（系統(tǒng)工程專業(yè)論文）區(qū)域公路網(wǎng)發(fā)展規(guī)模的預(yù)測與優(yōu)化方法研究.pdf

中文摘要 摘要 公路網(wǎng)合理發(fā)展規(guī)模是用來指導(dǎo)公路網(wǎng)建設(shè)和布局規(guī)劃的基本控制量 近 年來我國雖然對區(qū)域公路網(wǎng)發(fā)展規(guī)模進行了一些研究 取得了一些豐碩的成果 但是由于區(qū)域路網(wǎng)發(fā)展規(guī)模的影響因素較為復(fù)雜 既有社會經(jīng)濟發(fā)展 交通需求 經(jīng)濟實力 國土資源等客觀因素的限制 還有國家和區(qū)域交通政策的影響 各種因 素錯綜復(fù)雜 相互交織 再加上各個地區(qū)發(fā)展歷史的特殊性以及未來發(fā)展的不確 定性 更增強了影響因素的復(fù)雜性 而目前的理論對區(qū)域公路網(wǎng)規(guī)模的研究還有待 完善 多僅限于經(jīng)驗總結(jié)和簡單類比 帶有較強的主觀隨意性 結(jié)果缺乏可靠性 和適應(yīng)性 進而影響到公路網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的準(zhǔn)確性 為此 本文旨在改進目前公路 網(wǎng)發(fā)展規(guī)模確定方法 使其能很好的指導(dǎo)我國現(xiàn)階段不同地區(qū)的公路網(wǎng)建設(shè)和發(fā) 展 本文先以社會經(jīng)濟與公路交通互動關(guān)系為基礎(chǔ) 用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析方法建立了公 路網(wǎng)規(guī)模影響因素的遞階層次結(jié)構(gòu) 同時借鑒國外發(fā)達國家公路網(wǎng)發(fā)展歷程 從 定性角度闡述了公路網(wǎng)發(fā)展本身具有的內(nèi)部規(guī)律 并依據(jù)上述對公路網(wǎng)規(guī)模發(fā)展 機理和規(guī)律分析的結(jié)論 深入分析我國目前存在的幾種公路網(wǎng)規(guī)模預(yù)測方法的優(yōu) 缺點及其適用條件 為交通規(guī)劃確定路網(wǎng)規(guī)模的方法和模型的選擇提供參考依據(jù) 論文還利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與馬爾可夫鏈預(yù)測的優(yōu)勢 為達到提高預(yù)測精度和增加結(jié)果 可靠性的目的 建立基于b p 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與馬爾可夫鏈的公路網(wǎng)規(guī)模預(yù)測方法 對湖 北省公路網(wǎng)總規(guī)模進行了預(yù)測 并通過實證驗證了模型的可行性和合理性 最后 在分析公路網(wǎng)等級結(jié)構(gòu)要求的基礎(chǔ)上 確定以建設(shè)資金最少 路網(wǎng)通行能力最大 路網(wǎng)平均行程時間最少和公路網(wǎng)技術(shù)等級最高為等級結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標(biāo) 進而建立 公路網(wǎng)技術(shù)等級結(jié)構(gòu)優(yōu)化的多目標(biāo)規(guī)劃模型 并結(jié)合湖北省公路網(wǎng)建設(shè)情況進行 案例分析 為湖北省今后公路建設(shè)的發(fā)展提供理論以及數(shù)量依據(jù) 關(guān)鍵詞 公路網(wǎng) 規(guī)模 b p 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 多目標(biāo)規(guī)劃 分類號 u 4 9 1 a bs t r a c t a b s t r a c t r e a s o n a b l ed e v e l o p m e n ts c a l eo fh i g h w a yn e t w o r ki st h eb a s i c p a r a m e t e rw h i c hu s e dt og u i d et h ed e v e l o p m e n to fr o a dn e t w o r kp l a n n i n g a l t h o u g h m a n ys c h o l a r sh a v eg e ts o m ef r u i t f u lr e s e a r c h i n gr e s u l t so nt h es c a l eo fh i g h w a y n e t w o r ki nr e c e n ty e a r s d u et ot h es c a l eo fr e g i o n a lr o a dn e t w o r ki se f f e c t e db ym o r e c o m p l e xf a c t o r s a n dm e ym a i n l yc o n f i r mt h es c a l eo fh i g h w a yn e t w o r ko nt h e e x p e r i e n c es u mu pa n ds i m p l ea n a l o g ys ot h a tt h er e a s o nl a c ko fr e l i a b i l i t ya n d a d a p t a b i l i 夠 t h u st h ec u r r e n tt h e o r yo f t h es c a l eo ft h er e g i o n a lr o a dn e t w o r kr e m a i n s h a sm a n ys h o r t a g ea n dn o tt ob ep e r f e c t t h e r e f o r e t h i sa r t i c l ea i m st oi m p r o v et h e c u r r e n tm e t h o do fd e t e r m i n i n gt h ed e v e l o p m e n ts c a l eo fh i g h w a yn e t w o r ka n dt oe n a b l e i tg u i d et h ed i f f e r e n tr e g i o nr o a dn e t w o r kc o n s t r u c t i o na n dd e v e l o p m e n t f r o mt h ep o 硫o fv i e wo fs y s t e me n g i n e e r i n g 啦sa r t i c l ef i r s ta n a l y z e dt h e i n f l u e n c i n gf a c t o r so ft h er o a dn e t w o r ks c a l eb a s i n go nt h et h e o r yo fr o a dt r a f f i ca n d s o c i o e c o n o m i ci n t e r a c t i o n t h e ne s t a b l i s h e dt h eh i e r a r c h i c a