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1、第二章 交通樞紐總體規(guī)劃與布局,General Planning & layout of Transportation Hub,2.1 概述 2.2 交通樞紐規(guī)劃與運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的配合 2.3 交通樞紐規(guī)劃與城規(guī)的配合 2.4 交通樞紐規(guī)劃與自然條件的配合,21 概述,不斷改善交通運(yùn)輸條件，充分滿足國民經(jīng)濟(jì)和人民生活 不斷增長的運(yùn)輸需求，是交通運(yùn)輸業(yè)的根本任務(wù)。 交通樞紐規(guī)劃布局的基本要求 既應(yīng)滿足區(qū)域運(yùn)輸聯(lián)系的要求，又要考慮地區(qū)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn) 保證中轉(zhuǎn)客流、貨流不間斷通過 保證客、貨的發(fā)送與到達(dá)及樞紐內(nèi)部運(yùn)輸有良好的作用條件 必須與城市規(guī)劃、工業(yè)布局、國防要求等密切配合 考慮舊有設(shè)備的充分利用和當(dāng)

2、地地形、工程地質(zhì)等條件 從全局觀點(diǎn)出發(fā)，統(tǒng)籌安排,2.1.1 交通樞紐概述,交通樞紐的概念 交通樞紐：在兩條或兩條以上運(yùn)輸線路的交匯、銜接處形成的， 具有運(yùn)輸組織與管理、中轉(zhuǎn)換乘及換裝、裝卸儲存、多式聯(lián)運(yùn)、信 息流通和輔助服務(wù)等功能的綜合性設(shè)施。 分類：單一樞紐 & 綜合交通樞紐 鐵路公路河海樞紐：e.g.上海、天津 鐵路公路內(nèi)河樞紐：e.g.南京、武漢 鐵路公路航空樞紐：北京 內(nèi)河公路樞紐：中小城市,2.1.1 交通樞紐概述,綜合交通樞紐劃定標(biāo)準(zhǔn) 兩種或兩種以上運(yùn)輸方式干線銜接或交叉，設(shè)有發(fā)送到 達(dá)中轉(zhuǎn)服務(wù) 有較大的客貨運(yùn)輸量和中轉(zhuǎn)作業(yè)量，一般日均2萬人/噸 有較大的旅客中轉(zhuǎn)換乘、貨物換裝作

3、業(yè) 開行一定數(shù)量的始發(fā)車次航班，國際/省區(qū)際/地區(qū)性 是運(yùn)輸管理和調(diào)度指揮中心，如路局/分局，省地級運(yùn)輸 公司/航運(yùn)公司所在地,2.1.1 交通樞紐概述,綜合交通樞紐的發(fā)展趨勢 功能的復(fù)合性（多元化） 不是單一實(shí)現(xiàn)旅客/貨物的集散，是成為客貨運(yùn)輸提供全 程服務(wù)的中心和物流的后勤基地 物流、資金流和信息流的集散地 綜合交通樞紐內(nèi)涵的演進(jìn)性 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、物流的規(guī)模和結(jié)構(gòu)不斷發(fā)生變化，綜合交 通樞紐的作用和功能也不斷變化 綜合交通樞紐的內(nèi)涵隨著全球經(jīng)濟(jì)及時間運(yùn)輸體系的變 化而呈動態(tài)的、與時俱進(jìn)的變化態(tài)勢。,2.1.1 交通樞紐概述,綜合交通樞紐的發(fā)展趨勢 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將綜合交通樞紐納入全球性的物流

4、配送體系中 互聯(lián)網(wǎng)在全球范圍內(nèi)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)空前崛起 電子商務(wù)的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)企業(yè)與用戶間的商品流通 綜合交通樞紐的設(shè)計與建設(shè)應(yīng)考慮現(xiàn)代商業(yè)運(yùn)作模式 綜合交通樞紐的建設(shè)呈立體化和綜合化 為滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對交通運(yùn)輸體系的要求，使綜合交通 樞紐在較長時間內(nèi)能夠適應(yīng)多方向、多方式、大規(guī)?？拓浗涣鞯男枰?2.1.1 交通樞紐概述,交通樞紐規(guī)劃是在區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、城鎮(zhèn)體系規(guī)劃、城市 總體規(guī)劃以及土地利用規(guī)劃等上級規(guī)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)行的專門規(guī)劃 主要內(nèi)容： 例上海市綜合客運(yùn)交通樞紐布局規(guī)劃 1）總體布局規(guī)劃 & 2）樞紐的規(guī)劃設(shè)計,要求,長期發(fā)展規(guī)劃，對建設(shè)、運(yùn)營和管理起宏觀指導(dǎo),與交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)

