（产业经济学专业论文）基于运输需求的公路选线经济评价.pdf

摘要 我国正处于公路交通的大建设、大发展时期，公路选线作为公路建设前期必须解决 的关键问题，已成为国内外公路科技工作者研究的重要内容。但在目前公路选线的理论 和实践中常存在“重技术、轻经济”现象，即使是经济评价往往也只是工程造价的比较。 而且当前的公路选线研究大多基于交通流理论，以“车”为本，侧重于公路建设对交通 需求的满足，将交通量作为公路选线的依据。 但事实上，交通形成的源头在于不同形式、不同品质、不同技术经济特征的运输需 求，公路建设也是通过最大限度满足运输需求这一基本环节与国民经济及社会发展联系 起来的。而交通流是交通基础设施布局的结果，与客观存在的运输需求存在一定的偏差。 因此针对现有公路选线理论和实践中存在的问题，本文提出从交通的源动力运输需 求角度对公路路线方案进行经济评价，从有利于运输的角度，把真正用户对运输的需求 全面、客观、系统地反映到公路路线方案的比选中。 为此，本文用运输经济学、福利经济学、交通运输规划理论、统计学等理论为科学 依据和指导，从公路选线的基本理论，运输需求的概念及其基本特性分析入手，根据运 输需求在主体利益驱使下完成位移这一客观理论，以人为本，将“最大限度满足运输需 求作为研究的根本原则，采用定量和定性相结合的方法分别从运输充分性和运输用户 经济性两方面对公路路线方案进行评价，以期为路线方案比选提供一个辅助参考模型， 提高公路选线的经济性和科学性。 本文的研究无论是从理论上，还是实践指导上，都具有一定的学术价值和应用价值。 关键词：运输需求、公路选线、运输充分性、运输用户经济性、路线方案评价、 节点重要度 a b s t r a c t u n d e rt h eg r o u n do fl a r g e s c a l ec o n s t r u c t i o na n dd e v e l o p m e n ti nh i g h w a yt r a f f i ci no u r c o u n t r y , t h eh i g h w a yr o u t es e l e c t i o na sac r i t i c a li s s u et h a tm u s tb ea d d r e s s e dp r e h i g h w a y c o n s t r u c t i o n ，h a sb e c o m ea ni m p o r t a n to b j e c to fs t u d yi nh i g h w a yr e s e a r c he i t h e ra th o m eo r a b r o a d b u ti nt h ec u r r e n tt h e o r ya n dp r a c t i c eo fh i g h w a yr o u t es e l e c t i o no f t e n “t e c h n i q u e sa r e h e l di ne s t e e ma n dt h ee c o n o m ya r em a d el i g h to f ，a n de v e nt h ee c o n o m i ce v a l u a t i o na r e o f t e no n l yc o s tc o m p a r i s o n w h a t sm o r et h ec u r r e n th i g h w a yr o u t es e l e c t i o ns t u d i e sa r e m o s t l yb a s e do nt r a f f i cf l o wt h e o r y ；t a k i n gv e h i c l e sa se s s e n t i a l s ；f o c u s i n go nt h es a t i s f a c t i o n o fh i g h w a yc o n s t r u c t i o nt ot h et r a f f i cd e m a n d ；t a k i n gt h ev o l u m eo ft r a f f i ca st h eb a s i so f h i g h w a ya l i g n m e n t b u ti nf a c t ，t h es o u r c eo ft r a f f i ci st h et r a n s p o r t a t i o nd e m a n do ft h ed i f f e r e n tf o r m s ， q u a l i t i e s ，t e c h n i c a la n de c o n o m i cc h a r a c t e r i s t i c s ；t h eh i g h w a yc o n t r i b u t i o na l s or e l a t e st ot h e n a t i o n a le c o n o m i ca n