發(fā)布時間：2023-07-13 16:43:02
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的交通組織優(yōu)化方法樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
近年來不斷有城市投入到軌道交通的建設(shè)大潮中來，而軌道交通施工必然占用城市道路，影響正常交通運(yùn)行，因此，考慮軌道交通的施工特點(diǎn)有針對性地研究交通組織方案和措施，將施工對城市交通的影響降到最低，已成為城市交通規(guī)劃管理工作的重點(diǎn)。
一、軌道施工期間交通組織方法
1、節(jié)點(diǎn)交通組織方案
（1）合理安排施工方案，充分考慮施工時序，通過便道、便橋等保留盡可能大的通行能力。實(shí)施時，應(yīng)與節(jié)點(diǎn)周邊被臨時占地的相關(guān)單位先行溝通，對施工方案的可行性做判斷，并充分考慮臨時占道方案不可行時的預(yù)備措施；路段節(jié)點(diǎn)按照“占一還一”的原則布置“4機(jī)2非”以上的車道；路口節(jié)點(diǎn)原則上按照“占一還一”要求布置車道，條件受限時至少應(yīng)保證路口“5機(jī)2非”的車道布置，即保留3進(jìn)2出的機(jī)動車道，每車道寬度不小于3.2米；某一方向施工占道時應(yīng)充分考慮各種流向交通的順暢，相交方向的交通流也不應(yīng)忽視，主要是道路線形，不應(yīng)過分惡化，圓曲線半徑、轉(zhuǎn)彎半徑、視距等應(yīng)滿足20km以上的設(shè)計車速要求；對施工的各階段進(jìn)行細(xì)分，視條件許可，隨時考慮減少施工占地，逐段恢復(fù)路面功能。
（2）根據(jù)確定的施工方案，在各節(jié)點(diǎn)選用禁左、禁右、禁直、限行、隔離、誘導(dǎo)等交通管理設(shè)施，力爭通過最精簡的管制措施，減少通過各節(jié)點(diǎn)的交通流量和交通沖突。各節(jié)點(diǎn)交通組織方案可根據(jù)工程進(jìn)度，逐一細(xì)化設(shè)計。
（3）節(jié)點(diǎn)交通組織預(yù)案
如施工條件困難，施工路段線形惡化，通行能力不足時，可將對部分節(jié)點(diǎn)的相交方向交通進(jìn)行限制，采取單向通行、甚至封閉通行的措施，以保證施工占道方向的交通；部分節(jié)點(diǎn)的交通流按照保證人非―公交―其他機(jī)動車通行的優(yōu)先順序，逐一限制通行，優(yōu)先保證人非系統(tǒng)。
2、施工沿線交通組織方案
（1）采取交通管制措施，降低施工沿線交通流量。全天禁止載重0.8噸及以上的貨車通行；沿線實(shí)行單雙號通行；對現(xiàn)有途經(jīng)施工沿線的公交線路進(jìn)行梳理。按線路占用施工路段的長度進(jìn)行排序，視情況調(diào)整末幾位；按公交車總重、總長排序，調(diào)整總重量大、總長度長的首幾位。并對重復(fù)線路進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)公交車流量的下降，并保證基本公交出行需求和施工安全。并在軌道施工沿線布置公交拖車?？梢韵拗仆獾嘏普哲囕v通行作為備選措施。
（2）交通預(yù)案：采取更嚴(yán)格的交通管制措施，進(jìn)一步降低施工沿線交通流量。禁止空載客貨運(yùn)出租車駛?cè)?；將施工沿線雙向車道均設(shè)置為多乘客車道，禁止所有的空載客車通行；全線實(shí)施單雙號，禁止近一半不符合當(dāng)天單雙號規(guī)則的機(jī)動車通行；惡劣條件下，禁止單向、甚至雙向的除公交車外的機(jī)動車通行。
（3）在沿線、各節(jié)點(diǎn)布置大量的交通誘導(dǎo)設(shè)施。通過動態(tài)LED誘導(dǎo)屏、靜態(tài)誘導(dǎo)交通標(biāo)志，對沿線各駛?cè)?、駛出點(diǎn)的車輛提供實(shí)時的前方道路擁堵信息和周邊路網(wǎng)的通行指示，并建議駕駛員盡量選擇替代路網(wǎng)進(jìn)行繞行，以減少施工路段流量。
3、邊界交通組織
結(jié)合軌道交通建設(shè)特點(diǎn)，通過交通誘導(dǎo)與管制，為在中心區(qū)內(nèi)營造良好交通環(huán)境，減少交通流量，簡化交通結(jié)構(gòu)，使更多的過境交通從市區(qū)通過，并使對外交通減少繞行。
二、實(shí)例分析
1、項(xiàng)目概況
本文以寧波市軌道交通1號線一期工程施工期間交通組織方案為例。該工程西起高橋西，沿中山路全線至世紀(jì)大道后，東北轉(zhuǎn)沿寧穿路至東外環(huán)路止。全長21.3km，設(shè)車站19座。工程線路沿中山東西路橫貫寧波市核心區(qū)，該路段為寧波市區(qū)最為主要的干道，施工前交通已基本處于飽和狀態(tài)，如沒有有效的交通組織方案，施工期間勢必對沿線區(qū)域的交通造成重大影響，甚至造成交通癱瘓。
2、交通組織方法
根據(jù)上文所提供的交通組織方案的思路，主要從施工節(jié)點(diǎn)交通組織、施工沿線交通組織、片區(qū)交通組織、邊界交通組織等方面對施工期間市區(qū)交通進(jìn)行組織設(shè)計。對重要節(jié)點(diǎn)的施工，主要采用“占一還一”的原則，盡可能保證施工節(jié)點(diǎn)的通行能力不受太大影響，如圖1所示；對沿線交通組織，主要通過設(shè)置有效的誘導(dǎo)標(biāo)志，合理調(diào)整公交線路，優(yōu)化路段出行結(jié)構(gòu)，使施工路段的通行能力得到有效的利用，將施工影響控制在最小范圍；對于片區(qū)交通組織，主要通過對施工沿線條件合適的片區(qū)實(shí)施單行系統(tǒng)，如府橋片區(qū)、迎鳳片區(qū)等，這些片區(qū)均衡分布于中山路兩側(cè)，片區(qū)之內(nèi)的道路基本上都是城市的支路，以生活性道路為主，現(xiàn)狀交通秩序混亂，通行能力低下。實(shí)施單行后，片區(qū)的通行能力得到大幅度的提高，并能使車流繞開軌道站點(diǎn)的施工區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對中山路快速有效的分流。同時根據(jù)寧波市的城市交通結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定了寧波市區(qū)交通的“四禁”方案，如圖2所示，該方案旨在優(yōu)化市區(qū)交通結(jié)構(gòu)，減少市區(qū)的交通總量，緩解市區(qū)整體交通壓力。
圖1鼓樓站交通導(dǎo)改方案 圖2交通組織方案
3、交通組織效果評價
在實(shí)施了以上交通組織措施后，施工節(jié)點(diǎn)的通行能力下降值保證到了最小，沿線交通總量和結(jié)構(gòu)也得到了有效的控制，片區(qū)的交通分流效果得到了充分的體現(xiàn)，過境交通及對外交通得到了有效的疏解，交通組織方案整體上取得了良好的效果。作為施工路段，施工前中山路主體路段僅為雙向四車道，且已為寧波市最為擁堵的路段之一，交通組織的目標(biāo)是將車速下降值控制在10%以內(nèi)，不發(fā)生大范圍交通擁堵狀況。施工后中山路路段流量下降了9.7%，行程車速下降了8.4%，結(jié)合現(xiàn)場觀測，沿線交通運(yùn)行狀況良好，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)
結(jié)束語
本文結(jié)合城市軌道交通施工的特點(diǎn)，提出了城市軌道交通施工期間交通組織的基本原則，從“點(diǎn)、線、面、界”逐級提升的角度提出了交通組織的基本方案及配套措施，并結(jié)合寧波市軌道交通1號線施工期間交通組織的實(shí)際應(yīng)用分析，論證了本方法的有效性與科學(xué)性。當(dāng)然，本方法還有一些不足之處，這將在后續(xù)的工作與研究中逐步完善與提升。
參考文獻(xiàn)
如何應(yīng)對這一難題？在既有鐵路資源的基礎(chǔ)上，優(yōu)化列車運(yùn)行組織和控制，進(jìn)一步挖掘鐵路的運(yùn)輸潛力，便成了一個亟需解決的問題。正是在此背景下，楊立興從軌道交通系統(tǒng)的若干科學(xué)問題著手，以理論建模和決策分析方法為工具，對軌道交通系統(tǒng)組織與控制問題中的一系列難點(diǎn)問題進(jìn)行了深入研究，突破了傳統(tǒng)理論的限制，部分解決了一些國際公認(rèn)的難題。