5、的協(xié)調(diào) 與城市布局的協(xié)調(diào) 樞紐規(guī)劃布局中各種運(yùn)輸方式之間的銜接緊湊、各站點(diǎn)布 局分工協(xié)作恰當(dāng) 旅客轉(zhuǎn)乘、貨物中轉(zhuǎn)便利,2.1.2 交通樞紐規(guī)劃的主要內(nèi)容,內(nèi)容：社會、經(jīng)濟(jì)與交通運(yùn)輸?shù)恼{(diào)查分析、發(fā)展預(yù)測、交通樞紐 場站布局優(yōu)化、樞紐系統(tǒng)設(shè)計、社會經(jīng)濟(jì)評價、建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施計劃和 資金籌措等工作 三個層次： 分析規(guī)劃區(qū)域中各種交通方式的銜接關(guān)系，確定交通樞紐 的主要功能、性質(zhì)、與其它交通方式樞紐的相互關(guān)系。 運(yùn)作系統(tǒng)效益最優(yōu)的前提下，對交通樞紐的場站總體布局 （數(shù)量、位置、規(guī)模）進(jìn)行優(yōu)化；對交通樞紐中不同子系統(tǒng)的構(gòu)成、 營運(yùn)管理進(jìn)行初步規(guī)劃和設(shè)計 確定布局方案后，對其建設(shè)實(shí)施步驟進(jìn)行規(guī)劃，以適當(dāng)超 前

6、又避免閑置或過于緩慢帶來的經(jīng)濟(jì)損失,2.1.2 交通樞紐規(guī)劃的主要內(nèi)容,交通樞紐的規(guī)劃設(shè)計流程 交通樞紐的規(guī)劃設(shè)計：指對布局確定了的交通樞紐場站的具體功 能、運(yùn)作流程、相關(guān)的硬件和配套設(shè)施、組織管理系統(tǒng)等進(jìn)行詳細(xì)設(shè),計的過程,接受否？,初步設(shè)計 評價1：符合政 策、費(fèi)用、性 能等標(biāo)準(zhǔn),接受否？,詳細(xì)設(shè)計 評價2：費(fèi)用效 總比是否最優(yōu),是,否,否,擬定設(shè)計的基 本原則和相關(guān),政策 是,調(diào)查分析,樞紐設(shè)計方案,2.1.2 交通樞紐規(guī)劃的主要內(nèi)容,充分考慮規(guī)劃區(qū)域（城市）在全國綜合交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中的地位 引導(dǎo)需求 適度超前 強(qiáng)調(diào)多交通方式的綜合協(xié)調(diào) 規(guī)劃建設(shè)和管理運(yùn)用并重 滿足規(guī)劃區(qū)域（城市）總體規(guī)劃

7、的原則,2.1.3 交通樞紐規(guī)劃的基本原則,22 交通樞紐與運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò),交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)是在一定空間范圍（國家或地區(qū)）內(nèi)由幾種運(yùn)輸方 式的線路和樞紐等固定技術(shù)裝備組成的綜合體。 運(yùn)輸生產(chǎn)的主要物質(zhì)基礎(chǔ) 其空間分布、通過能力和技術(shù)裝備體現(xiàn)了整個交通運(yùn)輸 系統(tǒng)的狀況與水平，在交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展中占有十分重要的地位 交通樞紐是分布在交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中的重要節(jié)點(diǎn)，交通樞紐必須 依托一個城市及其所在區(qū)域的交運(yùn)網(wǎng)絡(luò)。 交通樞紐規(guī)劃與運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是區(qū)域交通規(guī)劃中的兩個 緊密聯(lián)系、互為補(bǔ)充的主要內(nèi)容，兩者具有密切的互動關(guān)系,交通樞紐的優(yōu)化布局必須以交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的合理規(guī)劃為前提，而 交通樞紐的規(guī)劃和建設(shè)又會影響其所作區(qū)域的

8、交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)轉(zhuǎn) 應(yīng)使交通樞紐與干線在建設(shè)上和能力上相適應(yīng)，做到樞紐與相 銜接的各條干線同步建設(shè)，同時進(jìn)行技術(shù)改造，同時投入使用，確保線路 暢通，各環(huán)節(jié)的運(yùn)輸能力都可以得到合理利用，并能互相調(diào)劑與補(bǔ)充,交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是交通樞紐規(guī)劃的主要依據(jù) 交通運(yùn)輸網(wǎng)規(guī)劃是根據(jù)國家工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局與客、貨流規(guī)劃，同 時考慮政治、經(jīng)濟(jì)、文化和國防等個方面的要求所擬訂的交通發(fā)展遠(yuǎn) 景規(guī)劃 在其分階段發(fā)展中，交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)明確交通樞紐點(diǎn)的分布 和車流集散規(guī)律，指出交通樞紐的性質(zhì)、規(guī)模、范圍及他們之間的大 致分工，從而規(guī)定出交通樞紐在交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)上的作用 結(jié)合城市規(guī)劃和其它運(yùn)輸方式的要求以及交通樞紐所在地的地形

