（产业经济学专业论文）城市客运交通枢纽的层次化布局研究.pdf

北京交通人学硕十学位论文中文摘要 中文摘要 摘要：城市交通是城市发展的基础和前提。随着城市化进程的发展，交通问 题已经成为影响城市功能正常发挥和城市可持续发展的一个全局性问题。城市客 运交通由多种交通方式构成，城市居民的出行，往往是多种交通方式或多条交通 线路的组合过程。但随着当今城市交通建设投入越来越多，城市交通建设呈现出 线路建设一边倒的现象，交通规划中对城市客运交通枢纽规划涉及甚少，更是缺 乏对城市客运交通枢纽层次体系建设的考虑。 本论文旨在通过经济学理论分析城市客运交通枢纽稚局问题。本文首先论述 了现有城市交通枢纽研究的成果，比较并指出了现有城市交通枢纽布局规划方法 的不足之处。然后论文通过城市客运交通枢纽发展的内部经济原因和其外部性特 征两个方面，论述了城市客运交通枢纽在城市功能区划的大背景下需要实现层次 化体系结构，并用实例说明了城市客运交通枢纽层次化布局规划的思路。文章重 点论述了城市客运交通枢纽在城市功能区划的背景下，实现完整运输产品服务和 运输网络经济效率是城市客运交通枢纽不断发展的内在推动力，另一方面基于城 市客运交通枢纽对其周边土地丌发具有较强的外部收益性j 故尽可能地发挥交通 枢纽对城市发展的推动力成为了城市客运交通枢纽发展成一个具有层次性体系结 构的外在动力。 本文当中共有图1 2 幅，表9 个，参考文献2 3 篇。 关键词：城市客运交通枢纽；完整运输产品；运输网络经济；外部性；层次 化 分类号：f 0 6 2 9 北京交通人学硕十学位论文abst r a c t a b s t r a c t a b s t r a c t ：u r b a nt r a f f i ci st h eb a s ea n dt h ep r e m i s eo fac i t y s d e v e l o p m e n t a l o n gw i t ht h ep r o g r e s so fu r b a n i z a t i o n , t r a f f i cp r o b l e m sh a v eb e c o m et h ek e yf a c t o r w h i c hw i l la f f e c t c i t y f u n c t i o na n dc o n t i n u a b l ed e v e l o p m e n t u r b a np a s s e n g e r t r a n s p o r t a t i o ni sm a d eo f m u l t i p l et r a n s p o r t a t i o nm o d e s t h er e s i d e n t s g o - o f f i sa l w a y s i n v o l v e dw i t l lm u l t i p l et r a n s p o r t a t i o nm o d e sa n dm u l t i p l et r a n s p o r t a t i o nl i n e s h o w e v e r , a sn o w a d a y st h ei n p u tt ot h eu r b a nt r a f i l ec o n s t r u c t i o nb e c o m em o r ea n dm o r e ，t h e u r b a nt r a f f i cc o n s t r u c t i o na p p e a r st ol e a nt oo n es i d eo ft h et r a n s p o r t a t i o nl i n e s c o n s t r u c t i o n i nt h em o s to ft h et r a f f i cp l a n n i n g ，u r b a np a s s e n g e rt r a f f i ch u bp l a n n i n gi s r a r e l yc o n c e r n e d a n ds a yn o t h i n go f t h ec o n s t r u c t i o no f t h eu r b a np a s s e n g e rt r a f f i ch u b h i e r a r c h ys y s t e m t h et h e s i sa i m st ot a k ea d v a n t a g eo ft h ee c o n o m i ct h e o r yt oa n a l y s i st h er a t i o n a l l a y o u to ft h eu r b a np a s s e n g e rt r a f f i ch u b f i r s t l y , i ts p e c i f i e st h et h e o r yc o n c e r n i n g a b o u tt h eu r b a np a s s e n g e rt r a f f i ch