ds o c i a ld e v e l o p m e n tw i t ht h ef u n d a m e n t a ll i n ko fs a t i s f y i n gt h e t r a n s p o r t a t i o nd e m a n dt ot h eh i g h e s te x t e n t w h i l et h et r a f f i cf l o ww h i c hi st h er e s u l to f t r a n s p o r t a t i o nf a c i l i t i e s ，o b v i o u s l yd e v i a t e sf r o mt h eo b j e c t i v et r a n s p o r t a t i o nd e m a n d i n a c c o r d a n c ew i t ht h ee x i s t e n tp r o b l e m si nh i g h w a yr o u t es e l e c t i o nt h e o r ya n dp r a c t i c e ，t h i s a r t i c l el o d g e st h ee c o n o m i ce v a l u a t i o no fr o u t eo p t i o n si nt e r m so ft r a n s p o r td e m a n d ，t h e i n h e r e n tp o w e ro ft r a f f i c r e f l e c tt h et r a n s p o r t a t i o nd e m a n do fr e a lu s e r st ot h er o u t ea p p r a i s a l i nac o m p r e h e n s i v e ，o b j e c t i v e ，s y s t e m a t i c m a n n e r , v i e w i n g t ob ef a v o r a b l ef o r t h e t r a n s p o r t a t i o n t h e r e f o r e ，t h i sa r t i c l et a k e sas c i e n t i f i cf o u n d a t i o na n dg u i d a n c eo ft h et r a n s p o r t a t i o n e c o n o m i c s ，w e l f a r ee c o n o m i c s ，s t a t i s t i c sa n dt 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 ，s t a r t st h e r e s e a r c hf r o ma n a l y z i n gt h ep r i n c i p l et h e o r yo fh i g h w a yr o u t es e l e c t i o n ，t h ec o n c e p ta n dt h e b a s i cc h a r a c t e r i s t i c so ft r a n s p o r t a t i o nd e m a n d ，a c c o r d i n gt ot h eo b j e c t i v et h e o r yt h a tt h e t r a n s p o r t a t i o n d e m a n di sd r i v e n b y t h em a i nb e n e f i t st oc o m p l e t e d i s p l a c e m e n t ， p e o p l e - o r i e n t e d ，t a k e s “s a t i s f yt h et r a n s p o r t a t i o nd e m a n dt ot h eh i g h e s te x t e n t a st h e f u n d a m e n t a lp r i n c i p l eo fr e s e a r c h ，c o m b i n i n gq u a n t i t a t i v ea n dq u a l i t a t i v em e t h o dt oe v a l u a t e t h eh i g h w a yr o u t eo p t i o n si nt e r m so ft h et r a n s p o r t a t i o na d e q u a c ya n dt r a n s p o r t a t i o nu s e r s e c o n o m i c ss e p a r a t e l y , a i m st op r o v i d