9、 、地質(zhì)、水文等自然條件進(jìn)行交通樞紐總圖設(shè)計方案的比選,交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中新線的分階段建設(shè)，必然引起有關(guān)線路的部 分交通流改變運(yùn)行徑路，從而對有關(guān)樞紐在交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)上的作 用產(chǎn)生巨大影響。如果只孤立地研究個別交通樞紐規(guī)劃而不從交 通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)整體規(guī)劃的角度考慮有關(guān)樞紐的分工與協(xié)作,將會出現(xiàn) 交通樞紐間分工協(xié)作關(guān)系不明，以致設(shè)備重復(fù)或設(shè)備規(guī)模不能滿 足生產(chǎn)建設(shè)的要求。,23 交通樞紐與城市規(guī)劃,2.3.1 與城市內(nèi)外交通的關(guān)系 交通樞紐的運(yùn)轉(zhuǎn)是由旅客（或貨主）、運(yùn)輸企業(yè)和政府三個部門共同參與的。不僅與交通樞紐所在區(qū)域的交通網(wǎng)絡(luò)的物理特征有關(guān)，還與三個參與樞紐運(yùn)營的主體的相互關(guān)系有關(guān)。,2.3.1

10、與城市內(nèi)外交通的關(guān)系 樞紐內(nèi)部的短距離運(yùn)輸 應(yīng)交通需求者利用城市內(nèi)道路進(jìn)行的，它與交通需求者對運(yùn)輸路徑和站點(diǎn)位置的選擇行為有關(guān)，并與城市交通融為一體。 從微觀意義上講，選擇什么路徑、什么場站完全取決于交通需求這個人對整個交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的判斷和期望，政府只能借助完善城市內(nèi)部交通網(wǎng)絡(luò)的方式實(shí)現(xiàn)對需求者個人行為的合理誘導(dǎo)。 這個階段的交通行為可以用交通規(guī)劃理論進(jìn)行描述。 樞紐之間的長距離運(yùn)輸 利用城市間公路、鐵路、水路和航空線路等進(jìn)行。 交通需求者對這部分的關(guān)心程度較低，相反運(yùn)輸企業(yè)會在 這個階段對自己的運(yùn)力、運(yùn)輸線路的安排進(jìn)行較為詳細(xì)的研究，保證經(jīng)濟(jì)效益最大化。,2.3.1 與城市內(nèi)外交通的關(guān)系,交

11、通樞紐運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)理,2.3.2 與城市規(guī)劃的配合,交通樞紐承擔(dān)著城市的內(nèi)外聯(lián)系，是城市整體的一部分 交通樞紐既方便城市生產(chǎn)生活又能充分發(fā)揮運(yùn)輸效能，交 通樞紐的規(guī)劃設(shè)計和建設(shè)必須與城市規(guī)劃密切配合 1）納入城市規(guī)劃，服從城市規(guī)劃的總體安排，為城市建設(shè)、 工業(yè)生產(chǎn)、人民生活和旅行服務(wù)； 2）城市規(guī)劃應(yīng)對交通樞紐的各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行合理配置，務(wù)求 各種運(yùn)輸方式的設(shè)備之間有方便和經(jīng)濟(jì)的聯(lián)系，保證滿足運(yùn)營要 求，以便提高運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本，盡可能地減少對城市環(huán) 境與市政建設(shè)的影響和道路系統(tǒng)的交叉干擾。,2.3.2 與城市規(guī)劃的配合,交通樞紐內(nèi)直接與城市生產(chǎn)和生活有密切聯(lián)系的設(shè)施，應(yīng) 設(shè)在市區(qū)內(nèi)或市區(qū)邊緣，并

12、應(yīng)與有關(guān)的城市功能區(qū)布局密切配合 1）市內(nèi)或市郊：客運(yùn)站、碼頭、貨運(yùn)站 2）市郊：技術(shù)作用場所，如編組站 在樞紐內(nèi)閣中設(shè)備的布置上充分注意保護(hù)城市環(huán)境 e.g. 危險品裝卸，粉塵物，工作噪音 交通運(yùn)輸必須擁有通常的疏運(yùn)、集運(yùn)條件 1）緊密銜接和暢通的城市道路系統(tǒng)，站前廣場 2）和其他交通方式的協(xié)調(diào)，以利相互集疏 交通是城市建設(shè)的先行，交通建設(shè)在時間上要超前，能力 上要有一定的儲備，為遠(yuǎn)景發(fā)展留余地（原則上原址擴(kuò)建，新址 預(yù)留）,2.3.3 與城市布局的配合,交通樞紐的布置形式很多，與城市布局的關(guān)系也很復(fù)雜，在 處理兩者間的關(guān)系時，要作具體分析 1）考慮樞紐本身運(yùn)營的需要與發(fā)展，又要力求避免干擾

13、城市 2）不可能有一個固定不變的模式 交通樞紐按交通運(yùn)輸干線與場站空間分布形態(tài)分為： 1）終端式：陸上干線盡頭或陸地邊緣處 2）伸長式：干線從兩端引入呈延長式布局 3）輻射式：各種干線可以從各個方向引入 4）輻射環(huán)形：由多條放射干線和將其連接起來的環(huán)線構(gòu)成 5）半環(huán)形：分布于海、湖、河岸邊的輻射,一站式樞紐與城市的關(guān)系比較簡單，城市應(yīng)沿主要干線一側(cè)發(fā)展 由于鐵路干線分割城市主要地區(qū)，對城市干擾較大 特點(diǎn)： 1）往往設(shè)置一個客、貨共用站，客運(yùn)站房和貨場最好位于城 市一側(cè) 2）當(dāng)貨運(yùn)量較大，受地形限制必須客貨分側(cè)布置時，應(yīng)將貨 運(yùn)量達(dá)的工業(yè)企業(yè)布置在貨場一側(cè)，而城市的主要部分仍布置在客 運(yùn)站一側(cè)，

