（交通运输规划与管理专业论文）综合交通枢纽布局规划的模型与方法研究.pdf

摘要 随着我国经济社会的发展，交通运输业进入了综合发展时期，综合交通运输体 系的框架结构基本形成。综合交通枢纽是综合运输体系的重要组成部分，而布局 规划在整个综合交通枢纽的规划建设中起着重要的作用。 本文以交通规划理论、运筹学和模糊数学为理论基础，结合我国综合交通枢 纽发展的现状，对交通枢纽的选址规划问题进行了研究，形成了一套综合交通枢 纽布局规划的科学理论与方法。 首先定义了综合交通枢纽的内涵和功能，阐述了综合交通枢纽规划的目的和 主要内容，总结了综合交通枢纽布局规划的研究现状。 其次在分析现有综合交通枢纽布局规划的模型和方法的基础上，给出了存在 的问题和不足并对现有模型与方法进行了改进，给出了“基于交通规划理论的优 化选址模型”，该模型分为两个阶段，第一阶段应用o d 矩阵推算技术和交通需求 预测的“四阶段法”，确定各选地址；第二阶段应用选址规划的综合评价方法筛 选地址。本文采用的综合评价法就是首先运用运筹学方法，就交通枢纽选址规划 中所考虑的广义费用因素建立非线性规划数学模型，求得各交通枢纽备选地点的 转运量，并选出广义费用最小的备选地点；然后运用模糊综合评价法把定性因素 进行量化处理，并根据量化后的定性因素来评价备选地点；最后运用加权平均原 则对前面获得的评价结果进行综合分析，得出最终的选址地点。 最后通过应用实例，运用所建立的选址模型对湖州综合交通枢纽的货运站场 进行规划，将理论研究与实践应用相结合，结果表明选址方案较合理，说明了该 方法的可行性。 关键词：综台交通枢纽；布局规划；选址方法；交通规划理论；综合评价法 分类号：u 4 9 1 w i t ht h ed e v e l o p m e n to fo u rc o u n t r y se c o n o m y , t r a n s p o r t a t i o ni n d u s t r yh a sc o m e i n t ot h ep e r i o do f c o m p r e h e n s i v ep r o g r e s sa n dt h ef r a m e w o r ko f c o m p r e h e n s i v es y s t e m i sc o m i n gi n t ob e i n g 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 nt e r m i n a li st h ei m p o r t a n tp a r to f 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 ns y s t e m a n dt h et r a n s p o r t a t i o nt e r m i n a lp l a n n i n gi s e s s e n t i a li nt h ec o n s t r u c t i o no f t h ew h o l ec 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 l t h i s p a p e r s t u d i e st r a n s p o r t a t i o nt e r m i n a lp l a n n i n ga n dl o c a t i o ns e l e c t i o n a c c o r d i n gt ot h es t a t u so fc h i n e s ec o m p r e h e n s i v et r a n s p o r t a t i o nd e v e l o p m e n t , b a s e do n t h et h e o r yo ft r a n s p o r t a t i o np l a n n i n g , o p e r a t i o n sr e s e a r c h , f u z z ym a t h e m a t i c s an e w m e t h o do 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 lp l a n n i n gi si n t r o d u c e di nt h i sp a p e r f i r s t l y , t h i sp a p e r r e v i e w st h e c o n c e p ta n df u n c t i o n s o f c o m p r e h e n s i v e t r a n s p o r t a t i o nt e r m i n a la n dt h et a r g e to ft r a n s p o r t a t i o nt e r m i n a lp l a n n i n g s e c o n d l y , t h ep a p e rd e s c r i b e