ls t r u c t u r em o d e lo f i n f l u e n c i n gf a c t o r so ft h er o a dn e t w o r ks c a l e a c c o r d i n gt of o r e i g nd e v e l o p e dr o a d n e t w o r kd e v e l o p m e n tp r o c e s s t h ep a p e rd i s c u s s e dt h ei n t e r n a lr u l eo ft h ed e v e l o p m e n t o fh i g h w a yn e t w o r k t h e ni ta p p r a i s e da d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so fs e v e r a le x i s t i n g f o r e c a s t i n gm e t h o d so fr o a dn e t w o r ks c a l e i no r d e rt oi m p r o v ef o r e c a s ta c c u r a c ya n d i n c r e a s et h er e l i a b i l i t yo ft h er e s u l t s t h ep a p l ef o u n d e dt h em o d e lo fh i g h w a yn e t w o r k s c a l ep r e d i c t i o nb a s e do nb pn e u r a ln e t w o r ka n dm a r k o vc h a i n st of o r e c a s tt h ea m o u n t o f h i g h w a yn e t w o r ki nh u b e ip r o v i n c e t h ef o r e c a s tt e s tr e s u l t sp r o v e t h a tt h em o d e lh a s ah i g h a c c u r a c ya n dr e a s o n a b l e n e s s f i n a l l y t h ep a p e rd e f i n e d t h es t r u c t u r a l o p t i m i z a t i o no b j e c t i v e a n de s t a b l i s h e dt h em u l t i o b j e c t i v ep r o g r a m m i n gm o d e l i n c l u d i n gt h ep o l i c yi n f l u e n c et or e a s o n a b l ec o l l o c a t et h eh i e r a r c h i c a lo fh i g h w a y t h e p a p e rc a l c u l a t et h eh i g h w a ys c a l ea n dr e a s o n a b l eh i e r a r c h i c a lo r g a n i z a t i o no fh i g h w a y f o r t h ey e a ro f 2 0 1 0 2 0 1 5a n d2 0 2 0i nh u b e ip r o v i n c e k e y w o r d s h i g h w a yn e t w o r k s c a l e b p n e u r a ln e t w o r k m u l t io b j e c t i v e p r o g r a m m i n g c i a s s n o i j 4 9 1 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解北京交通大學(xué)有關(guān)保留 使用學(xué)位論文的規(guī)定 特 授權(quán)北京交通大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索 并采用影印 縮印或掃描等復(fù)制手段保存 匯編以供查閱和借閱 同意學(xué)校向國 家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤 保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明 學(xué)位論文作者簽名 王芻泛絳 簽字日期 珈占年占月 e t 導(dǎo)師簽名 簽字日期 獨創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作和取得的研 究成果 除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外 論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或 撰寫過的研究成果 也不包含為獲得北京交通大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書 而使用過的材料 與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作 了明確的說明并表示了謝意 學(xué)位論文作者簽名 三很鼻 簽字日期 婦忐年 月 日 致謝 本論文的研究工作是在我的導(dǎo)師賈元華教授的悉心指導(dǎo)下完成的 從論文的 選題 構(gòu)思 到論文的寫作 修改和最終定稿 整個過程都滲透著導(dǎo)師的智慧和 心血 凝聚著導(dǎo)師對我的關(guān)懷和啟迪 在攻讀碩士學(xué)位期間 導(dǎo)師無論在科研還 是生活上都給予了我細(xì)致的關(guān)懷 由衷感到自己點點滴滴的進步 都離不開導(dǎo)師 的辛勤培育和細(xì)心教導(dǎo) 在此 謹(jǐn)向我的導(dǎo)師 賈元華教授表示我最誠摯的感 謝和最崇高的敬意 在研究生學(xué)習(xí)期間 我一直得到學(xué)院多位老師的指導(dǎo)和關(guān)懷 在這里一并表 示感謝 并祝各位老師身體健康 工作順利 同時 向評審本論文以及參加論文 答辯的專家們表示謝意 感謝他們在百忙之中抽出時間審閱和指正我的論文 由 于作者學(xué)術(shù)水平 時間和精力有限 論文中對一些問題的討論可能存在不當(dāng)或不 夠嚴(yán)謹(jǐn)之處 還請各位專家給予指正 助其完善 此外 在項目研究及撰寫論文期間 我得到了劉奕師姐 熬谷昌師兄 李健 師兄 墨素娟師姐 魏邦成和高磊等同學(xué)的熱情幫助 在此向他們表達我的感激 之情 祝愿他們今后事業(yè)有成 同門的師弟師妹與我朝夕相處 情如一家 幫助 甚多 在此也祝愿他們學(xué)業(yè)有成 前程似錦 最后 也感謝遠(yuǎn)在家鄉(xiāng)的父母 他們的理解和支持使我能夠在學(xué)校專心完成 我的學(xué)業(yè) 1 1 研究背景及意義 1 1 1 問題的提出 1 緒論 改革開放二十多年來 我國的公路交通事業(yè)取得了長足發(fā)展 單以公路通車 里程來說 全國公路通車總里程由1 9 8 0 年的8 8 3 3 萬公里增至2 0 0 7 年底的3 5 7 3 