hf 交通港枢(第2章)

1、Made by hf All rights Reserved 第第2章章General Planning & layout of Transportation Hub 黄 芳 胡永举Transportation Terminals （ch2)2-2Ch2 Contentsn布局规划概述n交通枢纽布局规划的影响因素n辐射范围n区域社会经济发展水平n城市规划n城市交通运输网络规划n自然地理条件n布局规划方法和优化模型n 辐射范围辐射范围n 区域社会经济发展水平区域社会经济发展水平n 城市规划城市规划n 城市交通运输网络规划城市交通运输网络规划n 自然地理条件自然地理条件一、概述一、概述枢纽总体布局

2、规划的作用：是：是优化运输结优化运输结构、发挥综合运输港站优势、合理布置运输构、发挥综合运输港站优势、合理布置运输线路、做到运力分配合理化线路、做到运力分配合理化的关键的关键Transportation Terminals （ch2)2-3一、概述一、概述交通枢纽布局规划n定义定义：在一定的区域范围内，结合国民经济、社在一定的区域范围内，结合国民经济、社会发展长远计划和区域的自然条件、交通运输条会发展长远计划和区域的自然条件、交通运输条件，件，对枢纽的建设规模、数量和功能定位、层次对枢纽的建设规模、数量和功能定位、层次划分等进行全面的发展规划划分等进行全面的发展规划，并对各枢纽站场进，并对各枢

3、纽站场进行合理空间布局，使其满足社会经济发展及运输行合理空间布局，使其满足社会经济发展及运输服务效能的需要，并与运输网络协调发展，以提服务效能的需要，并与运输网络协调发展，以提高运输效率、降低运输成本。高运输效率、降低运输成本。Transportation Terminals （ch2)2-4Transportation Terminals （ch2)2-5一、概述一、概述交通枢纽规划的主要内容 交通枢纽规划是在区域社会经济发展规划、城镇体系规划、城市总体规划、土地利用规划等等上上级规划的基础上进行的专门级规划的基础上进行的专门规划规划p内容主要包括：内容主要包括：多个港站或枢纽的总体布局规多

4、个港站或枢纽的总体布局规划划和单个港站或枢纽的规划设计单个港站或枢纽的规划设计两部分两部分Transportation Terminals （ch2)1-6一、概述一、概述多个交通枢纽的总体布局规划属于长期发展规属于长期发展规划，对交通枢纽的建设、运营和管理起宏观指导作用划，对交通枢纽的建设、运营和管理起宏观指导作用包括三个层次： 分析规划区域的各种交通方式的衔接关系各种交通方式的衔接关系，确定交通枢纽的主要功能、性质主要功能、性质和不同方式交通枢纽的相互关系 确定总体布局方案（数量、位置、规模、层次）确定总体布局方案（数量、位置、规模、层次）。对交通枢纽中不同子系统的构成、运营管理的规划和设

5、计 对交通枢纽建设的实施步骤进行规划建设的实施步骤进行规划（2007年）年）上海市综合客运交通枢纽布局规划上海市综合客运交通枢纽布局规划n规划145个枢纽站点，以机场、铁路、轨道交通、市域高速公路和干线公路网为基础，综合考虑枢纽的交通方式和规模大小，分为A、B、C、D共4类。n至2010年，已建成84个综合交通枢纽7一、概述一、概述单个交通枢纽的规划设计n指指枢纽的选址、规模、等级的确定枢纽的选址、规模、等级的确定，并根据相，并根据相关国家标准、设计规范及设计年度的客运量或关国家标准、设计规范及设计年度的客运量或货运量预测等进行单个枢纽的货运量预测等进行单个枢纽的平面布置、流线平面布置、流线分

6、析设计与组织、各功能区合理设置与布置、分析设计与组织、各功能区合理设置与布置、作业区面积确定与工艺指标计算、作业流程设作业区面积确定与工艺指标计算、作业流程设计及枢纽内部各种交通设施的合理配置计及枢纽内部各种交通设施的合理配置等。等。Transportation Terminals （ch2)8本书的重点Transportation Terminals （ch1)1-9一、概述一、概述 交通枢纽规划的基本原则交通枢纽规划的基本原则 充分考虑规划区域（城市）在全国综合交通运充分考虑规划区域（城市）在全国综合交通运输网络中的地位输网络中的地位 引导需求引导需求 适度超前适度超前 综合协调各种交通方

