公路客運(yùn)場(chǎng)交通規(guī)劃與站址規(guī)劃的探討

公路客運(yùn)場(chǎng)交通規(guī)劃與站址規(guī)劃的探討

客運(yùn)站（站）（以下簡(jiǎn)稱客運(yùn)站）是客運(yùn)和交通安全的基礎(chǔ)設(shè)施。主要功能為:旅客運(yùn)輸組織與管理、中轉(zhuǎn)換乘、多式聯(lián)運(yùn)、通訊信息、綜合服務(wù)。其目標(biāo)是促進(jìn)公路旅客運(yùn)輸向組織化、綜合化、現(xiàn)代化方向發(fā)展?？瓦\(yùn)站布局和選址是否合理,對(duì)客運(yùn)站功能的發(fā)揮和綜合效益影響極大。盡管已有若干運(yùn)輸站場(chǎng)布局規(guī)劃的理論方法,如重心法、線性規(guī)劃法等,但因其均未考慮所服務(wù)城市或區(qū)域的具體情況,并有一定適用條件而具有一定局限性。因此在以往客運(yùn)站布局規(guī)劃和選址工作中,常根據(jù)服務(wù)區(qū)域內(nèi)的客運(yùn)量調(diào)查預(yù)測(cè)結(jié)果、城市總體布局規(guī)劃、道路網(wǎng)規(guī)劃等,用上述方法確定客運(yùn)系統(tǒng)中客運(yùn)站的理論位置,而后根據(jù)服務(wù)區(qū)域內(nèi)的具體情況,以理論位置為參照通過(guò)經(jīng)驗(yàn)類比確定客運(yùn)站布局和站址,因此不可避免地具有一定程度的盲目性。本文提出的客運(yùn)站布局和選址方法,則在根據(jù)客運(yùn)站布局和選址原則確定備選站址的基礎(chǔ)上,以獲得最大綜合效益為目標(biāo),建立客運(yùn)站布局和選址模型,并通過(guò)模型求解確定客運(yùn)站的最佳布局和站址。1布局和布局的原則和步驟1.1客貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展1.與城市總體布局規(guī)劃相協(xié)調(diào)客運(yùn)站布局應(yīng)與城市客運(yùn)對(duì)外輻射方向和產(chǎn)業(yè)區(qū)、居民區(qū)布局相適應(yīng);同時(shí)考慮客運(yùn)站運(yùn)營(yíng)后產(chǎn)生的噪聲、污染對(duì)周邊環(huán)境的影響。2.與道路交通規(guī)劃和綜合客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展相協(xié)調(diào)客運(yùn)站應(yīng)與其它客運(yùn)設(shè)施和綜合交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)有便捷的交通聯(lián)系,以方便旅客集散和中轉(zhuǎn)換乘。3.重視現(xiàn)有設(shè)施的利用改造,節(jié)約建設(shè)投資隨著交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展,城市土地資源有限性與交通需求間的矛盾日益突出。客運(yùn)站布局和選址時(shí),應(yīng)充分考慮利用現(xiàn)有站場(chǎng)設(shè)施,減少拆遷工作量,避免占用已有建筑用地和補(bǔ)償費(fèi)用過(guò)高的其它用地。4.適應(yīng)需求,留有余地滿足服務(wù)區(qū)域內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)旅客運(yùn)輸?shù)男枨?并考慮未來(lái)發(fā)展。5.具備良好地質(zhì)條件和經(jīng)濟(jì)環(huán)境站址內(nèi)無(wú)斷層、塌方、滑坡地帶,并有較好給排水、電力、道路、通訊等條件。1.2站址的確定以上某些原則可用定量指標(biāo)描述,而大部分原則屬定性原則,因此把這些原則綜合在數(shù)學(xué)模型中采用理論分析的方法解決其布局和選址問題是困難的。應(yīng)當(dāng)把根據(jù)布局和選址原則憑經(jīng)驗(yàn)比較確定客運(yùn)站布局和站址的方法與理論分析法結(jié)合起來(lái)。