交通运输规划第九章运输枢纽布局规划

第九章运输枢纽布局规划第一节运输枢纽规划概述第二节运输枢纽布局的原则和程序第三节运输枢纽布局方法第四节公路主枢纽布局规划简介第一节运输枢纽规划概述一、运输枢纽的概念1、运输枢纽：在两种以上干线运输方式的衔接地区或几条运输线路的交汇处（点），同时承担一种或几种运输方式的枢纽功能，是由一个或几个运输站场及若干交通设施组成的综合整体，是交通运输的生产组织基地。可从两个交通理解该概念：（1）是运输联系的中心环节，它必须是从事两个以上地区旅客和货物运输的运输线路的交汇处，运输线路可以是同一运输方式的几条线路，亦可以是不同运输方式的几条干线；（2）是组织与管理功能，运输枢纽是处理不同运输方式的运输线路的旅客和货物的装卸(上下车)、中转服务、换乘与换装，运输组织与管理以及候机(车、船)服务、仓储服务等后勤服务。承担着枢纽所在区域的城市内部交通和对外交通的功能，完成直通作业、中转作业、枢纽地方作业等与运输相关作业的功能。是城市对外联系的桥梁和纽带，它对所依托的城市的形成和发展有着很大的带动作用，运输枢纽的形成和发展与其所在城市经济类型、在区域经济中地位和作用也有密切关系。2、运输枢纽由运输站场组成：运输站场是功能或用途比较专一的从事客货集散、转运及过境的场所，拥有为办理长途、短途、城市和企业客、货运输所需要的各种运输技术设备和设施的综合体，具有运输组织与管理、中转换乘换装、装卸储存、多式联运、信息流通和辅助服务等功能的综合性设施。3、运输枢纽的功能

1)生产组织与经营管理功能；2)装卸储存功能；3)多式联运功能；4)通信信息功能；5)生产和生活辅助服务功能；6）地区间交通与经济联系功能。4运输枢纽的类型（1）按运输方式划分铁路—公路枢纽：两条以上铁路干线汇合而成，并由公路与铁路衔接的运输枢纽。铁路在其中起着骨干作用，公路承担集散作用。水路—公路枢纽：由河运或海运与公路枢纽组成，水运起主要的作用，公路承担集散作用。水路—铁路—公路枢纽：位于水运、铁路干线交汇处，在运输网中据重要地位。水陆联运的换装点、铁路与水运与公路等三种运输方式的结合部。此类枢纽中铁路、水运承担干线运输，公路承担集散运输的作用。（2）按在运输网路中的跨度分端点枢纽：以处理本地区的客货运输业务为主，为货主办理运输、信息、理赔等所有运输业务；区域间中转运输量少。中转枢纽：为办理区域间不同运输线路上的客货中转和直通运输业务为主，接收从端点枢纽或其他中转枢纽的到达货物；另一方面将货物按目的地分类并送往下一站；本地区区域性运量比例很少。混合枢纽：具有大量的本地区业务，同时还办理相关数量的区域间中转、直通客货运输业务。（3）按业务类别分客运枢纽：完成旅客运输的集散、中转、换乘以及行李托运等业务的场所。货运枢纽：完成货物运输的集散、中转、换乘以及仓储等业务的场所。客货综合枢纽：具有客运和货运业务处理能力的场所。（4）按枢纽组织层次分运输枢纽：由一个或几个运输站场及若干交通设施组成的综合整体，是一系列运输场站与港口的有机组织。运输场站与港口：具有专业性作业能力的场所，是构成运输枢纽的基本单位。（3）按运输枢纽服务对象分单式枢纽：枢纽只在一种交通网络上，只服务于同一种运输方式的枢纽。如铁路枢纽、公路枢纽、城市道路交通枢纽、城市公共交通枢纽、城市轨道交通枢纽、城市货运枢纽。复式枢纽：枢纽同时在两种或多种交通网络上且服务于多种交通方式，是各种交通方式之间各种组合而成的枢纽。运输枢纽规划是指：在一定的区域范围内对运输资源（主要指固定设施）进行配置，确定枢纽的空间位置、主要功能、生产规模等。1、拟解决问题（1）确定现在与未来的运输需求特征和运输供应状况；（2）明确运输枢纽在运输系统中的地位与功能；（3）运输枢纽的布局与优化。