交通樞紐總體規(guī)劃與布局.ppt

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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,不斷改善交通運輸條件，充分滿足國民經(jīng)濟和人民生活 不斷增長的運輸需求，是交通運輸業(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)域運輸聯(lián)系的要求，又要考慮地區(qū)運輸?shù)奶攸c 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

2、當(dāng)?shù)氐匦?、工程地質(zhì)等條件 從全局觀點出發(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輸線路的交匯、銜接處形成的， 具有運輸組織與管理、中轉(zhuǎn)換乘及換裝、裝卸儲存、多式聯(lián)運、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、

3、貨物換裝作業(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 是運輸管理和調(diào)度指揮中心，如路局/分局，省地級運輸 公司/航運公司所在地,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） 不是單一實現(xiàn)旅客/貨物的集散，是成為客貨運輸提供全 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)濟及時間運輸體系的變 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)濟的發(fā)展將綜合交通樞

4、紐納入全球性的物流配送體系中 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)濟發(fā)展對交通運輸體系的要求，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)、運營和管理起宏

5、觀指導(dǎo),與交通運輸網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào) 與城市布局的協(xié)調(diào) 樞紐規(guī)劃布局中各種運輸方式之間的銜接緊湊、各站點布 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)濟與交通運輸?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)濟評價、建設(shè)項目實施計劃和 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)實施

6、步驟進(jìn)行規(guī)劃，以適當(dāng)超 前又避免閑置或過于緩慢帶來的經(jīng)濟損失,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、費用、性 能等標(biāo)準(zhǔn),接受否？,詳細(xì)設(shè)計 評價2：費用效 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）在全國綜合交通運輸網(wǎng)絡(luò)中的地位 引導(dǎo)需

7、求 適度超前 強調(diào)多交通方式的綜合協(xié)調(diào) 規(guī)劃建設(shè)和管理運用并重 滿足規(guī)劃區(qū)域（城市）總體規(guī)劃的原則,2.1.3 交通樞紐規(guī)劃的基本原則,22 交通樞紐與運輸網(wǎng)絡(luò),,,交通運輸網(wǎng)絡(luò)是在一定空間范圍（國家或地區(qū)）內(nèi)由幾種運輸方 式的線路和樞紐等固定技術(shù)裝備組成的綜合體。 運輸生產(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)了整個交通運輸 系統(tǒng)的狀況與水平，在交通運輸業(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輸網(wǎng)絡(luò)中的重要節(jié)點，交通樞紐必須 依托一個城市及其所在區(qū)域的交運網(wǎng)絡(luò)。 交通樞紐規(guī)劃與運輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是區(qū)域交通規(guī)劃中的兩個 緊密聯(lián)系、互為補充的主要內(nèi)容，兩者具有密切的互動關(guān)系,,

8、,交通樞紐的優(yōu)化布局必須以交通運輸網(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)域的交通運輸網(wǎng)絡(luò)的運轉(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)的運輸能力都可以得到合理利用，并能互相調(diào)劑與補充,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,交通運輸網(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、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，交通運輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)明確交通樞紐點的分布 和車流集散規(guī)律

9、，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輸網(wǎng)絡(luò)上的作用 結(jié)合城市規(guī)劃和其它運輸方式的要求以及交通樞紐所在地的地形 、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 分交通流改變運行徑路，從而對有關(guān)樞紐在交通運輸網(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,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

10、,,,,,,,,2.3.1 與城市內(nèi)外交通的關(guān)系 交通樞紐的運轉(zhuǎn)是由旅客（或貨主）、運輸企業(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營的主體的相互關(guān)系有關(guān)。,,,2.3.1 與城市內(nèi)外交通的關(guān)系 樞紐內(nèi)部的短距離運輸 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輸路徑和站點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

11、間的長距離運輸 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，相反運輸企業(yè)會在 這個階段對自己的運力、運輸線路的安排進(jìn)行較為詳細(xì)的研究，保證經(jīng)濟效益最大化。,2.3.1 與城市內(nèi)外交通的關(guān)系,,交通樞紐運轉(zhuǎn)機理,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)對交通樞紐的各項設(shè)備進(jìn)行合理配置，務(wù)求 各種運輸方式的設(shè)備之間有方便和經(jīng)

12、濟的聯(lián)系，保證滿足運營要 求，以便提高運輸效率，降低運輸成本，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：客運站、碼頭、貨運站 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城市環(huán)境 e.g. 危險品裝卸，粉塵物，工作噪音 交通運輸必須擁有通常的疏運、集運條件 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