無(wú)論何種方法,都必須建立在對(duì)大量有關(guān)資料研究的基礎(chǔ)上。因此,客運(yùn)站布局和選址可分為以下3個(gè)步驟。1.資料收集整理收集城市、道路網(wǎng)、國(guó)土等有關(guān)規(guī)劃和客運(yùn)量統(tǒng)計(jì)、站址內(nèi)水文地質(zhì)等有關(guān)資料;確定客運(yùn)站服務(wù)范圍和功能;預(yù)測(cè)服務(wù)區(qū)域在各輻射方向上的客運(yùn)量和發(fā)展趨勢(shì);測(cè)算設(shè)計(jì)年度客運(yùn)站規(guī)模(年客運(yùn)量)和占地面積。2.備選站址的產(chǎn)生研究有關(guān)資料,依據(jù)客運(yùn)量和客運(yùn)站規(guī)模預(yù)測(cè)結(jié)果,參考有關(guān)規(guī)劃并根據(jù)客運(yùn)站布局和站址選擇原則,通過(guò)比較找出服務(wù)區(qū)域內(nèi)滿足要求并可能作為客運(yùn)站站址的場(chǎng)所作為備選站址。3.客運(yùn)站布局和站址確定以獲得最大綜合經(jīng)濟(jì)效益(最小綜合費(fèi)用)為目標(biāo),建立客運(yùn)站布局和選址模型,通過(guò)理論計(jì)算,在滿足基本要求的所有備選站址中確定客運(yùn)站的最佳個(gè)數(shù)和站址。步驟1、2所介紹的方法即是在客運(yùn)站布局和選址時(shí)常用的經(jīng)驗(yàn)比較法。所不同的是,在本文研究的客運(yùn)站布局和選址方法中,該法僅用于找到服務(wù)區(qū)域內(nèi)適合并可能建設(shè)客運(yùn)站的備選站址,而并不用于客運(yùn)站布局和站址的最終確定。由于基本方法并無(wú)本質(zhì)區(qū)別,不再贅述。以下主要探討建立客運(yùn)站布局和選址的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)模型分析和計(jì)算確定客運(yùn)站最佳個(gè)數(shù)和站址的方法。2運(yùn)營(yíng)布局和布局的理論模型2.1旅客發(fā)送量lj客運(yùn)站與旅客出發(fā)地和目的地構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)見圖1。其中:客運(yùn)站是出發(fā)地與目的地間的旅客集散地。出發(fā)地和目的地具有分散性,客運(yùn)站如何布局才能與之相適應(yīng),并獲得最大綜合經(jīng)濟(jì)效益?對(duì)于客運(yùn)站而言,綜合經(jīng)濟(jì)效益高意味著旅客經(jīng)客運(yùn)站集散的費(fèi)用小,且投資和經(jīng)營(yíng)費(fèi)用小,據(jù)此建立該問題的數(shù)學(xué)模型。目標(biāo)函數(shù)minQ=∑i∑jaijcij+∑j∑kajkcjk+∑j∑i∑jaijcij+∑j∑kajkcjk+∑j(gj+fj)vj(1)約束條件∑j∑iaij=∑j∑k∑j∑iaij=∑j∑kajk(2)14(∑iaij+∑kajk)≤vj14(∑iaij+∑kajk)≤vj(3)∑jzj=r∑jzj=r(4)式中,i——目的地序號(hào),i=1,2,…,m;j——客運(yùn)站備選站址序號(hào),j=1,2,…,n;k——出發(fā)地序號(hào),k=1,2,…,L;aij——年均每日從客運(yùn)站j至目的地i的旅客量,人次/日;ajk——年均每日從出發(fā)地k至客運(yùn)站j的旅客量,人次/日;cij——每人從客運(yùn)站j至目的地i的交通費(fèi),元/人;cjk——每人從出發(fā)地k至客運(yùn)站j的交通費(fèi),元/人;gj、fj——客運(yùn)站j單位旅客發(fā)送量的固定費(fèi)用和經(jīng)營(yíng)費(fèi)用,元/人次;vj——備選站址j所能建設(shè)的客運(yùn)站j的最大日旅客發(fā)送量,人次/日;r——擬選站址的客運(yùn)站數(shù)量(r<n);zj——選擇參數(shù),zj={0,1},若站址選在備選站址j時(shí)取1,否則取0。