14、同時要修建跨越鐵路的立交橋，以盡量減少鐵路對城市 交通干擾。,2.3.3 與城市布局的配合,2.3.3 與城市布局的配合,三角形和十字形樞紐 城市基本上位于樞紐的某一象限內(nèi)（圖a） 特點(diǎn)：互相干擾少，城市也有一定的發(fā)展余地 樞紐將城市分割為二（圖b） 特點(diǎn)：互相干擾較大 城市被十字交叉的鐵路干線分割成多塊（圖c） 特點(diǎn)：互相干擾嚴(yán)重,2.3.3 與城市布局的配合,在受地形限制，城市用地呈狹長形帶狀發(fā)展時，樞紐往往沿 城市縱向延伸，與城市有較長的接觸范圍 有利于布置各專業(yè)站，干線應(yīng)盡量沿城市邊緣布置，以防止 城市被分割,2.3.3 與城市布局的配合,應(yīng)將客運(yùn)站布置在市區(qū)一側(cè)，而將編組站布置在市區(qū)

15、邊緣， 兩端復(fù)雜的進(jìn)站線路疏解區(qū)也應(yīng)盡量避免設(shè)在市區(qū)內(nèi) 市區(qū)應(yīng)盡量在靠近客運(yùn)站一側(cè)發(fā)展,盡端式樞紐的布局要服從樞紐終端的港灣、礦區(qū)或工業(yè)區(qū)的布局。濱海地區(qū)盡端樞紐的引入應(yīng)盡量沿城市內(nèi)陸的邊緣，避免分割城市與海灣的聯(lián)系,2.3.3 與城市布局的配合,環(huán)形或半環(huán)形樞紐,2.3.4交通樞紐場站布局與城市道路的配合,客運(yùn)站與城市道路的聯(lián)系:站前廣場 （1）廣場位于城市道路盡端種 廣場不受通過車輛和行人的干擾便于廣場上組織城市車輛到發(fā)與停留、旅客休息和候車等活動。但由于廣場只有一條通往城市道路,集散能力小。在客流集散量大而城市交通運(yùn)輸組織復(fù)雜的客運(yùn)站上不宜采用。,（2）廣場位于城市干道一側(cè) 這種廣場便于

16、大量客流集散,集散能力較大,但廣場的人流容易與城市干道的車輛發(fā)生交叉干擾,故在設(shè)計時要求廣場有一定的進(jìn)深,以便廣場的人流和車流組織與城市通過車輛分隔開來。,（3）與幾條輻射道路相聯(lián)系的廣場 其特點(diǎn)是集散能力大,但廣場 到發(fā)的車流和人流需要繞行, 增加了廣場交通運(yùn)輸組織的復(fù) 雜性。,（4）多廣場與城市道路連接方式,地鐵城市 為了便于旅客乘降,在有地下鐵道的城市,客運(yùn)站直接與地鐵連通。將客運(yùn)站伸入市中心的地下,在地下設(shè)置多層的客運(yùn)站,避免了與城市交通的干擾。,綜合性貨運(yùn)站或貨場 綜合性貨運(yùn)站或貨場進(jìn)、出口處應(yīng)修建輔助道路與城市貨運(yùn)干道相聯(lián)接,避免將貨場直接布置在城市干道旁側(cè)。貨運(yùn)站的道路應(yīng)與鐵路線

17、路平行布置,附近應(yīng)有相應(yīng)的市內(nèi)交通運(yùn)輸停車場,2.3.5 其他,公路站場改造 原址擴(kuò)建：位于市區(qū)的客運(yùn)站與城市道路網(wǎng)以及站前商業(yè)服務(wù)設(shè) 施形成密切關(guān)系，往往以就地改建、擴(kuò)建為宜 在不改動線路布局的前提下，客運(yùn)站選址另建 遷址建站，拆除部分干擾嚴(yán)重的線路 客運(yùn)站連同線路一同外遷新建 既有貨運(yùn)站改建為其它站 當(dāng)車站貨場在貨運(yùn)方向的對側(cè)，引起城市交通流跨越過鐵路 貨運(yùn)站與編組站的相對位置與車流方向相反，造成大量折角 車流 貨運(yùn)站設(shè)在居民稠密的市區(qū)，距工業(yè)區(qū)、倉庫區(qū)過遠(yuǎn)等,24 交通樞紐與自然條件,各種運(yùn)輸方式的運(yùn)輸活動都是在擴(kuò)大的地域空間中進(jìn)行的，自然 條件是影響交通樞紐規(guī)劃與布局的重要因素 自然條

