【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于。有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。需要大力發(fā)展公共交通，減少私家車的使用。影響，沖擊現(xiàn)有的交通運(yùn)行。由于城市軌道交通與常規(guī)公共交通屬于不同層次的交通模。式，在分擔(dān)居民出行壓力時(shí)扮演著不同的角色。通過對(duì)常規(guī)公交線網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化研究，

　　

【正文】 點(diǎn)，軌道交通要在城市公交市場(chǎng)中得以發(fā)展而不被淘汰，必須使它的優(yōu)點(diǎn)得以充分的發(fā)揮。過短的站間距，使得軌道交通 車輛頻繁泊站，其速度優(yōu)勢(shì)勢(shì)必難以發(fā)揮，安全優(yōu)勢(shì)也會(huì)相應(yīng)降低。因此非常有必要研究既能體現(xiàn)軌道交通與常規(guī)公交相配合又能體現(xiàn)其相競(jìng)爭(zhēng)，即軌道交通與 22 常規(guī)公交相協(xié)調(diào)的軌道交通站間距確定方法。 公交?？空鹃g距的效益影響分析及規(guī)劃目標(biāo) 站間距確定的主要影響因素分析 城市快速軌道交通的規(guī)劃建設(shè)應(yīng)最大限度的滿足城市旅客的出行需要，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，同時(shí)應(yīng)努力增強(qiáng)軌道交通在各種交通運(yùn)輸方式中的競(jìng)爭(zhēng)力?？焖佘壍澜煌ㄕ鹃g距的確定將直接影響項(xiàng)目建成后列車的運(yùn)行速度 。影響乘客到站與離站的步行距離 。同時(shí)也會(huì)影響車 站的多少，這最終會(huì)體現(xiàn)在項(xiàng)目工程造價(jià)上。這些都是確定快速軌道交通站間距時(shí)所應(yīng)考慮的主要因素，在此對(duì)其進(jìn)行逐一分析。 (1)列車運(yùn)行速度 設(shè)軌道交通站間距為八，列車啟動(dòng)和制動(dòng)加速度的絕對(duì)值為 a,，列車經(jīng)過加 速以后的正常行駛速度為 v,，則列車在兩站之間的平均運(yùn)行速度 vy:可表示為 : 口 l’ v1 (31) 由上式可知，當(dāng)其它因素不變時(shí)，站間距越大，則列車在站點(diǎn)之間的運(yùn)行速 度就越大。 (2)乘客步行時(shí)間 設(shè)軌道交通站間距為 z，乘客步行速度為 v}，則乘客步行到站或離站時(shí)間可 .二 h~_、一 ~_。 _， _、 .‘， __，、 _ 孩丁二 考慮，采各出仃忌步仃盯 !司 : 2v} (32) 可見，站間距越短，乘客總步行時(shí)間越短 。站間距越長(zhǎng)，則乘客總步行時(shí)間 越長(zhǎng)。 (3)工程造價(jià) 從造價(jià)的角度考慮，站間距越大，越能節(jié)省投資成本。首先，站間距增大可以減少配車數(shù)。例如假設(shè)軌道長(zhǎng)度固定一條 24km 的線路，發(fā)車間隔不變?cè)O(shè)為 4min，每站停車1 min，則當(dāng)站間距為 1000m 的時(shí)候，行駛速度為 30kmlh，則需配備 3b 組客車，當(dāng)拉長(zhǎng)站間距至 1600m時(shí)，假設(shè)行駛速度提高到 4o}nn}，則配車數(shù)降到 26 組。由此可見，這將大大減少車輛購(gòu)置費(fèi)用。另外，較大的站間距，可減少車站數(shù)量，降低建筑造價(jià)。仍拿上面的例子來講，選擇較大的站間距 1600m，則將少建設(shè) 9 座車站，一座地鐵車站的投資約兩億元人民幣，車站總數(shù)減少 9 座則可節(jié)省十幾億投資，從而減少車站設(shè)備費(fèi)用也有助于降低運(yùn)營(yíng)成本。而如果把這些資金用于延長(zhǎng)幾公里線路，就可增加若干平方公里的吸引范圍，至少有幾萬到十幾萬的居民受益〔 }s}0 23 配合城市軌道交通的常規(guī)公交站間距優(yōu)化模型 基于出行距離的快速軌道交通站間距確定方法 (1)基本原理 便捷 和便宜一般是市民選擇公共交通工具的主要依據(jù)。在市區(qū)范圍內(nèi)，不同 公共交通工具出行費(fèi)用之間的差距一般較小，故乘客一般以旅行時(shí)間 T 作為軌道 交通與常規(guī)公交間選擇的主要標(biāo)準(zhǔn)〔’‘。 