念，涉及出行时间、出行费用、出行安全性、方便性、及 时性、舒适性等诸多要素，在服务质量这一杠杆的作用下，交通供给对交通 需求的制约和刺激包含直接和间接两个方面。 直接方面的入手点为道路交通系统本身。如果交通供给不断扩大，使之 尽量满足交通需求，城市道路交通系统的服务质量将会得到很大的提高，人 们的出行时间、出行成本等就会下降，从而诱使原本因城市服务质量低下而 被压抑的交通需求的重新产生，同时也增加了单位时间内交通需求出行次数， 刺激交通需求的发展；反之，若交通供给难以满足交通需求，道路交通服务 质量持续下降，会进一步抑制了人们的出行需求，从而制约交通需求的发展。 间接方面则是从城市交通与城市社会经济的相关关系入手。交通供给的 增加，有效的改善城市交通的服务质量，保证城市交通系统的顺畅运行，从 而促进城市社会经济的发展和人们生活水平的提高。由于生活水平的提高， 人们不再满足于工作等的日常出行需求，购物、休闲等弹性出行需求逐渐为 人们所需要，且比重越来越大，最终刺激交通需求的增长；反之，若交通供 给未能改善城市交通的服务质量，使城市交通成为城市社会经济发展和人们 生活水平提高的瓶颈，人们的交通需求只能停留在日常生活出行需求上，制 约交通需求的发展。 交通供给对交通需求的制约和刺激主要是交通需求的数量和类别。 2 交通需求对交通供给的制约和刺激 与交通供给略有不同，交通需求对交通供给的制约和刺激主要体现在直 接作用这一方面。交通需求的不断增长，致使原有的城市道路交通承担越来 越大的交通压力，为保证城市交通系统的顺利运行，需不断增加供给，以满 足交通需求，从而刺激交通供给的发展；反过来，没有“需”，“供”无用武 之地，若交通需求持续不前，现有的交通供给已能满足交通需求的需要，单 方面增加交通供给失去了现实意义，从而制约交通供给的发展。 交通需求对交通供给的制约和刺激的主要是交通供给的数量、质量和结 构。 综上所述，城市道路交通供需关系是双向制约互动关系。在实际中，充 分全面理解这层关系，可以避免陷入认识和实践上的误区：以为只要不断扩 大道路交通供给，就会满足需求，忽略了在扩大供给的同时又刺激了新的需 求以更快速度增长，暂时的供需平衡还会打破。 3 城市道路交通供需平衡特征 西南交通大学硕士研究生学位论文第14 页 在任何条件下，处于任何时期，道路交通的供给和需求水平是不断发展 的，其供需平衡体现出不稳定性和动态性的特征【”。 ( 1 ) 不稳定性 当道路交通达到一个相对的平衡点时，城市交通系统的运行水平和运行 状况相比平衡之前有了很大的改进，这又直接促进了城市交通需求的发展， 从而打破了新建立的道路交通的供需平衡状态，呈现出不稳定的特性。 ( 2 ) 动态性 道路交通处于不平衡状态时，城市交通系统会通过系统内部和外部的力 量重新协调交通供给与交通需求的关系，使之达到一个新的平衡点。道路交 通始终处于不平衡一平衡一不平衡一平衡的循环圈中呈现出动态发展的特 性。 2 1 4 城市客运交通系统的特点 1 城市客运交通系统是一个多变量系统 城市客运交通系统的输入与输出都不是单一的，有多个输入影响着系统 的状态，而它对环境的输出影响也是多方面的。例如，城市客运交通系统受 到一切社会经济因素、结构、状况和条件的限制，反过来它本身的特性影响 着整个社会经济系统。 2 城市客运交通系统是多目标系统 城市客运交通系统的目标是多重的，各目标之间还可能出现矛盾。要保 证系统持续稳定地发展，往往要统筹兼顾所有的目标。如减少出行时间、提 高服务质量、降低能源消耗、增加营业收入、减少环境污染等目标。 3 。城市客运交通系统是一个关系复杂、难以描述的系统 在城市客运交通系统中，行人、车辆、驾驶员之间相互影响。由于人的 主动性，使得它们之间的关系错综复杂、不定因素较多，交通网络中的行人 以及车流的运动和分布都是随机的、时变的，要对系统中这些关系进行描述， 要确定系统中各因素的运动规律相当困难。况且，城市交通运输系统是整个 城市社会经济大系统的一个组成部分，与许多社会经济因素还有着千丝万缕 的联系。 4 城市客运交通系统交通流量大且具有不均衡性 由于城市人口的高度集约化，使得城市客运交通在单位时间内和单位交 通用地面积上，所输送的客流远远高于城市以外的地区。大流量的交通量直 观地呈现城市的活力。与此同时，城市中的客流流向、流量经常不均衡而多 西南交通大学硕士研究生学位论文第15 页 变，特别是在早晚上下班时间，车流、人流往往要高度集中，形成高峰。 