萬公里 年均達到8 5 7 而以國道主干線為重點的高等級公路建設(shè)更是取得舉世 矚目的成就 其建設(shè)速度令世人驚嘆 從起步到通車1 力 公里用了1 2 年時間 從 1 萬公里到2 萬公里用了4 年時間 從2 萬公里到3 萬公里用了2 年時間 從3 萬 公里到5 萬公里用了3 年時間 截止到2 0 0 7 年底我國高速公路通車?yán)锍桃呀?jīng)達到 5 3 9 萬公里 從1 9 8 8 年我國第一條高速公路滬嘉高速公路 全長1 8 5 公里 建成 至2 0 0 7 年底 短短1 9 年期間我國高速公路總里程已經(jīng)達到5 3 9 公里 位居世界 第二 年均速度達到3 9 2 4 見圖和表l 一1 圖1 1 我國1 9 8 0 2 0 0 7 年我國公路和高速公路里程變化趨勢 f i g 1 1g r o w t ht r e n d so f c h i n a h i g h w a ya n de x p r e s s w a ym i l e a g ef r o m l 9 8 0 t 0 2 0 0 7 注 從2 0 0 5 年統(tǒng)計年鑒將村道里程納入公路總里程統(tǒng)計 2 0 0 5 2 0 0 7 年我國公路總里程 實際分別為3 3 4 5 2 3 4 5 7 0 3 5 7 3 為與歷史數(shù)據(jù)可比 故朱計入2 0 0 5 2 0 0 7 年的村道數(shù) 表1 1 我國1 9 8 0 2 0 0 7 年主要年份公路和高速公路里程數(shù)單位 萬公里 t a b 1 lt o t a lm i l e a g eo f c h i n a h i g h w a ya n de x p r e s s w a yf r o m l 9 8 0t 0 2 0 0 7 年份 全國公路 高速公路年份全國公路 高速公路 1 9 8 08 8 3 32 0 0 0 1 4 0 3 1 6 3 1 9 8 59 4 2 42 0 0 11 6 9 91 9 4 1 9 9 01 0 2 8 3o 0 52 0 0 21 7 6 52 5 1 1 9 9 51 1 5 70 2 l2 0 0 31 8 0 9 12 9 7 1 9 9 61 1 8 50 3 42 0 0 41 8 7 0 43 4 3 1 9 9 71 2 2 6 40 4 82 0 0 51 9 3 0 54 1 1 9 9 81 2 7 8 5o 8 72 0 0 62 0 4 74 5 3 1 9 9 91 3 5 1 7 1 1 62 0 0 72 1 7 3 75 3 9 從我國東 中 西部地區(qū)最近幾年公路建設(shè)情況來看 各地區(qū)公路里程仍在 持續(xù)增長 公路技術(shù)狀況也在進一步完善 雖然各地區(qū)由于經(jīng)濟 地理和資源等 因素 導(dǎo)致不同地區(qū)的公路發(fā)展具有差異性 但是從全國整體來看 公路建設(shè)的 快速發(fā)展 無疑都大大提高了我國不同地區(qū)公路網(wǎng)的整體技術(shù)水平 優(yōu)化了各地 區(qū)交通運輸結(jié)構(gòu) 改善了城鄉(xiāng)交通條件 緩解了交通運輸?shù)?瓶頸 制約 有力 地促進了我國不同地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和社會進步 表1 22 0 0 2 2 0 0 7 年我國各地區(qū)二級以上公路情況比較單位 萬公里 t a b 1 2c o m p a r eo fr o a dm i l e a g eo fd i f f e r e n tr e g i o ni nc h i n a 年份 2 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 52 0 0 62 0 0 7 高速公路 1 3 41 5 71 7 11 9 92 0 32 2 5 東部二級以上公路 1 2 21 3 0 51 4 2 11 5 1 7 1 5 8 91 7 0 l 總里程 5 6 1 25 7 9 l6 0 6 86 3 1 39 9 3 51 0 2 1 3 高速公路 0 7o 8 31 0 11 31 3 31 6 3 中部二級以上公路8 3 59 2 71 0 4 31 1 0 41 1 6 51 1 6 8 總里程 6 0 7 36 2 3 46 4 2 36 5 9 91 2 0 2 51 2 2 3 高速公路0 4 7 o 5 7 0 6 90 8 l1 1 71 5 西部 二級以上公路 4 4 24 8 45 3 l5 7 68 49 3 5 總里程 5 9 6 86 0 6 66 2 1 36 3 9 31 2 6 11 3 3 9 4 根據(jù)我國公路網(wǎng)建設(shè)中長期規(guī)劃 到2 0 2 0 年我國公路總里程將達到4 2 0 萬公 里 這意味著我國每年將以1 4 萬公里的增長速度進行公路建設(shè) 到2 0 2 0 年我國 高速公路將達到8 5 萬公里 但是按照我國高速公路迅猛發(fā)展的態(tài)勢 到2 0 2 0 年 應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個數(shù)據(jù) 雖然公路建設(shè)在數(shù)和質(zhì)上的大幅度提高會促進經(jīng)濟社會 的發(fā)展 但是公路建設(shè)需占用大量資金 養(yǎng)護 維修和管理費用極高 例如高速 公路每公里造價高達2 0 0 0 5 0 0 0 萬元 建造一座普通立體交叉口需投資2 0 0 1 0 0 0 萬元左右 而我國處于發(fā)展中國家 建設(shè)資金本就短缺 加上近幾年原材料 人 工等成本大幅度上漲等原因 公路建設(shè)的費用已經(jīng)大大高于以往建設(shè)的費用 此 外由于國內(nèi)貨車超載嚴(yán)重 公路大修維護周期縮短 維護費用加大 公路建設(shè)和 2 營運成本的增加 造成公路建設(shè)的資會需求巨大 然而 隨著中國投融資體制改革的深入 積極財政政策的淡出以及公路費改 稅政策的實施 公路的跨越式發(fā)展將面臨巨大的挑戰(zhàn) 一方面路網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級 需要大量的資金 另一方面 公路建設(shè)的資金籌集難度越來越大 因此為了有效 地利用資金 解決建設(shè)和資金的矛盾 提高公路建設(shè)的社會經(jīng)濟效益 必須對區(qū) 域公路網(wǎng)的合理發(fā)展規(guī)模加以研究 即研究區(qū)域規(guī)劃期內(nèi)公路網(wǎng)總里程為多少 各等級公路保持一個什么樣的比例 使得資金最省而又能最大滿足交通需求 如 果在公路建設(shè)的規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計總體方案上決策失誤 將會給國家?guī)砭薮蟮?