在中學(xué)時代，楊立興就對數(shù)學(xué)產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)興趣。4年大學(xué)生活培養(yǎng)了他良好的數(shù)學(xué)思維，也為今后的研究工作打下了堅實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)。2002年，楊立興考入清華大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)系攻讀博士學(xué)位，師從不確定理論的開創(chuàng)者劉寶碇教授。經(jīng)過3年刻苦學(xué)習(xí)，2005年博士順利畢業(yè)后，楊立興進(jìn)入北京交通大學(xué)。當(dāng)時，恰逢學(xué)校正在籌建軌道交通控制與安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，由于工作的需要，在團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人高自友教授的建議和指導(dǎo)下，楊立興加入了研究團(tuán)隊(duì)，從此開始了在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的研究生涯，針對軌道交通運(yùn)輸組織優(yōu)化問題開展了一系列研究。
由于剛剛博士畢業(yè)，一直從事數(shù)學(xué)優(yōu)化研究的楊立興對于軌道交通領(lǐng)域的認(rèn)識可以說完全處于空白狀態(tài)。但這也激發(fā)了他繼續(xù)充電的熱情，閱讀了大量文獻(xiàn)，并提煉出該領(lǐng)域中亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。在高教授的指導(dǎo)下，經(jīng)過半年的學(xué)習(xí)，楊立興逐步掌握了該領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)知識和研究現(xiàn)狀。
在十余年的研究工作中，楊立興不斷創(chuàng)新思維，打破傳統(tǒng)。在軌道交通列車運(yùn)行組織優(yōu)化方面，他突破了傳統(tǒng)理論的限制，建立了新的列車運(yùn)行組織優(yōu)化模型及控制與組織一體化模型，提出了列車運(yùn)行圖優(yōu)化設(shè)計相關(guān)理論與方法，列車運(yùn)行組織與控制一體化方法，高效的適用于大規(guī)模復(fù)雜問題的數(shù)值計算方法，研究了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下列車運(yùn)輸服務(wù)設(shè)計問題，部分解決了一些國際公認(rèn)的難題，取得了一系列原創(chuàng)性的基礎(chǔ)研究成果。此外，他還提出了處理實(shí)際不確定因素的一系列模型框架，豐富和發(fā)展了已有軌道交通領(lǐng)域的研究成果。
1、掌握運(yùn)籌學(xué)、管理學(xué)、交通運(yùn)輸組織學(xué)等基本理論；
2、掌握一般的最優(yōu)化方法和計算機(jī)在交通運(yùn)輸、車輛工程中應(yīng)用的基本技術(shù)；
3、具有交通運(yùn)輸組織指揮、交通運(yùn)輸企業(yè)、企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營的基本能力；
4、熟悉國家關(guān)于交通運(yùn)輸方面的方針、政策和法規(guī)；
5、了解交通工程設(shè)備及交通運(yùn)輸組織管理的發(fā)展動態(tài)；
吳倩
南昌市城市規(guī)劃設(shè)計研究總院 江西南昌 330038
摘要：城市鐵路客運(yùn)樞紐作為城市對外交通的關(guān)鍵性結(jié)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)各交通功能轉(zhuǎn)換的場所。文章主要研究如何科學(xué)合理地布局設(shè)計內(nèi)部換乘設(shè)施，使各交通方式有效銜接，從而改善整個城市內(nèi)外交通系統(tǒng)功能、提高運(yùn)營效率，解決出行換乘問題。首先對樞紐的各交通方式換乘客流量進(jìn)行預(yù)測分析，然后以此為基礎(chǔ)，探討了換乘設(shè)施的規(guī)模計算方法，并對換乘設(shè)施的平面、立面布局、換乘方式銜接、交通組織管理等方面研究內(nèi)部換乘設(shè)施配置優(yōu)化設(shè)計。最后將理論研究成果應(yīng)用于實(shí)例中，使理論研究和實(shí)際情況相結(jié)合。
關(guān)鍵詞：鐵路綜合客運(yùn)樞紐，換乘銜接，設(shè)施布局
中圖分類號：F532文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
研究背景和思路
樞紐內(nèi)部換乘設(shè)施配置布局的相關(guān)理論和方法研究是客運(yùn)樞紐建設(shè)的重要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵步驟，直接關(guān)系到乘客出行的方便程度和綜合運(yùn)輸效率。樞紐內(nèi)部換乘設(shè)施配置布局是指樞紐內(nèi)部各種交通設(shè)施的合理規(guī)模和組織布局，它不僅包括樞紐內(nèi)交通設(shè)施的空間安排與布置，也包括基于樞紐進(jìn)行的周邊道路配合設(shè)計的集合。
本文研究思路如下
圖1.1 技術(shù)路線圖
1.客流量預(yù)測
鐵路客流量預(yù)測[1]是基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性的步驟，它是確定樞紐內(nèi)部換乘設(shè)施規(guī)模、空間布局和交通設(shè)施銜接方式、服務(wù)水平、交通政策等的基礎(chǔ)和依據(jù)。
考慮影響旅客換乘的各種因素，用四階段法預(yù)測鐵路樞紐客流到發(fā)總量，包括趨勢客流、轉(zhuǎn)移客流和誘增客流三部分；然后建立雙層規(guī)劃模型，計算各種交通方式的客流分擔(dān)率，從而分配得到樞紐內(nèi)各交通方式的換乘量。
雙層規(guī)劃預(yù)測模型，是綜合用戶效用（旅客最有益）最優(yōu)和系統(tǒng)成本（運(yùn)營成本和社會成本）最優(yōu)兩方面進(jìn)行預(yù)測，使用戶利益和系統(tǒng)成本兩個矛盾的群體之間達(dá)到平衡，取得最優(yōu)解。模型分上下兩層，上層規(guī)劃描述系統(tǒng)運(yùn)營成本最小化；下層規(guī)劃表示用戶利益最優(yōu)，分配的原則是每個出行者在多種運(yùn)輸方式中選擇費(fèi)用最低的換乘方式。
上層規(guī)劃：
下層規(guī)劃：
2.樞紐內(nèi)部換乘設(shè)施配置及布局
3.1.換乘設(shè)施配置規(guī)模[2]
1）常規(guī)公交站規(guī)模
分首末站和中間站。中間站規(guī)模：
首末站的規(guī)模取所有線路車位面積的60%：
因此，常規(guī)公交總面積如式所示：
其中，――公交站的設(shè)計通行能力（輛/h），根據(jù)英國《交通手冊》，，為車輛長度，大約取25~30s；
2）長途客車站規(guī)模
包括發(fā)車站和停車場的規(guī)模。是所有長途客車在高峰小時停車面積與時間的乘積，而停車場規(guī)模一般取發(fā)車站面積的8倍。計算方法如式所示：
其中，――長途客車高峰小時客流；
――長途客車平均占地面積，可取150m；
――客車核定荷載人數(shù)；
――平均滿載率；
――停車周轉(zhuǎn)率；
――車位增設(shè)系數(shù)，一般取1.2。
3）軌道交通站規(guī)模
（1）軌道車站站臺規(guī)模：取決于車站的長和寬：
其中，――軌道線路單向每小時最大斷面預(yù)測客流量；
――最短的發(fā)車間隔；
――每節(jié)軌道車輛長度；
――軌道交通平均載客數(shù)；
――站臺長度余量，一般取1~2m；
――每列車高峰小時設(shè)計客流量；
――人流密度，通常取0.5m2/人；
――站臺有效長度；
