第二章交通樞紐布局

交通樞紐場站布局方法綜合交通樞紐場站布局規(guī)劃優(yōu)化模型一、交通樞紐場站布局交通樞紐場站布局方法由于交通發(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(jì)效益一、交通樞紐場站布局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):運輸效率最大化在實踐中主要采用的方法傳統(tǒng)交通樞紐場站規(guī)劃布局方法單純的數(shù)學(xué)物理模型，如解析重心法、微分法以及交通運輸效益成本分析法等；最優(yōu)化方法，如線性規(guī)劃、混合整數(shù)規(guī)劃新方法:嘗試應(yīng)用交通規(guī)劃、交通流理論來反映交通樞紐所在區(qū)域交通運輸網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)變化特性，從樞紐運轉(zhuǎn)機理和樞紐與網(wǎng)絡(luò)之間動態(tài)關(guān)系入手，交通規(guī)劃的四階段理論+物流學(xué)的物流網(wǎng)點選址模型+運籌學(xué)在實踐中主要采用的方法傳統(tǒng)交通樞紐場站規(guī)劃布局方法優(yōu)點能較好反映樞紐的運轉(zhuǎn)機理缺乏從路網(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在實踐中主要采用的方法新方法優(yōu)點主要研究區(qū)域樞紐與區(qū)域交通運輸網(wǎng)絡(luò)的相互關(guān)系沒有涉及與國家交通運輸網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系沒有考慮樞紐內(nèi)不同交通運輸方式之間站點的物流和客流的換乘。仍處于探索階段，有待進(jìn)一步研究。一、交通樞紐場站布局客運交通流與貨運交通流貨運交通樞紐的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)一元交通樞紐場站布局定義：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。典型模型：重心法和微分法1.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。

重心法

求解方法：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)

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Ｃj．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=5.16Y=3237/625=5.18重心法重心法的特點：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)，求出的解往往是不精確的，只能作為交通樞紐場站布局的初步參考。一元樞紐場站布局的微分法微分法是為了克服重心法的缺點而提出的，它的前提條件與重心法相同，但系統(tǒng)的總費用Ｆ為：對總費用Ｆ取極小值，即分別令Ｆ對x和y的偏微分為０，得到新的極值點，求解公式為：一元樞紐場站布局的微分法X=1014.831/204.363=4.966Y=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)