u b ，c o m p a r e st h ee x i s t i n gl a y o u tm e t h o d so ft h e u r b a np a s s e n g e rt r a f f i ch u b ；a n dp o i n t so u tt h es h o r t c o m i n go ft h ee x i s t i n gl a y o u t m e t h o d s s e c o n d l y , i td e m o n s t r a t e st h ei n n e re c o n o m i cr e a s o n sf o rt h ed e v e l o p m e n to f t h eu r b a np a s s e n g e rt r a f f i ch u ba n dt h ee x t e r i o rn a t u r eo f t h eu r b a np a s s e n g e rt r a f f i ch u b t h e ni tc o n c l u d e st h eh i e r a r c h ys y s t e mo ft h eu r b a np a s s e n g e rt r a f f i ch u bu n d e rt h e s e t t i n go ft h eu r b a nf u n c t i o nr e g i o n a l i z a t i o n f u r t h e r m o r e ，t h eh i e r a r c h ys y s t e mo ft h e u r b a np a s s e n g e rt r a f f i ch u bi sc o n s i d e r e da st h ei m p o r t a n tf a c t o ri nt h el a y o u tp l a n n i n g o ft h eu r b a np a s s e n g e rt r a f f i ch u b f i i l a l l 弘t h et h e s i sg i v e st w oe x a m p l e s - t o k y oa n d s h a n g h a i ，t oi l l u m i n a t et h es t r e a mo f t h eh i e r a r c h yl a y o u to f t h eu r b a np a s s e n g e rt r a f f i c h u b t h et h e s i sm a i n l yd i s c u s s e st h a tt h eu r b a np a s s e n g e rt r a f f i ch u br e a l i z et h e i n t e g r a t e dt r a n s p o r t a t i o np r o d u c ta n dt r a n s p o r t a t i o nn e t w o r ke c o n o m yi s t h ei n n e r i m p e t u s t oc o n t i n u o u sd e v e l o p m e n to f t h eu r b a np a s s e n g e rt r a f f i ch u b i nt h eo t h e rh a n d ， i nt h et e r m so fo b v i o u se x t e r i o rn a t u r eo fu r b a np a s s e n g e rt r a f f i ch u bf o rt h e s u r r o u n d i n ga r e ad e v e l o p m e n t , u t i l i z i n gt h ee f f e c tt h a tu r b a np a s s e n g e rt r a f f i ch u b p r o m o t e st h eu r b a nd e v e l o p m e n tb e c o m e st h ee x t e r i o rd r i v ep o w e ro ft h eh i e r a r c h y s y s t e mo f t h eu r b a np a s s e n g e rt r a f f i ch u b k e y w o r d s ：u r b a np a s s e n g e rt r a f f i ch u b ；i n t e g r a t e dt r a n s p o r t a t i o np r o d u c t ； - t r a n s p o r t a t i o nn e t w o r ke c o n o m y ；e x t e r i o rn a t u r e ；h i e r a r c h ys y s t e m c l , a s s n o ：f d 6 2 9 致谢 本论文的工作是在我的导师荣朝和教授的悉心指导下完成的，荣朝和教授严 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。