eas u p p l e m e n t a r yr e f e r e n c em o d e lf o rr o u t ea p p r a i s a l ， t h e r e b ye n h a n c i n g t h er e l i a b l ea n ds c i e n t i f i co fh i g h w a ya l i g n m e n t f r o mt h et h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a la n g l e s ，t h er e s e a r c hi nt h i sa r t i c l eh a sc e r t a i na c a d e m i c a n dp r a c t i c a lv a l u e k e yw o r d s ：t r a n s p o r t a t i o nd e m a n d ；h i g h w a yr o u t es e l e c t i o n ；t r a n s p o r t a t i o n a d e q u a c y ；t r a n s p o r t a t i o nu s e r se c o n o m i c s ；r o u t ea p p r a i s a l ；n o d ei m p o r t a n td e g r e e 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：蕊曰嵌川年，月易日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：羲留嚷 叫年s 月口ae t 导师签名：年月目 长安大学硕士学位论文 第一章绪论 本章围绕论文选题背景、研究目的以及国内外公路选线研究状况，指出论文重点探 讨和解决的问题。论文在总结分析国内外主题研究成果的基础上，指出现有研究中存在 的主要问题，从而为下一步的研究提供方向指引。 1 1 研究背景 交通运输是国民经济的动脉，是现代社会赖以运行的基本条件，特别是公路运输， 因其分布面广，客货运输量大等特点，其影响几乎涉及到经济和社会的各个领域。改革 开放以来，我国的公路运输事业经历了一次前所未有的发展机遇，取得了举世瞩目的辉 煌成就，到2 0 0 8 年年底，全国公路总里程达3 6 8 万公里，其中，高速公路总里程达6 0 3 万公里，农村公路总里程达3 2 1 万公里1 。而且目前我国公路交通仍处在大建设、大发 展时期，特别是去年下半年以来，受国际金融危机快速蔓延和世界经济明显减速的影响， 我国经济发展受到严峻挑战，为保持经济平稳较快增长，中央做出进一步扩大内需的决 策部署，把加快交通基础设施建设作为扩大内需的重要举措，公路交通基础设施建设又 迎来了加快发展的机遇。显然“加快”绝不仅仅是要强调发展速度，更是要按照科学发 展观的要求，实现发展质量和发展速度的有机结合和和谐统一。 众所周知，公路建设周期长、投资大、波及范围广，是关系国计民生的基本建设。 公路选线是公路建设前期需要解决的关键问题，一旦路线方案拟定就成为后续研究工作 的依据，路线方案是否合理，不但直接关系到公路本身的工程投资和运输效率，更重要 的是影响到路线在公路网中是否起到应有的作用，即是否满足国家政治、经济和国防的 要求和长远利益。因此如何科学高效地进行公路路线方案的规划和比选，已经成为当前 公路建设中的突出问题。 在公路路线方案比选时，应把拟建项目置于整个研究区域内，综合考虑各方面因素， 主要研究路线起终点的选择、中间关键控制点的分析等，使得最终所选路线能很好地满 足经济、社会、环境等既定目标。近些年我国公路科技工作者在总结过去公路建设经验 1 冯正霖副部长在中国公路建设行业协会第二届理事会第二次会员代表大会上的讲话深入学习实践科学发展观，为 加快公路建设做出新贡献 e b o l 】h t t p ：w w w m o c g o v c n z h u z h a n b u z h a n g w a n g y e f e n g z h e n g l i n z h o n g y a o j i a n g h u a 2 0 0 9 0 3 t 2 0 0 9 0 3 0 9 5 6 4 0 2 6 h t m l 第一章绪论 的基础上，对选线的理论和方法，进行了一系列卓有成效的研究。但实际中仍难以保证 理想目标的实现，主要由于现行的选线程序和实际做法存在以下几个方面问题： 其一，选定路线侧重于直观线形的比较，基本是以定性为主，凭借定线人的主观与 经验判断线形的好坏，这就难免存在主观偏见的影响，难以保证最优方案选择的正确性； 其二，在方案比选过程中经常存在“重技术、轻经济”的现象，虽然在选线原则中 提出了技术经济分析，但在实践中总是偏重于工程技术可行，而忽视经济合理，而这就 很难保证路线方案决策的经济性和科学性； 其三，路线方案评价的基础数据主要是基于交通流理论由。