18、件對交通樞紐規(guī)劃的影響隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而 逐步減少，但自然條件對交通樞紐場站的選址建設(shè)投資運(yùn)輸 能力以及建成后的運(yùn)輸成本和運(yùn)營費(fèi)用支出的影響仍不可忽視， 必須給予正確的估價 交通樞紐所在地區(qū)的地理位置和自然條件各有不同，因此交通樞 紐的總體規(guī)劃必須從當(dāng)?shù)氐牡匦?、地質(zhì) 、水文、氣候等自然條件 的實(shí)際情況出發(fā)，做出具體的規(guī)劃方案 工程地質(zhì)條件，水文地質(zhì)條件，工程取土問題,1981年,7月9日1點(diǎn)30分,成昆線利子依達(dá)橋發(fā)生因泥石流造成的列車 顛覆重大事故,其中兩臺DF1機(jī)車,行李車,郵政車和一輛硬座車沖入大 渡河!造成死亡130余人,重傷58人,輕傷89人,2002年夏，位于原西安鐵路分局

19、管內(nèi)的灞橋被百年罕見的洪水沖踏， 主要原因：當(dāng)?shù)剞r(nóng)民采沙過限，又遇罕見洪水,2.5 交通樞紐場站布局方法 2.6 綜合交通樞紐場站布局規(guī)劃優(yōu)化模型,25 交通樞紐場站布局,2.5.1 交通樞紐內(nèi)部布局的基本要求,樞紐內(nèi)各種運(yùn)輸設(shè)備的全局出發(fā),應(yīng)服從交通運(yùn)輸網(wǎng)的規(guī)劃 充分保證各種交通方式之間的協(xié)調(diào),使主要客流貨流在樞紐內(nèi)經(jīng)路順直便捷,保證整個交通樞紐的順暢 方便城市的生產(chǎn)和居民生活,盡量避免和減少對城市的不良 影響 交通運(yùn)輸?shù)牟季?在能力上要留有余地,以適應(yīng)生活經(jīng)濟(jì)的 不斷發(fā)展的要求,同時不能造成能力的浪費(fèi),2.5.2 交通樞紐場站布局方法概述,由于交通發(fā)生吸引源的分布、交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)和自然環(huán)

20、境因素 的影響,使得在同樣的地域范圍和同樣的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)上,布局不同的 交通樞紐場站,會導(dǎo)致不同的運(yùn)輸效率和社會經(jīng)濟(jì)效益 交通樞紐場站的合理布局 基礎(chǔ):對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和交通需求的預(yù)測結(jié)果 方法:利用交通規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化理論和方法,綜合考慮交通發(fā)生 吸引源的分布情況交通運(yùn)輸條件以及自然環(huán)境等因素 研究對象:對交通樞紐場站的數(shù)量地理位置規(guī)模和與其它 樞紐的相互關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整 目標(biāo):運(yùn)輸效率最大化,在實(shí)踐中主要采用的方法 單純的數(shù)學(xué)物理模型 解析重點(diǎn)法微分法以及交通運(yùn)輸效益成本分析法等 最優(yōu)化方法混合整數(shù)規(guī)劃等 e.g.線性規(guī)劃 缺點(diǎn):缺乏從路網(wǎng)整體角度研究樞紐 只從靜態(tài)的抽象的角度研究樞紐場站的

21、規(guī)劃與布局,沒有考慮樞紐所處 交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)變化對樞紐布局帶來的影響 無法反映交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)層(即樞紐)與其它層面(路網(wǎng)和路段)的互 動關(guān)系,對交通樞紐的不確定性和復(fù)雜性缺乏足夠認(rèn)識 通常只能為定性分析提供參考,2.5.2 交通樞紐場站布局方法概述,客運(yùn)交通流與貨運(yùn)交通流 貨運(yùn)交通樞紐的布局選址要比客運(yùn)交通樞紐復(fù)雜 客運(yùn)交通流 1） 客運(yùn)交通流的組成要素是單一的人 2）運(yùn)輸環(huán)節(jié)主要以人的空間位移為主 貨運(yùn)交通流 1）有貨物種類的區(qū)別 2）其流通過程中還有裝卸儲存包裝配送等環(huán)節(jié),2.5.2 交通樞紐場站布局方法概述,1、一元交通樞紐場站布局的重心法 指在規(guī)劃的樞紐服務(wù)范圍內(nèi)只設(shè)置一個站點(diǎn)

22、的布局問題 在實(shí)際的交通樞紐中,這種問題并不多,因?yàn)橐粋€樞紐通常需 要一系列的場站協(xié)調(diào)工作才能運(yùn)行 但由于多元化樞紐場站布局變量多約束多,有時為了簡化模型,減少計算量,可以把它變換成一元樞紐場站布局問題求解 特點(diǎn):簡單 缺點(diǎn)： 將縱向和橫向坐標(biāo)視為獨(dú)立的變量，與實(shí)際交通系統(tǒng) 的情況相去甚遠(yuǎn) 求出的解往往不精確，只能作為初步參考,2.5.3 數(shù)學(xué)物理模型與效益成本分析法,1、一元交通樞紐場站布局的重心法 重心法是一種模擬方法 將運(yùn)輸系統(tǒng)中的交通發(fā)生點(diǎn)和吸引點(diǎn)看成是分布在某一平 面的范圍內(nèi)的物體系統(tǒng),各點(diǎn)的交通發(fā)生吸引分別看成該點(diǎn)的重量 物體系統(tǒng)的重心就是樞紐場站設(shè)置的最佳點(diǎn) 用求幾何重心的方法來