13、 上要有一定的儲備，為遠(yuǎn)景發(fā)展留余地（原則上原址擴建，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）考慮樞紐本身運營的需要與發(fā)展，又要力求避免干擾城市 2）不可能有一個固定不變的模式 交通樞紐按交通運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

14、由于鐵路干線分割城市主要地區(qū)，對城市干擾較大 特點： 1）往往設(shè)置一個客、貨共用站，客運站房和貨場最好位于城 市一側(cè) 2）當(dāng)貨運量較大，受地形限制必須客貨分側(cè)布置時，應(yīng)將貨 運量達(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 運站一側(cè)，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：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：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：互相干擾嚴(yán)重,,,2.3.3

15、 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)將客運站布置在市區(qū)一側(cè)，而將編組站布置在市區(qū)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,客運站與城市道路的聯(lián)系:

16、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輸組織復(fù)雜的客運站上不宜采用。,,（2）廣場位于城市干道一側(cè) 這種廣場便于大量客流集散,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

17、了便于旅客乘降,在有地下鐵道的城市,客運站直接與地鐵連通。將客運站伸入市中心的地下,在地下設(shè)置多層的客運站,避免了與城市交通的干擾。,,綜合性貨運站或貨場 綜合性貨運站或貨場進(jìn)、出口處應(yīng)修建輔助道路與城市貨運干道相聯(lián)接,避免將貨場直接布置在城市干道旁側(cè)。貨運站的道路應(yīng)與鐵路線路平行布置,附近應(yīng)有相應(yīng)的市內(nèi)交通運輸停車場,,,2.3.5 其他,公路站場改造 原址擴建：位于市區(qū)的客運站與城市道路網(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、擴建為宜 在不改動線路布局的前提下，客運站選址另建 遷址建站，拆除部分干擾嚴(yán)重的線路 客運站連同線路一同外遷新建 既有貨運站改建為其它站 當(dāng)車站貨場在貨

18、運方向的對側(cè)，引起城市交通流跨越過鐵路 貨運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,,,各種運輸方式的運輸活動都是在擴大的地域空間中進(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)投資運輸 能力以及建成后的運輸成本和運營費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 的實際情況出發(fā)，

19、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)各種運輸設(shè)備的全局出發(fā),應(yīng)服從交通運輸網(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

20、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 交通運輸?shù)牟季?在能力上要留有余地,以適應(yīng)生活經(jīng)濟的 不斷發(fā)展的要求,同時不能造成能力的浪費,,,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、交通運輸網(wǎng)絡(luò)特點和自然環(huán)境因素 的影響,使得在同樣的地域范圍和同樣的交通運輸網(wǎng)絡(luò)上,布局不同的 交通樞紐場站,會導(dǎo)致不同的運輸效率和社會經(jīng)濟效益 交通樞紐場站的合理布局 基礎(chǔ):對社會經(jīng)濟發(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輸條件以及自然環(huán)境等因素 研究對象:對

21、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):運輸效率最大化,,,在實踐中主要采用的方法 單純的數(shù)學(xué)物理模型 解析重點法微分法以及交通運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: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規(guī)劃與布局,沒有考慮樞紐所處 交通運輸網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)變化對樞紐布局帶來的影響 無法反映交通運輸網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點層(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,,,客運交通流與貨運交通流 貨運交通樞紐的

22、布局選址要比客運交通樞紐復(fù)雜 客運交通流 1） 客運交通流的組成要素是單一的人 2）運輸環(huán)節(jié)主要以人的空間位移為主 貨運交通流 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)置一個站點的布局問題 在實際的交通樞紐中,這種問題并不多,因為一個樞紐通常需 要一系列的場站協(xié)調(diào)工作才能運行 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:簡單 缺點： 將縱向和橫向坐標(biāo)視為獨立的變量，與實際交通系統(tǒng) 的情況相去甚遠(yuǎn)

23、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 將運輸系統(tǒng)中的交通發(fā)生點和吸引點看成是分布在某一平 面的范圍內(nèi)的物體系統(tǒng),各點的交通發(fā)生吸引分別看成該點的重量 物體系統(tǒng)的重心就是樞紐場站設(shè)置的最佳點 用求幾何重心的方法來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(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

24、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)生點和吸引點，各點的發(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)的運輸費用為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 2 0,0,2,4,6,8,10,交通發(fā)生點j 10 8 6,,,對總費用取極小值，即分別令對x和y的偏微分為，得到新的極值點，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而提出的，它的前提條件