資源浪費和經(jīng)濟損失 當(dāng)前多數(shù)的研究集中在城市路網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計研究上 而對于城市以外的大部 分道路組成的路網(wǎng)很少有所涉及 本論文就立足于此 以湖北省為例 對區(qū)域公 路網(wǎng)的合理規(guī)模進行系統(tǒng)的研究 1 1 2 研究的目的與意義 1 研究目的 定量確定公路網(wǎng)的合理發(fā)展規(guī)模 就是要確定公路網(wǎng)總里程及其各等級結(jié)構(gòu) 合理只是一個相對概念 是在給定條件下達到預(yù)期目標(biāo)的一種結(jié)構(gòu)組合 公路網(wǎng) 發(fā)展的合理規(guī)模 應(yīng)以能在一定程度的服務(wù)水平上滿足交通需求并使建設(shè)費用最 省為目標(biāo) 在此前提下 可以確定規(guī)劃期內(nèi)公路網(wǎng)發(fā)展建設(shè)的總里程 并對其等 級結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化配置 從而得出投資最省 能滿足一定服務(wù)水平所需要的各等級 公路里程組合方案 為安排建設(shè)計劃提供依據(jù)m j 從區(qū)域公路網(wǎng)規(guī)劃流程來看 圖 1 3 公路網(wǎng)規(guī)模的確定處于一個承上啟下位置 不僅是影響路網(wǎng)的設(shè)計和布局的 宏觀控制量 也是投資決策的重要依據(jù) 近年來我國雖然對區(qū)域公路網(wǎng)合理發(fā)展規(guī)模進行了一些研究 取得了一些豐 碩的成果 但由于諸多不確定因素的影響 在實踐工作中推求合理發(fā)展規(guī)模往往 缺乏指導(dǎo) 多限于經(jīng)驗總結(jié)和簡單類比 帶有較強的主觀隨意性 從而影響了規(guī) 劃的準(zhǔn)確性和可靠性 因此有必要以經(jīng)濟和交通發(fā)展的關(guān)系為基礎(chǔ) 從供應(yīng)與需 求角度分析影響區(qū)域公路網(wǎng)發(fā)展的規(guī)律 在確定路網(wǎng)總里程和各等級公路結(jié)構(gòu)優(yōu) 化理論方面做出一些新的有益探索 以期在確定區(qū)域公路網(wǎng)發(fā)展規(guī)模時能提高其 準(zhǔn)確性 適應(yīng)性和穩(wěn)定性 使其能很好的指導(dǎo)我國現(xiàn)階段公路建設(shè)和發(fā)展 2 現(xiàn)實意義 公路網(wǎng)建設(shè)必須符合或者超前國民經(jīng)濟發(fā)展及社會發(fā)展的需求 不同的發(fā)展 階段應(yīng)有相應(yīng)的發(fā)展規(guī)模p 1 因此系統(tǒng)分析和研究區(qū)域公路網(wǎng)合理發(fā)展規(guī)模 對于 3 把握公路交通與經(jīng)濟發(fā)展的適應(yīng)程度 不足 明確今后公路交通的發(fā)展思路 找出公路建設(shè)與發(fā)展過程中存在的問題與 發(fā)展目標(biāo)和建設(shè)重點 促進公路交通與經(jīng) 濟的協(xié)調(diào)發(fā)展實現(xiàn)公路交通的現(xiàn)代化和可持續(xù)發(fā)展等無疑具有重要的現(xiàn)實意義 圖1 3 區(qū)域公路網(wǎng)規(guī)劃總量控制法流程 f i g 1 3f l o wc h a r to fm a c r o c o n t r o lm e t h o d 此外 就我國公路網(wǎng)的現(xiàn)狀來說 公路建設(shè)耗資巨大 建設(shè)資金尤為短缺 為了有效的利用資金 提高公路建設(shè)投資的社會經(jīng)濟效益 必須對區(qū)域公路網(wǎng)合 理規(guī)模加以研究 如果公路網(wǎng)規(guī)模建設(shè)超過實際公路交通需求 將導(dǎo)致大量建設(shè) 資金的過早占用 并造成土地資源的浪費和大量拆遷損失 這有悖于我國處于發(fā) 展中國家 建設(shè)資金短缺的國情和建設(shè)資源節(jié)約型的社會 而建設(shè)規(guī)模過低則規(guī) 劃建設(shè)的公路在投入使用后會因為實際交通的迅速增加而產(chǎn)生交通飽和 車輛擁 擠 運輸效率低下 交通事故頻繁等一系列后果 成為制約區(qū)域社會經(jīng)濟持續(xù)健 康發(fā)展的瓶頸 因此 根據(jù)經(jīng)濟的發(fā)展情況 從宏觀上把握公路建設(shè)投資的總體 規(guī)模 調(diào)整投資強度 對于合理利用資金 解決建設(shè)和資金的矛盾 以最小代價 來緩解交通運輸?shù)墓┬杳?改變當(dāng)前被動局面 使其成為國民經(jīng)濟發(fā)展的保障 4 從而保證交通的可持續(xù)發(fā)展 具有非常重要的現(xiàn)實意義 1 2 國內(nèi)外研究情況 1 2 1 國外研究情況 1 國外公路網(wǎng)規(guī)劃歷程 最早的路網(wǎng)規(guī)劃實踐可以追溯到2 0 0 0 年前羅馬人對整個歐洲的道路規(guī)劃 但 是早期的實踐多以具體的工程技術(shù)為核心內(nèi)容 如干線道路的選線等問題 真正 的公路網(wǎng)規(guī)劃出現(xiàn)在2 0 世紀(jì)初 汽車大量普及產(chǎn)生了公路網(wǎng)建設(shè)的強烈需求后 在這將近1 個世紀(jì)的歷程中 公路網(wǎng)規(guī)劃逐漸從工程技術(shù)的一部分 發(fā)展成為了 f i 不斷完善的新學(xué)科 公路網(wǎng)規(guī)劃的方法研究大體可分為5 個階段 4 1 直觀判斷型階段 在2 0 世紀(jì)5 0 年代以前 此階段的規(guī)劃主要是技術(shù)負(fù)責(zé) 人和規(guī)劃人員根據(jù)專業(yè)知識和個人經(jīng)驗 借助于較少交通資料進行定性的預(yù)測和 規(guī)劃 公路網(wǎng)規(guī)劃主要成果有1 9 1 0 1 9 2 0 年的美國加州公路規(guī)劃 2 0 世紀(jì)3 0 年代 德國的公路建設(shè)規(guī)劃等 2 集計模型階段 在2 0 世紀(jì)5 0 6 0 年代間 為了服務(wù)于經(jīng)濟發(fā)展 人們出行 的需要 以各小區(qū)為研究單元 研究人們出行 貨物流動的集計模型得到發(fā)展 其中最具代表性的是四階段法模型 此后 人們又在四階段中的各個階段提出了 具體的理論 建立相應(yīng)的模型 其中較具代表性的研究有弗雷塔法 5 熵法 6 機 會模型 7 1 交通網(wǎng)絡(luò)均衡理論 8 以及最短路徑探索法等 3 非集計模型階段 在2 0 世紀(jì)7 0 年代 隨著生產(chǎn)力水平的迅速提高 出現(xiàn)了 社會需求多樣化 交通需求多樣化的趨勢 在此背景下 以個人出行選擇的離散 量研究為基礎(chǔ)的非集計模型逐漸發(fā)展起來 具有代表性的模型主要有l(wèi) o g i t 模型和 p r o b i t 模型i 州 4 出行選擇行為模型階段 從2 0 世紀(jì)7 0 年代末期到2 0 世紀(jì)8 0 年代 交通 規(guī)劃中最重要的參數(shù)一出行次數(shù)被認(rèn)為由心理過程 相應(yīng)的外部條件和決策人的 特征數(shù)據(jù)等因素決定 此外 在此階段基于人的活動模擬與觀測技術(shù)亦得到發(fā)展 代表性模型有牛津大學(xué)研究人員的基于活動的出行選擇模型 1 2 在實際應(yīng)用中最 具有代表性的技術(shù)是英國h a t s 觀測方法 1 3 1 5 計算機階段 隨著2 0 世紀(jì)9 0 年代計算機被大眾廣泛應(yīng)用 各種依賴于巨大 數(shù)據(jù)的模型相繼出現(xiàn) 一些大型的專業(yè)規(guī)劃軟件被開發(fā)和使用 如用于區(qū)域運輸 規(guī)劃中決策分析的l u