st h ep r o b l e m so ft h ee x i s t i n gm o d e l sa n dm e t h o d s o f t r a n s p o r t a t i o nt e r m i n a lp l a n n i n g i nt h ef o l l o w i n ga s o l u t i o nt ot h e s ep r o b l e m sh a sb e e n b r o u g h tf o r w a r d t h es o l u t i o ni n t r o d u c e sal o c a t i o nd e c i s i o nm o d e lb a s e do nt r a f f i c p l a n n i n gt h e o r y i nt h i sm o d e l ，t h el o c a t i o np r o g r e s si sd i v i d e di n t ot w op h a s e s ht h e f i r s tp h a s e ，t h et r a v e ld e m a n df o r e c a s t i n gm o d e lw h i c hu s e st h et r a d i t i o n a lf o u r - s t e p t r a v e ld e m a n dp r o g r e s sa n dt h et e c h n i q u eo fo de s t i m a t i o n , i sa p p f i e dt od e c i d et h e c a n d i d a t el o c a t i o n , i nt h es e c o n dp h a s et h ei n t e g r a t i o ne v a l u a t i o nm e t h o di su s e dt o f i l t e rt e r m i n a ll o c a t i o n t h ei n t e g r a t i o no ff u z z ye v a l u a t i o na n dn o n l i n e a rp r o g r a m m i n g m a t h e m a t i cm o d e li sp r o p o s e da sat o o lt h a tc a l le f f e c t i v e l yh a n d l et h eq u a l i t a t i v ea n d q u a n t i t a t i v ef a c t o r st h a ti n f l u e n c et h el o c a 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 l a tl a s t , t h e p a p e rg i v e s ad e m o n s t r a t i o nt h r o u g ht h es a m p l eo ft h eh u z h o u 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 nt e r m i n a lp l a n n i n gw h i c hs h o w st h ef e a s i b i l i t y o ft h i s m e t h o d t h ep a p e rf u l f i l l st h ea i mo fc o m b i n a t i o no ft h e o r ya n dp r a c t i c e k e y w o r d s ：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 nt e r m i n a l ；d i s t r i b u t i o np l a n n i n g ； l o c a t i o nd e c i s i o n ；t r a n s p o r t a t i o np l a n n i n gt h e o r y ；i n t e g r a t i o ne v a l u a t i o nm e t h o d c l a s sn o ：u 4 9 1 致谢 首先，衷心感谢我的导师邵春福教授论文选题，写作、修改定稿的全过程 中，导师都给予我大力的关怀、指导和帮助，论文凝聚着导师大量的- f i , 血和汗水。 在攻读硕士学位期间，导师对我一直悉心指导和亲切关怀，不仅传授专业知识、 科研方法，还教我做人的道理。导师严谨的治学态度、渊博的学识、孜孜不倦的 敬业品德和诲人不倦的精神，以及豁达的胸怀、平和的心态都是我一生的楷模。 感谢袁振洲教授悉心指导我研究生阶段的科研工作，在学习上和生活上都给 予我很大的关心和帮助在论文的撰写过程中，得到了谷远剩老师的大力指导和 帮助，谷老师那种对学术的严谨态度是我完成该论文的最大动力。