2 2 城市客运交通系统结构分析 系统结构是系统内部各要素相互联系、相互作用的方式或秩序，几个要 素之间的具体联系和作用的形式，是系统保持整体性以及具有一定功能的内 在根据。 一个城市的客运交通结构是由多种因素决定的，比如城市规模、各种交 通方式的完备程度、居民出行距离、个人偏好、传统习惯等【2 7 l 。如果撇开其 他因素，则一个城市各种交通方式的配备程度对居民出行方式的选择有很大 的决定作用，它又会在很大程度上决定一个城市的客运交通结构。 2 2 1 城市客运交通纵向结构 城市客运交通纵向结构是摒弃各种交通方式的差异和特性，提取其共同 点来谈的交通结构。具体来说城市客运交通就是由线路、枢纽、港站、交通 工具、装卸机具等硬件部分和交通运营组织、管理、信息等软件部分以及旅 客运送对象所组成的一个有机整体。 1 城市客运交通系统的纵向构成 交通活动的进行是依靠交通运输系统的运转来实现的。整个交通系统的 运转又是依靠交通工具、装卸机械、车辆运行线路等各个系统的相互配合和 有效运转来实现的。从城市客运交通的构成来看，主要包括下面几个组成部 分，即客流系统、载运机具系统、路网系统、信息系统、交通管理系统和交 通组织系统，如图2 1 所示。 城市客运交通纵向结构 厂t - t l m 图2 1 城市客运交通纵向结构 ( 1 ) 客流系统，即旅客运输对象系统。旅客的流动是运送对象的空间组 合和变动的动态过程。这表现为两个方面，其一是旅客的空间组合过程，其 交通管理系统 交通组织系统 信息系统 载运机具系统 路网系统客流系统 西南交通大学硕士研究生学位论文第16 页 二是旅客的空间移动过程。在绝大多数情况下，要实现旅客的空间移动，必 须进行旅客的集散，亦即将各个分散的旅客聚集在一起，从而一批一批地实 现其空间地位移。当旅客被运送到一定地点后，再将其分别分散。这一整个 过程就是客流的组合和流动过程，实现这一过程，就是城市客运交通运转的 目的。 ( 2 ) 载运机具系统，它包括交通工具和装卸机械两大组成部分。交通工 具是实现旅客的运送和集散；装卸机械是实现旅客上下交通工具的位移和交 通枢纽内的空间租车，一方面将旅客送入交通工具，另一方面将旅客从交通 工具内取出。交通工具和装卸机械二者是紧密联系的，其二者的运作过程相 辅相成、相互配合。两者的功能将直接影响整个城市客运交通的运转效率。 ( 3 ) 路网系统，是指城市道路、站点、枢纽等固定设施组成的整体。它 是交通工具得以运行、装卸机械能够进行作业的物质基础。从其功能来看， 路网系统直接为运输对象的运送服务，而港站、枢纽则是间接地为旅客的运 送服务。路网系统分布在广大地域之上，具有分布广、建设工期长、投资量 大等特点。一旦投入就不能随意拆毁，其通过能力情况直接影响城市交通体 系的运转。因此，在进行路网系统布局时，应充分考虑到交通需求和国民经 济的发展，否则会造成能力和资源的极大浪费。 ( 4 ) 交通管理系统，主要是指作为国家政府的交通运输部门，对城市客 运交通实施宏观调控的系统。为了确保城市客运交通系统灵活有序地运转， 取得良好的经济效益，就必须建一套完整的组织机构，并通过这一机构为城 市客运交通内的各个行为者制订统一的行为规范，理顺体系内部的各种关系， 并实旅一定的管制。通过这些部门的统一调控管理，达到对整个城市客运交 通的合理组织管理。 ( 5 ) 交通组织系统，是指由各个交通运营者组成的系统。它与交通管理 系统及信息系统共同组成城市客运交通的“软件”部分。各种不同的交通方 式都是为了同一个目的：实现旅客的空间移动。在绝大多数的情况下，完成 运送任务，需要各种交通方式的相互配合以及各个生产环节和工序的紧密衔 接。 ( 6 ) 信息系统，是指城市客运交通系统运转过程涉及信息有关的收集、 传递和流动的机构和设备。当今的世界是信息的世界，任何行业要想发展， 就必须把握好信息这一关。及时、快速、准确地掌握各种信息关系到行业地 生存和发展。道路网分布地域时分广泛，交通活动就在道路网范围内进行。 西南交通大学硕士研究生学位论文第17 页 因此，必须通过各种手段来收集、掌握和传递一切与城市客运交通相关地信 息，及时协调各种交通方式和各个环节的衔接，以最小的经济消耗获得最佳 的效益。 2 城市客运交通纵向构成分析 ( 1 ) 客流系统与载运机具系统的关系。客流系统依存于载运机具系统， 载运机具系统为客流系统服务。旅客的流动，是在装卸设备的服务下，依