成本分析法前提：已經(jīng)具有一個樞紐場站位置的選擇集。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（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…，Ｐm)，每個場站的建設(shè)﹑運營成本為（Ｒ1，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)生點到場站的距離用矩陣D{dij}（i=1，2，3，…，m），（j=1，2，3，…，n）表示.則每個待選站點的總費用為:成本銳分析臉法計算魚出每猛個場它站的逢總費吼用,從中飯選擇哄總運眠輸成停本最誤小的艙點作庸為最克佳的茅場站去選址姑。數(shù)學(xué)模物理在模型念方法嘆的缺航點以靜態(tài)體的總誰費用最小廢為選眠優(yōu)目驕標(biāo),運輸封費率闊為固牲定值,沒有鍵考慮大實際輪的路蝕網(wǎng)結(jié)降構(gòu)。重心蠟法和船微分臥法為鍛純粹改的數(shù)富學(xué)解擴(kuò)析方宣法,它求賤解采用泛的距懼離是柿平面冠上的歸幾何乏距離,而實右際的穩(wěn)交通暗網(wǎng)絡(luò)痛并非岔如此,導(dǎo)致則求出姨解沒多有實集際意返義,只能組作為尺下一柔步分火析的曬最粗品略的糠初始哨解成本薪分析型法實坑際只朝是一松個簡辜單的氣場站長選址肅成本殃比較用法,除了求具有狗上述愛費用斤計算堤的不懲足外,由于潔它必須賢先得罩到一升個待亭選站畝點集繩合,又面陣臨如岔何合碰理劃題分樞們紐所蓄在區(qū)冊域的臭客貨婚流通羽服務(wù)包區(qū),如何郊得到挑待選教站點博初始烘解等擁問題多元逆樞紐愚場站擴(kuò)布局遷的混炸合整嬌數(shù)線魄性規(guī)欲劃多元梢樞紐掀場站元布局致的混帳合整全數(shù)線遭性規(guī)務(wù)劃設(shè)在益一個炒供需雖平衡掌的系壇統(tǒng)中聯(lián)有m個發(fā)吸生點Ai(i＝1，2，3，…，m)，各凱點的勞發(fā)生出量為αi；有n個吸肚引點Bj(j聾=1，2，…，n)，各克點的冰需求戶量為bj；有q個可項能設(shè)莊置的慚備選閑場站據(jù)地址Dk(k字=1，2，3，…，q)。發(fā)算生點慌發(fā)生儉的交作通量鍬可以燙從設(shè)剃置的釀場站徹中轉(zhuǎn)像，也釘可以侍直接榆到達(dá)瀉吸引沒點。嫌假定彩各備僵選地悉址設(shè)飛置樞插紐場搬站的宮基建押投資朗、中伯轉(zhuǎn)費猾用和加運輸俯費率跪均為擠已知汽，以出總成沸本最歐低為燙目標(biāo)搭確定巨樞紐鞠場站洞布局其的最養(yǎng)佳方更案。多元璃樞紐卻場站強布局咳的混散合整米數(shù)線扎性規(guī)巨劃運輸倡規(guī)劃智模型目標(biāo)噴函數(shù)前布猾局模繡型與辨方法以的不幫足都是設(shè)從數(shù)驚學(xué)角弱度進(jìn)屋行分短析和喪建模亞的，放沒有拼區(qū)分失不同滿的交兄通方刃式。不能禁同時先計算權(quán)不同肌交通售方式綱的樞買紐布奸局。綜合景交通茂樞紐測規(guī)劃：從據(jù)綜合辣運輸喊系統(tǒng)旅的角財度，信最大倘限度宏地協(xié)燈調(diào)各完種交創(chuàng)通樞泡紐的縫場站擦布局蘆，使衡它們旱在整夠體最露優(yōu)的父目標(biāo)澡下有役機銜貿(mào)接。腸通過棚合理購的交臨通樞于紐場釀?wù)静佳昃?，口來引鏟導(dǎo)交理通需腳求者娛和運掃營者生的微岔觀行吃為，談使之引符合見綜合寄運輸郊系統(tǒng)脆社會弊效益徒最大掏化的篩宏觀造目標(biāo)起。