t s u t p p 軟件 荷蘭公路管理局開發(fā)的公路投資綜合規(guī)劃系 統(tǒng)軟件h i p s 美國的公路模擬模型軟件f r e q 美國c a l i p e r 公司開發(fā)的t r a n s c a d 5 軟件等 大大提高了交通規(guī)劃的便利性和科學(xué)性 2 國外公路網(wǎng)規(guī)模方面的研究 國外學(xué)者在公路網(wǎng)合理規(guī)模發(fā)展理論及方法方面 各自根據(jù)本國的經(jīng)濟發(fā)展 和交通狀況 提出了不同的方法 前蘇聯(lián)學(xué)者研究建立了地區(qū)發(fā)展水平 運輸量和公路網(wǎng)合理長度之間的相關(guān) 關(guān)系 提出了公路網(wǎng)合理長度的計算公式 另外還采用多元回歸和相關(guān)分析法 建立了地方道路網(wǎng)密度的線性函數(shù)式 東歐學(xué)者根據(jù)國土和經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r 提出下列公式l a m n o 式中l(wèi) 為公路 長度 m 為人均可利用土地面積 n 為人均國民生產(chǎn)總值 a b 為待定參數(shù) 西 歐一些學(xué)者也提出了上述模型 但是由于國情不同 式中的待定參數(shù)有較大的差 別 另外一些學(xué)者提出了l a b l n m n 式中各符號意義與上述的指數(shù)模型相同 日本學(xué)者提出了國土系數(shù)理論 認(rèn)為道路密度與人口平方根成正比 國道網(wǎng)線路 長度與該地區(qū)的交通需求成正比 與建設(shè)及養(yǎng)護費用成反比 并提出了各種模型 的地區(qū)參數(shù) 為國道網(wǎng)規(guī)劃提供了理論基礎(chǔ)和計算方法 1 2 2 國內(nèi)研究情況 1 國內(nèi)公路網(wǎng)規(guī)劃歷程 中國公路網(wǎng)規(guī)劃研究起步較晚 在早期 鑒于中國的公路建設(shè)規(guī)模有限 研 究決策人員主要關(guān)注于省 市 縣等行政中心的連通問題 基本上利用定性方法 來進行公路網(wǎng)的規(guī)劃 如1 9 6 4 年編制的 中國干線公路網(wǎng)規(guī)劃草案 在2 0 世紀(jì)7 0 年代末8 0 年代初 隨著改革開放的進行 在中國開始強調(diào)公路 網(wǎng)規(guī)劃的重要性 加強了對區(qū)域公路網(wǎng)規(guī)劃的研究工作 中國交通部參照國外公 路建設(shè)經(jīng)驗 在1 9 8 0 年提出 國家干線公路網(wǎng)規(guī)劃 試行方案 隨后 開始在一 些地區(qū)進行公路網(wǎng)規(guī)劃的實踐 2 0 世紀(jì)8 0 年代中期 中國一些高校對公路網(wǎng)規(guī)劃理論和實踐進行了較為系統(tǒng) 全面的研究 并取得了一系列研究成果 1 9 9 0 年 中國交通部在總結(jié)中國公路網(wǎng) 規(guī)劃研究取得的成果和經(jīng)驗并借鑒國外理論和方法的基礎(chǔ)上制定了 公路網(wǎng)規(guī)劃 編制辦法 在指導(dǎo)思想上確立了從經(jīng)濟角度出發(fā)研究交通 同時以交通建設(shè)發(fā)展 反饋促進經(jīng)濟發(fā)展 在研究方法上 由過去的以經(jīng)驗為主的決策法發(fā)展到現(xiàn)在的 以經(jīng)驗為導(dǎo)向 以數(shù)學(xué)模型為依據(jù)的定性和定量相結(jié)合的科學(xué)決策法 2 國內(nèi)在公路網(wǎng)規(guī)模方面的研究 我國在公路建設(shè)規(guī)模以及合理布局方面進行了許多探索性的研究 分別在理 論研究和實踐運用方面都取得富有創(chuàng)見的成果 6 交通部科學(xué)研究院的周偉在 欠發(fā)達地區(qū)公路建設(shè)規(guī)模的發(fā)展規(guī)律 中就公 路建設(shè)規(guī)模的影響因素及欠發(fā)達地區(qū)的公路建設(shè)規(guī)模的發(fā)展規(guī)律進行了研究 l 引 長安大學(xué)王選倉教授等在 基于需求函數(shù)模型的公路網(wǎng)規(guī)模預(yù)測 中針對公 路網(wǎng)規(guī)劃中路網(wǎng)總量的確定問題 系統(tǒng)分析了公路網(wǎng)密度與人口密度 人均g d p 的關(guān)系 得出了人口增長和經(jīng)濟發(fā)展對公路建設(shè)速度 規(guī)模需求的規(guī)律 同時基 于c o b b d o u g l a s 生產(chǎn)函數(shù)模型 建立了人1 3 經(jīng)濟增長對公路的需求函數(shù)模型 1 5 長安大學(xué)于江霞博士在 公路網(wǎng)最佳經(jīng)濟規(guī)模模型研究 中從經(jīng)濟學(xué)的投入 產(chǎn)出角度分析 建立公路最佳經(jīng)濟規(guī)模模型 在公路建設(shè)總體規(guī)模一定的約束條 件下 來確定不同公路等級結(jié)構(gòu) 即效益成本比最大的等級結(jié)構(gòu) 1 6 北京工業(yè)大學(xué)石兆旭博士在其論文 區(qū)域公路網(wǎng)布局形態(tài)及發(fā)展規(guī)模研究 中建立了公路建設(shè)與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的帶有a h p 層次分析法 約束錐的d e a 數(shù) 據(jù)包絡(luò)分析 評價模型和區(qū)域公路網(wǎng)在不同的社會經(jīng)濟發(fā)展階段應(yīng)具有的發(fā)展規(guī)模 以及與發(fā)展階段相適應(yīng)的路網(wǎng)等級結(jié)構(gòu)的優(yōu)化配置模型 l7 1 東南大學(xué)顧振華博士在 區(qū)域高速公路網(wǎng)合理發(fā)展規(guī)模研究 中 在分析現(xiàn) 有研究方法 包括時間序列法 因素分析法 連通度分析法 和影響因素 包括區(qū)域 面積 人口 經(jīng)濟發(fā)展水平 交通需求等 的基礎(chǔ)上 提出以運輸強度法進行區(qū)域 高速公路網(wǎng)合理規(guī)模的研究 1 8 1 北京交通大學(xué)劉艷慧 賈元華教授在 高速公路建設(shè)規(guī)模與經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系探 討 中應(yīng)用彈性系數(shù)法對我國高速公路建設(shè)規(guī)模進行了預(yù)測 l 9 武漢理工大學(xué)蔣斌在其論文 湖北省公路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論研究 中利用生 長曲線模擬區(qū)域路網(wǎng)發(fā)展的軌跡 運用運輸強度分析法 確定區(qū)域公路網(wǎng)當(dāng)量總 里程 在公路網(wǎng)總里程確定后 采用目標(biāo)規(guī)劃理論 尋求一種最優(yōu)的等級結(jié)構(gòu)方 案 2 0 1 大連理工大學(xué)郭崇恩等在 干線公路網(wǎng)等級結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標(biāo)規(guī)劃模型及算法 