一d 调查获得的“交通 量”，规划人员再利用交通量数据与社会经济的关系，预测规划年的交通量，这一理论 与方法体系有其科学性的一面，但由于交通流由车流量构成，属于道路导向流，是交通 基础设施布局的结果，因此交通量只是基于现实交通网络实现的交通运输需求，不足以 全面反映社会经济、产业结构与交通运输之间的内在联系，按这样的预测结果来配置交 通运输系统，显然与实际需求不适应。 事实上，交通量形成的源头在于不同形式、不同品质、不同技术经济特征的运输需 求；公路建设也是通过最大限度的满足运输需求这一基本环节与国民经济及社会发展联 系起来的。所谓“最大限度的满足运输需求 ，首先必须是技术上可实现，这是满足运 输需求的必要条件；其次在经济上或效用上尽可能的满足需求主体的期望，即位移主体 所得到的满足足以弥补其为实现位移所付出的代价，如时间、运价、精力、心理承受能 力、风险因素等等，这是最大限度满足运输需求的充分条件。其核心思想是以运输需求 为驱动力来配置运输供给系统，这就要求从运输需求发生的主体入手，了解其与运输需 求的本质联系，进而掌握运输需求的特征，进行运输供给系统的优化配置。 在上述背景下，作为公路建设的基础工作，本文以“有利于社会和经济发展”、“以 人为本”、“可持续发展”原则为指导，基于运输需求，以最大限度满足运输需求作为研 究与分析的基本原则，在把握运输需求相关理论的前提下，提出基于运输需求的公路选 线经济评价，着重研究基于运输需求的充分性和经济性的定性定量分析。 1 2 相关研究综述 公路选线设计方案比选是一个复杂的多准则多目标的决策问题，既包括工程量、工 程造价、建成后运营费等定量指标的测算，又有施工环境、社会政治经济意义等定性指 标的衡量。为了使公路建设与运输需求相均衡并可持续发展，国内外经济分析人员和交 2 长安大学硕士学位论文 通规划人员对公路选线的理论及方法进行了大量的研究、实践和探索，现将国内、国外 的相关文献进行综述。 1 2 1 国外主题相关的研究 国外公路选线方面的研究，开始于2 0 世纪7 0 年代，最初只是以优化平面或纵断面 线形为目标的研究，而现阶段则以同时优化平纵面线形为目标的研究，大多研究文献是 以线形优化为关键语出现的。 j o n g 等2 提出了在给定的起讫点之间优化公路平面线形的方法，把包括土地占用费、 工程建设费和运营后用户车辆运行费在内的总费用值作为目标函数，结合地理信息系统 和遗传算法建立模型。该模型能够优化公路的平面线形，即使在非常不规则的地形中也 能满足设计中圆曲线最小半径的限制要求而且使线形光滑。后来j o n g 等3 又开发t e u 用 遗传算法实现同时优化平纵横断面线形的改进模型。 j h a 等4 以地理信息系统为平台，开发了一个基于路线设计标准的决策支持系统，以 新建公路的土地占用费、土石方工程费、基本建设费等总费用为适应度函数，研究遗传 算法在优化公路线形时的应用。该系统分别建立了基于长度和干涉面积的评价函数，对 进化过程中的每个方案进行评价，选择费用合理并与最优线性显著差异的路线方案组成 可供决策的方案集。2 0 0 4 年j h a 等5 开发了公路线形优化模型。该模型主要从构成、分 类和计算方法角度分析了作为适应度函数的路线方案费用。将公路方案总费用分为供给 者费用、使用者费用和惩罚费用。其中供给者费用( s u p p l i e rc o s t ) 主要包括占地费、土方 工程费、基本建设费；使用者费用( u s e rc o s t ) 主要包括运营后车辆在途时间消耗产生的运 输用户费用、车辆运营产生的正常消耗以及由于交通事故造成的损失；惩罚费用( p e n a l t y c o s t ) 主要是由于设计不符合规范标准的路线方案而产生的惩罚费用。后来j h a 等6 在上述 以费用为适应度函数的公路线形优化模型基础上，研究了可达性、土地利用、亲近性的 变化对于公路线形的影响，并引入三个因素的量化公式，证实它们的重要性。 k i m 等7 在j h a 所提出的公路优化模型基础上，引入阶梯式的遗传算法，提高了求解 2j o n g ，j - c ，j h a , m k s c h o n f e l d ，p _ p r e l i m i n a r yh i g h w a yd e s i g nw i t hg e n e t i ca l g o r i t h m sa n dg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o n ；y s t e m j c o m p u t e r - a i d e dc i v i la n di n f r a s t r u c t u r ee n g i n e e r i n g ，2 0 0 0 ，1 5 ( 4 ) ：2 6 1 2 7 1 3 j o n g , j - c ，s c h o n f e l d ，p a ne v o l u t i o n a r ym o d e lf o rs i m u l t a n e o u s l yo p t i m i z i n gt h r e e - d i m e n s i o n a lh i g h w a ya