布局員規(guī)劃貫優(yōu)化刊模型思路從尋訴找一考個與極其它暑交通銷方式事聯(lián)系飾最為屑密切﹑可調(diào)幫整余妨地較房誠大的抵基本隔交通寒方式蝴入手,通過箭優(yōu)化圍這一付基本朵交通觀方式兵的樞良紐布隔局,來帶糧動整債個綜叫合交果通樞犬紐是朵優(yōu)化約束公條件把鐵蛾路﹑水運﹑航空勢和管嫂道這諒幾種枝交通塌方式虹的樞原紐作梨為公胳路場房誠站布糞局的役約束縫條件,綜合口考慮艱交通探樞紐柴布局劣與交毅通運潤輸網(wǎng)抽規(guī)劃善的關(guān)澆系以軟及城予市對膽外交黃通網(wǎng)麻與城默市道樣路網(wǎng)唯的銜考接。方法用“欠交通東發(fā)生稍地—交通握場站?！焙土！敖徽Z通場魄站—目的魔地”聲的兩撕階段達(dá)來模偵擬人絹們對查綜合演交通折樞紐祖的使積用。蛇在優(yōu)其化過房誠程中址，使既公路弄站場線的布菊局最仔大限國度地悔保證熄交通由方式班的有賓機銜榴接，脹從而蕉提高做綜合掠交通嘩樞紐互的運賺轉(zhuǎn)效散率。具體診方法第一季階段須：在僑公路花交通賠樞紐常服務(wù)喝范圍腥內(nèi)分庸別從延其客曲貨發(fā)勇生源借出發(fā),根據(jù)邁用戶鏈平衡調(diào)原理,選擇金各自詞認(rèn)為殺最優(yōu)觀的路告徑,到達(dá)傾客貨館運場喊站——這個農(nóng)過程打是利久用城獨市交千通系叉統(tǒng)完急成的,它與關(guān)城市蓋內(nèi)部需的交歪通混弄合在忘一起,具備迷城市讓交通仰流的西相應(yīng)燥特性——采用穩(wěn)交通擾規(guī)劃改的四景個階晚段理戚論來抬分析茄各場頃站在勢樞紐抄內(nèi)部篩的分層布狀卡況和牢對路茂段走橡行時脾間﹑運輸寇成本稠的影腰響,從而圈初步拼確定筑樞紐鏡的數(shù)熄量和眾位置第二驗階段信：旅澡客或喪貨物的到達(dá)稍樞紐唇的有爛關(guān)場趣站后,由運良輸企牙業(yè)根腥據(jù)本洪企業(yè)質(zhì)的運績營管中理情縮慧況,按一柱定的嘩時間﹑路線緒和配剝載方易法,把它俗們運孟到目濱的地兩個左階段灘的連筑接點烘就是僵綜合潑交通他樞紐授的場鬧站一、縮慧第一她階段捕模型假設(shè)1：交日通需耐求者嗓對不臂同交販通方攝式場撓站的選擇逗，取壺決于割該次悠出行鹿的距憶離。假設(shè)2：每街個交珍通場枯站內(nèi)牢部的憐運營差管理頁已經(jīng)達(dá)到深最優(yōu)莖狀態(tài)謹(jǐn)。兩階情段模呀型第一攏階段丘：計啄算步蹤蝶驟步驟1:確定遍綜合屈交通飯樞紐復(fù)的服貿(mào)務(wù)范利圍：朝客貨霞流通甩區(qū)步驟2:以公尺路交部通樞玻紐為躺基準(zhǔn)爸，根蝕據(jù)土也地使活用特樂性劃夏分綜敏合交舍通樞盞紐內(nèi)注部的疼客貨蜻運交延通小滑區(qū)步驟3:確定盆交通幅路網(wǎng)確定搜規(guī)劃妨區(qū)的于現(xiàn)狀鞏客貨虜運交鉤通干茫道網(wǎng)在現(xiàn)削狀交碎通網(wǎng)逆的基哀礎(chǔ)上,根據(jù)升已有鑄的道今路建專設(shè)規(guī)澡劃,確定訪規(guī)劃扮年的佩客貨醋交通夠干道貧網(wǎng),作為夠交通湯流分暫配的笨基礎(chǔ)步驟4:公路坦交通宏樞紐史交通稈小區(qū)番的交撥通量黑發(fā)生﹑吸引沉預(yù)測步驟5:交通役分布近預(yù)測對公叮路網(wǎng)男中的猾機動仙車進(jìn)帥行現(xiàn)腔狀0D調(diào)查驢，分蠅別得零到規(guī)宅劃區(qū)介域的桃區(qū)域沉間全曉日或書高峰詳小時羊的機技動車幟出行0D距陣坑，客﹑貨運0D距陣鍬，并棕調(diào)查殘客流﹑不同銜貨種禍的主唇要流院向在現(xiàn)帶狀機篇動車0D距陣樹的基桌礎(chǔ)上昨，預(yù)紫測規(guī)心劃年腔份的亭區(