――站臺安全帶寬度，規(guī)范為0.45m；
――一小時內(nèi)列車開行列數(shù)；
（2）軌道交通集散大廳規(guī)模
包括客流步行、進(jìn)出站排隊(duì)以及檢票排隊(duì)等待等面積：
其中：――超高峰系數(shù)，一般取1.2~1.4；
、――高峰時段每小時單向上、下車乘客流量；
、――上、下車平均步行距離；
――每個乘客排隊(duì)等待的平均面積；
――出站、進(jìn)站、售票檢票口的排隊(duì)長度（人）；
――售票、進(jìn)出站檢票口個數(shù)
4）停車場規(guī)模
其中，――各交通方式高峰小時客流；
――車輛平均占地面積，；
――平均載客數(shù)；
――停車周轉(zhuǎn)率；
――車位增設(shè)系數(shù)，一般取1.2。
3.2.布局目的和原則
樞紐換乘設(shè)施布局設(shè)計的最終目的是提高換乘效率，方便人、車便捷轉(zhuǎn)換，引導(dǎo)零距離換乘和無縫銜接。其布局應(yīng)考慮以下基本原則[3]：
（1）誘導(dǎo)+疏導(dǎo)原則：疏解客運(yùn)站的到達(dá)與過境交通，通過對交通設(shè)施線路和站點(diǎn)的設(shè)置，從一定程度上誘導(dǎo)客流，增強(qiáng)公共交通吸引力，改善城市交通結(jié)構(gòu)。
（2）分級布設(shè)，效率最優(yōu)化：采用立體空間分層布置，將不同的交通方式布置在不同層。
（3）換乘安全、暢通原則：合理布置客流集散點(diǎn)和進(jìn)出站，優(yōu)化換乘路徑，采用分流法對多種交通方式進(jìn)行組織，縮短換乘時間。
（4）信息明確：樞紐內(nèi)外的導(dǎo)向信息應(yīng)嚴(yán)格設(shè)計，必須清楚明了，使乘客行進(jìn)方便、少走彎路、節(jié)約時間。
（5）以人為本，無障礙設(shè)計：考慮弱勢群體的需求，充分體現(xiàn)人性化設(shè)計理念。
3.3.各換乘方式布局方法[4]
1）軌道交通布局
軌道車輛多數(shù)布設(shè)于地下，輕軌則位于地面或地上二層。通常采用的布局方式分為站臺換乘布局、站廳換乘布局、結(jié)點(diǎn)換乘布局和通道換乘布局。各換乘布局方式的特點(diǎn)如表3.1所示：
表3.1 軌道交通換乘布局方式的特點(diǎn)
2）常規(guī)公交的布局
主要包括場站布局和流線組織兩個方面。
（1）流線組織
公交車的交通運(yùn)行流線組織要求“到發(fā)分離、場站分離”，行駛流暢，運(yùn)行線路不迂回，降低對其它機(jī)動車輛的干擾。進(jìn)站與出站時與主干道的銜接方式一般是右進(jìn)右出，這樣對城市主干道其他車輛的影響最小。
（2）場站布局
布局模式有三種：一是在站前廣場或附近設(shè)置到發(fā)停車場，旅客到達(dá)后穿過廣場即可，換乘步行距離較短；二是在站前廣場銜接的主干道上設(shè)置公交?？空?，根據(jù)鐵路到發(fā)客流量適當(dāng)安排公交線路；三是綜合換乘布局，既集中布置公交換乘樞紐站，又分散布置一些公交?？空荆且?guī)模較大的綜合客運(yùn)樞紐普遍采用的布局方式。
3）出租車的布局
出租車的布局有以下幾個要點(diǎn)：①上客點(diǎn)應(yīng)盡量靠近進(jìn)站口，下客區(qū)、候客區(qū)靠近出站口。②流線設(shè)計：一種是落客后直接隨車流排隊(duì)候客，上客后離場，另一種是落客后到蓄車場排隊(duì)，然后到車道邊接客離場，可看作P+R模式，這樣既可以節(jié)約用地，還可與城市道路很好地結(jié)合。③停靠方式：與流線設(shè)計相配合，分合并式和分開式停靠。
4）社會車輛的布局
對于社會車輛的到發(fā)必須采用P+R動態(tài)管理模式，以充分發(fā)揮道路資源功能。布局要點(diǎn)是停車場（庫）的設(shè)計。停車場位置建議設(shè)在樞紐本體附近，與出租車停車場并列排放在站房的周圍。設(shè)置集中式立體停車庫，根據(jù)需求，亦可加設(shè)遠(yuǎn)端停車場，滿足一部分長時間停車的需要。
8）樞紐內(nèi)自行車的布局
樞紐內(nèi)應(yīng)考慮設(shè)置一定規(guī)模的自行車停車場或存車處，形成一種有中國特色的“停車換乘”模式。自行車存車處應(yīng)保證就近候車，妥善管理，同時避免收費(fèi)過高，收費(fèi)過高會令人望而卻步，造成隨意亂放。
9）樞紐內(nèi)行人的布局
樞紐內(nèi)的行人組織，應(yīng)有完善的無障礙設(shè)施、誘導(dǎo)系統(tǒng)和簡單明確的通行空間。最好提供獨(dú)立的人行步道，以連接車站和周邊街道、住宅區(qū)和商店等，通過樓梯、自動扶梯等垂直交通空間對人流進(jìn)行引導(dǎo)，與機(jī)動車流動線分離，保證行人安全。建立全面的立體交叉步行系統(tǒng)，創(chuàng)造方便、安全、連續(xù)、舒適的步行環(huán)境。
3.實(shí)例研究
以N市為例，用上述研究的布局方法，從樞紐客流預(yù)測、設(shè)施規(guī)模計算和組織流線設(shè)計幾方面對火車站綜合樞紐進(jìn)行布局設(shè)計：
（1）客流量預(yù)測
根據(jù)四階段法，預(yù)測火車站樞紐各交通方式換乘客流量如表3.2：
表3.2 各交通方式換乘客流量
（2）內(nèi)部設(shè)施規(guī)模計算
1）常規(guī)公交站規(guī)模
g/c=0.5，=30s，n=20，，
則
2）長途客車站規(guī)模
平均滿載率=90.31%，長途客車高峰小時客流=1800人/h
3）軌道交通站規(guī)模
4）停車場規(guī)模
根據(jù)預(yù)測，出租車、自行車，私家車的高峰小時客流分別為：1820人/h，180人/h，1750人/h。停車場規(guī)模為：
（3）布局優(yōu)化設(shè)計方案
按照換乘設(shè)施布局原則和方法，對各交通方式提出優(yōu)化改善策略，同時對周邊路網(wǎng)進(jìn)行交通組織協(xié)調(diào)考慮。具體改善方案如圖所示：
圖4.2各交通方式交通組織圖
4.結(jié)論
（1）對客運(yùn)樞紐內(nèi)部換乘客流量在各交通方式間的分配進(jìn)行了預(yù)測。
（2）以交通量預(yù)測為基礎(chǔ)，對樞紐換乘設(shè)施的配置布局進(jìn)行了研究。提出樞紐內(nèi)部各交通方式換乘設(shè)施合理規(guī)模的計算方法，總結(jié)換乘設(shè)施配置布局的基本原則，并研究各交通方式的布置模式及交通組織和銜接方法。
（3）以N市火車站綜合客運(yùn)樞紐規(guī)劃為例，將研究成果應(yīng)用于其中，證明了研究理論的可行性和適用性。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：鐵路客運(yùn)站；城市軌道；換乘銜接
中圖分類號：U291.75 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）12-0095-02
城市交通日益復(fù)雜話，交通供給和需求之間的矛盾日漸凸顯。城市交通的喧囂程度，跟環(huán)境的舒適度成為正比，為了緩解城市交通擁堵的問題，在公共交通，尤其是軌道交通系統(tǒng)上，進(jìn)行有設(shè)計和規(guī)劃，針對大城市的普遍存在的土地資源緊張的情況，成為當(dāng)前綜合客運(yùn)交通體系的工作主題。城市公共交通的優(yōu)先發(fā)展，鐵路與客運(yùn)站以及軌道交通換乘銜接的高效性和快捷性，圍繞著軌道交通的系統(tǒng)以及常規(guī)的公交交通方式，給予城市客運(yùn)交通體系的配置優(yōu)化的保證，相互協(xié)調(diào)的綜合客運(yùn)交通體系成為了多種交通要運(yùn)用的體系。從原則和布局方面加以換乘銜接，能夠?qū)⒏嗟慕煌ǚ绞接枰允崂?。將促進(jìn)城市客運(yùn)站和軌道交通的一體化發(fā)展作為客運(yùn)樞紐的重要組目標(biāo)，對于城市綜合客運(yùn)交通體系的優(yōu)化配置，樹立換乘的銜接的內(nèi)涵的研究在于，以能夠吸引更多的私人交通方式。
1 換乘銜接組織機(jī)理
