城乡客运线网与枢纽场站一体化融合方法

摘要

一种交通运输技术领域的城乡客运线网与枢纽场站一体化融合方法，通过基于枢纽场站节点重要度思想评价节点级别、建立用于连接城乡客运线网的节点集合、城乡客运线网规模确定、城乡客运线网生成、线网与枢纽场站融合；本发明避免了线网运输不顺畅、换乘不便等弊端，使产生的线网节点与客流集散中心有很好的衔接，有利于最大限度的吸引客流。并且本发明具有易于实现、可靠性高、设计过程灵活等优点，便于在城乡客运线网一体化设计过程中推广应用。

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种交通运输技术领域的方法，具体是一种用于生成满足城乡客运需求 的城乡客运一体化线网的城乡客运线网与枢纽场站一体化融合方法。

背景技术

城乡客运规划是对区域范围内的城市与城乡公共交通规划的宏观构架。其目的是协调城 乡空间规划、交通体系规划等上位规划对城乡客运的发展要求，准确定位，确定城乡客运发展 目标与城乡客运统筹规划战略，以及区域范围内各交通方式的协调，属于公共交通规划与管理 的范畴。城乡客运规划按照规划的技术深度和内容归属，可以分为城乡客运战略规划、运营组 织规划与设施规划。城乡客运战略规划包括城乡客运总体发展战略、发展政策以及片区客运发 展战略等内容；运营组织规划包括城乡客运运力配置、线网运营组织及设施规划建设时序与投 资估算等内容；设施规划包括城乡客运枢纽场站选址布局、线网设计等内容。结合上述三类规 划的特点，在进行设施规划时，可将枢纽场站选址布局与线网设计一体化，即进行城乡客运线 网与枢纽场站一体化融合。这样既能考虑城乡客运线网布局、线网总体规模、城乡居民出行需 求差异性，又能分析枢纽场站节点重要度，设计出符合城乡客流集散特点的城乡客运线网。

现有的城乡客运线网规划方法主要是方法是根据规划区域行政区划、人口分布、路网布 局等因素进行交通小区划分；预测各交通小区的客流产生、吸引量及分布情况；根据预测规划 年限的全方式出行总量，确定所需的城乡公共客运线网规模；最后，将出行流量分配到城乡公 共客运线网，在此基础上对线网做出评价和调整。

上述方法在规划区域路网与线网初步规划时期具有实用价值，但在路网与线网成熟且枢 纽场站逐步完善的城乡客运环境中存在局限性：⑴上述方法难以用于进一步优化已有城乡客运 线网；⑵上述方法无法考虑枢纽场站在城乡客运线网中的客流吸引作用；⑶上述方法难以处理 网络中各节点对线网的客流吸引疏散的贡献率；⑷当规划区域较大且路网较为复杂时，上述方 法无法将会与枢纽场站规划设计脱节，不太适合于城乡客运线网一体化的设计实施。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种城乡客运线网与枢纽场站一体化融合方 法，通过基于枢纽场站节点重要度思想评价节点级别、建立用于连接城乡客运线网的节点集合、 城乡客运线网规模确定、城乡客运线网生成、线网与枢纽场站融合；其中：评价节点级别实现 了对所规划区域内的所有客运集散点的分类，通过评价节点重要度及节点影响程度，决定是否 选取每个节点作为线网与枢纽场站融合设计中的网络节点，并将入选节点分为枢纽型节点与场 站型节点，建立用于连接城乡客运线网的节点集合；城乡客运线网规模确定用于确定城乡客运 线网供给总量，其目的是为了满足城乡间客运需求总量；城乡客运线网生成用于根据城乡客运 路网布局生成客运线网布局；线网与枢纽场站融合用于线网与枢纽场站的衔接及不同线网之间 通过枢纽场站的衔接。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

第一步、基于枢纽场站节点重要度思想评价节点级别：通过对规划区域人口、经济和交 通运输情况进行分析，按照城乡公共交通组织要求，确定各种类型节点作为城乡客运线网规划 的节点，建立以节点规模、经济实力、第三产业发展水平、交通条件、地理区位为评价指标的 节点重要度评价方法，计算节点重要度综合指标。