l i g n m e n t s j t r a n s p o r t a t i o nr e s e a r c h p a r tb ，2 0 0 3 ，3 7 ( 2 ) ：1 0 7 1 2 8 4j h a , m k ，c r i t e r i a b a s e dd e c i s i o ns u p p o r ts y s t e mf o r s e l e c t i n gh i g h w a ya l i g n m e n t s j j o u r n a lo f t r a n s p o r t a t i o n e n g i n e e r i n g 2 0 0 3 ，12 9 ( 1 ) ：3 3 - 4 1 3 j h a , m k s c h o n f e l d , p ah i g h w a ya l i g n m e n to p t i m i z a t i o nm o d e lu s i n gg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m s j t ，r a n s p o r t a t i o nr e s e a r c h p a r t & 2 0 0 4 ，3 8 ( 6 ) ：4 5 5 - 4 8 1 。j h a , m k k i n le h i g h w a yr o u t eo p t i m i z a t i o nb a s e d0 1 1a c c e s s i b i l i t y , p r o x i m i t y , a n dl a n d - u s ec h a n g e s j j o u r n a lo f t ，r a n s p o r t a t i o ne n g i n e e r i n g 2 0 0 6 ，l3 2 ( 5 ) ：4 3 5 - - 4 3 9 k i m , e ，j h a m ks o n b i m p r o v i n gt h ec o m p u t a t i o n a le t t i c i e n c yo fh i g h w a ya l i g n m e n to p t i m i z a t i o nm o d e l st h r o u g ha 3 第一章绪论 优化模型的计算效率。该算法先利用j h a 等人的优化模型，对小数值的控制变量进行一 次求解，对求解结果按一定的原则选定阶段分界点，将研究的区域划分为若干个不同水 平的子区域，然后再分阶段的进行线形优化。 另外，l i 8 开发了在地理信息系统平台上的公路设计一致性的评价方法。k a l a m a r a s 等9 开发了多标准多目标的公路线形选择方法。l e e 等1 0 介绍了在优化公路纵断面坡度时 如何使费用最小并保证交通流速度，g o k t e p e 等1 1 介绍了在公路设计时如何计算土石方 工程费用。 1 2 2 国内主题相关的研究 国内公路选线相关的研究，开始于2 0 世纪9 0 年代，最初，杨仲谋1 2 的山区公路选 线，高建平1 3 的基于三角网数模的山区公路选线研究，余江等1 4 的优化公路选线分析， 吴华金1 5 的高原山区高速公路勘察设计理念与路线方案选择方法研究，赵康1 6 的基于环 境影响的公路路线方案优选，邹亚宏等1 7 的高等级公路路线方案优选与论证王，军刚等1 8 的公路选线方法等文献，从不同角度介绍了公路选线实践中的传统方法。 在进行公路设计方案比选时，多种系统评价方法被广泛应用于多个方案的评判和排 序。如陈红等1 9 的公路网规划方案综合评价方法及应用，谢益林2 0 的公路路线方案优选 中的多目标决策，裴玉龙等2 1 的路线方案比选的a h p 方法等文献采用层次分析法从公路 造价、建成后社会经济效益、环境保护、公路线形等角度进行路线方案的比选；李建国 等2 2 的用价值工程理论评价道路设计方案，陈永新等2 3 的价值工程在道路设计方案中的 s t e p w i s eg e n e t i ca l g o r i t h m sa p p r o a c h j t r a n s p o r t a t i o nr e s e a r c h p a r tb ，2 0 0 5 ，3 9 ( 4 ) ：3 3 9 - 3 6 0 8 l i ，y f - t h r e e - d i m e n s i o n a lg i s - b a s e da p p r o a c hf o rh i g h w a yd e s i g nc o n s i s t e n c ye v a l u a t i o n d ：( m a s t e rd i s s e r t a t i o n ) t o r o n t o ：r y e r s o nu n i v e r s i t y , 2 0 0 3 9 k a l a m a r a s c t s ，b r i n o ，l ，c a r r i e d 。