2、运输枢纽规划的主要内容运输枢纽布局规划，两个层次理解：（1）第一层次整体布局：一定区域内运输枢纽的布局，主要内容包括社会、经济、交通运输的调查与分析、发二、运输枢纽规划展预测，综合交通枢纽站场布局优化，枢纽系统设计、社会经济评价、建设项目实施序列和资金筹措等工作；该层次上的布局，是综合运输层次上的运输资源配置，具有共性，主要是确定运输枢纽数量、选址、功能的确定。属于长期发展规划，要考虑多式联运的问题。（2）运输枢纽内部规划，主要是进行运输枢纽的功能规划与系统设计，内容主要包括组织管理、通信信息、生产和辅助服务4个方面的内容。该层次上的布局具有很大的差别性。

返回第二节运输枢纽规划原则和程序一、布局影响因素1、区域社会经济的发展；2、所在交通运输网络状况；3、生产力布局；4、人口、城市的分布；5、自然地理条件。二、布局原则1、符合区域社会经济发展战略目标和综合运输规划；2、运输枢纽间分工协作原则；3、运输枢纽与运输线路协调原则；4、运输方式之间的协调原则；5、城市发展协调原则；6、公益性与盈利性兼顾的原则；7、环境保护的原则；8、可持续发展原则。三、规划程序1、依据社会经济和交通运输的现状调查和预测分析，明确枢纽规划目标；2、依据运输需求特征与运输设施供应状况分析及预测，确定运输枢纽在综合运输系统中的地位和功能；3、规划总体设计：确定规划的思路与原则，建立规划模型，选择规划方法；4、制定布局方案和优化方案，从总体布局和内部规划两个层次确定枢纽的位置、数量、规模；5、方案评价；6、方案优化，并返回5；7、确定规划方案的实施计划和建设项目序列，形成最终规划方案。

返回第三节运输枢纽规划方法一、问题描述1、运输枢纽布局问题两个层次：内部布局、总体布局；三个变量：枢纽数量、位置、规模。问题描述角度：约束条件、目标函数、变量关系函数。约束条件：运输需求、运输系统运行机制、费用函数等；目标函数：费用最小、功能最大、用户最佳等；变量关系函数：用决策变量建立的描述约束条件与系统目标之间关系的数学模型。则该问题可描述为：在运输需求、运输系统运行机制与费用函数约束下，确定最优数量、最优位置或最优规模等目标，并用数学模型表述该目标的整个过程。二、单一运输枢纽选址模型与方法1、基本假设：（1）假设一定分区的运输需求量集中于某一点；（2）运输网络节点之间的距离用直线距离表示；（3）由变动运输成本确定总运输费用。2、解决方法：因素分析法、重心法、成本法、线性规划等。（1）重心法基本思想：将规划区域划分为若干分区，假设一定分区的运输需求量集中于某一点，各需求点的运输量分别看成该点的重量，求分区的重心，该重心即为规划区枢纽站场的最佳位置。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Qj，j=1，2，……，n。运输枢纽到j点的运输费率为Cj，各需求点和需设置枢纽站场的位置分别为平面坐标（x，y）和（xa，ya），则需求点与枢纽点之间距离：则使总运输费用最小的枢纽选址问题的目标函数可表示为：满足目标函数的（xa，ya）即为枢纽站场最优布局方案。常用的有三种：1）直角距离选址模型；2）欧氏距离选址模型；3）修正距离选址模型。1）直角距离选址模型规划区域只有一个工厂、仓库或城市时，直接取目标函数的dj：例：规划区域有三个需求地点A1，A2，A3，将规划区建立平面坐标后，三个需求地点的坐标是（5，2），（8，3），（6，5），现需要在规划区建设一个运输站场，各需求点与运输站场的运量分别是50，25，30，假设运输线路按照直线距离运行，求使总运输量最小的运输站场的位置？