23、確定交通樞紐場站的最佳位置 根據(jù)物理學(xué)知識得：n個點(diǎn)(xi,yi)每個重量是mi,則重心是 X = (x1*M1+x2*M2+.+xn*Mn) / (M1+M2+.+Mn) Y = (y1*M1+y2*M2+.+yn*Mn) / (M1+M2+.+Mn),1、一元交通樞紐場站布局的重心法 設(shè)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)有N個交通發(fā)生點(diǎn)和吸引點(diǎn)，各點(diǎn)的發(fā)生量和吸引 量為Wj，坐標(biāo)為(Xj,Yj)(j=1,2,n）。需設(shè)置樞紐場站坐標(biāo)為 (x,y)，樞紐系統(tǒng)的運(yùn)輸費(fèi)用為j根據(jù)平面物體求重心的方法，樞 紐場站最佳位置的計算公式如下：,一元重心法算例,X=3225/625=5.16；Y=3237/625=5.18,4

24、2 0,0,2,4,6,8,10,交通發(fā)生點(diǎn)j 10 8 6,對總費(fèi)用取極小值，即分別令對x和y的偏微分為，得到新的極值點(diǎn)，求解公式為：,2、一元微分法 微分法是為了克服重心法的缺點(diǎn)而提出的，它的前提條件與重心法相同，但系統(tǒng)的總費(fèi)用為：,一元微分法算例,X=1014.831/204.363=4.966 Y=1028.345/204.363=5.032,以重心法計算的結(jié)果作為初 始值，進(jìn)行多次迭代直至 結(jié)果在誤差允許范圍內(nèi),3、成本分析法 成本分析法是在已經(jīng)具有一個樞紐場站位置的選擇集的前提下,以 樞紐系統(tǒng)的總成本最小為目標(biāo),通過計算選擇最佳的位置 該方法假設(shè)有N個交通發(fā)生點(diǎn),分別具有發(fā)生量(W

25、1,W2,W3, ,Wn)，而 且用一定準(zhǔn)則已經(jīng)得到m個待選場站位置（，m),為個場站的建設(shè)運(yùn)營成本為（1，R2，R3，Rm).假設(shè)單位噸公里 運(yùn)費(fèi)相同且為F,其余運(yùn)輸條件相同,各交通發(fā)生點(diǎn)到場站的距離用矩陣 Ddij（i=1，2，3， ，m），（j=1，2，3， ，n）表示.則每個待選站點(diǎn)的總費(fèi)用為:,計算出每個場站的總費(fèi)用,從中選擇總運(yùn)輸成本最小的點(diǎn)作為最佳的場站 選址,數(shù)學(xué)物理模型方法的缺點(diǎn) 以靜態(tài)的總費(fèi)用最小為選優(yōu)目標(biāo),運(yùn)輸費(fèi)率為固定值, 沒有考慮實(shí)際的路網(wǎng)結(jié)構(gòu) 重心法和微分法為純粹的數(shù)學(xué)解析方法,它求解采用的距離是平面上的幾何距離,而實(shí)際的交通網(wǎng)絡(luò)并非如此, 導(dǎo)致求出解沒有實(shí)際意義,

26、只能作為下一步分析的最粗略的初始解。 成本分析法實(shí)際只是一個簡單的場站選址成本比較法,除了具有上述費(fèi)用計算的不足外,由于它必須先得到一個待選站點(diǎn)集合,又面臨如何合理劃分樞紐所在區(qū)域的客貨流通服務(wù)區(qū),如何得到待選站點(diǎn)初始解等問題,2.5.4 運(yùn)籌學(xué)模型與方法,1、MILP法（模型P26）,MILP法（模型P26）算例 E.g.某市有A1、A2兩個貨運(yùn)站，由5個供貨點(diǎn)B1B5，根據(jù)生產(chǎn)的發(fā)展 和預(yù)測，A1、A2兩個站點(diǎn)已經(jīng)不能滿足要求，需另設(shè)一貨運(yùn)站，備選地 址分別為A3、A4，問如何選擇其中一個最佳站址。,MILP法（模型P26）算例,2、運(yùn)輸規(guī)劃模型,需事先確定備選站點(diǎn)集合的數(shù)量、位置、節(jié)點(diǎn)之