設(shè)出行者對(duì)于某個(gè)出行目的，有 m種交通工具 (mEA)可供選擇。若交通工具‘的效用值為 U,倉(cāng) } ( T 為一次旅行時(shí)間 )，則出行者選擇交通工具，的條件為 : U?！?}T}=m}}U}tT}i。 mi(3 一 3) 式中 :認(rèn) 39。{T)一出行者所選擇的交通工具 i 的效用值。 城市中常規(guī)公交的一般運(yùn) 送速度為 10}25km/h，低于快速軌道交通的 30 ^ 40km/h，但它的站點(diǎn)密度與線路覆蓋范圍要比軌道交通大，乘客步行到站與離站的平均時(shí)間短。對(duì)于一般的起訖點(diǎn)來說，乘客出行距離與出行時(shí)間的關(guān)系如圖 33 所示，當(dāng)出行距離 :短于臨界距離時(shí)，乘用快速軌道交通幾的出行時(shí)間多于常規(guī)公交幾，則U}Te } }U}Tie。隨著出行距離的增加，快速軌道交通省時(shí)的優(yōu)越性才逐漸顯露，當(dāng) Tx幾時(shí)， U(TR)} U仇 )，理論上快速軌道交通才具有吸引 客流的可能性 圖 軌道交通與常規(guī)公交運(yùn)協(xié)調(diào)模型的建立 調(diào)整 的必要性分析 (1)是增加軌道交通客流量的需要 城市軌道交通建設(shè)投資巨大、工程復(fù)雜、施工期長(zhǎng)，要形成完善的網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)需要一個(gè)長(zhǎng)期的發(fā)展過程，即使軌道交通己經(jīng)形成網(wǎng)絡(luò)，其覆蓋面與線 網(wǎng)密度也不可能達(dá)到常規(guī)公交的程度。因此與地面道路交通系統(tǒng)，特別是常 規(guī)公交系統(tǒng)的配合與銜接，對(duì)擴(kuò)大軌道交通的吸引范圍，增加客流量具有重 要的作用。 (2)是軌道交通持續(xù)發(fā)展的需要 城市軌道交通建設(shè)投資量大、運(yùn)營(yíng)成本高，這是制約其在我國(guó)發(fā)展的一 個(gè)瓶頸。但軌道交通運(yùn)行每乘客公里的成本隨著客流量的增加而 下降，在很 高的設(shè)施使用率條件下，平均成本函數(shù)可以下降到常規(guī)公交之下。所以通過 合理的規(guī)劃方法引導(dǎo)城市客流換乘軌道交通，增加軌道交通客流量，是提高 軌道交通經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)其持續(xù)發(fā)展的有效途徑。 (3)是優(yōu)化常規(guī)公交網(wǎng)絡(luò)布局的需要 城市軌道交通運(yùn)量大、速度高、安全、便捷，其投入運(yùn)營(yíng)勢(shì)必會(huì)給影響 區(qū)域的常規(guī)公交線路帶來沖擊。某些常規(guī)公交線路可能因?yàn)榕c軌道交通線路 24 平行而客流大減，需要取消或更改走向 。某些軌道交通站點(diǎn)附近可能需要設(shè) 置常規(guī)公交站點(diǎn)，以方便軌道交通客流的集散。原來運(yùn)行穩(wěn)定的常規(guī)公交網(wǎng) 絡(luò)因?yàn)檐壍澜煌ǖ慕槿攵兊貌辉俸侠恚@就需要根據(jù)新的情況重新調(diào)整， 以保持常規(guī)公交網(wǎng)絡(luò)運(yùn)轉(zhuǎn)的協(xié)調(diào)性與高效性。 模型的目標(biāo) 1 調(diào)整的目標(biāo) 協(xié)調(diào)軌道交通的常規(guī)公交線網(wǎng)調(diào)整，其規(guī)劃目標(biāo)與一般公交線網(wǎng)規(guī)劃有所不同，因?yàn)槠渌非蟮牟粏问浅Ｒ?guī)公交的效率與效益，而更重要的是包括 軌道交通在內(nèi)的整個(gè)城市公共交通系統(tǒng)的效率與效益，具體說來有以下幾條 : (1)為更多的城市公共交通乘客提供服務(wù) 。 (2)使全體乘客、的總出行時(shí)間最短 。 (3)城市公交線路 /線網(wǎng)的效率最大 。 (4)保證適當(dāng)?shù)墓痪€網(wǎng)密度，即 良好的可達(dá)性 。 (5)保證適當(dāng)?shù)墓环?wù)面積率，即較少公交盲區(qū)。 與一般公交線網(wǎng)規(guī)劃相類似，協(xié)調(diào)軌道交通的常規(guī)公交線網(wǎng)調(diào)整，也是一個(gè)多目標(biāo)規(guī)劃問題。處理這種多目標(biāo)規(guī)劃問題的方法很多，常用的有三種，一是將多個(gè)目標(biāo)合并為一個(gè)目標(biāo)函數(shù) 。