qū)域楊機動泥車0D距陣步驟6:客貨診運交屋通量休分配把預(yù)餅測得鐘到的辦客運﹑貨運0D交通鄭量在努路網(wǎng)贏上進(jìn)縣行分早配，依得到栽每個梳路段虛上的扒客﹑貨運宮交通花流量步驟7:初步斷確定轟客貨誤運樞頭紐場纏站的夜備選松位置根據(jù)查交通襯分配誓結(jié)果勾，選覽擇那遮些連采接路紡線多﹑通過合交通違量大婆的節(jié)偉點作帶為第爐二階碌段公投路交們通樞培紐站壤場布奔局優(yōu)碑化的堵備選厘位置第二繭階段陡：計每算步魄驟步驟1:綜合迷交通處樞紐摘交通沈小區(qū)墾的運撇輸量統(tǒng)的發(fā)莊生﹑吸引平預(yù)測調(diào)查秒每個院客﹑貨運適交通蒸小區(qū)答的主殊要客遺貨源酬點的娘分布弓和現(xiàn)棵狀發(fā)溉生吸婚引強僅度,確定要小區(qū)逼的客輝貨運嫌輸量剪的發(fā)柔生量特和吸界引量,預(yù)測役未來告各交星通小尖區(qū)的扯客貨膏運發(fā)喪生量具和吸復(fù)引量不考跳慮區(qū)數(shù)域內(nèi)蘆部的蒸出行步驟2:確定撈運輸賣網(wǎng)絡(luò)運輸制網(wǎng)絡(luò)歡的邊高由各蛾發(fā)生酬點到獻(xiàn)轉(zhuǎn)運洪點的踩城市畢主干粗道和羊由轉(zhuǎn)墨運點太到吸筑引點眨的公仇路主慚干道拜組成1）轉(zhuǎn)啦運點:即交磁通樞豬紐,由第危一階肯段得幟到的液站場博備選船集合轎構(gòu)成,其流競?cè)肓坑扔谀鞒霈F(xiàn)量2）發(fā)滾生點:由規(guī)寧劃區(qū)侍域內(nèi)拖部的冷各小升區(qū)構(gòu)思成3）吸支引點:由規(guī)役劃區(qū)誦域外距的各辦大區(qū)嚼構(gòu)成步驟3:確定狐廣義境費用粘距陣調(diào)查轎綜合旦交通噸樞紐藍(lán)所在拍城市遍的客撓貨運壩輸市袖場，階綜合龜考慮識社會印定價背和實獸際運冤價，蠻確定茄一個掙合理究的客來貨運炒價格鑄函數(shù)把運諷輸價卵格與細(xì)走行小時間競價格粗加總棟，得峽到每蝦一條秒路徑遙上的銅廣義將費用循，作須為運樣轉(zhuǎn)模睜型優(yōu)蒙化計舉算的雨費用惱標(biāo)準(zhǔn)步驟4:客貨斷運樞島紐站因場理聾論位釀置和劫規(guī)模起的計乖算以運半輸成癢本最絮小化翅為目餡標(biāo),總發(fā)叉生量種不超殿過生搜產(chǎn)規(guī)百模﹑總吸盤引量奸不小替于需甩求規(guī)受模﹑總發(fā)賺生量嘴等于贈總吸剛引量靠為約縮慧束條雖件，秩利用旬運輸劇模型護(hù)的求撒解方房誠法，局從第窩一階街段得脖到的稀備選魚方案登中，刪選擇異合適掘的樞祥紐站儀點綜合僵交通億樞紐挽場站艙布局鄙規(guī)劃逆優(yōu)化乎模型注意蹤蝶問題1、一茶旦交能通網(wǎng)阿絡(luò)中堤出現(xiàn)構(gòu)了新痕的站給場,交通怠網(wǎng)絡(luò)玻的物添理結(jié)購構(gòu)和鐘交通猶流分疼布形阻態(tài)上霧就可披能發(fā)溝生新截的改內(nèi)變1）返鋼回第努一階閥段,重新招確定木增加攻了站拔場的僚交通品網(wǎng)絡(luò),再分獎配一潔次2）經(jīng)惹較前恰后兩哥次分錦配的窯路段根交通康流的離偏差,如果全滿足總一定溫的準(zhǔn)希則,則接廟受所鐘得的攏站場睛集合,否則黑再循韻環(huán)進(jìn)蠻行第雪一﹑二階輩段的評計算,直至仿前后者兩次朗交通攔量分段配結(jié)營果的口偏差悠滿足您要求2、綜塌合交葛通樞炊紐的傅規(guī)劃勵是一蚊個受氣多種乎因素葡影響布和約捐束的雙過程,上述欲的理鉛論計斧算結(jié)燙果是儉經(jīng)過頭多次司抽象叛后得從到的,不能獄完全棚代表漸實際性情況