（1）將乘客的出行目的作為不同交通方式和交通設(shè)施進(jìn)行搭乘轉(zhuǎn)換的過程的標(biāo)準(zhǔn)，形成換乘銜接組織規(guī)則。在規(guī)劃過程中，明確交通換乘規(guī)則，將道路銜接、銜接的線路以及換乘的戰(zhàn)場等加以載運(yùn)服務(wù)的設(shè)置，結(jié)合交通換乘銜接組織的內(nèi)涵，將接駁設(shè)施加以考慮，然后根據(jù)交通管理部門的組織要求，進(jìn)行交通換乘銜接組織的規(guī)劃和設(shè)計。為了保證交通對象能夠?qū)崿F(xiàn)出行目的，且能夠?qū)崿F(xiàn)不同交通方式和交通設(shè)施之間的搭乘轉(zhuǎn)換，在此過程中進(jìn)行載運(yùn)接駁設(shè)施的交通服務(wù)的設(shè)置，如通道線路以及換乘的站廳等[1]。（2）換乘的組織銜接原則，是將城市軌道交通集結(jié)和客流疏散作為銜接關(guān)系進(jìn)行考慮的。將二者銜接之后，將兩者的換乘的協(xié)調(diào)性和連續(xù)性以及適應(yīng)性以及順暢性等列入規(guī)劃中，重點(diǎn)是組織好旅客在鐵路和城市軌道交通之間的換乘，基本要求：首先，換乘銜接組織的基本要求和條件就是保證連續(xù)性。其次，旅客的換乘以的連續(xù)性是與客運(yùn)服務(wù)的適應(yīng)性以及順應(yīng)性相互聯(lián)系的。城市交通的換乘是一個完整的連續(xù)過程，換乘的連續(xù)性體現(xiàn)在銜接和配合上表現(xiàn)出不同的方式，包括換乘的方便，交通方式的銜接，服務(wù)水平的高低等等[2]。（3）客流過程的順暢性，是客流均勻地分布在換乘的流程上的，整個銜接在保證換乘^程的連續(xù)性和適應(yīng)性的要求的基礎(chǔ)上，遵照的是乘客流在環(huán)節(jié)上的滯留和集聚的情況，保證換乘過程的通暢和緊湊，綜合交通樞紐的內(nèi)部情況，進(jìn)行客運(yùn)設(shè)備的設(shè)置。
2 鐵路客運(yùn)站和城市軌道交通的布局銜接
對大型客運(yùn)站的客流量、客流密度進(jìn)行計算，必須要對交通方式以及銜接的運(yùn)量、效率和正點(diǎn)率進(jìn)行考慮。由于是首選的換乘方式，城市軌道交通與鐵路客運(yùn)站的布局和銜接的模式，包含了眾多的種類，如站廳換乘，站臺換乘和組合換乘等[3]。
（1）換乘方式如果是在廣場四周的話，在出站后步行一段距離，倒到換乘的區(qū)域，需要旅客步行，采用基本形式和換乘方式的規(guī)劃，這種方式旅客如果失去了方向感，就會導(dǎo)致步行距離加長。從效率上講，對站前廣場的換乘需要進(jìn)行設(shè)計，換乘方式較為低效。通道換乘，是在客運(yùn)站內(nèi)進(jìn)行專門的換乘通道的設(shè)置。這種方法，是修剪換乘通道，將這種換乘方式設(shè)置在站臺附近，通過通道或者出站口進(jìn)行設(shè)置，如某地鐵線路設(shè)置在火車站和鐵路車站的換成通道的出口之間，在換乘通道的出口設(shè)置了火車的出戰(zhàn)檢票口，將旅客流線放置在出站口的進(jìn)站的位置，使得出口的位置既有專用通道，又不會受到干擾，便于識別[4]。（2）導(dǎo)向擁有明確的標(biāo)示，對于站廳的換乘的設(shè)計通過樓梯和電梯倒到另一個車站的站廳，讓旅客從一個車站的站臺進(jìn)入是符合我國國情的換乘方式，或者站廳公用，由一個站廳通到另一個站廳的站臺，這種方式換乘距離較短。（3）采用站臺換乘的方法，如果車站的形式是島式站臺，采用不同管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行高鐵和城市軌道交通的分屬，將城市軌道車站和客運(yùn)站設(shè)置在同一平面上，將線路進(jìn)行平行的交織可以在上車的時候更加便捷。兩種交通方式擁有不同的空間，應(yīng)采用站臺實(shí)行平行的設(shè)置，按照中間站臺換乘的方法，例如采用自動扶梯進(jìn)行直接的換乘，那么旅客從站臺一側(cè)進(jìn)行換乘的時候，這是一種高效率的換乘形式，解決了售票系統(tǒng)不能解決的換乘方式，也是未來可以采取的發(fā)展趨勢[5]。（4）為了使建設(shè)向著立體化和綜合化的方向發(fā)展，換乘的方式呈現(xiàn)多元化，組合換乘是隨著綜合交通樞紐的建設(shè)發(fā)展的，在組合形式上由多條地鐵和輕軌進(jìn)行銜接，形成多方向的換乘，而且形式至少在兩個以上。換乘方式以方便旅客快速疏散為目標(biāo)，例如某地鐵在進(jìn)行換乘高速鐵路的旅客的疏導(dǎo)方面，以該站的建設(shè)規(guī)模為設(shè)計藍(lán)圖，該站為5層，地下三層為地鐵站，地上兩層為另一條地鐵站，地下一層為地鐵站站廳層，地面為高速站車場。地面二層為高速站站廳。旅客從小到上進(jìn)入鐵路站臺換乘高速鐵路。從上到下的旅客需要進(jìn)入地鐵站臺，通過站廳層購票。乘客在次可以實(shí)現(xiàn)垂直換乘，距離最短。
3 軌道交通和鐵路客運(yùn)站換乘銜接模型
將最短的距離和交通的客運(yùn)量作為函數(shù)進(jìn)行假定，進(jìn)行軌道交通和鐵路客運(yùn)站的換乘的銜接，對于軌道交通的發(fā)車間隔和時間準(zhǔn)確的掌握，然后進(jìn)行合理的規(guī)劃[6-7]。對于發(fā)車時刻的換乘客流量加以呼應(yīng)，確定軌道交通站點(diǎn)和線路進(jìn)，規(guī)劃旅客換乘的時間以軌道交通站點(diǎn)服務(wù)的乘客換乘時間為目標(biāo)，計算出軌道交通的最大輸送能力，首先要有得到了在一天三個高峰節(jié)段旅客一次性上車的情況分析結(jié)果，根據(jù)鐵路旅客的列車到達(dá)時間，以及軌道交通運(yùn)營時刻的不同的發(fā)車間隔，最終計算的目標(biāo)函數(shù)的計算公式為：
Qj―第j個列車到達(dá)的旅客數(shù)量；P―換乘軌道交通的概率；tj―第j個旅客列車的到站時間；t0―從旅客下車到城市軌道交通站點(diǎn)的時間；ak0―k個時間區(qū)間第1班軌道交通的發(fā)車時間；ηk―k個時間區(qū)間軌道交通的發(fā)車間隔；Imin、Imax―軌道交通發(fā)車時間間隔的最小值和最大值；tk1、tk2―k個時間區(qū)間的開始值和結(jié)束值。
計算參數(shù)的取值表1所示。
采用線性規(guī)劃的問題，單純形法進(jìn)行每個時間段得發(fā)車間隔和時間進(jìn)行求解，將發(fā)車間隔和發(fā)車的時間進(jìn)行其他綜合要素的確定，作為軌道交通的銜接規(guī)劃和運(yùn)營管理的依據(jù)[8]。例如某一鐵路樞紐接駁地鐵的樞紐最短換乘時間的計算，嘉定地鐵的車輛的人員額定為1468人，從地鐵候車區(qū)到鐵路客運(yùn)站站臺的距離為300米，人均的流速為1.53公里每小時，乘客檢票的時間和換乘的持續(xù)時間為1個小時，從造成7：30到造成8：30，列車的平均發(fā)車時間為6分鐘。
計算結(jié)果表2所示。
T為單位地鐵運(yùn)行時間總長度，Q為發(fā)車次數(shù)，TJ+T0為地鐵換乘容量。由上表看出，加大鐵路客流，減小換乘地鐵的需求，降低地鐵發(fā)車間隔，地鐵的換乘要求和容量是相互影響的，在鐵路客運(yùn)量增加的基礎(chǔ)上，人均等待時間比較合理的前提下，增加地鐵的能力，增加地鐵定員和滿載率。能夠最大限度地疏散客流[9]。
4 結(jié)語
作為一個復(fù)雜的系統(tǒng)，鐵路客運(yùn)站和城市軌道交通的換乘銜接和阻滯，涉及到的方面眾多，有政府的組織管理，也有運(yùn)營商的利益問題，還有出行者的需求的問題，多方利益糾結(jié)產(chǎn)生的管理、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、人文等因素相互交織，是鐵路客運(yùn)站和軌道交通換乘銜接機(jī)理的理論基礎(chǔ)[10]。根據(jù)城市客運(yùn)站和軌道交通電動的空間關(guān)系，對于軌道交通站點(diǎn)服務(wù)的總換乘時間加以函數(shù)目標(biāo)的優(yōu)化構(gòu)建，得出的結(jié)論椋
首先，城市軌道客運(yùn)站和軌道交通的布局銜接，可以分為多種類型和模式，就本文前述的實(shí)際為5類，包括站前廣場、站廳、通道、站臺、組合換乘[11]。第二，對于旅客換乘流線的分析，要從換乘過程中的任何車輛，第三，對于換乘樞紐內(nèi)的車輛運(yùn)營進(jìn)行協(xié)調(diào)和阻滯，用實(shí)例說明發(fā)車時間和間隔的動態(tài)變化，改善不同換乘樞紐以及不同時間區(qū)間的車輛配置的數(shù)量，提高銜接組織管理的水平[12]。樞紐地鐵的載客量和載客率，減小發(fā)車間隔，要從乘客倒到鐵路客運(yùn)站再到軌道交通換乘的等待時間進(jìn)行分析。