在此衷心感谢二年来 荣朝和老师对我的关心和指导。 荣朝和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，在此向荣朝和老师表示衷心的谢意。 荣朝和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。 在实验室工作及撰写论文期间，黄志刚、杨秋宝等同学对我论文中研究工作 给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。 另外也感谢家人，我的父亲、我的母亲，还有我可敬的爷爷，他们的理解和 支持使我能够在学校专心完成我的学业。 北 京交 通人 学硕 十 学位论文绪论 1 绪论 1 i 城市客运交通枢纽建设的背景 伴随着城市化的进程，各方当局在加快城市交通建设，城市道路越修越宽， 公共交通线路越来越多，轨道交通线也是越来越长。“十五”期间，北京城市交通 基础设施建设规模达到前所未有的水平，累计完成投资1 0 5 2 亿元，为同期g d p 总额 的5 6 。5 年内，新增轨道交通线路6 1 公里，丌工在建轨道交通新线1 1 5 公里。2 0 0 5 年，市域公路网总里程达到1 4 7 1 3 公里，5 年新增1 1 1 0 公里。2 0 0 5 年，北京市“十 一五”交通规划公布。预计“十一五”期间，北京交通发展总投资规模将达2 0 1 0 3 亿元，约占同期g d p 的5 左右，力争把公共客运建设投资占交通基础设施总投资 比重提升至t j 4 0 以上。2 0 0 8 年，北京轨道交通运营线路将由现在的4 条增加到7 条， 运营里程由现在的1 1 4 公里增) j ! l j l 9 8 4 公里。“十一五”术，北京轨道交通运营线 路将达至l j l o 条，运营里程力争达至, j 2 7 0 公里。同时，北京将加快公共电( 汽) 车客 运系统发展，继续大力建设大容量快速公交系统，使其营运里程达n 6 o 公里，同 时将公交优先车道总里程扩大至l j 3 0 0 公里以上，使中心城和新城之间以及中心城连 接国道对外放射干线全部实现快速交通。继续优化路网空间布局。 虽然城市交通建设的投入是越来越大，交通基础设施网也是逐渐庞大、密集， 但是城市交通拥堵问题并未见根除，究其原因就在于城市客运交通建设的落后。 随着我国城市道路和轨道交通建设的进一步完善，客运交通枢纽规划、设计以及 建设滞后所引起的问题越来越明显。 城市客运交通枢纽往往地处城市中心发达地区，交通设施规划的好坏直接影 响着城市经济的发展。但是长期以来各种运输方式只重视运输线路( 道路、轨道交 通等) 的规划建设，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 布局不尽合理，与城市土地开发衔接不够紧密，造成客、货集散与中转不方便、 不流畅，使我国大部分城市客运交通换乘效率低下，换乘时间远高于国外发达国 家的大城市，城市客运交通枢纽往往成为客运交通的瓶颈，另一方面，交通枢纽 建设过于单一化，在城市交通规划文件中，往往只重视建设综合大型交通枢纽， 而忽视对城市客运交通枢纽体系的建设，使得枢纽对城市交通压力的缓解作用不 能发挥，即客运交通枢纽真正的作用不能体现。 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，没有任何一个予系统能独立完成全部的运输任务。 北京交通人学硕十学 何论文绪论 而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、多式联运、信息流通和辅助服务等多种功能，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系统的总效率。 目前，为使各种运输方式联合运输系统高效运转，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，我们迫切需要研究有利于城市综合运输体系发展与完善的枢纽建 设问题，提出交通枢纽发展、布局规划与评价的新思路。 1 2 本文的主要内容 本文主要从经济学的角度分析城市客运交通枢纽的布局问题。利用运输经济 学理论和外部性原理，说明城市客运交通枢纽与城市空间结构的紧密关系，在当 今城市功能区层级化的趋势下，我们也应该构建一个适应城市发展的城市客运交 通枢纽体系。通过对东京城市交通枢纽的分柝，验证了城市客运交通枢纽体系建 设对城市建设的促进作用，也讲述了我国上海城市客运交通枢纽布局建设的发展 历程，其最新城市交通枢纽规划也成为国内最早具有城市客运交通枢纽层次化布 局思想的实践。 本文共有五章。第一章为绪论，叙述了当今城市客运交通枢纽的建设背景和 本文的研究意义；第二章是相关的研究理论综述；第三章是本文的主要章节，主 要是对城市客运交通枢纽的布局进行经济分析，得出城市客运交通枢纽应该层次 化布局的结论；第四章是国内外城市客运交通枢纽布局的案例分析，包括国外成 熟经验和国内枢纽层次化布局的起步两部分；第五章则是总结章节。 