我所取得的每 一点进步、每一份成绩都包含着老师们无微不至的关怀、鼓励和引导。在此向交 通工程系的其他老师一刘仍奎、于雷、宋瑞、赵鹏、谢海红、杨冰、王颖老师表 示感谢。 论文的撰写过程中，杨露雅师姐、马壮林师兄和曹守华师兄绘了我很多启迪 性的思路；高永亮同学给我软件技术的支持；李之红、郭学琴同学给我提出许多 建设性的意见；另外徐丽丽、谢香君、李妲、段琳琳师妹也给予我真诚的帮助。 感谢同门所有兄弟姐妹和同学在研究生期间给我的帮助和支持。 感谢我的父母和朋友，你们的理解与支持，你们无私的爱给我前进的勇气和 学习的动力，使我顺利完成学业。 序 综合交通枢纽是综合运输体系的重要组成部分。综合运输体系的运转是通过 多种运输方式之间的协作来完成的，没有任何一个子系统能独立完成全部的运输 任务。而综合交通枢纽布局规划在整个综合交通枢纽的规划建设中起着重要的作 用。综合交通枢纽规划的最终目的，就是通过合理的交通枢纽的布局，来引导交 通需求，使之符合综合运输体系社会效益最大化的宏观目标。 北京交通大学主持的“9 7 3 ”项目大城市交通拥堵瓶颈的基础科学问题研究 第五子课题城市交通系统的组织优化与控制( 2 0 0 6 c b 7 0 5 5 0 5 ) 在城市交通需求 形成机理、城市交通供需理论、道路交通流理论、网络交通流理论和拥堵瓶颈识 别分析研究成果的基础上，从交通组织与优化的角度对交通拥堵问题进行了研究。 本论文的研究背景是其予课题之三一大型交通枢纽多种交通方式的组织与优化研 究的一部分论文在专题研究的基础上，对综合交通枢纽的布局规划的模型与方 法进行了研究。 论文选题、撰写、修改定搞的全过程，邵春福教授都给予了大力的关怀、指 导和帮助，论文凝聚着导师大量的心血和汗水该论文也是作者硕士阶段的主要 研究成果之一，将成为今后研究工作的基础。谨以此文，作为硕士阶段的总结， 献给在学习上一直给予作者关心和支持的导师和朋友们。 1 1 研究背景 1绪论 综合交通枢纽是全国或区域交通运输系统的重要组成部分，是不同运输方式 在交通网络中的交汇点，是由若干种运输所连接的固定设备和移动设备组成的整 体，共同承担着枢纽所在区域的直通作业、中转作业、枢纽地方作业以及城市对 外交通的相关作业等。 根据“发展以综合运输体系为主轴的交通运输业”的战略方针，我国相继确 立了1 3 4 个国家公路主枢纽和2 0 个港口主枢纽城市【l l ，形成了全国性综合枢纽网 络。在国家级运输网和区域级运输网上，这些主枢纽就成为运输系统的交汇、转 换节点，形成了同时具备两种或两种以上交通主枢纽功能的综合交通枢纽。这种 综合交通枢纽往往以一个城市为依托，不仅承担着联系全国交通运输网的任务， 还要负责城市对外交通的任务，并与城市交通系统有着密切的联系。通过对综合 枢纽内各种运输方式的协调以及对运输系统内点、线、面能力的匹配，可以使综 合交通枢纽的综合能力得以更好的发挥，从而使整个运输行业的竞争力得以提高。 本文对综合交通枢纽规划的研究，主要是在联系国家级交通，服务于区域交通网 的层次，以综合交通枢纽所依托的城市为对象，研究综合交通枢纽内最优的交通 运输场站的数量、规模和布局。 1 2 研究的目的和意义 综合交通枢纽是综合运输体系的重要组成部分。综合运输体系的运转是通过 多种运输方式之间的协作来完成的，没有任何一个子系统能独立完成全部的运输 任务。而综合交通枢纽是干线运输网络的结合部系统，承担着运输生产组织、中 转换乘换装、装卸储存等多种功能，对运输网络的高效运转具有重大作用，其效 率的高低直接影响着运输的总效率【2 i 。 综合交通枢纽是各部门性枢纽汇集的地区，不仅要完成子系统内部的运输任 务，更重要的是进行多种运输方式之间协作，它能否进行高效的协作关系到运输 的综合效率的高低。同时，综合交通枢纽往往地处大城市或者经济发达地区，交 通设施规划的好坏直接影响着地区经济的发展但是长期以来各种运输方式只重 视自身枢纽的建设，各自为政，对综合运输网络的结合部系统统筹规划与建设重 视不够，枢纽设施布局不尽合理，与城市内部交通衔接不够紧密，造成客、货集 散与中转不方便、不流畅运输结合部系统成为影响联合运输效率与效益的薄弱 环节。为解决不同运输方式在枢纽规划、建设与运营管理等方面出现的缺乏统一 规划，条块分割、重复建设乃至相互矛盾等问题，使各种运输方式联合运输系统 高效运转，实现运输过程的零距离抉乘，迫切需要研究有利于我国综合运输体系 发展与完善的枢纽问题，提出综合交通枢纽布局规划的新思路、新方法。正是由 于综合交通枢纽在提高运输效率及促进经济发展方面具有重大意义，才使得对综 合交通枢纽的研究尤为必要。 1 3 研究方法和内容 ( 1 ) 研究方法 本文以交通规划理论，运筹学和模糊数学理论为基础，通过访谈、问卷调查 等调研方法，采用理论与实践相结合的研究方法对综合交通枢纽布局规划的理论 与方法进行了研究 将综合交通枢纽站场选址模型分为两个阶段，采用定性分析与定量计算相结 合的方法。第一阶段，在定性分析站场选址的布局原则和主要影响因素的基础上， 依据交通规划理论，通过交通分配计算出备选站场地址 第二阶段，在定量分析中运用综合评价法分析影响交通枢纽选址规划决策的 定性因素和定量因素综合评价法包括运筹学模型和模糊综合评价法两个部分， 其中在模糊综合评价法中运用层次分析法确定各影响因素的权重，并根据专家的 打分来对备选地址进行模糊综合评价。