7、式综合协调各种交通方式 规划建设和管理运用并重规划建设和管理运用并重 服从城市总体规划的要求服从城市总体规划的要求一、概述一、概述交通枢纽布局规划的思路交通枢纽布局规划的思路2-10一、概述一、概述交通枢纽布局规划的步骤交通枢纽布局规划的步骤n1.交通枢纽需求分析与预测交通枢纽需求分析与预测Transportation Terminals （ch2)2-11）社会经济发展预测）社会经济发展预测影响旅客运输需求的社会经济因素影响旅客运输需求的社会经济因素影响货物运输需求的社会经济因素影响货物运输需求的社会经济因素）综合交通运输需求）综合交通运输需求预测预测）运输需求结构预测）运输需求结构预测n预

8、测方法:n时间序列预测法时间序列预测法n回归预测法回归预测法n增长率法增长率法n乘车系数法乘车系数法n产值系数法产值系数法n弹性系数法弹性系数法Transportation Terminals （ch2)2-12Transportation Terminals （ch2)2-13综综合合运运输输需需求求预预测测理理论论框框架架交通枢纽布局规划的步骤交通枢纽布局规划的步骤n2. 交通枢纽规模的确定交通枢纽规模的确定Transportation Terminals （ch2)2-14统计概念的规模统计概念的规模 以发送量（或设计量）大小来描述 成正比 最常用的方法nE.g. 汽车客运站、机场航站业

9、务规模分级p180汽车客运站级别划分和建设要求汽车客运站级别划分和建设要求JT 200-2004 分级指标：统计年度/年平均日旅客发送量（Q）站级规模站级规模Q站级规模站级规模Q一级一级Q10000三级三级2000Q5000二级二级5000Q10000四级四级300Q2000五级五级Q300简易车站简易车站交通枢纽布局规划的步骤交通枢纽布局规划的步骤n2. 交通枢纽规模的确定交通枢纽规模的确定2-15行政概念的规模行政概念的规模 按枢纽所在地的行政级别划定枢纽规模的大小 国家级/省级/市级公路主枢纽 国家级/地方级铁路枢纽缺点：缺点： E.g.西部地区西部地区 行政级别高，枢纽级别相对低行政级

10、别高，枢纽级别相对低 E.g.东部地区东部地区 行政级别低，枢纽级别相对高行政级别低，枢纽级别相对高Transportation Terminals （ch2)2-16图图2-3 枢纽规模预测框图枢纽规模预测框图交通枢纽布局规划的步骤交通枢纽布局规划的步骤n2. 交通枢纽规模的确定交通枢纽规模的确定Transportation Terminals （ch2)2-17基建概念的规模基建概念的规模 按建筑用地面积大小来确定规模 成正比 可以在设计图文、用地面积中直观反映站级规模内容及等级nE.g. 汽车客运站、机场（飞行区等级P178） 分级指标：有效发车位数量、候车厅面积二、布局规划的影响因素二

11、、布局规划的影响因素1. 辐射范围辐射范围/腹地n运输网络或港站枢纽的服务区域，又称以港站运输网络或港站枢纽的服务区域，又称以港站枢纽为中心的经济区域枢纽为中心的经济区域n辐射范围的大小直接影响港站规模、承载及运输能力的大小n辐射范围内的生产力布局等又通过货流和客流对交通港站的发展起决定作用n分类：直接辐射、联合辐射、间接辐射直接辐射、联合辐射、间接辐射Transportation Terminals （ch2)2-18直接辐射范围：包括所有与该枢纽站场运输线路有直接运输联系的经济单元（厂、矿、中转机构）所组成的完整地带。这些经济单位物资的全部或局部调入或调出，都经过全部或局部调入或调出，都经

12、过与该枢纽站场相连的运输线路。与该枢纽站场相连的运输线路。联合辐射范围：与该枢纽站场相联系的其他同级站场的直接辐射范围，其物资由与该站场相连的运输线路联运，并联运，并在该枢纽站场装或卸，在该枢纽站场装或卸，其站场的辐射范围成为该枢纽站场的联合辐射范围。间接辐射范围：经济行为通过该港站经济行为通过该港站，利用该港站相连的运输线路，但不在该港站装卸不在该港站装卸。二、布局规划的影响因素二、布局规划的影响因素2.区域社会经济发展水平区域社会经济发展水平n客货运量与国民经济主要指标间存在着正相关客货运量与国民经济主要指标间存在着正相关的比例关系，是客货流预测的最重要影响因素的比例关系，是客货流预测的最