1 3 本文的研究意义 本文关于城市客运交通枢纽的布局研究对于当今城市交通建设实践有着以下 几个方面的意义； 1 ) 本文首次从经济学角度探讨城市客运交通枢纽的布局问题，如何通过合理 的城市客运交通枢纽布局促进城市土地开发，将城市客运交通枢纽的外部性收益 转为城市各区域的发展推动力。有利于使城市规划符合城市经济发展趋势，有利 于防止由于城市客运枢纽布局不当导致的城市交通拥堵等城市交通问题阻碍城市 经济发展。 2 ) 基于城市土地开发的城市客运交通枢纽的规划布局有利于实现未来城市的 多中心组团发展模式。为缓和大城市土地资源紧张局面，未来城市都将向多中心 北京交通人学硕十学位 论 文 绪论 组团模式发展，而合理的客运交通枢纽布局是保证城市各中心区、功能区顺畅联 系的基础。另一方面，往往靠近客运交通枢纽的周边地区往往是土地租金最高的 地区，经济最为活跃的地区，所以，城市土地丌发需要与客运交通枢纽紧密结合。 城市客运交通枢纽的层次化布局是基于未来城市的多中心组团发展趋势的前提下 将客运枢纽结合城市的土地开发实现的布局方法，有利于城市的多中心组团的发 展。 3 ) 现有城市交通规划过于考虑城市交通线网的规划，对城市客运交通枢纽的 规划重视不够，而且城市客运交通枢纽的规划也一般是在确定轨道交通、常规公 交等的线网布局的基础上，再确定枢纽的等级及位置。实际上，线网和枢纽的关 系在现代城市中却不是那么简单，枢纽是交通运输体系中的控制性节点，而交通 运输主要在交通线网上来实现，枢纽的布局必须以交通网的规划为前提，但同时 交通枢纽又会反过来影响交通网的运转，枢纽和线网是相互影响相互制约的动态 关系。那么在城市交通规划并不能只从某一方面出发，交通线网和交通枢纽的规 划既要相互作为规划的背景因素，又不能完全的依赖对方。城市客运交通枢纽的 层次化布局以最大化发挥客运枢纽的外部性，增加城市土地开发潜力为原则，从 宏观层面上和微观层面进行布局选址。城市客运交通枢纽的宏观布局阶段仅为概 念性布局，不依赖于一定的线网，只根据城市的经济发展来布局，故可以摆脱以 往完全以一定城市交通线网为基础的枢纽规划思路，将交通体系中的节点作为一 个单独的规划方面，与交通线网规划既相互依赖又相互独立。 北京交通人学硕士学位论文城市客运交通枢纽的理论综述 城市客运交通枢纽的理论综述 2 1 交通枢纽的概念 2 1 1 交通枢纽的定义 不同的国家、地区以及不同的运输方式对枢纽的认识是不同的。b r i a n 和 j e a n - p o u lr o d r i g u e 认为交通枢纽是大批量旅客和货物的集散地，位于客货流集 中区域，是不同种运输方式的交叉节点，并具备各种场站、专业设备、服务设施 和运输调度部门，为旅客和货物在同一运输方式或不同运输方式之间的换乘换装 提供服务；同时具备始发站和中转站的各项基本功能，有良好的可达性。h b 普 拉夫金提出了运输枢纽的概念，“运输枢纽自成体系，地处两条或几条干线运输方 式的交叉点上，使运输过程和为实现运输过程所拥有的设备之综合体，包括了运 送过程( 旅客运送和货物位移) ，技术设备( 车站、港口、干线、仓库等) 和监督 及管理手段。国内也从不同角度定义了交通枢纽。交通部规定，交通枢纽是几种 运输方式或几条运输干线交会并能办理客货运输作业的各种技术设备的综合体。 胡思继的综合运输工程学认为：交通枢纽是指在两条或者两条以上交通运输 线路的交汇、衔接处形成的，具有运输组织与管理、中转换乘及换装、装卸存储、 信息流通和辅助服务等功能的综合性设施。也有些专家认为两种或两种以上干线 运输系统相互衔接的地区与城市交通共同组成的协调运作、综合发展的联合体系 应定义为综合交通枢纽。作者认为其中胡思继对交通枢纽的定义是比较准确的， 交通枢纽不仅仅是交通干线的交汇，即使是普通的线路交汇只要能实现中转换乘 的功能也应该属于交通枢纽，只是属于不同等级的交通枢纽而已。 交通枢纽在不同的交通运输体系层次上具有不同的属性。按照其所属层次可 分为三个层次上的不同属性交通枢纽。属于国家或区域性综合交通网一部分的依 托于某个城市而形成的交通枢纽城市，第二层次是在城市内部，属于城市交通体 系一部分的城市交通枢纽，最下层的就是涉及到城市交通枢纽内部结构设计的枢 纽实体本身。本文所研究的交通枢纽是指处于第二层次上的城市交通枢纽。具体 交通枢纽层次结构见下图2 1 。 4 北京交通人学硕十学位论文城市客运交通枢纽的理论综述 陲蛹一一国f j j 匾l f 受一 i 匦巫困一堕 图2 1 ：不同层次上的交通枢纽概念 2 1 2 交通枢纽的功能 交通枢纽是交通运输体系的重要组成部分，是不同运输方式的交通网络相邻 路径的交汇点，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、枢纽作业、枢纽地方作业以及城市 对外交通的相关作业等功能。 而城市客运交通枢纽是城市交通运输体系的重要组成部分，是城市客流集散 的中心点，承担着城市日常客流的换乘功能和直通功能，是满足城市客流方向多 样性、复杂性需求的换乘中心。 2 1 3 交通枢纽的分类 城市交通是由多种方式构成的，又可分为对内交通和城市对外交通两方面， 对内交通的主要交通方式主要有：地下铁道、轻轨、公共汽车、出租车、小公共 汽车、轮渡等。