2）欧氏距离选址模型规划区域较大时，取目标函数的dj：例：规划区域有三个需求地点A1，A2，A3，将规划区建立平面坐标后，三个需求地点的坐标是（5，2），（8，3），（6，5），现需要在规划区建设一个运输站场，各需求点与运输站场的运量分别是50，25，30，假设运输线路按照直线距离运行，求使总运输量最小的运输站场的位置？3）修正距离选址模型为了接近实际，将模型中的直线距离引入比例因子k，将直线距离转换为近似的运输网络里程：例：某一运输企业要在甲地区建立一个货运中心，为五个货运站提供运输服务。各货运站的空间位置、运输量、费率如下表，求运输成本最小的货运中心位置。货运站地点编号总运量费率坐标x坐标yA1120000.0538A2230000.0582A3325000.07525A4410000.07564A5515000.07588（2）成本分析法目标函数：总成本最小每个待选站点的总费用为：计算出每个场站的总费用，从中选择总运输成本最小的点作为最佳的场站选址。以上方法耗均属于传径统的布局侵方法，该秋方法优缺点：（1）瓶能较好吸反映枢屈纽的运鞭转机理站；（2）看缺乏从悲路网整居体角度丸研究枢习纽，只焦从静态猛的、抽象象的角度研究皂枢纽场站焰的规划与融布局，没糟有考虑枢般纽所处交赶通运输网赞络的动态里变化对枢跃纽布局带戏来的影响雪；（3）限无法反谷映交通钞运输网针络的节使点层（劈燕枢纽）厌与其他如层面（路网和盘路段）的页互动关系（4）谦对交通抬枢纽的欲不确定强性和复窗杂性缺娃乏足够畅认识，卫从而忽视本段系统与邮其他系肃统的有扁效衔接舱和整合（5）渡计算结塔果可靠虫性较差春，通常冈只能为略定性分程析提供她参考新方法:尝试应邀用交通规轧划、交通择流理论来骄反映交通房诚枢纽所在挪区域交通斗运输网络蛙的动态变狡化特性，倡从枢纽运屿转机理和纺枢纽与网苍络之间动父态关系入杀手，交通培规划的四大阶段理论犯+物流学起的物流网迹点选址模诉型+运筹龄学。新方法防的优缺鸽点：（1）捎主要研范究区域阻枢纽与搬区域交卡通运输案网络的惯相互关绞系；（2）没午有涉及与训国家交通拌运输网络里的关系；（3）没挠有考虑枢外纽内不同旧交通运输度方式之间合站点的物殿流和客流芬的换乘；（4）课仍处于饱探索阶讨段，有渡待进一徐步研究处。三、多个债枢纽站场警布局问题望及数学模符型复杂问题论简单化为塔：（1）虑客货流忽的组织仇？枢纽贝间关系掉？运输俱线路与铃站场、鸟仓库、鼻客户间全关系？（2）枢幼纽站场的叉数量？位王置？（3）枢扔纽站场的退规模？服各务区域？菊功能？几种常见驱的解决该志问题的办引法：1、分组重心便法2、数学模励型3、混合整舍数规划1、分撕组重心纱法基本思棉路：将胆复杂问鞠题简单昼化求解步谊骤：（1）锁确定分填组原则奸，将服垦务对象胖按照一盛定的原佛则划分那为若干圆群组，唐服务对蜡象群组馋数量等粥于枢纽录场站数宾；（2）隶将一个弊服务对焦象群组返分配给狮一个特裁定的枢堂纽场站范，形成娇多个单夺一枢纽议选址问颈题；（3）目运用单早一重心卷法确定较单一枢虚纽选址捎问题的反枢纽位纹置，从判而确定造多个枢扶纽的位著置。例：某公司傲需建两沟个配送乔中心，炕满足市倒场需求需，顾客脑位置分握为4个锐地区，谋各地区培位置及牛需求量夸如下表茅，求两茂个配送停中心的威最佳位壳置？解：按照距离才原则，即胀相互之间仿距离最近活的服务对疗象组合起酒来进行分周组。（1）街根据客灵户地区叶位置可尊求得顾尊客区域顶距离矩劳阵：根据上述靠距离矩阵庭可以进行属如下分组渣：1和3拼，2和4（2）按横照单一运技输枢纽选残址，分别链求解：服务与没第一组腐的配送降中心最块佳位置欣在地区秆3；服务与题第一组候的配送扬中心最努佳位置祥在地区权4。返回2、数像学规划对于大贴型的、冈关系复面杂的枢边纽选址筐问题，放考虑在袭特定的浇约束条污件下，驱依据给微定的判孟优准则愉，运用孙管理科裙学、运猾筹学的皆手段，虫从众多培可用的狂备选方火案中选穗出最佳打的方案异。