中建立了一個干線公路網(wǎng)等級結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標(biāo)規(guī)劃模型并給出算法 2 1 1 3 在實踐運用方面 北京市城市規(guī)劃設(shè)計研究院樊懷玉等在 北京市公路網(wǎng)合理發(fā)展規(guī)模的國際 類比預(yù)測 中通過比較各種確定路網(wǎng)規(guī)模的方法適用性 結(jié)合北京市實際情況選 擇國際類比法計算了北京市2 0 1 0 和2 0 2 0 的路網(wǎng)規(guī)模 2 2 甘肅省公路網(wǎng)規(guī)劃辦公室雷鳴濤在 甘肅省公路網(wǎng)合理發(fā)展規(guī)模預(yù)測 中考 慮影響公路網(wǎng)合理發(fā)展規(guī)模的多種因素出發(fā) 采用公路周轉(zhuǎn)量分析法 經(jīng)濟分析 法 節(jié)點分析法 時間序列趨勢外推法和線性規(guī)劃法 建立了甘肅省未來公路網(wǎng) 發(fā)展規(guī)模預(yù)測模型2 3 湖北省交通規(guī)劃設(shè)計院巴可偉等在 基于累計重要度的路網(wǎng)規(guī)模研究 中針 7 對傳統(tǒng)公路網(wǎng)規(guī)模預(yù)測方法中存在缺乏節(jié)點層次需求分析 容易造成因節(jié)點特性 平均化所引起的路網(wǎng)規(guī)模預(yù)測過大或過小問題 提出了基于累計重要度確定路網(wǎng) 規(guī)模的方法 在計算節(jié)點重要度 路段重要度的基礎(chǔ)上 通過分析路段累計重要 度與路網(wǎng)總里程之間的關(guān)系 預(yù)測路網(wǎng)總規(guī)模 2 4 1 廣東省公路勘察設(shè)計院汪春華等在 廣東公路網(wǎng)發(fā)展規(guī)模和層次配置探討 中通過對世界上部分國家和地區(qū)不同經(jīng)濟發(fā)展水平下的路網(wǎng)規(guī)模進行對比分 析 建立按國際標(biāo)準(zhǔn)計算各層次道路目標(biāo)長度的模型 結(jié)合廣東國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī) 劃 確定廣東公路網(wǎng)發(fā)展的理論目標(biāo)長度 并就各層次公路配置規(guī)劃問題進行了 探討 2 5 1 青海省公路科研勘察設(shè)計院徐安花等在 青海省公路網(wǎng)合理規(guī)模預(yù)測研究 中運用國土系數(shù)法 時間序列法 彈性系數(shù)法對青海省各規(guī)劃期公路網(wǎng)建設(shè)規(guī)模 進行了分析 3 j 寧波市交通設(shè)計院常福海 蔡良斌在 寧波市公路網(wǎng)合理發(fā)展規(guī)模研究 采 用國土系數(shù)法模型 生長曲線模型和相關(guān)分析及趨勢擬合來確定寧波市公路網(wǎng)總 里程 采用最大通行能力模型和最小費用化模型來確定寧波市的公路網(wǎng)等級結(jié)構(gòu) 2 6 1 o 鹽城市交通規(guī)劃設(shè)計院的何申明等在 鹽城市縣道公路網(wǎng)規(guī)劃中路網(wǎng)規(guī)模的 研究確定 中通過對節(jié)點連通度法 國土系數(shù)法 彈性系數(shù)法 我國和江蘇省公 路現(xiàn)代化標(biāo)準(zhǔn)四種方法思路和計算過程的探討 通過對比和論證 對鹽城市縣道公 路網(wǎng)規(guī)模進行研究和確赳2 7 1 綜上所述 直至目前國內(nèi)外對路網(wǎng)規(guī)模預(yù)測的研究方法主要有 國土系數(shù)法 國際類比法 節(jié)點連通度法及因素分析法 對路網(wǎng)技術(shù)等級優(yōu)化的方法主要有線 性規(guī)劃法和多目標(biāo)規(guī)劃法 盡管每種方法都有自己的理論支持及相應(yīng)的算法 但 是由于每種方法本身存在的問題和交通系統(tǒng)的復(fù)雜性而導(dǎo)致的各種方法考慮因素 的不完善 因此各種方法的結(jié)果無法令人滿意 1 3 論文研究方法及思路 公路網(wǎng)具有復(fù)雜的系統(tǒng)特性 因此必須以系統(tǒng)分析原理為基礎(chǔ) 通過定量分 析系統(tǒng)諸元素之間 系統(tǒng)與環(huán)境因素之間的相互關(guān)系 以系統(tǒng)功能及綜合效益為 目標(biāo) 運用多種數(shù)學(xué)分析方法對其進行系統(tǒng)優(yōu)化 本文采取的研究方法主要有 1 n 論與實踐相結(jié)合 理論為主 實踐為輔 論文行文思路采取先闡述理論 然后進行案例分析的模式 以理論來指導(dǎo)實 踐 以實踐來檢驗理論 2 定量與定性相結(jié)合 定量為主 定性為輔 公路網(wǎng)具有特殊的自然屬性 其結(jié)構(gòu)的演變雖然遵循一定的規(guī)律 但是受政 策的影響也較大 因此 必須把定量分析與定向分析結(jié)合起來才能更準(zhǔn)確地反映 其演變規(guī)律 但是為了便于理論研究 本文采取定量為主 定性為輔的研究方法 在理論分析中可能把某些情況理想化 或提出一些可行的假設(shè) 而在實踐分析中 則對具體情況進行具體分析 3 廣泛收集國內(nèi)外有關(guān)資料 對現(xiàn)有方法進行改進完善 基于目前國內(nèi)外在相關(guān)領(lǐng)域的研究情況 在總結(jié)現(xiàn)有方法的基礎(chǔ)上 對其進 行改進 完善 創(chuàng)新 是本文的一大特色 本文研究思路如下圖所示 l 一 圖l 4 本文研究思路 f i g 1 4r e s e a r c ha p p r o a c hi nt h ep a p e r 1 4 論文的主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新點 1 論文分為六章 主要章節(jié)安排如下圖所示 9 圖1 5 本文研究內(nèi)容 f i g 1 4e a c hc h a p t e ro ft h ep a p e r 2 論文主要有以下創(chuàng)新點 1 深入分析路網(wǎng)規(guī)模的影響因素 利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析方法建立公路網(wǎng)規(guī)模影響 因素的遞階層次結(jié)構(gòu) 2 系統(tǒng)總結(jié)傳統(tǒng)的路網(wǎng)規(guī)模預(yù)測方法的優(yōu)缺點和適用條件 對其理論支持和 實際應(yīng)用進行了綜合的評價 為盡可能將影響區(qū)域公路網(wǎng)規(guī)模的眾多因素考慮在 內(nèi) 并且提高預(yù)測精度和可靠性 嘗試提出將b p 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與馬爾可夫鏈預(yù)測進行 公路網(wǎng)規(guī)模的組合預(yù)測方法 并用該方法進行實例分析 3 本文在確定公路網(wǎng)技術(shù)等級結(jié)構(gòu)優(yōu)化目標(biāo)時 不僅綜合 全面地考慮路網(wǎng) 的建設(shè)資金投入 路網(wǎng)的營運效果以及路網(wǎng)使用者對路網(wǎng)的要求等 而且也考慮 了從滿足公路網(wǎng)的遠(yuǎn)景交通需求并能夠提供良好的服務(wù)水平和最大限度地尋求網(wǎng) 