25、與重心法相同，但系統(tǒng)的總費用為：,,,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,分別具有發(fā)生量(W1,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)運營成本為（1，R2，R3，Rm).假設(shè)單位噸公里 運費相同且為F,其余運輸條件相同,各交通發(fā)生點到

26、場站的距離用矩陣 Ddij（i=1，2，3， ，m），（j=1，2，3， ，n）表示.則每個待選站點的總費用為:,計算出每個場站的總費用,從中選擇總運輸成本最小的點作為最佳的場站 選址,,,數(shù)學(xué)物理模型方法的缺點 以靜態(tài)的總費用最小為選優(yōu)目標(biāo),運輸費率為固定值, 沒有考慮實際的路網(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,而實際的交通網(wǎng)絡(luò)并非如此, 導(dǎo)致求出解沒有實際意義,只能作為下一步分析的最粗略的初始解。 成本分析法實際只是一個簡單的場站選址成本比較法,除了具有上述費用計算的不足外,由于它必須先得到一個待選站點集合,又面臨如何合理劃分樞紐所在區(qū)域的客貨流

27、通服務(wù)區(qū),如何得到待選站點初始解等問題,2.5.4 運籌學(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、A2兩個貨運站，由5個供貨點B1B5，根據(jù)生產(chǎn)的發(fā)展 和預(yù)測，A1、A2兩個站點已經(jīng)不能滿足要求，需另設(shè)一貨運站，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、運輸規(guī)劃模型,需事先確定備選站點集合的數(shù)量、位置、節(jié)點之間的運輸價格 不同區(qū)域、運輸方式、貨物的運輸價格差異較大，確定較難，模型中通常取一個宏觀的統(tǒng)計值來統(tǒng)一表征運輸價格。 無法對運輸價格的變化產(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

28、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 運用運輸規(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,模型建立在對現(xiàn)實路網(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“運輸費用”

29、這一關(guān)鍵參數(shù)； 模型的計算結(jié)果缺乏與實際交通網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)反饋機制； 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)化布局為目標(biāo) 約束條件 把鐵路水運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

30、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銜接,從而提高綜合交通樞紐的運轉(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,由運輸企業(yè)根據(jù)本企業(yè)的運營管理情況,

31、按一定的時間路線和配載方法,把它們運到目的地 兩個階段的連接點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動車出行

32、0D距陣，客貨運0D距陣，并調(diào) 查客流不同貨種的主要流向 在現(xiàn)狀機動車0D距陣的基礎(chǔ)上，預(yù)測規(guī)劃年份的區(qū)域機動車0D距 陣 步驟6:客貨運交通量分配 不預(yù)測得到的客運貨運0D交通量在路網(wǎng)上進(jìn)行分配，得到每個 路段上的客貨運交通流量 步驟7:初步確定客貨運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 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:綜合交通樞紐交通小區(qū)的運輸量的發(fā)生吸引預(yù)測 調(diào)查每個客貨運交通小區(qū)的主要客貨源點的分布和現(xiàn)狀發(fā)生 吸引強度,確定小區(qū)的客貨運輸量的發(fā)生量和吸引量,預(yù)測來各交通 小區(qū)的客貨運發(fā)生量和吸

33、引量 不考慮區(qū)域內(nèi)部的出行 步驟2:確定運輸網(wǎng)絡(luò) 運輸網(wǎng)絡(luò)的邊由各發(fā)生點到轉(zhuǎn)運點的城市主干道和由轉(zhuǎn)運點到 吸引點的公路主干道組成 1）轉(zhuǎn)運點: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:由規(guī)劃區(qū)域內(nèi)部的各小區(qū)構(gòu)成 3）吸引點: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:確定廣義費用距陣 調(diào)查綜合交通樞紐所在城市的客貨運輸市場，綜合考慮社會定價 和實際運價，確定一個合理的客貨運價格函數(shù) 把運輸價格與走行時間價格加總，得到每一條路徑上的廣義費 用，作為運轉(zhuǎn)模型優(yōu)化計算的費用標(biāo)準(zhǔn) 步驟4:客貨運樞紐站場理論位置和規(guī)模的計算 以運輸成本最小化為

34、目標(biāo),總發(fā)生量不超過生產(chǎn)規(guī)?？偽坎?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,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)

35、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,不能完全代表實際情況,以時間為目標(biāo)函數(shù)的模型 在實際中，大中城市道路交通、公共運輸網(wǎng)絡(luò)的運行狀況對樞紐 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輸方式和場站決定的依據(jù)是綜合考慮運輸費用在途時間的最小 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2個,分別為P1、P2，吸引點3個,分別為M1、 M2、M3。各點的貨物流量和運輸費率以及坐標(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）,