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關(guān)鍵詞：單向交通；核心區(qū)；過境交通；交通組織
中圖分類號：TU984文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
1.杭州市核心區(qū)概況
杭州市核心區(qū)范圍南起西湖大道、河坊街，北至換乘北路，西至環(huán)城西路、南山路，東至環(huán)城東路。區(qū)域內(nèi)存在三大商圈（武林、湖濱、吳山），為舊時南宋皇城所在地，面積9.4平方公里。核心區(qū)內(nèi)路網(wǎng)為較規(guī)則的方格網(wǎng)，支小路縱橫，現(xiàn)階段核心區(qū)內(nèi)路網(wǎng)全面飽和，動靜態(tài)交通均欠缺，處在方式轉(zhuǎn)換時期。隨著核心區(qū)內(nèi)地鐵建設(shè)的開展以及城市發(fā)展需求擴(kuò)張，核心區(qū)內(nèi)道路通行矛盾將進(jìn)一步激化。
2、交通組織基本原則
鑒于核心區(qū)內(nèi)支小路數(shù)量眾多的現(xiàn)實(shí)情況，應(yīng)按照下述原則進(jìn)行組織：
（1）按照逐級集散交通的原則，與城市主次干道做好對接，使支小路與主干道、次干路匹配、銜接。
（2）完善、優(yōu)化區(qū)域內(nèi)部的支小路單行系統(tǒng)。盡可能讓單行線配套成對，以更有利于發(fā)揮其效果；力求單行系統(tǒng)為順時針，以減少交通沖突點(diǎn)；應(yīng)盡可能保留現(xiàn)狀單行系統(tǒng)，避免給居民帶來不便；
3．區(qū)域交通流特征分析
杭州主城區(qū)核心區(qū)北起體育場路，南至河坊街，區(qū)域范圍內(nèi)涵蓋了三大商圈，區(qū)域道路功能主要為周邊公建及輻射范圍內(nèi)的居民區(qū)服務(wù)為主。但由于西湖風(fēng)景區(qū)存在，造成杭州主城區(qū)第三象限缺失的路網(wǎng)格局。因此該區(qū)域承擔(dān)著過境交通、到發(fā)交通、旅游交通等多種特征的交通流。
過境通：彌補(bǔ)西湖象限“缺失”的關(guān)鍵過境區(qū)域，從涌金轉(zhuǎn)盤到西湖隧道的“內(nèi)循環(huán)”體系尤為重要。
到發(fā)通：沿路兩側(cè)地塊客觀需求。根據(jù)用地開發(fā)強(qiáng)度，自北向南呈強(qiáng)―中―弱態(tài)勢
旅游交通：該區(qū)域主要道路在杭州西湖文化景觀遺產(chǎn)區(qū)的范圍內(nèi)，是重要旅游通道，周邊還設(shè)置路外停車場，不僅分擔(dān)著城市交通的壓力而且兼具旅游交通的功能。
疊加效應(yīng)（上述三重交通疊加影響）
更重要的是該區(qū)域承擔(dān)著過境交通、到發(fā)交通、旅游交通、人車混雜等多重特征的交通流疊加影響。表現(xiàn)出交通問題復(fù)雜，矛盾糾結(jié)、需多方兼顧的特征。
4.杭州市核心區(qū)單行線方案簡析
4.1現(xiàn)狀單行線設(shè)置
核心區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀已設(shè)置了50余條單向道路，以武林。湖濱商圈內(nèi)部分布最為集中。雖然單向道路數(shù)量較多，但是整體設(shè)置較為凌亂，各個區(qū)域間溝通能力薄弱，缺乏系統(tǒng)組織，因此實(shí)施效果不明顯。
4.2 核心區(qū)單行線優(yōu)化方案
（1）總體策略
“南北干線單行，東西支路單行；過境交通大循環(huán)，到發(fā)交通小循環(huán)；提高區(qū)域公交分擔(dān)，實(shí)現(xiàn)公交優(yōu)先發(fā)展；倡導(dǎo)核心區(qū)低碳生活，控制小汽車過度使用”
（2）組織原則
按照逐級集散交通的原則，與城市主次干道做好對接，使支小路與主干道、次干路匹配、銜接。完善、優(yōu)化區(qū)域內(nèi)部的支小路單行系統(tǒng)。盡可能讓單行線配套成對，以更有利于發(fā)揮其效果；力求單行系統(tǒng)為順時針，以減少交通沖突點(diǎn)；應(yīng)盡可能保留現(xiàn)狀單行系統(tǒng)，避免給居民帶來不便；優(yōu)化支小路路邊停車系統(tǒng)。
（3）具體實(shí)施方案
延安路沿線：延安路綜合整治后，延安路按雙向通行，4車道或6車道，設(shè)置中央隔離欄。延安路與體育場路、鳳起路、慶春路、平海路西湖大道等橫向干道相交時，交叉口按全方向組織。延安路與百井坊巷、孩兒巷等支小路相交時，支小路以延安路為界分段組織，按右進(jìn)或右出通行。
武林商圈：該商圈內(nèi)有杭州大廈購物中心，銀泰百貨等重要商業(yè)，考慮到與延安路的整體通行配合，建議對周邊支小路做出調(diào)整，戒壇寺巷在戒壇寺巷以東調(diào)整為由西向東單向通行，天元巷調(diào)整為由北向南單向通行
湖濱商圈：湖濱商圈作為杭州市最重要的三大商圈之一，一直承擔(dān)著杭州核心商業(yè)中心的功能，隨著杭州城市的進(jìn)一步開發(fā)，湖濱地區(qū)的休閑商業(yè)功能不斷加強(qiáng)，RBD（Recreational Business District, 游憩商業(yè)區(qū)）模式出現(xiàn)端倪。為配合區(qū)內(nèi)發(fā)展，建議對區(qū)內(nèi)延安路、浣紗路沿線支小路做出相應(yīng)調(diào)整，以配合核心區(qū)內(nèi)整體道路通行。
吳山商圈：吳山商圈依山傍水，兼具歷史文化特色。商圈內(nèi)有眾多知名品牌專賣店、專業(yè)店、特色餐飲店；咖啡吧、酒吧、茶吧等休閑娛樂業(yè)以及畫廊、古玩字畫店、旅游紀(jì)念品和老字號等業(yè)態(tài)也比較適合吳山商圈的商業(yè)氛圍。結(jié)合商圈自身特點(diǎn)，建議對圈內(nèi)紅門局路、荷花池頭等“老底子”道路進(jìn)行重新調(diào)整，賦予老道路全新的時代交通功能
4.結(jié)語
由于杭州市核心區(qū)的交通問題復(fù)雜而敏感，市民對單行線的接受也有一個過程，因此在實(shí)施單向交通應(yīng)采取“ 提前公示、前期試驗(yàn)、重點(diǎn)突破、分期實(shí)施、逐步推進(jìn)”的思路，并根據(jù)實(shí)施后的交通運(yùn)行狀況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。核心區(qū)單行線的設(shè)置還應(yīng)充分考慮周邊道路網(wǎng)絡(luò)的承受能力，避免因單向交通而加劇周邊道路的交通壓力。
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交通設(shè)施配置的經(jīng)濟(jì)影響評價指標(biāo)體系的構(gòu)建
1評價體系結(jié)構(gòu)圖在進(jìn)行交通設(shè)施規(guī)劃設(shè)計的經(jīng)濟(jì)影響評價中，不僅要考慮到投資費(fèi)用的問題，而且要考慮到安全性、交通組織、投資決策周期、舒適性、美觀性、環(huán)保性等一系列因素。因此，本文以各種交通設(shè)施的投資費(fèi)用、安全性、交通組織、投資決策周期、舒適性、美觀性等因素作為指標(biāo)，對各種交通設(shè)施進(jìn)行經(jīng)濟(jì)影響評價，指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。2評價指標(biāo)2.1投資費(fèi)用主要是指交通設(shè)施的建設(shè)成本、運(yùn)營成本和養(yǎng)護(hù)成本。交通設(shè)施的配置在滿通需求和安全的條件下，應(yīng)力求減小交通設(shè)施的投資費(fèi)用。2.2安全性主要指各交通設(shè)施在運(yùn)營過程中的安全系數(shù)及事故發(fā)生率。安全系數(shù)越高，安全性越強(qiáng)，事故發(fā)生率越低，安全性能則越大。2.3交通組織交通組織主要是指交通設(shè)施對于機(jī)動車、非機(jī)動車和行人的組織。主要的交通組織的評價指標(biāo)有：供需的匹配、人、機(jī)動車和非機(jī)動車的相互干擾和減少繞行。