27、間的運(yùn)輸價格 不同區(qū)域、運(yùn)輸方式、貨物的運(yùn)輸價格差異較大，確定較難，模型中通常取一個宏觀的統(tǒng)計值來統(tǒng)一表征運(yùn)輸價格。 無法對運(yùn)輸價格的變化產(chǎn)生相應(yīng)的反映，無法衡量交通樞紐所處交通網(wǎng)絡(luò)的變化對樞紐規(guī)劃的影響。 在定量計算模型中，是比較可行的方法。,3、CFLP法：Capacityed Facility Location Problem 針對交通樞紐的場站規(guī)模有限的情況提出 運(yùn)用運(yùn)輸規(guī)劃模型，使計算工作大大簡化。 基本思想： 假設(shè)交通樞紐的場站布局方案已經(jīng)確定按運(yùn)輸規(guī)劃模型求出各初始場站系統(tǒng)的發(fā)生、吸引范圍 在各場站的服務(wù)范圍內(nèi)分別移動場站到其它備選地址，尋找各服務(wù)范圍內(nèi)總成本最小的新場站位置 將

28、新場站位置代替初始方案，重復(fù)上述過程直至整個交通樞紐的場站服務(wù)范圍內(nèi)的總成本不能再下降為止,缺點(diǎn),模型建立在對現(xiàn)實(shí)路網(wǎng)高度抽象和簡化的基礎(chǔ)之上； 模型的計算都需要網(wǎng)絡(luò)中的“運(yùn)輸費(fèi)用”這一關(guān)鍵參數(shù)； 模型的計算結(jié)果缺乏與實(shí)際交通網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)反饋機(jī)制； 模型沒有區(qū)分不同交通方式，僅僅是從數(shù)學(xué)理論的角度進(jìn)行分析。,26 交通樞紐場站布局規(guī)劃優(yōu)化模型,思路:從尋找一個與其它交通方式聯(lián)系最為密切可調(diào)整余地較大的基本交通方式入手,通過優(yōu)化這一基本交通方式的樞紐布局,來帶動整個綜合交通樞紐是優(yōu)化 對象 五種交通方式中,公路運(yùn)輸系統(tǒng)作為聯(lián)系其他交通方式的紐帶,其靈活性和可調(diào)整性比較大,因此可以公路交通樞紐的優(yōu)化

29、布局為目標(biāo) 約束條件 把鐵路水運(yùn)航空和管道這幾種交通方式的樞紐作為公路場站布局的約束條件,綜合考慮交通樞紐布局與交通運(yùn)輸網(wǎng)規(guī)劃的關(guān)系以及城市對外交通網(wǎng)與城市道路網(wǎng)的使用,方法 用“交通發(fā)生地交通場站”和“交通場站目的地”的兩階段來模擬人們對綜合交通樞紐的使用 目標(biāo) 在優(yōu)化過程中,是公路站場的布局最大限度地保證各種交通方式的有機(jī)銜接,從而提高綜合交通樞紐的運(yùn)轉(zhuǎn)效率,具體方法 第一階段：在公路交通樞紐服務(wù)范圍內(nèi)分別從其客貨發(fā)生源出發(fā),根 據(jù)用戶平衡原理,選擇各自認(rèn)為最優(yōu)的路徑,到達(dá)客貨運(yùn)場站 這個過程是利用城市交通系統(tǒng)完成的,它與城市內(nèi)部的交通混合在一起,具備城市交通流的相應(yīng)特性 采用交通規(guī)劃的四

30、個階段理論來分析各場站在樞紐內(nèi)部的分布狀況和對路段走行時間運(yùn)輸成本的影響,從而初步確定樞紐的數(shù)量和位置 第二階段：旅客或貨物到達(dá)樞紐的有關(guān)場站后,由運(yùn)輸企業(yè)根據(jù)本企業(yè)的運(yùn)營管理情況,按一定的時間路線和配載方法,把它們運(yùn)到目的地 兩個階段的連接點(diǎn)就是綜合交通樞紐的場站,兩階段模型 第一階段：計算步驟 步驟1:確定綜合交通樞紐的服務(wù)范圍：客貨流通區(qū) 步驟2:以公路交通樞紐為基準(zhǔn)，根據(jù)土地使用特性劃分綜合交通樞 紐內(nèi)部的客貨運(yùn)交通小區(qū) 步驟3:確定交通路網(wǎng) 確定規(guī)劃區(qū)的現(xiàn)狀客貨運(yùn)交通干道網(wǎng) 在現(xiàn)狀交通網(wǎng)的基礎(chǔ)上,根據(jù)已有的道路建設(shè)規(guī)劃,確定規(guī)劃年的客貨交通 干道網(wǎng),作為交通流分配的基礎(chǔ) 步驟4:公路