在对定量因素尤其是广义费用因素进行分 析时，主要是运用运筹学的方法建立与广义费用有关的非线性规划数学模型，求 得费用最小的备选地址。最后统一运用模糊综合评价法对定性因素和定量因素进 行综合，得出交通枢纽站场布局的最终方案。 ( 2 ) 研究内容 本文以交通规划理论、运筹学和模糊数学为理论基础，结合我国综合交通枢 纽发展的现状，对交通枢纽的选址规划决策问题进行了研究，从而形成一套综合 交通枢纽布局规划的科学理论与方法，研究思路如图1 所示。本文的基本内容包 括： 第一章，首先介绍论文的研究背景，其次阐述研究的目的和意义，最后介绍 论文的研究内容和方法以及本文的主要创新性内容。 第二章，首先阐述综合交通枢纽定义和功能，然后分析综合交通枢纽规划的 目的和主要内容，最后总结综合交通枢纽布局规划的原则思路和研究现状。 2 第三章，通过定性和定量分析，阐述综合交通枢纽布局的模型与方法，给出 基于交通规划理论的优化选址模型。 第四章，将选址模型分为两个阶段，第一阶段应用o d 矩阵推算技术和交通 需求预测的“四阶段法”，确定备选地址；第二阶段筛选地址，给出选址规划的综 合分析方法，主要是包括非线性数学规划模型和二阶模糊评价法 第五章，主要以湖州综合交通枢纽货运站场规划为例，详细介绍基于交通规 划理论的模型与方法如何在实践中应用。 第六章，总结本文内容，同时给出未来的研究思路。 图1 论文的研究思路 f i g 1 a r c h i t e c t u r e f l a m fo f t h c 恤s j s 1 - 4论文主要创新性内容 本文主要结论是在己有研究成果基础上，对理论和研究方法加以改进而获得 的本文的主要创新性内容有： ( 1 ) 交通枢纽概念的创新：从系统的角度定义综合交通枢纽，认为只有运用系 统工程的思想、理论、方法来研究综合交通枢纽的集成特征，才能正确认识综合 交通枢纽 ( 2 ) 综合交通枢纽影响因素和评价标准的创新：与已有的研究不同，论文把经 3 济合理性因素和发展可持续性因素等定性因素纳入综合交通枢纽选址影响因素之 中，并相应的把经济合理性标准和可持续性标准等定性标准作为交通枢纽选址的 评价标准。 ( 3 ) 综合交通枢纽站场选址方法的创新：在充分分析己有方法不足的基础上， 将交通规划理论应用于交通枢纽选址模型。在备选地址确定模型中采用o d 矩阵 推算技术和交通规划的“四阶段法”在筛选地址模型中提出了运筹学方法和模糊 评价法相结合的综合评价方法。综合评价方法全面考虑了影响交通枢纽选址的定 性因素和定量因素。在运筹学方法的运用中建立了一个以广义费用最小为目标函 数的非线性规划数学模型，并采用启发式算法求解。在模糊综合评价法中，用层 次分析法取代专家调查法确定各评价标准的权重。 4 2综合交通枢纽布局规划综述 2 1综合交通枢纽的内涵和功能定位 ( 1 ) 综合交通枢纽的基本内涵 不同的运输方式对枢纽的认识不同，例如我国对铁路运输枢纽的定义为：在铁 路干、支线的交汇点或终端地区，由各种铁路线路、专业车站以及其他为运输服务 的有关设备组成的综合体【3 】。公路运输枢纽的定义为：公路运输枢纽是进行道路客 货运作业和服务的场所，表现为多个道路客货运站场和( 或) 物流中心等【4 】，发挥公路 干线运输与城市交通、公路与其他交通方式的中转接驳作用从交通网络角度来看， 无论铁路还是公路枢纽，其实质都是交通运输的集散地，表现为不同运输方式在运 输网络中的节点，从其功能和作用发挥的内部实体形式看，各种方式的枢纽都是进 行客、货运输组织和作业的场所。 专家对综合交通枢纽的内涵也有不同的定义普拉金夫认为：综合交通枢纽自 成体系，处于两条或几条干线交通方式的交叉点上，是交通过程和为实现运输所拥 有的设备之综合体张务栋教授则这样定义综合交通枢纽：在两种或两种以上干线 运输方式衔接地区办理长途，短途及城市客货运输的各种技术设备的综合体，是交 通运输网的重要组成部分斯卡洛夫将综合交通枢纽定义为：综合交通枢纽是国家 统一运输体系的组成部分，它决定着路网相邻径路的运输特点，是由若干种运输( 其 中包括不少于两种干线运输) 所连接的固定设备和活动设备组成的一个整体，共同完 成着货物及旅客运输的中转与地方作业【3 l 。 综上所述，本文认为综合交通枢纽是不同运输方式在交通网络中的交汇点，是 各部门性枢纽的有机集成。从建设实体上看，综合交通枢纽是由多个客货运站场组 成，以城市为单位，共同构成的区域客货运集散中心从功能上看，综合交通枢纽 是包括信息集成、管理组织等多项要素的多层耦合的以人为本的复杂系统。 ( 2 ) 综合交通枢纽的功能定位 综合交通枢纽在国家或区域的综合运输网络中，同时承担几种运输方式的主枢 纽功能的节点，是交通运输的生产组织基地和综合运输网络中客货集散、转运及过 境的场所，具有运输组织与管理，中转换乘换装，装卸储存、多式联运，信息流通 和辅助服务6 大功能嘲，对所在区域的综合运输网络的高效运转具有重要的作用 同时，综合交通枢纽也是城市对外联系的桥梁和纽带，对它所依托的城市的发展有 5 着巨大的带动作用综合交通枢纽的功能具体如下： 1 1 运输组织与管理：运输组织与管理指枢纽对有关的机构、人员、信息、车辆、 各种设备以及旅客运送和货物收发，中转、储存等进行全面的科学的调度与管理 具体地说，枢纽应掌握运输活动中发生的大量信息情报，搞好客运管理，满足货主 提出的货物运输、中转或储存要求，缩短货物集散时间，提高装卸作业效率和质量。 