2.4投資決策的周期投資決策的周期主要是指交通設(shè)施的設(shè)計使用年限。不同的交通設(shè)施其設(shè)計使用年限相差很大。2.5舒適性主要指駕駛員和行人使用交通設(shè)施的舒適性。舒適性將直接影響交通設(shè)施的使用率。舒適的交通設(shè)施，將會引導(dǎo)駕駛員和行人更多地使用，發(fā)揮設(shè)施的預(yù)期作用；反之，駕駛員和行人將避免使用交通設(shè)施，造成交通設(shè)施的閑置和浪費(fèi)。2.6美觀性城市交通設(shè)施作為城市的建筑物，直接影響到城市景觀，所以必須考慮交通設(shè)施的美觀性。2.7環(huán)保性主要指交通設(shè)施的建筑材料的環(huán)保性和交通設(shè)施直接或間接可以減少機(jī)動車尾氣的排放的性能。3評價方法由于對各種交通設(shè)施配置的經(jīng)濟(jì)評價系統(tǒng)指標(biāo)較多，影響因素復(fù)雜，本文將復(fù)雜的指標(biāo)統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為可以量化的經(jīng)濟(jì)單位來衡量交通設(shè)施配置的經(jīng)濟(jì)影響評價，采用層次分析法和模糊評判法相結(jié)合的方法對評價體系進(jìn)行研究[6-9]。
實(shí)例分析
在某單位門口，為了方便行人過馬路，計劃新建交通設(shè)施解決此問題，有交通組織優(yōu)化、修建人行天橋和地下通道等方案。這里將三種方案分別標(biāo)記為A1、A2、A3。鑒于評價計算過程比較繁瑣，現(xiàn)僅以地下通道（方案A3）為例計算。1一級模糊綜合評價1.1確定評價集設(shè)評價集V={優(yōu)、良、可、劣}。根據(jù)2.2節(jié)對各個指標(biāo)的分析和專家對各個指標(biāo)經(jīng)濟(jì)性分析的打分，可得如下評價結(jié)果，如表1所列。1.2確定權(quán)重集本文根據(jù)評價指標(biāo)數(shù)量化方法中的專家評分法確定各指標(biāo)的權(quán)重。為對評價系統(tǒng)一級模糊綜合評價的指標(biāo)層C中13項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重分配，可采用專家打分法對每一個指標(biāo)按照：a.很重要、b.較重要、c一般、d.不重要四種重要性分類進(jìn)行選擇，結(jié)果如表2所列。表中C1~C13為綜合評價的13項(xiàng)指標(biāo)，按照圖1中從左至右順序排列。a、b、c、d為重要性分類，M為專家數(shù)量，Cij為各項(xiàng)指標(biāo)得分，aij為各指標(biāo)的權(quán)重。表中的各項(xiàng)滿足以下關(guān)系：S=4a+3b+2c+d，Cij=SM,aij=S∑j=1MCij，∑j=1naij=1因此各因素的等級權(quán)重集為：A11=（0.356，0.335，0.309），A21=（0.5，0.5），A31=（0.294，0.362，0.344），A41=（1），A51=（1），A61=（1），A71=（0.480，0.520）。3.1.3建立評價矩陣根據(jù)一級模糊綜合評價方法及表1的評價結(jié)果，對地下通道各項(xiàng)指標(biāo)的評價矩陣如下：R11=0.40.40.40.10.50.30.10.10.60.20.10.∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑1，R21=0.50.30.200.40.30.10.RR2，R31=0.30.30.20.210000.30.30.30.R∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑∑1，R41=（0.4，0.2，0.2，0.2），R51=（0.5，0.3，0.1，0.1），R61=（0.6，0.2，0.1，0.1），R71=0.40.30.10.20.50.30.10.RR1。1.4綜合評價各個指標(biāo)重要性評價（即權(quán)重分配）：A11=（0.356，0.335，0.3309），A21=（0.5，0.5），A31=（0.294,0.362，0.344），A41=（1），A51=（1），A61=（1），A71=（0.480，0.520）。結(jié)合一級評價矩陣，根據(jù)一級模糊評價模型：Bij=Aij•Rij，可得到地下通道（方案A3）的一級模糊綜合評價為：B11=（0.495，0.305，0.100，0.100），B21=（0.450，0.300，0.150，0.100），B31=（0.533，0.192，0.162，0.093），B41=（0.4，0.2，0.2，0.2），B51=（0.5，0.3，0.1，0.1），B61=（0.6，0.2，0.1，0.1），B71=（0.452，0.3，0.1，0.148）。2二級模糊綜合評價二級模糊綜合評價僅是對一類中的各個因素進(jìn)行綜合，進(jìn)一步再考慮各類因素的綜合影響，必須在各類之間進(jìn)行綜合，這就是二級模糊綜合評價。2.1二級模糊綜合評價集BB=A•R=（b1，b2，b3，b4）即為二級模糊綜合評價指標(biāo)，它表示評價對象按所有各類因素評價時，對評價集中第k個元素的隸屬度。2.2確定權(quán)重集A確定方法同一級模糊綜合評價，結(jié)果如表3所列。因此各因素的等級權(quán)重集為：A=（0.143，0.125，0.139，0.143，0.142，0.153，0.155）即地下通道（方案A3）二級模糊綜合評價中的權(quán)重分配：A=（0.143，0.125，0.139，0.143，0.142，0.153，0.155）結(jié)合一級評價矩陣，根據(jù)一級模糊綜合評價模型：B=A•R可得到二級模糊綜合評價3對評價結(jié)果的分析由以上結(jié)果可以看出，對地下通道（方案A3）評優(yōu)的比率為49.4%，評良的比率為25.6%，評可的比率為12.9%，評劣的比率為12.1%。給定評價級尺度：x=（95，85，75，65），則可將綜合評價模糊值轉(zhuǎn)換為一個確定的標(biāo)量值：c=xB′=（95，85，75，65）（0.494，0.256，0.129，0.121）T=86.233.4各種交通設(shè)施綜合評價結(jié)果分析按照上面的計算過程，同樣可得到交通組織優(yōu)化（方案A1）和過街天橋（方案A2）的最終標(biāo)量值，分別為49.23和75.65。由以上計算結(jié)果可知，修建地下通道為最優(yōu)配置。
ス丶詞:運(yùn)行圖鋪畫；高速磁浮列車；沖突化解；編織算法
ブ型擠擲嗪:TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
Abstract: Based on the characteristics of highspeed maglev train line structure and operation control system, this paper set up a model for the highspeed maglev train diagram of doubletrack lines, and put forward the knitting algorithm to resolve the model. The algorithm drew the up and down maglev train running lines in chronological order of trains’ departure time from stations, which tended to do some knitting. When meeting the conflict, the algorithm resolved it by changing the station tracks or increasing the departure time intervals, at last it gained global optimization maglev train diagram step by step. A numerical example shows that the method can draw the maglev train diagram quickly and effectively.