所述的各种类型节点包括：市（县）政府所在地、镇（乡）政府所在地、重要厂矿企业、 大型农牧业基地、经济开发区、大型集市所在地、重要对外交通枢纽所在地、旅游资源点所在 地等。

所述的节点规模采用节点的人口数量来衡量。

所述的经济实力采用国内生产总值来衡量。

所述的第三产业水平采用节点的第三产业增加值来衡量。

所述的交通条件采用路网中通过该节点的道路数目及道路等级来衡量。

所述的地理区位采用节点与规划区域中心关系来衡量。

所述的节点重要度评价方法是采用单纯矩阵法计算节点综合指标，综合指标计算值越大， 则节点重要度越高，级别也越高。

第二步、建立用于连接城乡客运线网的节点集合，具体通过以下步骤实现：

2.1）设定节点综合指标阈值；

2.2）将备选节点按照分级综合指标阈值分类，生成用于连接城乡客运线网的节点集合。

所述的阈值是指设定入选集合节点的综合指标最低值和确定节点级别的综合指标最低 值，节点综合指标值低于综合指标最低值则无法入选节点集合，而节点综合指标值低于确定节 点级别的综合指标最低值则无法评为该级别。

第三步、城乡客运线网规模确定，具体是指：找出影响城乡客运线网规模的主要因素， 利用规划区域城乡客运系统发展的数据资料，对线网规模及各主要影响因素进行数据拟合，从 中找出线网规模与各主要影响因素的函数关系式，然后根据各影响因素在规划年限的预测值， 利用函数关系式确定规划区域在规划年限所需的线网规模。

所述的线网规模包括线网总长度、线网密度、线网日客运周转量。

所述的影响因素包括规划区域人口、经济发展水平、区域面积、人均交通工具拥有率等。

第四步、城乡客运线网生成，具体通过以下步骤实现：

4.1）交通出行走廊的识别：首先进行规划年预测，得到远期全人口、全方式OD矩阵； 将远期OD矩阵按距离最短路分配到远期道路网上得到出行期望流量图；按照出行期望流量图 上的交通流量选线，确定交通出行走廊。

所述的交通出行走廊是指连接两个地区间并能够吸引大量乘客的运输通道或过道。本发 明采用出行期望径路图法来识别交通出行走廊。

4.2）确定线网枢纽点：识别出交通出行走廊走向之后，从根据节点重要度评价得到的城 乡客运线网的节点集合中选取线网枢纽点，并确定枢纽点规模。

第五步、线网与枢纽场站融合，具体是指：以级别最高的节点出发，向其所有邻接交通 区扩展，再以各邻接交通区内的节点作为新起点，继续向所有临近交通区做连续的扩展，直至 达到线路长度限制。对到达的每一个节点，考虑约束条件和目标函数，从而求得满足约束条件 的所有可能线路中，效率最大的一条或几条线路。

所述的邻接交通区是指在地里位置上有道路直接连接的交通小区。

所述的约束条件是指在实际规划中对线网及枢纽的实施性限制。

所述的目标函数是指在实际规划中线网及枢纽场站融合所要达到的目的及需要满足的 规划需求。

本发明引入了节点重要度评价的概念，通过先确定网络节点及其重要程度，再进行城乡 客运线网设计，并以客流分析为基础优化确定线网方案。避免了线网运输不顺畅、换乘不便等 弊端，使产生的线网节点与客流集散中心有很好的衔接，有利于最大限度的吸引客流。并且本 发明具有易于实现、可靠性高、设计过程灵活等优点，便于在城乡客运线网一体化设计过程中 推广应用。

附图说明

图1是本发明的设计流程图。

图2是本发明的线路搜索法示意图。

图3是本发明的线路调整示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施， 给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例包括：

采用了“定枢→织网→布点”的思路来进行城乡客运线网与枢纽场站一体化融合设计。

所述的“定枢→织网→布点”如图1所示，评价节点级别实现了对所规划区域内的所有 客运集散点的分类，通过评价节点重要度及节点影响程度，决定是否选取每个节点作为线网与 枢纽场站融合设计中的网络节点，并将入选节点分为枢纽型节点与场站型节点，建立用于连接 城乡客运线网的节点集合。确定城乡客运线路等级、线网供给总量，确定线网规模。根据城乡 客运路网布局并融合枢纽场站选址及规模，生成客运线网布局。枢纽场站节点与城乡客运线网 融合之后，根据形成的公共客运网络主骨架，逐条线路进行中途停靠点布设，最终完成城乡枢 纽场站与公共客运线网融合。