2 ) 中转换乘换装：在不同的运输方式、不同的运输企业之间的客货联合运输过 程中，必然会产生大量的旅客中转换乘和货物中转换装的要求，因而枢纽客运站应 提供方便的旅客中转换乘服务，货运站应具有合理的货物集散换装点，能够进行中 转、开箱、分货，理货、集拼、分发及货物传送等一系列活动。 3 1 装卸储存：运输车辆运载货物到达或离开枢纽时需要装车或卸车，货物装卸 过程要求快速、安全、经济、方便，为此枢纽必须配备先进的装卸设备和工具。货 物储存运输过程中，经常需要在枢纽做短时间的储存，因此枢纽还须拥有一定规模 的仓库和堆货场地，有时甚至需要低温或其他特殊仓储以满足特殊的需要。 钔多式联运：综合交通枢纽应与铁路、公路、水运，民航等各种运输方式开展 联合运输，发挥各自的特点和优势。综合交通枢纽管理，决不能单纯将各部门性枢 纽技术作业拼凑在一起，而是多层耦合的复杂系统。 5 ) 信息流通：综合交通枢纽应用信息网络系统与各类运输枢纽，各种运输单位 和各类货主等运输相关部门保持密切的联系，获取和运用运输相关信息，为客户提 供包括客运信息、货物与车辆的市场信息、货物跟踪、仓库管理，运输付款通知， 运费结算、托运事务处理、发货事务处理等各种信息服务，不断满足货主对运输信 息越来越高的要求。 6 1 辅助服务：枢纽可为其腹地范围内的各有关单位代办销售、运输、保险、结 算等业务，为进出1 3 货物提供报关、报税，商检，防疫等服务，开展商品的包装、 加工、配送、展示等服务，并且提供停车、洗车、车辆维修、加油等运输相关服务， 同时还可以提供各种必要的生活服务。 2 2综合交通枢纽规划的目的和主要内容 ( 1 ) 综合交通枢纽规划的目的 综合交通枢纽规划的目的，是使各种交通方式在枢纽所依托的城市内有机衔接， 保证最方便快捷的换装和换乘同时，综合交通枢纽的规划，还应该与枢纽所在城 6 市的城市交通系统有机结合，使城市的对内对外交通衔接流畅，保证城市基本功能 的实现。 但由于各种运输方式在运输特性、发展历程、适应范围等方面都有各自的特点， 很多因素难以量化，使得综合运输体系各个层次上的规划( 交通网络，枢纽、线路等) 具有很大不确定性和复杂性。特别是铁路、水运和航空的运输线路和枢纽布置受地 理条件的限制较大，交通枢纽的总体布局还要受所在城市的自然条件，城市性质和 形态的约束，因此要把几种交通枢纽的规划完全放在一个模型中进行，在实际操作 中还有很大困难。目前我国仍然按照公路运输枢纽、港口运输枢纽、铁路运输枢纽 和航空运输枢纽的形式，分别进行专门规划，在每一类规划中适当考虑其它交通方 式的影响 ( 2 ) 综合交通枢纽规划的主要内容 综合交通枢纽规划的主要内容包括枢纽的总体布局规划和枢纽的规划设计两大 部分嘲。综合交通枢纽的总体布局规划属于长期发展规划，它对综合交通枢纽的建 设、运营和管理起宏观指导作用综合交通枢纽的总体布局必须服从经济社会发展 的战略目标，符合规划地域的总体规划和生产力分布格局，满足社会经济发展产生 的运输需求同时，枢纽的总体布局还要充分适应综合交通运输发展的需要，考虑 各种运输方式之间，特别是公路运输与水运、铁路、航空运输之间的衔接，实现信 息互通、能力匹配，使多式联运保持连续、高效，提高综合运输系统的效率。 综合交通枢纽布局规划的大多采用“定量计算与定性分析”相结合的方法，主 要内容包括： 经济社会和交通运输的现状分析与发展趋势预测； 交通枢纽站场选址与布局规划方案的形成； 交通枢纽布局规划方案的评价与优选 其中第二个内容是综合交通枢纽布局枢纽规划工作中，不断产生新问题，进行 研究的热点本文以湖州综合交通枢纽布局规划实践为例，重点研究交通枢纽选址 规划的模型与方法 综合交通枢纽的规划设计是指对布局确定了的综合交通枢纽站场的具体功能、 运作流程、相关的硬件设备和配套设施，组织管理系统等进行详细设计的过程。 7 2 3综合交通枢纽布局规划的原则思路和研究现状 2 3 1综合交通枢纽布局规划的原则 综合交通枢纽作为全国公路运输网络的节点，通过所在城市的主要出入干道与 其它运输枢纽相联系；同时，综合交通枢纽本身又是由若干个客、货运输站场及运 输指挥中心等构成的网络系统，它的服务范围覆盖所在城市的全部综合交通枢纽 的规划布局就是研究枢纽内各站场在城市各地区的分布其及所分担的运输任务 6 1 综合交通枢纽规划布局应遵循以下原则： ( 1 ) 协调性原则 以建立综合运输体系为主轴，各种运输方式协调发展为目标，注意与城镇总体 规划相协调，与其它运输方式的发展相协调在充分发挥公路运输特点和优势的前 提下，按照统筹规划、条块结合、分层负责、联合建设交通运输基础设施的原则， 逐步形成以公路运输为主体，各种运输方式协调发展的综合运输体系和相应的支持 系统，以适应国民经济和社会发展的需要 ( 2 ) 相关性原则 以现状调查为基础，认真分析规划地区国民经济与经济社会发展水平、产业结 构和生产力布局特点，经济对外辐射的范围和方向，剖析现有公路客货运输基础设 施的适应性和存在问题，对未来社会经济与交通运输的发展进行系统的相关性分析， 科学合理地确定各站场建设规模与发展重点 ( 3 ) 连续性原则 交通枢纽的规划应充分考虑以综合运输为体系的交通业的发展，处理好与水运 港口、铁路站场、航空港之间的关系，使运输生产的全过程保持高效连续，提高综 合运输的整体效益枢纽的位置应为换乘提供方便，应为乘客提供选择最佳交通路 线的机会，这样才能保证交通连续，减少延误。 ( 4 ) 整体性原则 既重视“硬件”( 必要的设施、设备) 建设，又考虑研究运营过程的“软件”( 组 织管理与运行系统1 。使公路运输站场的“硬件”系统和“软件”系统结合成一个有 机整体，真正实现寓管理于服务之中，形成科学，高效的运行机制。 ( 5 ) 节约性原则 以公路运输现状和发展预测为依据，充分考虑利用现有公路运输站场设施在 改、扩建及新建站场设施时，尽量避免拆迁工程过大，避免占用已有建筑用地和补 8 偿费用过高的用地。 ( 6 ) 环保性原则 考虑综合交通枢纽站场的噪声、污染对周围环境的影响，尽量远离住宅区等需 要安静环境的区域货运枢纽站应尽量布置在城市外环线外咖在城市外环线与国道 主干线交汇处) ；客运枢纽站的布局应把方便旅客出行与换乘与环保相结合，一般在 铁路车站和水运码头近处需有客运站或发车点。 2 3 2综合交通枢纽布局规划的思路 在站场布局原则的指导下，根据枢纽客货适站量的预测结果分析影响枢纽站 场布局的各个相关因素，宏观确定客货站场的总数量及其理论分布位置。然后，参 照交通部颁发的有关站级标准和国内外枢纽站场设计的有关参数，充分考虑现状的 实际情况和城市规划中可能提供或预留的用地，综合确定客货枢纽站场的布局方案 站场布局思路如图2 所示。 确定枢纽布局原则 分析影响枢纽布局的园囊 确定场站的十敦和理论位置 i 结合实际和用地规划综合研究 l确定枢纽布局方蹇 图2 枢纽布局的思路 f i g 2 a r c h i t e c t u r e f l a m eo f t r a n s p o r t a t i o nd i s t r i b u t i o np j 丑= n n i n g 交通枢纽的客货站场，是交通枢纽的重要组成部分，是承担运输任务、中转作 业的主要载体，但只有这些，也难以满足旅客出行方便性、货物运输快捷性的要求 9 这就需要在枢纽站场的下一层次，根据用地性质、运输需求设置相应的货物交易市 场、货物受理点、联合售票处及客运停靠站等，作为辅助设施点，与枢纽站场共同 组成城市客货运站场服务系统 7 1 。但由于客货服务网点规模较小，层次较低，故不 在枢纽规划中研究，可在城市的分区规划或专项规划中予以考虑，并在实施过程中， 进行相应的建设，以充分发挥交通枢纽站点的功能和作用，同时又方便乘客与货主 2 3 3综合交通枢纽布局规划的研究现状 交通枢纽站场的布局，通常采用定量计算与定性分析相结合的方法定量分析 最早采用了数学物理模型，如重心法、微分法、交叉中值法和成本分析法。重心法 将运输系统中的交通发生点和吸引点看成是分布在某平面范围内的物体系统，各点 的交通发生、吸引量看成该点的重量，物体系统的重心就是枢纽站设置的最佳点， 用几何重心法确定微分法和交叉中值法修正了重心法。成本分析法在已有枢纽场 站位置的选址集的前提下，以枢纽系统的总成本最小为目标，通过简单财务计算， 比较选址最佳位置 随着物流研究的深入，出现了线性规划、混合整数规划等选址方法阿。但这些 方法都建立在对所规划的交通网络进行高度抽象和简化的基础之上，没有很好地反 映枢纽所在区域的实际交通状况例如城市道路网络上的流量一速度关系、运输费 用的非线性特征、不同交通方式的相互制约关系等，都会影响综合交通枢纽场站的 优化布局结果选址研究的发展对枢纽选址模型提供了参考，出现了多目标模型、 概率的选址模型、基于排队的选址模型、基于情形的选址模型，整合的径路选址模 型等 上世纪9 0 年代以来，交通领域的学者注意到枢纽规划中的问题，逐渐把交通规 划的理论应用到枢纽选址中，目的在于反映交通枢纽所在区域交通网络的动态变化 特性，出现了不考虑枢纽场站基建投资的模型、枢纽场站规模受限的布局模型、双 层规划模型和基于元胞自动机的布局模型等基于交通需求的枢纽选址模型9 j 。 3综合交通枢纽布局规划的方法分析 交通枢纽的总体布局是根据对经济社会和交通需求的预测结果，利用交通规 划理论对所规划的交通枢纽站场的数量、大小和位置进行优化，同时调整枢纽内 部结构，实现整个交通枢纽系统的运输效率最大化。 交通枢纽站场的布局，通常采用定量计算与定性分析相结合的方法。定性方 法可研究城市规模形态与站场的布局关系，定性分析站场的数量及等级。定量分 析根据选址设施的数量，将选址方法分为以下两大类：一元枢纽布局方法和多元 枢纽布局方法i l o l 。 3 1综合交通枢纽布局模式的定性分析 综合交通枢纽站场的布局是城市形态、功能、土地使用、客货流集散、交通 方式构成、城市道路网、经济等因素综合作用的结果。