13、重要影响因素1）国民经济发展水平2）经济腹地发展水平 a.经济活动：工农业生产规模、结构； 居民收入、消费水平 b.人口变动：数量、密度、增长趋势Transportation Terminals （ch2)2-19二、布局规划的影响因素二、布局规划的影响因素3.城市规划城市规划枢纽布置形式与城市布局枢纽布置形式与城市布局n一站枢纽一站枢纽 与城市的关系较简单，城市应沿主干线一与城市的关系较简单，城市应沿主干线一侧发展，侧发展，铁路干线分割城市，对城市干扰较大铁路干线分割城市，对城市干扰较大客运站、货运站分侧布置，将货运量大的工业企业布置在货客运站、货运站分侧布置，将货运量大的工业企业布置在货场

14、一侧，客运站布置在城市主体一侧，修建跨线立交桥场一侧，客运站布置在城市主体一侧，修建跨线立交桥枢纽布局形式枢纽布局形式n三角形和十字形枢纽三角形和十字形枢纽2-211）城市基本上位于枢纽的某一象限内（图城市基本上位于枢纽的某一象限内（图a） 特点特点：互相干扰少，城市也有一定的发展余地互相干扰少，城市也有一定的发展余地2）枢纽将城市分割为二（图）枢纽将城市分割为二（图b） 特点特点：互相干扰较大互相干扰较大3）城市被十字交叉的铁路干线分割成多块（图）城市被十字交叉的铁路干线分割成多块（图c） 特点特点：互相干扰严重互相干扰严重枢纽布局形式枢纽布局形式n顺列延伸式枢纽顺列延伸式枢纽2-22 在受

15、地形限制，在受地形限制，城市用地呈狭长形带状发展城市用地呈狭长形带状发展时，枢纽时，枢纽往往沿城市纵向延伸，与城市有较长的接触范围往往沿城市纵向延伸，与城市有较长的接触范围 铁路干线应尽量沿城市边缘布置，以防止城市被分割铁路干线应尽量沿城市边缘布置，以防止城市被分割枢纽布局形式枢纽布局形式n并列式枢纽并列式枢纽2-23将客运站布置在市区一侧，将编组站布置在市区边缘，将客运站布置在市区一侧，将编组站布置在市区边缘，两端的进站线路疏解区也应尽量避免设在市区内两端的进站线路疏解区也应尽量避免设在市区内 市区应尽量在靠近客运站一侧发展市区应尽量在靠近客运站一侧发展枢纽布局形式枢纽布局形式n并列式枢纽并

16、列式枢纽2-24将客运站布置在市区一侧，将编组站布置在市区边缘，将客运站布置在市区一侧，将编组站布置在市区边缘，两端的进站线路疏解区也应尽量避免设在市区内两端的进站线路疏解区也应尽量避免设在市区内 市区应尽量在靠近客运站一侧发展市区应尽量在靠近客运站一侧发展枢纽布局形式枢纽布局形式n尽端式枢纽尽端式枢纽2-25服从枢纽终端的港湾、矿区或工业区的布局。服从枢纽终端的港湾、矿区或工业区的布局。滨海地滨海地区尽端枢纽的引入应尽量沿城市内陆的边缘区尽端枢纽的引入应尽量沿城市内陆的边缘，避免分，避免分割城市与海湾的联系割城市与海湾的联系二、布局规划的影响因素二、布局规划的影响因素3.城市规划城市规划u与

17、城市道路的配合与城市道路的配合2-26二、布局规划的影响因素二、布局规划的影响因素3.城市规划城市规划u与城市道路的配合与城市道路的配合2-27图图2-10 多广场与城市道路多广场与城市道路连接方式连接方式Transportation Terminals （ch2)2-28Transportation Terminals （ch2)2-29二、布局规划的影响因素二、布局规划的影响因素3.城市规划城市规划u与城市道路的配合与城市道路的配合2-30二、布局规划的影响因素二、布局规划的影响因素4.城市交通运输网络规划城市交通运输网络规划交通枢纽的优化布局必须以交通运输网络的合理规划交通枢纽的优化布局