对外交通主要有：长途汽车，铁路、航空、长途航运等。这些交 通工具自成体系，各自都有独立的网络，但是在为城市提供交通方面又与周围环 境结合，合为一体，目标一致，相互开放协调。一个优质的城市交通网络不仅在 于线路的合理设计，更重要的则体现在各种交通工具之间的密切衔接、交通流畅 通。交通枢纽就是将具有多层次性、多样化的城市交通线路衔接在起，成为一 个交通体系的关键节点。按照不同的衔接线路和提供不同的中转换乘功能，可以 分为多种类型的城市交通枢纽。 按交通方式分，可以分为轨道交通枢纽、公交枢纽、停车换乘枢纽。轨道交 一 一 北京交通人学硕十学何论文城市客运交通枢纽的理论综述 通枢纽是以轨道交通为交通工具，实现轨道交通不同线路之问的换乘点。公交枢 纽则是连接不同公交线路，提供乘客在不同公交线路之间换乘的公交节点。而停 车换乘枢纽是为方便换乘、吸引个体交通向公共交通转移，在中心城边缘主要交 通走廊设置的“停车一换乘”枢纽设施。 按客货运类别分，客运交通枢纽和货运交通枢纽。客运交通枢纽仅为客流提 供换乘、直达服务。货运交通枢纽则是为货物在城市罩的位移提供中转、直达、 换装等功能的货物集散中心。 按交通功能分，城市对外交通枢纽。其功能是将城市公共交通与铁路、水路、 航空、长途汽车交通连接起来，使乘客顺利地完成一次旅行。这种枢纽的定位， 都以相对运量大的那种交通方式的站点为据。市内交通枢纽。其功能是沟通市内 各分区间的交通。为特定设施服务的枢纽。其功能是为体育场、全市性公园等大 型公共活动的场所的观众、游人的集散服务。 2 2 城市交通枢纽的等级划分 ( 1 ) 规范 目前国内还没有关于大城市客运交通枢纽方面的专门规范，只在相关的规范 中( 如轨道交通或常规公交方面的规范) ，对有关站点、场站等进行了一些描述和 规定，具体为： 城市道路交通设计规范( g b 50 2 2 0 9 5 ) 在此规范中对于公共交通车站的站距、公交车站的服务面积以及公交车站的 设置等方面做出了具体的规定。比如说常规公交和电车市区线的站距为5 0 0 米一 8 0 0 米，郊区线的站距为8 0 0 米- - 1 0 0 0 米；公共交通车站服务面积，以3 0 0 m 半径计 算，不得小于城市用地面积的5 0 9 6 ；以5 0 0 m 半径计算，不得小于9 0 ；公共交通车 站应与快速轨道交通车站换乘等等。 城市公共交通站、场、厂设计规范( c j j l 5 8 7 ) 在此规范中主要从工程设计的角度对常规公交的车站( 主要是首末站和公交 枢纽站) 、停车场、保养场以及修理厂等方面内容做出规定，主要包括场站的规模、 布局原则以及设施的配置等等。 地下铁道设计规范( g b 50 1 5 7 - 9 2 ) 该规范侧重于地铁以及地铁车站工程设计方面的内容，没有对地铁车站或枢 纽站的等级划分和不同等级车站的设施配置等进行详细的规定。 ( 2 ) 相关研究 目前关于城市客运交通枢纽等级划分的研究主要集中于轨道交通枢纽，包括： 6 北京交通人学硕十学位论文城市客运交通枢纽的理论综述 国家“七五”重点科技攻关项目成果城市轻轨交通工程设计指南 在该研究成果中，以相应年限的最高同乘降客流和高峰小时乘降客流的预测 量为依据，将轻轨车站的规模划分为四个等级，并建议了部分设施的配置规模。 见表2 - i 。 表2 1 ：我国轻轨车站规模分级及部分设施配置规模 车站规模日乘降量 高峰小时乘降颦售票窗口臼行车停车 ( 万人次日)( 7 i 人次小时) 侧式站台岛式站台 场面积( ) 小型站5 以一f0 5 以下2i 2 6 0 以上 中型站 5 2 00 5 2 2 42 32 4 0 以上 大型站2 0 1 0 02 1 04 63 44 8 0 以上 特大型站1 0 0 以上1 0 以上i o 以上8 个以上2 0 0 0 以上 季令、张国宝编著城市轨道交通运营组织 在该研究成果中，以高峰小时集散乘客能力将轨道交通车站划分三个级别： 为特等站、一等站和二等站，相应的高峰小时集散客流量分别为：3 0 万人次4 , 时以上、2 0 3 o 万人次小时和2 0 万人次4 , 时以下。 覃商的博士论文轨道交通枢纽规划与设计理论研究 该博士论文采用日集散客流量、日换乘客流量和枢纽内轨道交通和常规公交 线路的条数为指标，将客运交通枢纽划分为四个等级，其中等级划分标准是以上 海和广州部分轨道交通枢纽预测值为依据，采用灰色聚类法确定的。结果如表2 2 。 表2 2 ：覃裔博士论文中的轨道交通枢纽分级标准 类型等级 交通方式线路数集散客流量换乘客流量 轨道交通常规公交 ( 万人次日)( 万人次日) 包含对外客运小型枢纽i 条少于1 0 条小于1 0小于4 交通方式的轨中型枢纽l 条1 0 2 0 条1 0 3 0d 1 2 道交通枢纽 大型枢纽1 2 条2 0 3 0 条3 0 5 01 2 2 0 特大型枢纽2 3 条 多于3 0 条 大于5 0 大于2 0 不包含对外客小型枢纽i 条少于1 5 条小于2 0小于6 运交通方式的 中型枢纽l 条1 5 2 5 条2 0 4 06 1 5 轨道交通枢纽 大型枢纽 l 2 条2 5 4 0 条4 0 6 0 1 5 2 5 特大型枢纽2 3 条多于4 0 条大于6 0大于2 5 上海城市交通枢纽等级划分方法 上海市综合客运交通枢纽布局规划中将客运交通枢纽根据其所承担的交 通功能和规模大小，分为a 、b 、c 、d 四种类型。