其中城市规模形态和客货 流集散特点是影响站场布局的两个重要方面，城市规模形态影响站场的分布，客 货流集散决定了站场的数量及等级 站场选址一般遵从以下原则：货运站场应具有良好的交通条件，尽量靠近货 源集中处，适当离开城市闹市区，合理考虑集中布局或均匀布局站场应靠近城 市干道、公路干线或城市主要出入口，具备良好的进出通道条件客运站场尽可 能与大型轨道交通站点( 包括地铁) ，公交终端或转换站的紧密衔接，实现旅客的快 速集散。为便于旅客的出行或换乘，客运站应尽量位于客源相对集中的地区，靠 近铁路客运站、港口码头、航空港等客运站应尽量避开城市繁华地带，大型综 合性客运站最好布设在城市的外围，最大限度地减少对城市交通的干扰和对城市 环境所带来的污染；但对于中小城市，尤其是乡( 镇) ，客运站不宜距城镇中心区或 集市太远，以方便城乡居民的出行总之，站场布局应根据城市规模、城市形态、 运输需求特点研究选择集中布局或均匀布局的方式。规模较大且地域发展均衡的 中心城市，为了方便旅客的出行或货物的运送，尽可能地缩短货源点到站场的距 离，减少旅客集散过程中的换乘次数 站场有一定服务范围，一般来说城市站场的服务范围应该覆盖整个城市，不 同规模的城市站场的服务范围有不同标准目前，大城市居民出行一般采用“一 小时效应”，也就是从出发地到目的地人们可接受的时间在一小时之内；即在城市 内的任何一个地方，根据城市交通条件到达距此最近的站场站所花费的时间在一 小时之内对于中小城市，这个时间( 电就是距离) 就应更短由此，可以大致推算 1 1 出城市所需站场的数量，以及站场的服务范围。根据此范围内覆盖的人口数量和 集散情况，从而大致确定站场的等级。 按照我国城市规划法的规定，城市规模依据常住人口数量分为小城市( 2 0 万人以下) 、中等城市( 2 0 5 0 万人) 和大城市( 5 0 万人以上) 。考虑到我国大城市发 展较快，人口和面积规模急剧膨胀，以及人口和面积规模对站场布局的影响，本 文增加特大城市分组，定义为常住人口1 0 0 万人以上，同时将大城市调整为5 0 1 0 0 万人。 城市形态主要有集中型和分散型两类。集中型包含团状城市、带状城市和星 形城市等具体形态，分散型有组团城市和主卫城市等。 ( 1 ) 团状城市 团状城市是指靠市中心强大的吸引力形成的城市形态，布局紧凑，只有唯一 的市中心 由于中小型团状城市人口相对集中，客货流集散相对固定，因此站场可建在 条件较好的市区或是对外的主通道上。 表示站场的覆盖范围 表示站场 图3 中小型团状城市站场布局 f i g 3 s t a t i o n sd i s 岍b u t i o ni ns m a l la n dm i d d l eg r o u pc i t y 当团状城市发展到大型、特大型时，城市容易形成同心圆向外扩展，例如北 京、合肥、华盛顿因为市中心拥挤、用地紧张以及交通条件恶劣，站场一般均 匀分布在城市边缘，靠近连接市区与市郊的主干道 图4 大型特大型团状城市站场分布 f i g 4 s t a t i o n sd i s m b u f i o ni ng r o u pm e t r o p o l i s 1 2 、， i、一，) ( 2 ) 带状城市 带状城市是以交通线作为城市发展的主轴，通过交通线轴向作用力形成的城 市形态。 中小型的带状城市，因为没有突出和强大的市中心，因此，可以在市区客货 流集散量大的地方或是市区边缘依据流量设置站场。 图5 中小型带状城市站场布局 f i 酗s 城i o i ) sd i s t r i b u t i o ni ns m a l la n dm i d d l el i n e a rc i t y 对于大型、特大型的带状城市，如兰州，站场常依据其吸引范围，沿城市走 向，顺序排列在带状城市边缘，以减少对市区的影响排列形式有“交叉捧列” 和“同位排列” 讳墨髻三输 舀 r 蕾一水“k i i l l tl -l ! ， 。， 。z 同位挥列交叉捧列 图6 大型、特大型带状城市站场布局 f i g 6 s t a t i o n sd i s t r i b u t i o ni nl i n e a rm c t r o p o f i s ( 3 ) 星形城市 星形城市是由三条及其以上的超长轴线构成，在市区具有明显的向心力，在 市郊有离心力的城市形态 中小型星形城市，例如嘉兴、韶关，由于城市规模不大，站场可以设置在各 条轴线相交区域的边缘，这样有利于对各主轴上客货流的吸引，而不会对中心城 区的用地造成很大影响。 1 3 j 一，； 一! j i 笋够、 ：影 ； 中小型 图7 星形状城市站场分布 f i g 7s t a t i o n sd i s t r i b u t i o ni na s t r a lc i t y 大型、特大型星形城市，可以看成是由多个“带状城市”组成。由于轴线跨 度大，少量的站场站的吸引范围已经不可能覆盖市区，可以借鉴带状城市站场分 布的特点，将其设置在各条交通主轴附近，吸引单条发展轴线上的客流。 ( 4 ) 主卫城市 主卫城市是主城和卫星城的合称，即在一个主城周围有组织、有目的地规划 着大小不同的城镇，各城镇之问有复杂的、密切的吸引被吸引、依附与被依附的 关系，是超大型的城市“群” 主城与卫星城之间距离较长，常以轨道交通或高等级的公路相连。