18、必须以交通运输网络的合理规划为前提，而交通枢纽的规划和建设又会影响其所在区为前提，而交通枢纽的规划和建设又会影响其所在区域的交通运输网络的运转域的交通运输网络的运转交通枢纽与干线在建设上和能力上相适应，做到枢纽交通枢纽与干线在建设上和能力上相适应，做到枢纽与相衔接的各条干线同步建设，确保线路畅通与相衔接的各条干线同步建设，确保线路畅通2-31p 交通枢纽是分布在交通运输网络中的重要节点，交通枢纽必须依托一个城市及其所在区域的交通运输网络 二、布局规划的影响因素二、布局规划的影响因素4.城市交通运输网络规划城市交通运输网络规划n运输网络中运输网络中增设新线增设新线，将引起有关线路的部分，将引起有

19、关线路的部分交通流重新调整，进而影响有关枢纽在运输网交通流重新调整，进而影响有关枢纽在运输网络上的作用络上的作用2-32应从交通运输网络整体规应从交通运输网络整体规划的角度划的角度考虑有关枢纽的考虑有关枢纽的分工与协作分工与协作，防止，防止设备重设备重复或设备规模不足复或设备规模不足二、布局规划的影响因素二、布局规划的影响因素5.自然地理条件自然地理条件n自然条件影响交通枢纽场站的选址建设投资运输能力及建成后的运输成本、运营费用 工程地质条件工程地质条件 水文地质条件水文地质条件 工程取土问题工程取土问题 气候条件气候条件Transportation Terminals （ch2)2-33三、

20、布局方法与优化模型三、布局方法与优化模型n常用布局方法常用布局方法1）专家选择法）专家选择法：综合因素评价法和层次分析法综合因素评价法和层次分析法2）解析法）解析法：通过数学模型进行布局规划，重心方法、通过数学模型进行布局规划，重心方法、微积分模型、线性规划模型和整数规划模型微积分模型、线性规划模型和整数规划模型3）模拟法）模拟法：用数学方程和逻辑关系模型表示出来，然用数学方程和逻辑关系模型表示出来，然后通过模拟计算和逻辑推理确定最佳布局方案后通过模拟计算和逻辑推理确定最佳布局方案Transportation Terminals （ch2)34三、布局方法与优化模型三、布局方法与优化模型一元交

21、通枢纽场站布局方法一元交通枢纽场站布局方法规划的枢纽服务范围内只设置一个站点的布局问题1.重心法重心法 将交通发生点和吸引点看成是分布在一平面范围内的将交通发生点和吸引点看成是分布在一平面范围内的物体系统，各点的交通发生物体系统，各点的交通发生吸引分别看成该点的重量吸引分别看成该点的重量 物体系统的重心就是枢纽场站设置的最佳物体系统的重心就是枢纽场站设置的最佳Transportation Terminals （ch2)35 根据物理学知识得：n个点(xi,yi)每个重量是mi,则重心是 X = (x1*M1+x2*M2+.+xn*Mn) / (M1+M2+.+Mn) Y = (y1*M1+y2

22、*M2+.+yn*Mn) / (M1+M2+.+Mn) Transportation Terminals （ch2)1-36一元重心法设规划区域内有N个交通发生点和吸引点，各点的发生量和吸引量为Wj，坐标为(Xj,Yj)(j=1,2,n）。需设置枢纽场站坐标为(x,y)，枢纽系统的运输费用为j根据平面物体求重心的方法，枢纽场站最佳位置的计算公式如下：三、布局方法与优化模型三、布局方法与优化模型njjjnjjjjnjnjjjjjjWCyWCyWCxWCx1111Transportation Terminals （ch2)1-37一元重心法交通发生交通发生点（吸引点（吸引点）点）j交通发生量交通发

23、生量（吸引量）（吸引量）Wj（t）运输费率运输费率Cj（元（元/t公里）公里）坐标坐标WjCjWjCjXjWjCjYjXjYj120000.0538100300800230000.05821501200300325000.07525187.5375937.5410000.0756475450300515000.07588112.5900900合计合计62532253237.5X=3225/625=5.16；Y=3237/625=5.18Transportation Terminals （ch2)1-38一元重心法缺点缺点：将纵向和横向坐标视为独立的变量，与实际交通系统的情况相去甚远求出的解往往