a 类是以大型对外交通设施为主体 的综合客运交通换乘枢纽。即以航空、铁路等大型对外交通设施为主体，配套设 施轨道交通车站、公交枢纽站、社会停车场库、出租汽车营业站等市内交通设施， 从而形成的市内外综合交通换乘枢纽。b 类是以市内公共交通设施为主体的综合客 7 北京交通人学硕士学侮论文城市客运交通枢纽的理论综述 运交通换乘枢纽。即以轨道交通站点和常规公交为主体、配合其他交通设施的枢 纽站( 包括出租汽车营业站、社会机动车辆停车场库和长途客运站等) 。c 类是以 轨道交通和机动车换乘为主体的p + r 停车换乘枢纽。d 类是以单纯常规公交换乘站 点为主体的枢纽。 2 3 城市客运交通枢纽的布局内容 城市交通枢纽布局规划属于长期发展规划，它对交通枢纽的建设，营运、管 理起宏观指导作用。枢纽的布局必须服从社会经济发展的战略目标，符合规划城 市地区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。布局 必须充分适应城市综合运输发展的需要，考虑多条运输线路之间，特别是各种运 输方式之间的衔接，实现信息互通、能力匹配，使交通枢纽保持连续、高效运转， 提高综合运输效益。由于客运与货运在运输特征上的差别，因此城市交通枢纽的 布局又可以分为客运枢纽的布局选址和货运枢纽的布局选址。 由于城市客运交通枢纽必须依托于所在城市的综合交通网络，所以城市客运 交通枢纽规划是在城市社会经济发展规划、城市总体规划以及土地利用规划等上 级规划基础上进行的专门规划。城市客运交通枢纽的建设，会影响其所在城市的 综合交通网络，改变其原有的最优平衡状态。因此，客运交通枢纽规划在城市综 合交通规划中具有重要的地位。 城市客运交通枢纽的布局规划是根据对社会经济发展和交通需求的预测结 果，利用交通规划和网络优化理论，对所规划的交通枢纽的场站数量、大小和位 置进行优化，同时调整枢纽内部及相互间关系，以实现整个交通枢纽系统的运输 效率最大化。其主要内容涉及到：社会、经济与交通运输的调查与分析、发展预 测、交通枢纽场站布局优化、枢纽系统设计、社会经济评价等工作。 2 4 国内外关于枢纽布局的研究成果 1 9 9 0 年北京工业大学任福田等人提出了人机参与大城市客运枢纽选址法，将 城市客运枢纽分为两类：确定型枢纽和非确定型枢纽；确定型枢纽主要由城市主 要的客流集散点来确定，非确定型枢纽通过计算机搜索城市交通中网络中的最短 路径和次短路径，根据各节点在最短路径或次短路径中途径的次数，由公式计算 每个节点的入选指数，并结合城市规划，确定非确定型枢纽。并应用此模型分析 了北京市的客运交通枢纽。 同济大学刘灿齐等人提出根据途径流量最大法( 流量决定法) 确定全定型的客 北京交通人学硕十学付论文城市客运交通枢纽的理论综述 运交通枢纽的位置，根据交通成本最小法( 成本决定法) 确定半定型客运交通枢纽 和货运交通枢纽的位置，其中成本决定法建立的是带约束条件的0 - 1 1 e 线性规划模 型。 目前国外有关大城市客运交通枢纽的研究比较有代表性的研究成果包括： 九十年代初，前苏联k 9 亚历山大和h a 鲁德涅娃等著城市快速轨道交 通通过对i j 苏联国内、外一些大城市的快速轨道交通的调查和分析，主要研究 了快速轨道交通车站合理步行区，快速轨道交通与非快速轨道交通的有机协调和 接运距离，以及快速轨道交通枢纽的规划布置等方面的内容。 c a r l o s ，l u c i o ，m a r t i n s 等在e u r o p e a nj o u r n a lo fo p e r a t i o n a lr e s e a r c h 上发表的文章 s e a r c hs t r a t e g i e sf o rt h ef e e d e rb u sn e t w o r kd e s i g np r o b l e m 在这篇文章中，建立了以成本( 同时考虑乘客和运营者的利益) 最小化为目标，同 时满足资源约束和需求约束，设计接运公交线路和发车频率的优化模型。由于这 是一个非线性、非凸的整数规划，常规的方法难以求解，作者提出了一种结合改 进的启发式程序的组合求解方法。 v l a d i m i rm a r i a n o v 。d a n i e ls e r r a 等在e u r o p e a nj o u r n a lo fo p e r a t i o n a l r e s e a r c h 上发表的文章 l o c a t i o no fh u b si na c o m p e t i t i v ee n v i r o n m e n t 在 这篇文章中，充分考虑了枢纽选址与时间和费用的关系，基于此建立了0 - i 线性规 划模型，并采用t a b u 启发示算法求解。此模型的优点在于第一减少了变量和约束 的个数，第二每个需求点能分到多个枢纽点上，但是在此模型中，旷d 只能通过一 个或两个枢纽点，该模型主要适用于航空或货物运输枢纽的确定。 2 5 现有城市客运交通枢纽布局规划方法 从国内外己有的研究资料看，现在的交通枢纽规划方法大概分为三类：简单 的数学解析法、运筹学模型、交通配流法。