各卫星城 具有相当的规模和相对独立的市中心因此站场分布主要有两种形式，一是当卫 星城具有相当的运量时，可以在主城和卫星城分别设立站场；二是当卫星城的运 量不大时，在主城与卫星城相连的交通干道附近，设置同时服务于卫星城和主城 的站场，此时要求主城与卫星城连接的通道能满足快速、大量的运输需求。 图8 主卫城市站场的两种分布 f i g 8 s t a t i o n sd i s t r i b u t i o ni ns a t e l l i t ec i t y 1 4 ( 5 ) 组团城市 组团城市是在自然条件及人为因素作用下，以河流、农田、绿地为间隔，具 有一定的独立性的大型城市形态，例如重庆、武汉、赫尔辛基。组团城市可以看 成有若干“小城”构成，站场分布应该与组团形态一致，可以在不同组团设置站 场，也可以在几个组团之间的交通干道附近设置共用的大型交通枢纽站场。 图9 组团城市站场分布示意图 f i g 9s t a t i o n sd i s t r i l m f i o ni nc l u s t e rc i t y 在以上五种城市形态之外，还有一些城市表现出多样的城市形态例如湖州， 是典型的带状组团结构，因此它的站场分布就兼具两者的特点，既按组团特点在 各城市片区分别建站，且按带状特点分布排列。 图1 0 带状组团城市站场分布 f i f r l 0s t a t i o n sd i s t r i b u t i o ni nl i n e a ra n dc l u s t e rd t y 从以上五种城市形态中站场的分布，可以得出如下结论： 1 ) 中小型城市，特别是小型城市，少量的站场即可覆盖全市，因此，在市中 心不太拥挤或是用地许可范围内，可将站场设置在市区内，但一般说来，将站场 建在市郊与外界连通的主干道上更有利于与外界的衔接。 对中型、大型、特大型城市而言，城市规模形态对站场的布局影响很大， 这类城市的站场一般分布在城市边缘，而且靠近交通干道，如果有发达的城市轨 道交通或城市快速路，这种布局是最为理想的方式，它能让乘客通过城市轨道交 通或城市快速路到达站场，实现快速出行 站场总体分布大致上与城市的形态相适应，将各站场用简单的线条相连， 即可勾勒出城市的大致形状 以上讨论的站场布局仅仅是理论上的一般原则，在实际规划中还应该结合城 市的各方面条件，如客货流量、城市地理情况等综合规划。 3 2综合交通枢纽布局规划的定量方法 3 2 1一元枢纽布局方法 ( 1 ) 重心法 重心法是单个设施选址最常用的方法。重心法是一种静态的方法，将运输成 本作为唯一的选址决策因素。给定供给点与需求点的坐标以及节点之间的运输量， 则选址的目标是使运输总成本最小。 模型假设如下： 需求量往往被聚集在一定数量的点上，每个点代表分散在一定区域内众多 顾客的需求总量； 忽略不同地点选址可能产生的固定资产构建、劳动力成本等成本差异； 运输费率的线性假设； 直线运输假设； 静态选址假设，往往不考虑未来的运输费用的变化。 模型如下； r a i nr c - r , r 4 ( 1 ) 其中， z - c 运输总成本； k 节点珀q 运输总量； 尺待选地址设施到节点i 的运输费率； 正待选择设施至0 节点f 的距离。 枢纽选址的坐标通过下面一组方程来确定： 其中， ( - 哥) 备选枢纽站场的坐标； ( 2 ) ( 3 ) 阱阿阱阿 一z y ( 五，x ) 已知发生点与吸引点的坐标。 距离正的计算公式： a , - 七f ( 五一i ) 2 + ( 誓一引 ( 4 ) 在求解此模型时，通常使用迭代方法，首先将方程中的d i 忽略求出一组初始 值，再将初始值代入方程求出d l ，然后将求出的西代入求出新一组解，再将新的 解代入求出新的石，如此反复，直到得到满意解 ( 2 ) 微分法 微分法是为了克服重心法的缺点而提出的，它的前提条件与重心法相同，但 系统的总费用f 为： f 一妻q 一一_ ) 24 ( y y ，) 2 】 ( 5 ) 通过对总运费f 取极小值，即分别令f 对x 和y 的偏微分为零，得到新的极值 点，求解公式为： ) ，- ( d 微分法需要以重心法的结果为初始解，不断迭代，直到前后两次迭代的解误 差不超过设定范围，从而得到最佳结果。虽然它从数学上可以给出交通枢纽站场 的具体位置，但这个结果仅仅是数学解，还需要放到实际的交通系统中进行进一 步的调整。 ( 3 ) 交叉中值法 交叉中值模型是用来解决连续点选址问题的一种十分有效的模型，它利用加 权的城市距离进行最小化计算。其相应的目标函数为： z 一意m k 一习+ k 一哪 其中， m 与第f 个点对应的权重； ( _ ，_ l 备选枢纽站场的坐标； ( 五，x ) 第f 个吸引点的坐标； 席| 吸引点的数日 1 7 这个模型的目标函数可以用两个互不相干部分来表达： r a i nz 一砉m k 一习) + 霪嵋 k 一哪 ( s ) 在这个模型里面，最优位置即如下坐标组成的点： x 是在x 方向的对所有权重m 的中值点； y 是在y 方向的对所有权重的中值点； x ，l ，可能两者同时是唯一值或某