24、不精确，只能作为初步参考三、布局方法与优化模型三、布局方法与优化模型Transportation Terminals （ch2)1-39n微分法是为了克服重心法的缺点而提出的，它的前提微分法是为了克服重心法的缺点而提出的，它的前提条件与重心法相同，但系统的总费用为：条件与重心法相同，但系统的总费用为：n对总费用取极小值，即分别对总费用取极小值，即分别令对令对x和和y的偏微分为的偏微分为，得到新的极值点，求解公式为：，得到新的极值点，求解公式为：三、布局方法与优化模型三、布局方法与优化模型一元微分法njjjjjyyxxWCF122njjjjjnjjjjjjyyxxWCyyxxxWCx122122

25、njjjjjnjjjjjjyyxxWCyyxxyWCy122122Transportation Terminals （ch2)1-40一元枢纽场站布局的微分法一元枢纽场站布局的微分法X1=1014.831/204.363=4.966Y1=1028.345/204.363=5.032坐标坐标WjCjWjCjWjCjXjWjCjXjWjCjYjWjCjYjdjdjWjCj/djWjCj/djWjCjXj/djWjCjXj/djWjCjYj/djWjCjYj/djXjYj3 38 81001003003008008003.5733.57327.988 27.988 83.963 83.963 223

26、.901 223.901 8 82 2150150120012003003004.2724.27235.112 35.112 280.899 280.899 70.225 70.225 2 25 5187.5187.5375375937.5937.52.992.9962.709 62.709 125.418 125.418 313.545 313.545 6 64 475754504503003001.4441.44451.939 51.939 311.634 311.634 207.756 207.756 8 88 8112.5112.59009009009004.2274.22726.61

27、5 26.615 212.917 212.917 212.917 212.917 204.363 204.363 1014.831 1014.831 1028.345 1028.345 以重心法计算的结果作为初始值，进行多次迭代直至结果在误差允许范围内NoImage)18. 5 ,16. 5(),(00yxTransportation Terminals （ch2)1-41n重心法和微分法为纯粹的数学解析方法，求解重心法和微分法为纯粹的数学解析方法，求解采用的是平面上的几何距离，采用的是平面上的几何距离，而实际的交通网而实际的交通网络并非如此，求出解没有实际意义，只为下一络并非如此，求出解没有

28、实际意义，只为下一步的步的粗略初始解重心法和微分法重心法和微分法的缺点的缺点Transportation Terminals （ch2)1-42MILP法法（模型（模型P30）n设在一个供需平衡的系统中有设在一个供需平衡的系统中有m个发生点个发生点Ai (i1，2，3，m)，各点的发生量为，各点的发生量为i；有；有n个吸引点个吸引点j (j=1，2，n)，各点的需求量为，各点的需求量为bj；有；有q个可能设置的备选个可能设置的备选场站地址场站地址Dk(k=1，2，3, ，q) 。假定各备选地址设。假定各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，置枢纽场站的基建投资、中转费用和

29、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。以总成本最低为目标确定枢纽场站布局的最佳方案。 图图2-16 多元枢纽场站布局多元枢纽场站布局的网络结构示意图的网络结构示意图ikj)(min11111111miiKKKKqKijminjijKjqKnjKjiKmiqKiKXCWFZCYCXCFTransportation Terminals （ch2)2-43Transportation Terminals （ch2)2-44Transportation Terminals （ch2)1-45MILP法算例法算例（P26）n某市有某市有A1、A2两个货运站，由两个货运站，由5个

30、供货点个供货点B1B5，根据生产的，根据生产的发展和预测，发展和预测，A1、A2两个站点已经不能满足要求，需另设一货两个站点已经不能满足要求，需另设一货运站，备选地址分别为运站，备选地址分别为A3、A4，问如何选择其中一个最佳站址。，问如何选择其中一个最佳站址。 货源货运站运输费用/元年供货能力/件购置费用/元件-1B1B2B3B4B5A1A2A3A450065015038030050050500200380180800300150650750200205008007000550012500125007500700070006700年运输能力5000 600040007000300025000Transportation Terminals （ch2)2-46表表2-7 设站于设站于A3时的单位产品购置运输总费用时的单位产品购置运输总费用 货源货源货运站货运站运输费运输费用用+购置费（元）购置费（元）年年供货能供货能力（件