31、交通樞紐交通小區(qū)的交通量發(fā)生、吸引預(yù)測,兩階段模型 第一階段：計算步驟 步驟5:交通分布預(yù)測 對公路網(wǎng)中的機(jī)動車進(jìn)行現(xiàn)狀0D調(diào)查，分別得到規(guī)劃區(qū)域的區(qū)域 間全日或高峰小時的機(jī)動車出行0D距陣，客貨運(yùn)0D距陣，并調(diào) 查客流不同貨種的主要流向 在現(xiàn)狀機(jī)動車0D距陣的基礎(chǔ)上，預(yù)測規(guī)劃年份的區(qū)域機(jī)動車0D距 陣 步驟6:客貨運(yùn)交通量分配 不預(yù)測得到的客運(yùn)貨運(yùn)0D交通量在路網(wǎng)上進(jìn)行分配，得到每個 路段上的客貨運(yùn)交通流量 步驟7:初步確定客貨運(yùn)樞紐場站的備選位置 根據(jù)交通分配結(jié)果，選擇那些連接路線多通過交通量大的節(jié)點(diǎn) 作為第二階段公路交通樞紐站場布局優(yōu)化的備選位置,兩階段模型 第二階段：計算步驟 步驟1:

32、綜合交通樞紐交通小區(qū)的運(yùn)輸量的發(fā)生吸引預(yù)測 調(diào)查每個客貨運(yùn)交通小區(qū)的主要客貨源點(diǎn)的分布和現(xiàn)狀發(fā)生 吸引強(qiáng)度,確定小區(qū)的客貨運(yùn)輸量的發(fā)生量和吸引量,預(yù)測來各交通 小區(qū)的客貨運(yùn)發(fā)生量和吸引量 不考慮區(qū)域內(nèi)部的出行 步驟2:確定運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò) 運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的邊由各發(fā)生點(diǎn)到轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)的城市主干道和由轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)到 吸引點(diǎn)的公路主干道組成 1）轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn):即交通樞紐,由第一階段得到的站場備選集合構(gòu)成,其流入 量等于流出量 2）發(fā)生點(diǎn):由規(guī)劃區(qū)域內(nèi)部的各小區(qū)構(gòu)成 3）吸引點(diǎn):由規(guī)劃區(qū)域外的各大區(qū)構(gòu)成,兩階段模型 第二階段：計算步驟 步驟3:確定廣義費(fèi)用距陣 調(diào)查綜合交通樞紐所在城市的客貨運(yùn)輸市場，綜合考慮社會定價 和實(shí)際運(yùn)價，確

33、定一個合理的客貨運(yùn)價格函數(shù) 把運(yùn)輸價格與走行時間價格加總，得到每一條路徑上的廣義費(fèi) 用，作為運(yùn)轉(zhuǎn)模型優(yōu)化計算的費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn) 步驟4:客貨運(yùn)樞紐站場理論位置和規(guī)模的計算 以運(yùn)輸成本最小化為目標(biāo),總發(fā)生量不超過生產(chǎn)規(guī)模總吸引量不 小于需求規(guī)?？偘l(fā)生量等于總吸引量為約束條件，利用運(yùn)輸模型 的求解方法，從第一階段得到的備選方案中，選擇合適的樞紐站點(diǎn),兩階段模型 第二階段：數(shù)學(xué)模型 如果從一個較長的時間段來考慮,這部分建設(shè)投資對整個選址過程 的經(jīng)濟(jì)效益的影響并不大,可以不在目標(biāo)函數(shù)中考慮。這樣混合整 數(shù)規(guī)劃模型就簡化成如下線形規(guī)劃模型: 約束條件：P31,兩階段模型 注意問題 1、一旦交通網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)了新的站

34、場,交通網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)和交通流分 布形態(tài)上就可能發(fā)生新的改變 1）返回第一階段,重新確定增加了站場的交通網(wǎng)絡(luò),再分配一次 2）經(jīng)較前后兩次分配的路段交通流的偏差,如果滿足一定的準(zhǔn)則,則 接受所得的站場集合,否則再循環(huán)進(jìn)行第一二階段的計算,直至前 后兩次交通量分配結(jié)果的偏差滿足要求 2、綜合交通樞紐的規(guī)劃是一個受多種因素影響和約束的過程,上述的 理論計算結(jié)果是經(jīng)過多次抽象后得到的,不能完全代表實(shí)際情況,以時間為目標(biāo)函數(shù)的模型 在實(shí)際中，大中城市道路交通、公共運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況對樞紐 內(nèi)場站間發(fā)往不同方向的客貨流有重要的影響，居民出行最終做出選擇運(yùn)輸方式和場站決定的依據(jù)是綜合考慮運(yùn)輸費(fèi)用在途時間的最小 城市居民出行對時間節(jié)約的要求也越來越高，時間成為樞紐內(nèi)站場布局規(guī)劃的重要影響因素 模型,作業(yè) 1、比較交通樞紐場站布局各類量化計算模型的基本思想及局限性？ 2、綜合交通樞紐場站布局優(yōu)化模型的基本思路是什么? 3、設(shè)某區(qū)域有交通發(fā)生點(diǎn)2個,分別為P1、P2，吸引點(diǎn)3個,分別為M1、 M2、M3。各點(diǎn)的貨物流量和運(yùn)輸費(fèi)率以及坐標(biāo)見下表,現(xiàn)需要在該 區(qū)域設(shè)置一個樞紐 1）用重心法找出需設(shè)置樞紐的大致位置 2）用微分法找出需設(shè)置樞紐的較佳位置(迭代兩次）,