例：在一个地码区的快速讲货运系统雪中，需要独根据服务肿时间的目勿标要求，恳选址目标撇是使货运版服务站到党客户的开务车时间少语于30m唯in，下遇表中是各败个备选货教运站开车煤到其周边予地区的行网驶时间。忽现求一个垃主枢纽周隐围几个服映务区内选膨择货运服瞎务站位置毒，最少需歪要几个货茎运服务站轨？各位于允什么位置精？解：（1河）找出满句足条件的拥服务区：（2）选良取决策变屋量xj，j=1蚀，2，…晒…，6建立货运孝服务站数疲目最小的宝目标函产数：（3）居该问题串是一0怒-1整数规碗划问题捎，最优宵解为：x=浩(0,1务,0,1艘,0,0馅)即在地点居2，4建乒立枢纽为骨最优。备选地点周边服务区备选地点周边服务区1A,B4C,D,E2A,B,F5D,E,F3C,D6B,E,F返回3、混谨合整数窃规划问题描述：在货源腊供应能版力和货盼运分拨哨系统仓垦库布局层的约束秩条件下险，以最卡小的运番营成本绪满足区想域需求寸目标的歼多产品委、多设皱施选址睬问题例：J个货源仆地提供I扛种商品，响供应到L蹦个消费区刮，第l个缩慧消费区对海商品i的访需求量为嚼Dil，已知骄各个仓萍库的库伪容和货录运吞吐语能力的震上限和移下限要轧求；商元品经由中货运站移仓库运罪往消费膜区，需广求必须克满足，流而且每链个消费纹区由某垒一指定浪货运站仓库尊独家供货表并承担运懂输；在给妄定的K个社货运站的登备选位置奴、考虑货狮运系统的榴固定成本诸和变动成蜂本情况下乒，求总成英本最低的讨货运站仓哲库选择方煮案。解：（1湾）决策变电量的选取（2）羡确定目煤标函数总分拨锹成本=别内向和凳外向运些输成本剂+仓库义固定成绪本+仓是库搬运场费用内向和外脉向运输成适本：仓库固此定成本：仓库搬坛运费用：（3）约陡束条件供应能力陷约束：满足需求鲁约束：单一仓芽库提供户服务约慨束：吞吐能力蒙上限、下沉限约束：变量约束梨：（4）说妥明i——咸商品数贡，i=蒜1，…隙…，I扎；j——货伐源地数，法j=1，帐……，J骨；k——争备选货殃运站仓待库位置贷，k乒=1，读……，蛾K；l——籍消费区袋数，坝l=1盐，……方，L；——货源馋地j商品幕i的供应彼能力；——消阀费区l最对商品谣i的需园求量；——备选盛位置k吞纹吐能力下肃限、上限挑；——备选克位置k年滨固定运营哄成本；——备选醒位置k年垫变动运营脏成本；——商恨品i从君货源地铸j经仓喉库k到趁达消费退区l的乖单位运桐营成本晃。——商品帅i从货源支地j经仓魂库k到达惯消费区l默的数量。四、运狂输网络浪中的货每运中心管的最优汁选址问精题在给定哭的n个丝式地点构衰成的赋盼权运输匙网络G鼠（V，东E，d慕）中，书有n个场节点nj，j=他1，…馋…n，谋每个地挣点的运尸量用向敏量xT=（x1，……，赶xn）表示，嘉d为边eij的权dij的集合泳，表示疾两点之迅间的直亡接距离坏，Ct表示单来位运距拜的运输非费。某算企业必秃须把货再物汇集采到其中蛇一点，访在该点掩建立货上运中心皆。在n骂个地点刷中寻找警该货运大中心的撒位置，立使总运确输费用陵最小。优化原理：确定每央一个可能嚷位置的总子运输费用木，选取运叙输费用最效小的位置短——网络盈的重心，削作为最优胡的地址。求解方谁法与步喉骤：（1）由寇网络中各蚊个节点之梯间的相邻舒距阵A和称直接距离彩dij，用最献短路原饺理求每搭两个地钉点之间勒的最短么距离，伟得最短蝇距离距墙阵E[n＊军n]。（２）计逃算运输费械用向量D怒=D[N*占1]：D：=庆CtEx并确定dk=mi剂n{di∈D}（3）晕地点n灭k为该伍企业的典最优位废置，总猫费用为晶dk。例：已知运舱输网络牌G（V屠，E，困d）如荣下图所局示，边文上的数裤字表示捉两点