g a p p l i c a t i o no f m u l t i e d t e r i aa n a l y s i st os e l e c tt h eb e s th i g h w a ya l i g n m e n j t t u n n e l l i n ga n du n d e r g r o u n ds p a c et e c h n o l o g y 2 0 0 0 ，15 ( 4 ) ：4l5 - 4 2 0 ”l e e ，y ，c h e n g ，j - f o p t i m i z i n gh i g h w a yg r a d e st om i n i m i z ec o s ta n dm a i n t a i nt r a f f i cs p e e d j j o u r n a lo f t r a n s p o r t a t i o n e n g i n e e r i n g 2 0 01 ，12 7 ( 4 ) ；3 0 3 - 3l0 “g o k t e p e a b l a y , a h m e t h o df o rb a l a n c i n gc u t i i l la n dm i n i m i z i n gt h ea m o u n to f e a r t h w o r ki n 廿1 eg e o m e t r i cd e s i g n o f h i g h w r a y s j j o u r n a lo f t r a n s p o r t a t i o ne n g i n e e r i n g , 2 0 0 3 ，1 2 9 ( 5 ) ；5 6 4 5 7 1 1 2 杨仲谋山区公路选线【j 】中南公路工程1 9 9 4 ，7 1 ( 4 ) ：1 - 1 0 高建平基于三角网数模的山区公路选线研究【j 】重庆交通学院学报，2 0 0 2 ，2 1 ( 2 ) ：4 2 - “ h 余江，罗朗奎，龙炳清优化公路选线分析【j 】四川i 师范大学学报，2 0 0 0 ，2 3 ( 5 ) ：5 1 5 - 5 1 7 1 5 吴华金山区高速公路路线走廊带的选择与研究叨公路2 0 0 3 ，( 5 ) ：4 5 5 1 1 6 赵康基于环境影响的公路路线方案优选川森林工程，2 0 0 3 ，1 9 ( 2 0 ) ：3 ，2 1 2 2 1 7 邹亚宏，廖晓瑾，黄秋星高等级公路路线方案优选与论证【j 】中外公路2 0 0 3 ，( 6 ) ：6 9 7 2 埽王车刚，吴培林公路选线研究方法与实践【j 】东北公路，1 9 9 6 ，4 6 - 4 8 ，7 7 1 9 陈红，颜英秋，周伟公路网规划方案综合评价方法及应用【j 】系统工程理论与实践1 9 9 6 ，( 6 ) ：1 0 7 1 1 6 2 0 谢益林公路路线方法比选中的多目标决策【j 】森林工程2 0 0 0 ，( 4 ) ：2 6 2 8 2 1 裴玉龙，刘广萍路线方案比选的a h p 方法东北公路2 0 0 1 ，( 4 ) ：1 9 2 1 2 2 李建国，黄华用价值工程理论评价道路设计方案【j 】市政技术2 0 0 3 ，( 3 ) ：2 4 8 2 5 0 玎陈永新，曾磊价值工程在道路设计方案中的应用【j 】公路与汽车2 0 0 4 ，( 1 ) ：5 9 - 6 1 4 长安大学硕士学位论文 应用，李洁等2 4 的改进的价值工程方法在高速公路设计方案优选中的应用等则从价值工 程的基本原理和工作方法出发，提出合理控制工程造价，提高工程价值的优化设计思路； 而陈继光等人2 5 则用灰色局势决策方法从交通影响、环境保护、社会经济影响、土地使 用和建设成本等方面进行方案评价；金书滨等人2 6 则通过对比分析通过对比研究层次分 析法( a h p 法) 、灰色关联系数法、模糊综合评判法等三种系统决策方法的原理及适用条 件，提出一种组合评价方法，实现对交通项目的能力适应性、投资合理性、运行指标和 线形指标的综合评价。 随着网络信息技术的发展，数字空间信息及g i s 系统为公路路线优化研究提供了一 个新的平台，出现了大量基于g i s 系统的研究。比如有孔金玲的基于g i s 技术的公路综 合选线方法；孙建国等的基于g i s 的道路选线方法及趋势；赵尘的基于g i s 的道路选线 辅助系统，按公路路线设计规范要求在g i s 平台上实现了公路的平、纵、横断面线形的 详细设计；李智强的浅析3 s 技术在公路选线中的应用，分别介绍了r s 、g i s 、g p s 技 术在公路选线中的应用原理和过程；张莉的基于g i s 的选线系统开发方法研究，研究了 “基于g i s 平台的选线系统”的开发原理与方法，并建立了基于g i s 的选线系统应用分 析模型；陈易等的g i s 在公路路线设计中的应用；王瑁珂基于g i s 的公路辅助设计技术 研究等。 