絡(luò)的交通供給能力 進而改進以往的公路網(wǎng)等級結(jié)構(gòu)優(yōu)化的多目標(biāo)規(guī)劃模型 并 給出模型求解算法 1 0 2 區(qū)域公路網(wǎng)發(fā)展規(guī)模研究的理論基礎(chǔ)綜述 2 1 公路網(wǎng)規(guī)劃的集計與非集計模型理論 在公路網(wǎng)規(guī)劃中 根據(jù)所采用的模型的不同 可以將公路網(wǎng)規(guī)劃方法分成不 同的體系 如集計模型 非集計模型等 2 1 1 公路網(wǎng)規(guī)劃的集計模型 在集計模型中 通常先將對象地區(qū)和群體劃分為若干個小區(qū)或群體等特定的 集合體 然后以這些小區(qū)或群體為基本單位 展開問題的討論 較具代表性的模 型是四階段法和總量控制法 2 引 1 四階段法 四階段法在中國的研究以同濟大學(xué) 東南大學(xué) 吉林大學(xué)等為代表 四階段 法通過將規(guī)劃區(qū)域劃分為交通小區(qū) 以居民出行調(diào)查及大量的居民出行o d 數(shù)據(jù) 為基礎(chǔ) 確定o d 交通的分布現(xiàn)狀 在此基礎(chǔ)上 做出未來規(guī)劃年的o d 交通分布 再根據(jù)模型 通過模型參數(shù)的標(biāo)定 進行交通方式的劃分及交通量分配 將具體 的交通量分配到具體的路段上去 以此為依據(jù)確定公路的技術(shù)等級 建設(shè)規(guī)模 建設(shè)序列等 在各個階段 又有許多較為成熟的模型支撐 如在交通需求生成階段 常用 的方法模型有增長率法 產(chǎn)值系數(shù)法等 在交通需求方式劃分階段有總量控制法 專家經(jīng)驗法等 在交通分布階段有平均增長系數(shù)模型 弗雷塔模型 重力模型 插入機會模型及熵模型等 在交通分配預(yù)測階段有平衡模型和非平衡模型等 四階段法在方法論上反映的是從微觀到宏觀的過程 其技術(shù)性較強邏輯思路 清晰 近期交通量預(yù)測結(jié)論較能切合實際 一般在經(jīng)濟發(fā)達 路網(wǎng)稠密 并行線路 較多 未來年路網(wǎng)格局變化大的地區(qū)最適用 因而在國際上被廣泛應(yīng)用 但是在 具體技術(shù)層面的邏輯結(jié)構(gòu)上 四階段法仍然存在著諸多的缺陷 1 四階段法布局優(yōu)化的著眼點在于車的出行 以車輛為基本單位 是一種基于 交通需求的規(guī)劃方法 以交通量為核心變量 而對入和貨物的運輸流動考慮不夠 反映在結(jié)果上 路網(wǎng)經(jīng)濟性評價會出現(xiàn)偏差 最終的規(guī)劃路網(wǎng)不一定最具經(jīng)濟性 2 在交通方式劃分階段 利用現(xiàn)期的數(shù)據(jù) 以時間差 費用等進行交通方式劃 分 并且假設(shè)未來交通方式的劃分保持不變 這種方式缺乏明確的理論依據(jù) 同 時交通方式劃分保持不變的假設(shè)通常并不符合客觀實際 3 模型成立的前提是現(xiàn)有的交通服務(wù)水平不變 即路網(wǎng)規(guī)劃基于現(xiàn)有的交通供 給與需求上 這僅僅反映了土地利用與交通狀態(tài)之間的單向作用關(guān)系 而忽略了 公路運輸網(wǎng)絡(luò)自身的發(fā)展對土地利用和公路交通狀態(tài)的影響 是一種典型的 追 隨型 路網(wǎng)規(guī)劃 獲得的路網(wǎng)結(jié)果往往是對現(xiàn)有交通需求的滿足 取得的只是暫 時的平衡 而無法動態(tài)地適應(yīng)未來交通的發(fā)展 4 需要大量的數(shù)據(jù)和時間 為了得到o d 表 需要進行大規(guī)模的調(diào)查 處理 數(shù)據(jù)亦需要大量的時間和費用 同時 在進行長期的路網(wǎng)規(guī)劃時 中國2 0 世紀(jì)8 0 年代前的統(tǒng)計數(shù)據(jù)基本空缺 而且統(tǒng)計口徑亦一變再變 所需的數(shù)據(jù)往往無法得 到 無法滿足統(tǒng)計學(xué)上要求的統(tǒng)計期大約為預(yù)測期2 倍的要求 此外 利用o d 數(shù)據(jù)建立的集計模型也只能提供較少的方案 2 總量控制法 總量控制法主要由長安大學(xué)提出并完善 其基本思路是從宏觀整體出發(fā) 以 現(xiàn)狀公路網(wǎng)的道路交通特征參數(shù)來揭示現(xiàn)有公路網(wǎng)的主要問題 以區(qū)域內(nèi)公路交 通總需求來控制公路網(wǎng)建設(shè)的總規(guī)模 并根據(jù)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)社會經(jīng)濟發(fā)展 產(chǎn)業(yè)布 局特性 結(jié)合區(qū)域的社會經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃 綜合交通規(guī)劃 確定公路網(wǎng)的總格局 在公路網(wǎng)的具體布局中 首先計算節(jié)點重要度 通過動態(tài)聚類分析 劃分節(jié)點層 次 對公路網(wǎng)進行分層布局 整體優(yōu)化 再通過交通流量分配和投資決策過程 將總規(guī)模分解落實到各條具體路線上 最后以路線建設(shè)的迫切度來安排公路項目 建設(shè)序列 總量控制法以交通特征參數(shù)為理論基礎(chǔ) 關(guān)鍵是對公路網(wǎng)交通需求做 出科學(xué) 準(zhǔn)確的預(yù)測 在確定公路網(wǎng)合理規(guī)模的前提下 以綜合評價為手段 利 用 最優(yōu)樹 原理 重點研究公路網(wǎng)的布局優(yōu)化 總量控制法提供了一套可最大限度利用現(xiàn)有相關(guān)資料進行公路網(wǎng)規(guī)劃的方 法 側(cè)重于宏觀上的關(guān)聯(lián)分析 簡便易懂 經(jīng)濟節(jié)約 可操作性強 比較適合中 國國情 但由于其側(cè)重于宏觀分析 著重經(jīng)驗的應(yīng)用 對交通需求缺乏深入的調(diào) 查分析 在理論上還有待于進一步完善和檢驗 總量控制法的主要缺陷主要表現(xiàn) 在 1 節(jié)點重要度的計算 從遠(yuǎn)期規(guī)劃的視角看 節(jié)點重要度在路網(wǎng)規(guī)劃實施過程 中會隨著土地利用狀態(tài)的變化而變化 不同的區(qū)域特性會引起土地利用狀態(tài)的差 異 從而影響未來節(jié)點的重要度變化 總量控制法忽略了區(qū)域發(fā)展的差異對路網(wǎng) 布局及流量預(yù)測的影響 2 把節(jié)點重要度作為節(jié)點對交通發(fā)生吸引的綜合指標(biāo)來處理 抹殺了交通發(fā)生 與吸引的區(qū)分 節(jié)點交通發(fā)生強度 吸引強度也是隨著土地利用狀態(tài)的變化而變 化的 因此應(yīng)該通過預(yù)測未來的社會經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r 動態(tài)地調(diào)整節(jié)點交通發(fā)生強 度和吸引強度 1 2 2 1 2 公路網(wǎng)規(guī)劃的非集計模型 非集計模型是2 0 世紀(jì)7 0 年代發(fā)展起來的 它以隨機效用理論為基礎(chǔ) 描述 每個交通參與者的交通出行行為 非集計模型以個人為交通行動決定的基本單位 