结合附图说明本发明具体实施方式。

⑴基于枢纽场站节点重要度思想评价节点级别

选取适当的方法对节点的重要程度进行分析、评价。根据评价所要达到的目标以及指标 体系与目标层的关系，通常采用单纯矩阵法对节点的重要度进行计算评价：

设有m个单项评价指标a₁,a₂,…,a_m,有n个备选节点G₁,G₂,…G_n,构造判别矩阵D和C_k； 计算各指标的权重和各个节点的价值；检验判别矩阵D和C_k的一致性；计算综合指标。

对于节点G_j(j=1,2,3,…,n)，其综合评价指标V_j为：

$V_j={\Sigma }_{i=1}^m{W}_i·V_{\mathrm{ij}}$

式中，W_i——第i项指标权重；

V_ij——第j个节点第i项指标的价值。

综合计算指标V_j，计算值越大，则节点级别越高。

⑵建立用于连接城乡客运线网的节点集合

城乡客运线网在规划区域内的枢纽场站节点为根据节点重要度评价得出的客流集散中 心，通过设定节点综合指标阈值来判定节点是否能够入选节点集合，以及判定节点级别。

入选的节点可以分为确定性枢纽场站节点和待定型枢纽场站节点。

所述的确定性枢纽场站节点是指包括长途客运站、火车站、机场、客运港口、公交场站 在内的交通集散节点。

所述的待定型枢纽场站节点是指包括集贸市场、大型商场、学校、医院、企业等在内的 居民集散节点。

⑶城乡客运线网规模确定

结合城乡客运线网形成影响因素分析，考虑现有决策方法可行性与适用条件等因素，采 用平局数据反映各影响因素不同实际发展情况。以线网总长度、线网密度、线网日客运周转量 三个指标确定城乡客运线网规模。

所述的线网总长度表示为：

$L={\Sigma }_{i=1}^n{l}_i$

其中，l_i为线网中第i条不计重复的线路长度（km），反映了线网的规模。

所述的线网密度表示为：

σ=L/S

其中，σ是指单位面积上分布的线路规模，是衡量一个地区城乡公共客运服务水平的主 要因素。其中，S为城乡客运线网规划区域面积（km2）。

所述的线网日客运周转量表示为：

$P={\Sigma }_{i=1}^n{p}_i{l}_i$

其中，P是评估城乡客运线网能力输出的指标。p_i为第i条线路的日客运量，l_i为线网第 i条线路的长度（km）。

⑷城乡客运线网生成

在城乡客运线网规模和宏观结构的控制下，结合分析所得城乡客运交通走廊和枢纽场站 节点，生成城乡客运线网。其中所述的城乡客运交通走廊需要满足道路条件与客流条件。

所述的道路条件是指道路需要设置在国省县道上，公路等级在三级以上。

所述的客流条件是指城乡公共客运的客流量应达到一定的标准，预测断面流量应大于一 定值，每天在5000～6000人次之间。此标准因规划区域不同而异，规划区域规模越大，指标值 越大。

⑸线网与枢纽场站融合

线网与枢纽场站融合即是规划线网规模生成初始线网，也是确定线路的具体走向、起终 点的位置和枢纽场站的设置。本发明采用线路走向搜索法记性线网与枢纽场站融合。

如图2所示，所述的线路走向搜索算法，是指：首先选取搜索原点，之后定义搜索方向 权重。由搜索远点向邻接节点搜索，搜索方向根据规划区域不同的地理形态及路网复杂程度， 确定为方向权重最大的前4～6各方向。由搜索远点向这几个方向同时搜索，当搜索到下一个节 点后，再以搜索到的节点为新的搜索远点，想起周边的节点继续搜索，搜索方向依然选取方向 权重较大的那个方向，且在搜索过程中不做反方向搜索和重复搜索。同时为了避免线路搜素过 程中放射线路出现横向走向，如图3所示，在约束条件中引入非直线系数阈值进行筛选，并重 新向权重次大的方向搜索，直至达到线路长度限制。待各个方向的节点搜索完毕之后，将搜索 线路依次连接，形成城乡客运线网与枢纽场站的融合。