另外，在公路选线经济评价方面主要有有张凤毛2 7 的公路选线过程中的经济评价， 从项目的建设、分期修建和养护费用，使用者的直接效益进行“成本一效益 分析；陈 艳艳2 8 的基于地理信息系统及遗传算法的道路规划，将地理信息系统与遗传算法相结合， 利用遗传算法自动搜索新建路线方案，再进行公路选线决策。在方案比选中，把与路线 长度、路线位置、公路使用者相关的总费用作为遗传算法的适应度函数。 1 2 3 已有研究述评 国内外研究中的公路线形优化问题和公路选线问题，实际上都是指：综合考虑众多 因素的前提下，在给定的起点和终点之间，寻找一条费用最小，技术上可行的公路中心 线位。但由于考虑的比较因素之间相互影响，互相制约，因此公路选线研究的焦点就成 了将公路选线时需要考虑的各因素抽象为建模时的目标函数和约束条件，考虑如何进行 2 4 李洁，李远富改进的价值工程方法在高速公路设计方案优选中的应用【a 】2 0 0 6 年中国交通土建工程学术论文 集2 0 0 6 1 0 0 6 1 0 1 0 2 5 陈继光，吕学昌乔祥俊路线设计方案的灰色局势决策评估m 公路交通科技1 9 9 9 ( 1 ) ：1 7 1 9 2 6 金书滨，潘海三种系统评价方法在交通项目综合评价中的对比研究【j 】重庆交通学院学报1 9 9 8 ( 2 ) ：6 4 7 0 2 7 张风毛公路选线过程中的经济评价【j 】山东工业大学学报1 9 9 7 ( 3 ) ，2 8 2 2 8 5 嚣陈艳艳。宋健民基于地理信息系统及遗传算法的道路规划川计算机工程与应用，2 0 0 2 ，( 3 ) ：2 1 ，2 2 ，5 9 5 第一章绪论 数学优化的问题。综观以上主要文献和其他文献发现，国内外学者对公路选线方案的建 模求解问题上取得了一系列著有成效的研究成果，为公路选线提供了重要的理论和方法 参考。然而就方案比选的研究因素而言，还存在一些局限性： ( 1 ) 对方案的费用经济评价，多从财务角度比较工程造价，把公路建设的占地费 用、基本建设费用、运营后的维修养护费用等作为研究和评价的对象，侧重于从供给方 的角度出发研究项目成本，而对公路项目的真正使用者的费用仅简单的分析通行费用， 而忽略了运输用户作为理性人的消费者剩余要求，要在主体利益驱使下完成位移需求这 一客观理论，缺乏对运输用户经济成本的分析。 ( 2 ) 对方案的效益评价则是从宏观上透过交通量和周转量分析公路建设降低运营 成本的效益、旅客在途时间节约效益、拟建项目减少交通事故的效益和减少拥挤的效益 等国民经济评价，侧重于公路建设对交通流的满足和效益分析；忽略了微观层面，交通 产生的源动力“运输需求”的客观性和层次性及对运输的品质需求； ( 3 ) 涉及公路建设对运输的影响，只是从宏观上定性分析项目对运输业及路网的 影响，缺乏从微观上对运输需求实现的充分性研究和降低运输用户经济成本的经济性研 究。 基于此，本文从运输需求相关理论入手，以最大限度满足运输需求作为研究与分析 的基本原则，提出基于运输需求的公路选线经济评价。 1 3 研究目的及意义 公路选线是在包括时间在内的四维空间内连接曲线，因此涉及众多因素。本文旨在 通过对运输需求含义和特性的重新认识和界定，从有利于运输的角度对公路路线方案进 行评价，把真正用户对运输的需求全面、客观、系统地反映到公路选线方案的决策中。 基于最大限度满足运输需求的基本原则，围绕如何既考虑到运输需求节点的特殊性，又 保证公路选线的技术规范，实现运输用户的经济性展开研究，并建立相应的评价分析的 基本理论和方法。 公路建设对人类社会及经济活动的各个方面均产生深刻的影响，而且耗资巨大。因 此公路建设必须进行深入广泛的前期规划工作，科学确定其发展目标，优化其近、远期 方案，合理进行资源配置。公路选线作为公路建设前期需要解决的关键问题，己成为公 路科技工作者一直研究的重要课题，本文从有利于运输角度对公路选线进行经济评价的 主要研究意义在于： 6 长安大学硕士学位论文 ( 1 ) 将运输需求全面、系统、客观地反映到公路选线规划决策中 本文研究的区域运输需求，是在对各产业部门、个体的调查基础上获得的，不仅包 括已经实现的运输需求，即统计的运输量，还包括潜在运输需求，即目前供给水平下尚 未得到满足的运输需求。从交通的基本发生源着手，使公路选线能更好地满足运输需求， 更多地从社会经济效益角度来规划，使得公路建设更具科学性。基于运输需求的公路选 线经济评价，以“运输”这一基本环节把道路基础设施的规划建设与国民经济及社会发 展联系起来，无论从理论与方法本身上看还是从应用层面上看，都具有重要的研究价值。 ( 2 ) 完善了公路选线的理论与方法体系 作为一个不同于传统公路选线的基础性方法的研究，为以后系统研究公路选线理论 和方法做铺垫。基于运输需求的公路选线经济评价作为公路选线理论的重要步骤和组成 部分，不但可以丰富现有理论，而且对于提高公路选线的可靠性和科学性也能起到一定 的作用。 ( 3 ) 使运输系统配置更加合理 路线方案的拟定是后续研究工作的依据，道路一旦竣工，周边的环境和建筑随之改 变，要想恢复或者重新安排线路相当困难，甚至是不可能的，因而有必要从运输需求角 度对公路路线进行合理规划和设计，提高公路的使用效率，有效发挥道路运输系统的整 体性能。 ( 4 ) 合理的投放和使用公路建设资金 公路建设投资巨大，尤其是高等级公路，因此在公路选线时必须考虑如何合理有效 的利用资金，使其能够在满足运输需求的前提下取得最佳的经济效益。