在规划实践中，人们最早采用单纯的 数学物理模型，如中心发、微分法，以及交通运输的效益成本分析法等，随着运 筹学的完善和发展，出现了非线形规划、整数规划、混合整数规划等枢纽布局优 化的方法。9 0 年代以来交通领域的学者们丌始尝试把交通规划、交通流理论应用 到枢纽的数量与布局计算中。 2 5 1 现有方法概述 1 ) 简单的数学物理法 作为最初的枢纽布局规划方法，数学物理模型是一种一元模型，是指在规划 9 北京交通人学硕+ 学位论文城市客运交通枢纽的理论综述 的枢纽服务范围内只设置一个站点的布局问题。其中最有代表性的模型是重心法 和微分法，是求解一元枢纽场站布局问题的典型模型。 重心法是一种模拟方法，它将运输系统中的交通发生点和吸引点看成是分布 在某一平面范围内的物体系统，各点的交通发生、吸引量分别看成该点的重量， 物体系统的中心就是枢纽场站设置的最佳点，用求几何重心的方法束确定交通枢 纽场站的最佳位置。其数学模型如下： rz = q q 乞乞 i ) ，= c , w y , e 形 、 卢ij = t 式中：w ；一交通发生点或吸引点的发生量或吸引量； c j 一一枢纽系统得运输费率 ( x j ，x i ) 一交通发生点和吸引点的坐标 ( x y ) 一设置枢纽点的坐标 重心法的特点是简单，该方法对于棋盘式道路网具有可适性，但它将纵向和 横向座标视为独立韵变量，如果用于放射形、混合形等道路网形式与实际情况差 别较大，与实际交通系统的情况向去甚远，求出的解往往是不精确的，只能作为 交通枢纽布局的初步参考。而且枢纽系统的运输费率如何确定值得斟酌。 微分法是在重心法的基础之上发展的，克服了重心法将纵、横坐标视为独立 变量所产生的缺陷，采用枢纽点与交通发生点或吸引点之问的直线长度表示距离， 用数学上求极值的方法确定枢纽点的具体位置。具体数学模型为： f = c j w , ( x 一_ ) 2 + ( y 一乃) 2 】“2 产l 式中：f 系统总费用 w j 一交通发生点或吸引点的发生量或吸引量； c ，一枢纽系统得运输费率 ( x ，y ，) 一交通发生点和吸引点的坐标 ( x ，y ) 一一设置枢纽点的坐标 通过对总运费f 取极小值，即分别对x 和y 的偏微分为零，得到新的极值点。计 算公式为： 1 0 北京交通人学硕十学位论文城市客运交通枢纽的理论综述 微分法需要以重心法的结果为初始解，不断迭代，直至前后两次迭代解的误 差不超过设定的范围，从而得到枢纽最优点位鬣。 成本分析法是在已经具有一个枢纽场站位置的选择集的前提下，以枢纽系统 的总成本最小为目标，通过简单的财务计算，比较选择最佳的位置。该方法假设 有n 个交通发生点，分别具有发生量( w ，w 2 ，仉) ，而且用一定准则已经得到 了m 个待选场站位置( p ，p 2 ，p 3 ，p n ) ，每个场站的建设、运营成本为 ( r i ，r 。r “，凡) 。假设单位运费相同，为f ，其余运输条件相同，各交通发生点 到场站的距离用矩阵d ( d ，j ( i = l ，2 ，3 ，m ) ( j = 1 ，2 ，3 ，n ) 表示。则每个 待选站点的总费用为： 誓 c i = d u w ：f ( i = l ，2 ，3 ，m ) j = l 计算出每个场站的总费用，从中选择总运输成本最小的点作为最佳的场站选 址。 2 ) 运筹学模型 运筹学模型主要是以运输系统的运输成本最低，或者是以运输成本和建设成 本组成的总成本最低为目标函数，结合一定的约束条件，确定枢纽布局的最佳方 案。该方法适合多元枢纽布局规划。 多元枢纽场站布局的混合整数规划法设在一个供需平衡的系统中有m 个发生 点a 。( f = l ，2 ，3 ，m ) ，各点的发生量为a 。；有n 个吸引点1 3 。( ，2 l ，2 ，3 ，n ) ，各点 的需求量为b ，：有q 个可能设置的各选场站地址d 。( k ：1 ，2 ，q ) 。发生点发生的交 通量可以从设置的场站中中转，也可以直接到达吸引点。假定个备选地址设置枢 纽场站的基建投资、中转费用和运输费率均为已知，以总成本最低为目标确定枢 纽场站布局的最佳方案。数学模型为： m i n f ：艺圭最+ 主窆c o + 芝宝g 乙+ 妻f 最+ g 芝1 汗盯 h 一州 忆一 一w 一一 蹂糍一削一卿跏丽 北京交通人学硕十学位论文城市客运交通枢纽的理论综述 约束方程为： 妻五。+ 窆乙q x - i j = l 圭+ 艺乙6 ， = y k j k = i 2 ”，q l ；i j = l 一m w j s o w ：= l 表示k 被选中，w j = o 表示k 被淘汰 i m ! x k ，y k j ，z o 式中： , 2 k i k 一从发生点到备选枢纽场站k 的交通量 1k j 从备选枢纽场站k 到吸引点j 的交通量 6 直接从发生点到达吸引点j 的交通量 w 广一一各选枢纽点k 是否被选中的决策变量 。- x 从发生点i 到备选枢纽场站k 的单位费用 。k j 一一从备选枢纽场站k 到吸引点j 的单位费用 一一从发生点i 到吸引点j 的单位费用 r 一一选枢纽点k 的建设成本 l x 一一备选枢纽场站k 中单位交通量的中转费用 m 一个相当大的整数： 这是一个混合整数规划模型，x ，。