Key words: train diagram drawing; highspeed maglev train; conflict resolution;knitting algorithm
0 引言
列車運(yùn)行圖是行車工作的基礎(chǔ)，運(yùn)行圖的優(yōu)劣直接影響到運(yùn)輸效率和安全。列車運(yùn)行圖優(yōu)化是指在滿足列車運(yùn)行約束條件下，確定列車在各車站的到達(dá)、發(fā)車和通過時間，使所選列車運(yùn)行圖的優(yōu)化目標(biāo)達(dá)到最優(yōu)。
經(jīng)過多年的努力，國內(nèi)外專家學(xué)者對既有鐵路、城市軌道交通列車運(yùn)行圖的生成方法進(jìn)行了研究，取得了較為豐富和完善的數(shù)學(xué)理論和計算方法。文獻(xiàn)［1］提出使用專家系統(tǒng)方法編制列車運(yùn)行圖，建立了編圖專家系統(tǒng)，并對其知識表示、推理機(jī)制進(jìn)行了多方面探討。文獻(xiàn)［2］設(shè)計了時間循環(huán)迭代優(yōu)化方法鋪畫單線鐵路列車運(yùn)行圖。該方法通過對階段運(yùn)行圖按最早沖突優(yōu)化方法進(jìn)行優(yōu)化，在階段優(yōu)化結(jié)果的基礎(chǔ)上，周而復(fù)始按時間循環(huán)迭代進(jìn)行求解，逐步得到整體優(yōu)化運(yùn)行圖。文獻(xiàn)［3］通過對鐵路列車運(yùn)行圖的特點(diǎn)和指標(biāo)分析，結(jié)合遺傳算法的適用范圍，提出了運(yùn)用遺傳算法編制列車運(yùn)行圖的思路。文獻(xiàn)［4-5］將列車運(yùn)行圖編制問題描述為整數(shù)規(guī)劃問題，并提出了時空局域滾動算法進(jìn)行求解。文獻(xiàn)［6］設(shè)計了基于定序優(yōu)化的客運(yùn)專線列車運(yùn)行圖鋪劃方法，該方法在不斷優(yōu)化松弛列車運(yùn)行圖的過程中實(shí)現(xiàn)，對于當(dāng)前松弛列車運(yùn)行圖,每次按照最小平移時間法則選擇沖突進(jìn)行優(yōu)先化解,直至所有沖突化解得到可行列車運(yùn)行圖。文獻(xiàn)［7］針對城市軌道交通線路屬性，提出兩站圖及三站圖理論，并設(shè)計了分層順序和反序推點(diǎn)算法計算列車在中間站的到發(fā)時刻，建立了城市軌道交通系統(tǒng)列車運(yùn)行圖。文獻(xiàn)［8］以京滬高鐵為例研究了高速鐵路列車運(yùn)行圖編制理論和方法。上述研究大多基于鐵路列車和城市軌道交通列車，國內(nèi)外已有文獻(xiàn)對高速磁浮交通列車運(yùn)行圖編制理論和編制方法方面的研究比較少，盡管高速磁浮列車與傳統(tǒng)輪軌列車在運(yùn)行圖編制方面存在共性，但是并不意味著可以照搬輪軌列車的運(yùn)行圖編制理論和方法。高速磁浮列車在線路結(jié)構(gòu)、運(yùn)輸組織等方面與傳統(tǒng)輪軌列車存在差異，因此研究高速磁浮列車的運(yùn)行圖編制理論與方法具有重要的意義。
本文研究了磁浮列車與既有輪軌列車在線路結(jié)構(gòu)和運(yùn)輸組織上的差異，基于復(fù)線高速磁浮列車提出了運(yùn)行圖編制模型，并設(shè)計了編織算法進(jìn)行求解。實(shí)例分析表明，該方法能快速得到較優(yōu)的列車運(yùn)行圖，滿足列車運(yùn)行的需要。
1 高速磁浮列車與既有鐵路列車的區(qū)別
1.1 高速磁浮列車與傳統(tǒng)輪軌列車的區(qū)別
高速磁浮列車在線路結(jié)構(gòu)和運(yùn)輸組織上與傳統(tǒng)輪軌列車存在差異，主要體現(xiàn)在：
1)在傳統(tǒng)輪軌交通方式上，車站的性質(zhì)和區(qū)間的性質(zhì)有明顯的區(qū)分，車站可以靈活地辦理列車的作業(yè)，稍微復(fù)雜的車站甚至可以承擔(dān)小型的解體編組作業(yè)，這些均對區(qū)間列車的運(yùn)行不產(chǎn)生影響；在磁浮交通方式中，車站的性質(zhì)和區(qū)間的性質(zhì)沒有本質(zhì)的區(qū)別，車站相當(dāng)于設(shè)置了停車點(diǎn)的分區(qū)，車站上分區(qū)的劃分形式直接影響了車站和相鄰區(qū)間的運(yùn)行能力。高速磁浮列車線路結(jié)構(gòu)中分區(qū)和車站的大概結(jié)構(gòu)如圖1所示，列車運(yùn)行軌跡的最小計量單元變?yōu)椤胺謪^(qū)―分區(qū)”、“分區(qū)―車站”、“車站―分區(qū)”三種模式。
2)在傳統(tǒng)輪軌交通方式上，根據(jù)臨時運(yùn)行微調(diào)的需要，有時列車會在分區(qū)內(nèi)短暫停車，在需要時再繼續(xù)運(yùn)行，這些對正在實(shí)施的運(yùn)行圖和運(yùn)輸組織均不產(chǎn)生影響；在磁浮交通方式中，常規(guī)運(yùn)行情況下，列車只能在車站內(nèi)設(shè)置好的停車點(diǎn)上停車，不允許中途在分區(qū)內(nèi)停車，一旦停車，一定是發(fā)生了非圖定的運(yùn)行故障。
3)在傳統(tǒng)輪軌交通方式上，只需要在區(qū)間考慮列車的追蹤間隔時間；在磁浮交通方式上，不管是車站還是區(qū)間都屬于分區(qū)的概念，除了在區(qū)間要考慮列車的追蹤間隔時間之外，在車站和相鄰分區(qū)之間也需要考慮列車的追蹤間隔時間。
4)在傳統(tǒng)輪軌交通方式上，折返作業(yè)的辦理一般也設(shè)置在車站內(nèi)，對列車的分區(qū)運(yùn)行不產(chǎn)生影響；在磁浮交通方式中，折返作業(yè)的辦理雖然一般也設(shè)置在車站內(nèi)，但折返方式和折返時間可能會對分區(qū)運(yùn)行的列車產(chǎn)生影響。
5)在傳統(tǒng)輪軌交通方式上，一個分區(qū)可以允許有多輛列車運(yùn)行，只要列車之間滿足一定的時間間隔即可；在磁浮交通方式中，一個分區(qū)只允許有一輛列車運(yùn)行。
1.2 高速磁浮列車與高速鐵路列車運(yùn)行圖的不同
高速磁浮列車與高速鐵路列車除了在上述線路結(jié)構(gòu)、運(yùn)行控制方式上的不同外，其運(yùn)行圖還存在如下區(qū)別：
1)線路上運(yùn)行的列車屬性和種類不同。一般來說高速鐵路是客運(yùn)專線，運(yùn)行的是高速列車和跨線的中速列車等旅客列車；而高速磁浮鐵路運(yùn)行的是單一的高速磁浮旅客列車。
2)運(yùn)行圖可鋪畫運(yùn)行線的時間段不同。高速鐵路維修天窗的設(shè)置，使高速鐵路列車運(yùn)行圖可用來鋪畫高速列車和中速列車的時間帶較高速磁浮列車的時間帶大為減少。
3)運(yùn)行圖鋪畫順序不同。高速鐵路在考慮列車等級和運(yùn)行距離的前提下，總體上應(yīng)先鋪畫高速列車后鋪畫中速列車，再根據(jù)中速列車在高速鐵路銜接站的到發(fā)時刻，鋪畫跨線中速列車在既有線的運(yùn)行圖［9］；而高速磁浮鐵路只考慮鋪畫高速磁浮列車，目前不存在其他種類列車，鋪畫相對簡單。
2 高速磁浮列車運(yùn)行圖編制模型