目標(biāo)函數(shù)(1)要求客運(yùn)站布局和站址選擇應(yīng)使旅客集中、疏散的費(fèi)用與客運(yùn)站建設(shè)、經(jīng)營(yíng)費(fèi)用之和最小。由于客運(yùn)工作不一定由客運(yùn)站自備車輛完成,所以運(yùn)輸費(fèi)用不包括在客運(yùn)站經(jīng)營(yíng)費(fèi)用中。約束條件(2)要求從客運(yùn)站疏散的旅客量與集中于客運(yùn)站的旅客量相平衡,表明客運(yùn)站既不產(chǎn)生也不消耗客源的性質(zhì)。約束條件(3)要求客運(yùn)站規(guī)模與客運(yùn)需求相適應(yīng)。據(jù)文獻(xiàn),客運(yùn)站規(guī)模用年均日旅客發(fā)送量評(píng)價(jià)。由于旅客從市內(nèi)出發(fā)地向客運(yùn)站集中的數(shù)量∑kajk1∑kajk1和從客運(yùn)站向市內(nèi)目的地疏散的數(shù)量∑iaij1∑iaij1依賴市內(nèi)公共交通;客運(yùn)站旅客發(fā)送量一般指從客運(yùn)站向市外目的地的發(fā)送量∑iaij2∑iaij2,而不包括從市外出發(fā)地向客運(yùn)站集中的旅客數(shù)量∑kajk2∑kajk2;顯然,∑iaij=∑iaij1+∑iaij2?∑kajk=∑kajk1+∑kajk2∑iaij=∑iaij1+∑iaij2?∑kajk=∑kajk1+∑kajk2,客運(yùn)站年均日旅客發(fā)送量∑iaij2∑iaij2與旅客集中、疏散量∑iaij∑iaij和∑kajk∑kajk間的關(guān)系如圖2。在假定經(jīng)客運(yùn)站出、入市的客運(yùn)量平衡的前提下,約束條件(3)要求客運(yùn)站年均日旅客發(fā)送量∑iaij2=14(∑iaij+∑kajk)∑iaij2=14(∑iaij+∑kajk)不大于在備選站址j所能建設(shè)的客運(yùn)站j的最大日旅客發(fā)送量vj。約束條件(4)則限制了需選址的客運(yùn)站數(shù)目。2.2旅客聯(lián)運(yùn)組織模型模型(1)中的aij包括經(jīng)客運(yùn)站j疏散到市內(nèi)目的地和運(yùn)往外地的日均旅客數(shù)量∑iaij1∑iaij1和∑iaij2?ajk∑iaij2?ajk則包括從市內(nèi)出發(fā)地集中于客運(yùn)站和從外地運(yùn)至客運(yùn)站的日均旅客數(shù)量∑kajk1∑kajk1和∑k∑kajk2。相對(duì)而言,經(jīng)客運(yùn)站運(yùn)往外地或由外地運(yùn)至客運(yùn)站的旅客運(yùn)輸多數(shù)為長(zhǎng)途運(yùn)輸,某城市(或區(qū)域)內(nèi)客運(yùn)站址不同對(duì)長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)距影響不大,因而對(duì)運(yùn)費(fèi)的影響不大。因此對(duì)城市(或區(qū)域)客運(yùn)站布局和站址選擇問題而言,可在模型(1)中略去運(yùn)往外地或從外地運(yùn)入的旅客運(yùn)費(fèi),僅考慮向市內(nèi)目的地疏散或從市內(nèi)出發(fā)地集中到客運(yùn)站的旅客交通費(fèi),這就大大減少了參數(shù)確定過(guò)程中的調(diào)查研究工作。由于市內(nèi)居民區(qū)、單位等既是旅客出發(fā)地k又是目的地i,若統(tǒng)一用i表示,則模型(1)中的參數(shù)ajk可表示成aji,參數(shù)cjk表示成參數(shù)cji。顯然,cij=cji,在出、入城市客運(yùn)量平衡的假設(shè)下,aij=aji。交通費(fèi)cij的大小取決于i、j兩點(diǎn)間的距離sij。據(jù)此,模型(1)簡(jiǎn)化為minQz=∑i∑jsij?aij+∑j(gj+fj)vjminQz=∑i∑jsij?aij+∑j(gj+fj)vj(5)約束條件∑j∑iaij=∑i∑jaji∑j∑iaij=∑i∑jaji(6)∑iaji≤vj∑iaji≤vj(7)∑jzj=r∑jzj=r(8)3參數(shù)定義和模型計(jì)算3.1參數(shù)確定顯然,模型(5)中參數(shù)的確定是否合理,對(duì)客運(yùn)站布局和選址結(jié)果影響極大。