二是先對(duì)一個(gè)核心目標(biāo)求最優(yōu)解，對(duì)其它目標(biāo)以約束形式獲得可行解 。三是對(duì)所有目標(biāo)采用多目標(biāo)綜合決策支持。 模型的建立 1 行為時(shí)間價(jià)值的影響因素 對(duì)于某一特定城市而言，影響出行者行為時(shí)間價(jià)值的因素主要涉及到出行者個(gè)人特性、出行目的、交通方式和出行距離等方面。對(duì)于不同的情況 和研究環(huán)境，各方面的因素所產(chǎn)生的影響程度是不同的，出行者對(duì)時(shí)間價(jià)值的評(píng)價(jià)是這些因素共同作用的綜合反映，在此對(duì)影響出行者時(shí)間價(jià)值的主要因素進(jìn)行深入分析。 1)出行者的個(gè)體特性 不同社會(huì)地位和經(jīng)濟(jì)條件的出行者在進(jìn)行交通工具選擇時(shí)，由于考慮的因素側(cè)重點(diǎn)不同，其選擇行為表現(xiàn)出顯著的差異性，機(jī)關(guān)企事業(yè)單位管理人員、科技工作者家庭往往擁有車輛，并且其成員在出行過程中，主要考慮出行的快速性，對(duì)時(shí)間要求比較高，并且同時(shí)注重舒適性、安全性、服務(wù)水平等因素 。而收入水平相對(duì)較低的工薪階層及農(nóng)村剩余勞動(dòng)力，通常乘坐公共交通工具 ，則更注重價(jià)格因素。上述不同的選擇，時(shí)間價(jià)值亦不相同。 2)出行目的 出行目的是出行者出行的動(dòng)機(jī)和原因。對(duì)于城市內(nèi)出行而言，出行目的主要包括上班、 25 上學(xué)、回家、購(gòu)物、探親訪友、休閑娛樂、工作外出等。一個(gè)具體的出行者在面對(duì)不同的出行目的時(shí)，其對(duì)時(shí)間和費(fèi)用的要求并不相同。對(duì)比上、下班出行 (工作目的出行 )與其它目的出行，由于時(shí)間的限制 (可能必須于上班前趕到單位 )，為了盡快到達(dá)目的地，出一行者此時(shí)可能對(duì)出行的時(shí)間要求更高。我們可以推斷，時(shí)間價(jià)值可能是出行目的的函數(shù)。 3)交通方式 出行者的時(shí)間價(jià)值不僅是出行目的的函 數(shù)，而且也必然是交通方式的函數(shù)。不同交通方式的速度、方便性和舒適性各不相同，從而影響出行者對(duì)交通工具的選擇。出行者在選擇交通工具時(shí)，不僅要考慮主體出行時(shí)間和費(fèi)用，而且要權(quán)衡輔助或附加出行時(shí)間。小汽車提供快捷的門到門服務(wù)，時(shí)間價(jià)值較高 。公共汽車不僅在車時(shí)間較長(zhǎng)，其等待時(shí)間和步行時(shí)間也較長(zhǎng)，時(shí)間價(jià)值較低。 4)出行時(shí)間的長(zhǎng)短 出行時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)其價(jià)值的大小有很大影響。與短距離出行相比，長(zhǎng)距離出行更可能導(dǎo)致節(jié)省更多的時(shí)間。因此，對(duì)于做長(zhǎng)距離出行的人來說，節(jié)約 3 v 5 分鐘 .的時(shí)間對(duì)于他們來說根本沒有意義‘而與之相 對(duì)應(yīng)的是，短距離出行中，由于該出行本身總時(shí)間比較短，節(jié)約幾分鐘將會(huì)對(duì)出行者的出行方式產(chǎn)生完全不同的影響，甚至有可能導(dǎo)致他們放棄原交通方式。 5)其它因素 除上述影響乘客時(shí)間價(jià)值的因素外，還有道路交通狀況、車輛狀況和服務(wù)水平等，也在一定程度上影響著乘客對(duì)節(jié)約時(shí)間價(jià)值的評(píng)價(jià)。 2 行為時(shí)間價(jià)值模型 行為時(shí)間價(jià)值的研究在國(guó)外起步較早，無論是理論分析還是衡量方法等方面都取得了一系列成果。通常是基于消費(fèi)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，依據(jù)出行者的交通方式選擇特性，通過不同的時(shí)間、費(fèi)用、收入等對(duì)比關(guān)系來計(jì)算和標(biāo)定。這種方法具有較好的理論基 礎(chǔ)和較強(qiáng)的解釋能力。 (1)效用最大化模型 在通過出行者進(jìn)行時(shí)間價(jià)值分析時(shí)，由于涉及因素眾多，不同因素的影響各異，為了綜合考慮各因素對(duì)出行者選擇結(jié)果的影響，需要構(gòu)造出特定的行為效用函數(shù)。 