搞好公路选线工 作，对合理利用有限的资金，减少盲目投资所造成的经济损失具有极其重要的意义。 本文从有利于运输的角度出发，根据运输需求在主体利益驱使下完成位移这一客观 理论，进行与公路选线有关的运输需求充分性分析和运输用户经济性分析，并在此基础 上研究公路主要控制点的配置，为公路选线方案比选提供一个辅助参考模型。本文的研 究无论是从理论上，还是实践指导上，都具有重要的学术价值和应用价值。 1 4 研究思路及内容 本文主要进行理论层面上的探讨研究，论文以公路选线、运输经济学等相关学科理 论为起点，针对运输需求特征，设计公路选线评价的研究方法，最后回归到经济评价的 实践应用。写作思路上，本论文从运输需求和公路选线的相关理论开始，然后根据运输 7 第一章绪论 需求的定量分析，进行公路选线的运输充分性评价；根据运输需求的品质要求，进行公 路选线的运输经济性评价；最后进入公路选线经济评价的实际应用。 根据研究目的与思路，本文的研究主要包括六个部分： 第一章，绪论。这一部分是本文的基础，也是本文展开的逻辑起点。围绕论文选题 背景、研究目的以及国内外公路选线的研究状况，指出论文重点探讨和解决的问题。论 文在总结分析国内外公路选线研究成果的基础上，指出公路选线经济评价中存在的主要 问题，从而为论文进一步研究提供方向指引。 第二章，概念界定及相关理论分析。这一部分是论文核一1 5 、 研究内容的铺垫。要从运 输需求角度对公路选线经济评价进行深入分析，首先要对公路选线的概念、原则和步骤 有深刻的认识，同时要对运输需求的概念和特性有深入了解。 第三章，基于运输充分性的公路选线经济评价。本文以最大限度满足运输需求作为 研究和分析的基本原则，本章在分析运输充分性的内涵和意义的基础上，提出包括潜在 运输需求在内的运输需求量的测算方法，同时引进可达性系数的概念，分析路线方案的 可实现运输需求量，从技术可实现角度对路线方案的运输充分性进行评价。 第四章，基于运输经济性的公路选线经济评价。本章从运输系统所处的环境入手提 出运输用户经济成本研究的必要性，并根据运输需求的品质要求界定运输用户经济成本 的内涵；然后通过对旅客运输和货物运输用户经济成本的分别计量，归结出运输用户经 济成本的关键影响因素是时间价值，最后以运输需求的周转量实现对路线方案的运输经 济性评价，提出路线方向的确定方法。 第五章，基于运输需求的公路选线经济评价应用。本章在以上章节研究分析的基础 上提出公路选线经济评价模型的目标性因素和约束性因素，并把研究结果通过路线关键 控制点的选取应用于实践。 第六部分，总结与展望。对全文的研究及获得的重要结论进行了客观、全面地回顾， 指出将来深入研究的问题和研究领域。 根据论文既定研究目的，论文内容架构安排见图1 1 。 8 长安大学硕上学位论文 绪论 研究背景、研究综述、研究目的及意义、研究思路及内容 概念界定和相关理论 公路选线的相关理论、运输需求概述 基于运输需求的公路选线经济评价 基于运输充分性的公路选线经济评价)( 基于运输经济性的公路选线经济评价 运输充分性的内涵及意义 项目影响区的划分) ( 运输需求量的测算 可现实运输需求分析 基于运输充分性的路线方案评价 1 5 研究方法 运输用户经济成本研究的必要性 运输用户经济成本的定性分析 运输用户经济成本的定量分析 基于运输经济性的路线方案评价 基于运输需求的公路选线经济评价模型分析 目标要素分析、约束要素分析 基于运输需求的公路选线经济评价模型应用 控制点的数量确定、控制点的选取 图卜1 论文内容框架 本文主要用运输经济学、西方经济学、福利经济学、交通运输规划理论、统计学等 学科和理论为科学依据和指导，采用宏观分析与微观分析、定性分析与定量分析、综合 分析与比较分析、规范分析与实证分析相结合的方法，将理论与实际相结合，以实质重 于形式为原则，通过对运输需求的概念进行重新认识，采用定量和定性相结合的方法从 最大限度满足运输需求的角度实现对公路选线的经济评价。 9 第二章概念界定及相关理论 第二章概念界定及相关理论分析 基于运输需求的公路选线经济评价，是从运输需求的实现程度及其用户经济性角度 对公路路线方案的分析和评价，因此离不开与之相关的理论基础公路选线理论、运 输需求理论。为了更为准确的把握运输需求的主导思想，本章在现有理论的基础上，对 运输需求加以重新界定和深入分析，为后续章节研究奠定理论基础和推导依据。 2 1 公路选线理论分析 2 1 1 公路选线的概念 现有理论对公路选线的概念主要有以下几种表述： ( 1 ) 设计规范2 9 ：公路设计应根据公路的功能、使用任务及其在路网中的作用，并 考虑铁路、水路、航空、管道等运输方式，同城镇、农田规划的关系，合理确定公路等 级和路线走向、走廊带。路线方案应在所选定走廊带与主要控制点的基础上，进行布局 和总体设计，合理运用技术指标，对可行的路线方案进行比选，以确定设计方案。 ( 2 ) 王俊刚、吴培林3 0 ：公路选线是在路线起、终点间的大地表面上，根据计划任 务书所规定的使用任务和性质，结合当地的自然条件，经过研究比较，选定公路中线位 置，然后进行测量和设计的过程。 ( 3