3.1.1旅客出發(fā)到達(dá)距離分析由于出發(fā)地(目的地)i眾多,且極分散,因此確定每一出發(fā)地(目的地)i至客運(yùn)站j的距離sij實(shí)際上難以作到。為解決此問題,可采用以下步驟。1.在服務(wù)區(qū)域內(nèi)確定若干旅客出發(fā)(到達(dá))數(shù)量較集中的居民區(qū)、大型企業(yè)單位作為集中客源地和目的地i并排序,測(cè)算其到每一客運(yùn)站備選站址j的距離sij。2.把其它區(qū)域劃分成若干客運(yùn)小區(qū)i并排序,假定小區(qū)內(nèi)客運(yùn)量均勻分布,測(cè)算每小區(qū)的中心至客運(yùn)站備選站址j的距離sij。3.1.2源地在不同輻射方向上的日增長(zhǎng)量1.首先確定每個(gè)客運(yùn)站j的主要向外輻射方向。2.調(diào)查每個(gè)集中客源地在不同輻射方向上的日均旅客數(shù)量。3.調(diào)查每個(gè)客運(yùn)小區(qū)在不同輻射方向上的日均旅客數(shù)量。4.根據(jù)每個(gè)集中客源地和客運(yùn)小區(qū)在各個(gè)輻射方向上的日均旅客數(shù)量,由客運(yùn)站j的主要輻射方向,確定aij。3.1.3vj測(cè)試在規(guī)劃階段,可根據(jù)站址面積參考已有客運(yùn)站的統(tǒng)計(jì)資料,通過(guò)比較確定。3.1.4旅客發(fā)送量測(cè)算首先根據(jù)站址j的實(shí)際情況測(cè)算征地、拆遷費(fèi)用,由最大吞吐量vj通過(guò)與已有客運(yùn)站類比測(cè)算所需固定建筑物面積,并測(cè)算建設(shè)投資和設(shè)備投資,由以上投資費(fèi)用之和、固定建筑物和設(shè)備折舊期及擬建客運(yùn)站規(guī)模,可求得客運(yùn)站單位旅客發(fā)送量的固定成本。3.1.5運(yùn)行材料費(fèi)等計(jì)算經(jīng)營(yíng)費(fèi)用的情況根據(jù)工作人員工資、企業(yè)管理費(fèi)、稅金、運(yùn)行材料費(fèi)等計(jì)算客運(yùn)站的經(jīng)營(yíng)費(fèi)用,或通過(guò)與類似規(guī)模已有客運(yùn)站類比估算其經(jīng)營(yíng)費(fèi)用,并折算成單位旅客發(fā)送量的經(jīng)營(yíng)費(fèi)用。3.2基于prnnr種全排列的r個(gè)列車最佳布局和選址在通過(guò)經(jīng)驗(yàn)比選預(yù)選客運(yùn)站備選站址j(j=1,2,3,…,n),預(yù)定擬建客運(yùn)站個(gè)數(shù)r(r<n)作為計(jì)算擇優(yōu)的始點(diǎn)(或從r=1開始),并確定模型(5)中涉及的參數(shù)后,可計(jì)算客運(yùn)站不同布局和選址方案的費(fèi)用Qz,并取Qz最小的方案作為最優(yōu)方案,計(jì)算步驟如下:1.計(jì)算從j=1,2,…,n個(gè)客運(yùn)站備選站址中確定r個(gè)站址的prnnr種全排列,每種排列代表客運(yùn)站布局和選址的一種方案,并對(duì)方案排序(z=1,2,…,prnnr)。2.根據(jù)aij和vj計(jì)算約束條件(7)是否滿足,若方案z的r個(gè)客運(yùn)站中有一個(gè)客運(yùn)站不滿足(7),則舍棄該方案,其余方案為保留方案。3.根據(jù)式(5)和參數(shù)sij、aij、vj、gj、fj計(jì)算每個(gè)保留方案的費(fèi)用指標(biāo)Qz,各參數(shù)的客運(yùn)站址序號(hào)j取表示選址方案的排列z中所涉及的序號(hào),并使之滿足約束條件(8)。取使Qz最小的布局和選址方案作為在n個(gè)備選站址j中確定r個(gè)客運(yùn)站的最佳方案。4.增減客運(yùn)站個(gè)數(shù)r,重復(fù)從1～3的步驟,求得在n個(gè)備選站址中確定不同個(gè)客運(yùn)站r的費(fèi)用指標(biāo)Qz的最小值。比較不同r時(shí)Qz的最小值,取其最小者所對(duì)