Ц咚俅鷗×諧翟誦邢唄酚煞智和車站構(gòu)成，即L=(R,S),其中R={1,2,…,M}為上、下行線路中劃分的M個分區(qū),S={1,2,…,N}表示上、下行線路中的N個車站。記λk為列車在第k個分區(qū)的純運(yùn)行時間；列車在車站i的停站時間記為sti；列車在車站i的啟動附加時分、停車附加時分記為εi，ηi；α，β分別為該線路列車運(yùn)營開始時間和運(yùn)營結(jié)束時間，因此列車在起始車站的發(fā)車時間應(yīng)限制在［α,β］范圍內(nèi)；列車i進(jìn)入分區(qū)k的時分記為fi(k)，列車i離開分區(qū)k的時分記為f di(k)；列車i在始發(fā)車站的發(fā)車時間記為φi；ωi為車站i可?？寇囕v數(shù)；記Rev為列車折返時間。
衡量運(yùn)行圖質(zhì)量的指標(biāo)較多，本文以線路最大運(yùn)行能力和最小列車車底使用數(shù)為優(yōu)化目標(biāo)，目標(biāo)函數(shù)為：オ
Иmax Z=Ts=min (T┆inti+Δt)(1)オ
Иmin F=min TT┆cyc/Ts(2)オ
求解線路的最大運(yùn)行能力即為求解列車最小的發(fā)車間隔Ts。式(1)中T┆inti為初始發(fā)車最小間隔，是在沒有考慮列車折返和操作控制系統(tǒng)(Operational Control System,OCS)檢驗(yàn)而得到的理論最小發(fā)車間隔。由于T┆inti沒有考慮列車折返和OCS檢驗(yàn)等因素，通常會在之后的運(yùn)行圖鋪畫中檢測到運(yùn)行線之間的運(yùn)行沖突，為了避免運(yùn)行沖突，即通過增加列車的發(fā)車間隔Δt來最終避免或消除運(yùn)行沖突，Δt即為T┆inti的最小增量。T┆inti的計算公式為：オ
T┆inti=┆max M k=1 (λk+τk)(3)お
其中，τk表示列車在到達(dá)或進(jìn)入第k個分區(qū)的輔助時間，包括前一輛車釋放進(jìn)路、釋放分區(qū)的時間與后一輛車準(zhǔn)備進(jìn)路、安全制動等的時間。列車始發(fā)間隔時間取列車在n個分區(qū)中分區(qū)運(yùn)行時間與列車在該分區(qū)輔助操作時間之和的最大值。
式(2)中T符號表示取整運(yùn)算，T┆cyc為車底運(yùn)用周期，是指列車在指定交路的始發(fā)、終到車站間運(yùn)行一周所花費(fèi)的總時間［10］。T┆cyc的計算公式為：オ
T┆cyc=t┆up+t┆down+t┆urev+t┆drev(4)お
其中t┆up、t┆down、t┆urev、t┆drev分別表示列車上行運(yùn)行時間、下行運(yùn)行時間、列車上行折返時間和列車下行折返時間。一般來說, 對于給定的開行方案，t┆up、t┆down的時間基本是固定的，因此T┆cyc主要受t┆urev與t┆drev的影響。オ
運(yùn)行圖優(yōu)化的目的是在保證列車在車站和分區(qū)沒有沖突的情況下滿足目標(biāo)式(1)、(2)。列車在分區(qū)和車站不發(fā)生沖突，具體可描述為以下約束條件：
1)分區(qū)占用約束
[fi+1(k), f di+1(k)]∩[fi(k), f di(k)]= (5)オ
2)車站能力約束
STi≤ωi (6)オ
3)折返時間約束
Rei≥Rev (7)オ
4)列車始發(fā)時間約束
Е痢堞摘i≤β (8)オ
5)連發(fā)間隔約束
Е小lk+1(i)-lk(i+1)(9)オ
6)列車在車站的間隔時間約束
Ri≥I(10)オ
г謔(6)中STi表示車站i的停靠列車數(shù)；式(9)中π為列車連發(fā)間隔時間，lk(i)表示列車k離開分區(qū)或車站i的時間，連發(fā)間隔關(guān)系如圖2所示。式(10)代表車站間隔約束，列車在車站的間隔時間主要包括：列車不同時到達(dá)間隔時間,列車會車間隔時間,同方向列車連發(fā)間隔時間,同方向列車不同時發(fā)到間隔時間和不同時到發(fā)間隔時間等幾種，在磁浮交通列車運(yùn)行系統(tǒng)中，由于牽引和運(yùn)控系統(tǒng)的運(yùn)行和防護(hù)理念不同，并非所有車站都存在多種間隔時間，這需要根據(jù)車站具體確定。出于簡單考慮，各類間隔時間約束統(tǒng)一用I表示。オ
3 高速磁浮列車運(yùn)行圖鋪畫編織算法
本文基于復(fù)線高速磁浮列車鋪畫運(yùn)行圖。復(fù)線對于上行和下行列車采用單獨(dú)的運(yùn)行線，互不干擾。而單線列車在鋪畫運(yùn)行線時，由于上下行列車采用同一條運(yùn)行線，其運(yùn)行、避讓等都要受到額外的約束，在鋪畫某一方向運(yùn)行線時，除了要受到同方向列車的運(yùn)行約束外，還要受到反方向列車的運(yùn)行約束，處理過程更為復(fù)雜。本文設(shè)計的算法針對復(fù)線列車運(yùn)行線的鋪畫，對上下行列車運(yùn)行線獨(dú)立、同時鋪畫，未考慮單線時相對方向列車占用分區(qū)的約束。
編制高速磁浮列車運(yùn)行圖，不僅需要考慮線路結(jié)構(gòu)，而且要考慮列車運(yùn)行控制方式、列車在車站的折返類型和折返方式、列車在始發(fā)站的車流來源等問題。為此本文設(shè)計了一種編織算法，其原理如下：首先根據(jù)線路中分區(qū)、車站的劃分和股道、道岔的連接情況構(gòu)造線路拓?fù)鋱D，根據(jù)線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)安排列車進(jìn)路，并以T┆intiё魑列車的初始發(fā)車間隔對上下行列車嚴(yán)格按照時間軸的滾動，“編織毛衣”般交叉鋪畫，在每一個車站及分區(qū)節(jié)點(diǎn)上，對相鄰兩列車實(shí)行“鋪畫―檢驗(yàn)―調(diào)整―再鋪畫―再檢驗(yàn)”的算法步驟，保證每一個有沖突的地方都及時處理完畢，確保根據(jù)時間軸已經(jīng)鋪畫完畢的運(yùn)行圖都是正確的，并且使之后即將繼續(xù)鋪畫的運(yùn)行圖可以參考之前調(diào)整好的策略繼續(xù)鋪畫，最終得到優(yōu)化的列車運(yùn)行圖。
3.1 分區(qū)及中間站列車運(yùn)行時刻推算方法
在磁浮交通方式上，由于分區(qū)的重要性以及其對運(yùn)輸組織的影響，在鋪畫運(yùn)行圖時不僅要推算出列車在中間車站的到達(dá)、發(fā)車時間，還要推算出列車進(jìn)入、離開分區(qū)的時間。城市高速磁浮系統(tǒng)停站時分相對固定，列車在分區(qū)和各站的到發(fā)時刻直接取決于在起點(diǎn)站的發(fā)車時分［6］。已知列車在起點(diǎn)站的發(fā)車時間，根據(jù)線路結(jié)構(gòu)可順序推算列車在分區(qū)和中間車站的到發(fā)時間。由于高速磁浮線路的特殊結(jié)構(gòu)，設(shè)置01變量uj：オ
uj=
0,j 邊界是分區(qū)
1, j 邊界是車站
オ
Ъ橇諧i到達(dá)分區(qū)或車站j的時間為t┆arri(j)，列車i離開邊界(j-1)的時間為t┆depi(j-1)，列車在分區(qū)(j-1，j)的運(yùn)行時間為tr(j-1,j)。根據(jù)式(11)可順序推算列車在邊界j的到達(dá)、發(fā)車時間。オ
t┆arri(j) = t┆depi(j-1)+tr(j-1,j)+
uj-1*εj-1+uj*ηj
t┆depi(j) = t┆arri(j)+uj*stj(11)オ
上、下行方向列車在分區(qū)邊界和車站的到達(dá)、離開時間都可以用同樣的方法進(jìn)行推算。