表示枢纽场站k 与发生点的关系，乙爿* 决定 了该枢纽场站的规模；y k 表示枢纽场站k 与吸引点的关系艺w ； 为区域内应布 局枢纽场站的数目。 一1 这种方法在理论上较完善，但仍然没有考虑枢纽站点规模的限制、建设成本、 运营费用的非线性等实际影响因素。即使如此，由于考虑了枢纽场站基本的建设 投资，出现t o - 1 型整数变量，模型的建立和求解仍然很复杂，混合整数规划模型 只能用于比较简单的交通网络中。 运输规划模型是在混合整数规划模型的基础上，简化了其建模和计算复杂程 度。如果冲一个较长的时问段来考虑，导致使混合整数规划法复杂化的枢纽场站 的基建投资这部分建设投资对整个选址过程的经济效益的影响并不大，可以不在 目标函数中考虑。这样混合整数规划模型就可以简化成如下线形规划模型： 1 2 北京交通人学硕士学位论文城市客运交通枢纽的理论综述 m i n ，：兰妻五。+ 妻窆+ 芝窆q 乙 i = lk = i f t i j = t l = l 。l 约束方程： b + 乙q k e i j l 妻+ 羔乙2 岛 k - i扣i 主x k j + x k ：d k k ：1 2 “，q k 。i 芝y k j + x k ：d 。 k ：1 2 ”，q k t - x k ，y k j ，z j 0 式中，d 沩备选网点k 最大规模，其余同上。 这是线形规划中典型的运输问题，模型求解方法比较成熟。该模型的目标函数 表示客货运场站在集疏运及中转时的运营总费用最小。x k 表示枢纽场站k 与发生 点的关系，善墨x 决定了该枢纽场站的规模，若k = o 说明备选节点k 处不应 该设置枢纽场站；y k ；表示枢纽场站k 与吸引点的关系。 该方法也需要事先确定备选站点集合的数量及位置，以及节点之间的运输价 格。但由于不同区域、不同运输方式、不同货物的运输价格差异较大，使得运输 价格的确定具有相当的难度，模型中通常取一个宏观的统计值来统一表征运输价 格。这样做的缺点是无法对运输价格的变化产生相应的反映，同时也无法衡量交 通枢纽所处交通网络的变化对枢纽规划的影响。 3 ) 交通配流法 该方法主要是依据网络中交通分配的结果，或者是节点的交通流量的大小， 或者是节点被经过的次数，以此为依据，确定枢纽的布局。 ( 1 ) 节点流量法 该方法的基本思路是：一个节点是否能成为枢纽是根据途径它的交通流量的 大小决定的。具体算法为： 确定交通分配的网络； 采用平衡分配法或者是非平衡分配法( 根据具体情况确定) 将o d 量分配到网 络中去，得到各路段的流量q l j 北京交通人学硕+ 学位论文城市客运交通枢纽的理论综述 计算每个节点i 驶经它的各流向客流量之和彤- 宇吼，； 篇” 将所有节点按w i 从大到小排序，排在最前面的应作为枢纽； 按照此种方法计算出枢纽所在的位置都在节点上，实际上，枢纽不一定设在 节点处，可以在节点附近的适当位置，这需要根据节点附近用地或周围环境条件 综合决策。 ( 2 ) 节点经过次数法 这种方法最初是由北京工业大学任福同等人提出，并应用于北京市客运交通 枢纽布局规划，主要应用该方法确定北京市待定型枢纽的布局。其基本思路是根 掘路网中节点被经过的次数大小来确定枢纽布局。具体算法为； 确定用于分析枢纽布局的交通网络； 根据路网节点之间的费用矩阵，计算节点之间的最短路径，记录路径经过 的节点号，并累计每个节点按最短路径被经过的次数e 。( i ) 同时计算节点之间的次短路径，记录路径经过的节点号，并累计每个节点 按次短路径被经过的次数巴( i ) 根据规划枢纽入选指数a l 、现状枢纽入选指数如，作为判断节点入选枢纽的 标准 a 。，a 。= e ( i ) + e ：( i ) 2 n ( n 1 ) n 一一在计算a 。时取整个路网节点数，计算a 2 时取出行量大的节点数 若i 节点入选为枢纽，则需满足以下条件：a 。 c 并且a ： c c 为枢纽入选指数，视具体城市而定，在北京市枢纽布局规划时取c = o 2 。 综合决策，以a 。和a ：计算结果确定枢纽的位置，只是选定了枢纽的范围，并 不一定将枢纽设在该节点，应结合城市地形，地貌和用地规划进行适当地调整， 综合决策。 2 5 2 现有布局规划方法的不足之处 城市客运交通枢纽布局规划是城市客运交通规划的重要内容。一方面城市客 运交通枢纽在城市中的布局与城市的土地利用有着密切的关系，另一方面城市客 运交通枢纽布局合理与否直接影响城市客运系统的交通效率。目前枢纽布局规划 的这些方法主要是针对综合运输枢纽布局规划提出的( 如公路客、货运枢纽) ，虽 然其为城市客运交通枢纽布局规划提供了一些可借鉴的规划思路，但是由于城市 交遥的复杂性、独特性以及交通方式的多层次性等，这些方法直接应用于城市客 运交通枢纽布局规划还存在着以下不足： 1 4 北京交通人学硕十学位论文城市客运交通枢纽的理论综述 ( 1 ) 上述几种枢纽布局规划方法都需要具有既定的交通网络，对交通线网具 有完全的依赖程度。由此产生的枢纽依附于网络，没有考虑到枢纽的建成往往会 对线网产生动态影响，使原先的交通平衡状态而失衡，也就是说难以反映枢纽是 运输系统中关键性的节点，起着核心、支柱性的作用； ( 2 ) 数学解析法仅适应于一元枢纽的布局规划，运筹学模型和交通配