由此，我們基于消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，構(gòu)造此函數(shù)的基本假定，如下所 述 : 1)同一群體的出行者己確知待選交通方式的特性，并有相當(dāng)一致的理性 行為。這個(gè)假定包含著統(tǒng)計(jì)意義上的概念，即在一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)約束條件下， 他們總會(huì)對(duì)諸因素 (時(shí)間和費(fèi)用 )做出理性的綜合判斷，選擇效用最大的交 通方式。 26 2)有一 系列可供選擇的方式 A 二 {A1, A2, A3 ,......An，對(duì)應(yīng)于每一種交通 方式 A} } k n，存在一個(gè)可測(cè)度的屬性向 X(時(shí)間和費(fèi)用等 ))e 對(duì)于每一個(gè)出 行者 q，總是有至少兩種交通方式供其選擇。 3)對(duì)出行者 q 來說，每選擇一個(gè)再 EA，就對(duì)應(yīng)一個(gè)效用 }J9 i 假定 U}Q 由兩部分組成，一部分是交通方式本身的可測(cè)度部分 YlQ 的屬性向量 x 的線性函數(shù)，另一部分是隨機(jī)誤差項(xiàng) :!9 }和觀測(cè)的誤差。并假定這兩項(xiàng)成線性關(guān)系。 根據(jù)上述基本假定，可構(gòu)造某一群體出行者選擇行為效用函數(shù)如下 : 呱 U jn， i} j,j“人 UJ9=YJ9+‘* (3 一 1) 其中 : 式中 : vJ9 一藝 elk X .1k9 Bjk 一一與交通方式 A，有關(guān)的參數(shù) 。 X}}一一出行者或交通方式的特性變量 (簡(jiǎn)化為各種時(shí)間和費(fèi)用 )。 k 一一出行者或交通方式特性集合 。 }J4 一一出行者 q 選擇 A}方式的效用中不可測(cè)度的部分。 由于假定出行者選擇其效用最大化的交通方式，這時(shí)，出行者 q 選擇交 通方式 A，的概率 Pig 為 : 氣 =Pr ob{U}9U}。.1‘ i。 Aj“ An)= Pr ob{心 +“、 氏 +‘匆 。 模型 。 j}i} A。EA (3 一 2) 其中 :0_凡‘ 1，藝凡 =I 內(nèi)“人 若假設(shè)概率項(xiàng) :服從二重指數(shù)分布，則可以導(dǎo)出 1 og} t 假設(shè)概率 項(xiàng)‘服從正態(tài)分布，則可以導(dǎo)出 prob:i t 模型。 由于 Iogit 模型的應(yīng)用普及程度較廣，并且和 probit 模型相比更加簡(jiǎn)單 實(shí)用，因此假定效用 U*二心 + Elq, A} E A。的所有的概率項(xiàng) :J4 服從相同的 參數(shù)為叮 = P J9 27 0} w1 的二重指數(shù)分布，我們可以得到 e via 戈。喻 山‘ IE 心 (3 一 3) 當(dāng)交通方式僅有 2 個(gè)時(shí) : 1_、 _e 氣 尸 _二，一一滋一 。廣，或?qū)憺槭?__ .,上一 *,一 . 1+B}x，一””， .‘’ e39?！?+ex^ Pz。二 I 一月。 (3 一 4) (3 一 5) (2)時(shí)間價(jià)值模型的構(gòu)造 在所有的出行方式中，影響出行者對(duì)不同方式選擇的最重要因素是出行 者所花費(fèi)的費(fèi)用和時(shí)間。根據(jù)效用最大化模型的構(gòu)建，出行者 q 選擇第 a 種 交通方式的效用函數(shù)可以表示為 : 心 =ai+bi Yi+ci Ii(3 一 fi) 式中 : Yi— 交通方式 J 的各 種費(fèi)用 (可能包括運(yùn)行費(fèi)用、停車費(fèi)用、過路過 橋費(fèi)等 )。 tl— 交通方式 .J 的各種時(shí)間 (可能細(xì)化為運(yùn)行時(shí)間、等車時(shí)間、步行 時(shí)間等 )。 ai— 所選方式的相對(duì)優(yōu)越性，待估參數(shù) : 乞、 Ci— 相對(duì)于費(fèi)用和時(shí)間的待估參數(shù)。 其中 ai 是除費(fèi)用和時(shí)間外其他因素的綜合反映，如舒適性、方便性及服 務(wù)水平等等。 exp(ai+bi yi+Citi) 藝 exp(ak+bk yk+cktk) (3 一 7) =中 弓式 Pi— 選擇交通方式 J 的概率 : k— 從 1 到 n 的第 k 種可選擇交通方式。 28 其他同上〔 26,”。 通過各