由個人選擇在某種狀態(tài)下的最希望的方案 對于運輸?shù)倪x擇包括對出行頻率 目 的地 時間 交通工具及交通路徑的選擇 從這些選擇方案組合中選擇一個出行 方式 2 9 非集計模型可以廣泛地應(yīng)用在具有選擇行為的社會各個方面 在交通工程上 其主要應(yīng)用在需求量預(yù)測 政策評價 交通服務(wù)效益評價等方面 弧3 6 此外 還 有近年出現(xiàn)的交通區(qū)位論理論 37 1 其特點是運用交通場的概念及理論預(yù)測未來交 通量 依照交通區(qū)位線法反映地理空間上的路網(wǎng)幾何聯(lián)系規(guī)律 研究路網(wǎng)以大概 率出現(xiàn)在某些特定地帶來進行路網(wǎng)規(guī)劃等 非集計模型直接應(yīng)用個人調(diào)查數(shù)據(jù) 通過減少數(shù)據(jù)集計環(huán)節(jié)來防止信息丟失 所需數(shù)據(jù)較少 大大節(jié)約了調(diào)查成本 并且在建模中操作比較簡單 模型可移植 性較強 能包含較多的變量 提供更多的備選方案 因而具有較廣闊的應(yīng)用前景 非集計模型理論研究還在逐步完善成熟中 亦存在一些缺陷 1 非集計模型以描述單個的出行者選擇為基礎(chǔ) 但是模型無法將所有可能影 響選擇行為的變量均包含在選擇函數(shù)內(nèi) 因而在某種情形下會缺乏對實際出行的 描述能力 另一方面 在模型理論上可引入較多的變量 但是當(dāng)引入過多的變量 后 選擇函數(shù)將變得十分復(fù)雜 會無法求解而喪失實用價值 2 以出行者出行選擇為描述對象 但是出行者出行選擇并非總是嚴(yán)格地遵循 某種特定的模式 總是具有某種偶然性 而某些非集計模型無法有效地表現(xiàn)出行 者的特性及影響 3 非集計模型目前在交通工程的應(yīng)用領(lǐng)域僅限于需求量預(yù)測 交通方式分 布 政策評價等幾個環(huán)節(jié) 并沒形成完整的規(guī)劃方法體系 需要與其他規(guī)劃方法 結(jié)合使用 取長補短 才能取得更好的效果 2 1 3 公路網(wǎng)規(guī)劃理論發(fā)展趨勢 隨著未來公路交通的發(fā)展 公路網(wǎng)規(guī)劃理論方法將呈現(xiàn)如下趨勢 1 在規(guī)劃技術(shù)上 隨著2 0 世紀(jì)9 0 年代以來智能控制領(lǐng)域的迅速發(fā)展 模糊 控制 專家系統(tǒng)控制 遺傳算法控制及其與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的成功結(jié)合應(yīng)用 采用 現(xiàn)代計算機技術(shù)與模糊理論 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和專家系統(tǒng)相結(jié)合的方法將會越來越 廣泛地應(yīng)用到公路網(wǎng)規(guī)劃中 2 在規(guī)劃視角上 公路網(wǎng)規(guī)劃將更多地考慮綜合運輸系統(tǒng)與公路網(wǎng)系統(tǒng)間的 影響作用 尤其是對公路網(wǎng)布局規(guī)劃的作用機理 并越來越注重公路交通與區(qū)域 社會 經(jīng)濟發(fā)展的雙向互動作用的協(xié)調(diào)發(fā)展 將公路網(wǎng)與區(qū)域社會 經(jīng)濟發(fā)展有 機結(jié)合 注重路網(wǎng)與社會 經(jīng)濟的動態(tài)平衡與協(xié)調(diào)發(fā)展 3 在規(guī)劃方法上 將會更多地側(cè)重定量分析方法的應(yīng)用 并且注重多學(xué)科的 綜合應(yīng)用 實現(xiàn)公路網(wǎng)規(guī)劃在政策 經(jīng)驗 數(shù)理 技術(shù)方面的結(jié)合 4 在規(guī)劃目標(biāo)上 公路網(wǎng)規(guī)劃將不僅僅以適應(yīng)型路網(wǎng)為目標(biāo) 隨著社會經(jīng)濟 的發(fā)展 交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的逐步完善 將越來越著重于引導(dǎo)型路網(wǎng)的建設(shè) 充 分考慮公路網(wǎng)對經(jīng)濟發(fā)展的引導(dǎo)作用 在路網(wǎng)功能上 不但強調(diào) 路通 更注重 效率為指向的 路暢 此外 公路網(wǎng)規(guī)劃的可持續(xù)發(fā)展問題也會越來越受到關(guān)注 2 2 公路交通與區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展互動關(guān)系 2 2 1 社會經(jīng)濟發(fā)展對公路交通的影響 1 綜合運輸體系與公路交通 區(qū)域綜合交通運輸體系是由公路 鐵路 水運 航空 管道等多種運輸方式 構(gòu)成的 各種運輸方式有其明顯的技術(shù)經(jīng)濟特征 承擔(dān)著各自的運輸任務(wù) 相互 聯(lián)系和相互補充 在綜合交通運輸體系中 公路運輸有其獨到特點和突出的優(yōu)越 性 可完成其它運輸方式的客貨集散與聯(lián)系 承擔(dān)鐵路 水運 航空 管道 固 定線路場站之外的延伸和補充運輸任務(wù) 實現(xiàn)1 t n i j 的直達運輸 減少運輸中轉(zhuǎn) 環(huán)節(jié) 是一種點 線 面相結(jié)合的運輸方式 一個區(qū)域早期的運輸結(jié)構(gòu)會對該地 區(qū)今后的貨運發(fā)展產(chǎn)生一定的影響 因此區(qū)域內(nèi)的公路建設(shè)發(fā)展受到現(xiàn)有綜合運 輸?shù)臓顩r影響與制約 2 經(jīng)濟總量與公路交通 客 貨運需求均隨經(jīng)濟水平的提高而增大 這是經(jīng)濟水平影響的最基本趨勢和 特征 區(qū)域經(jīng)濟活動的規(guī)模直接影響著區(qū)域貨運生成的規(guī)模 在經(jīng)濟結(jié)構(gòu)類似的 狀況下 經(jīng)濟實力雄厚 綜合發(fā)展水平高的區(qū)域一般均具有較大的貨運生成規(guī)模 和較強輻射力與吸引力 生產(chǎn)的發(fā)展增加了對能源 原材料 礦物等的需求 同 時又生產(chǎn)出了大批多樣化的生產(chǎn)資料 中間產(chǎn)品及最終產(chǎn)品 這些都需要運輸 經(jīng)濟的增長促使著基礎(chǔ)設(shè)施的完善 基建項目的增加產(chǎn)生了大量相關(guān)的貨運需求 農(nóng)業(yè)的發(fā)展增加了對農(nóng)產(chǎn)品 農(nóng)用機械的運輸及農(nóng)產(chǎn)品的外運 經(jīng)濟增長促進了 公私消費 使地區(qū)間物資來往更加頻繁 經(jīng)濟增長的變動是短期內(nèi)影響貨運需求 的重要因素 經(jīng)濟繁榮時期 時?；钴S 消費增加 生產(chǎn)擴大 運輸需求隨之旺 1 4 盛 而當(dāng)經(jīng)濟走勢平緩甚至下降時則會出現(xiàn)與上面相反的情況 運輸需求受到抑 制 3 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與公路交通 不同產(chǎn)業(yè)對運輸?shù)男枨蟛煌?隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化 經(jīng)濟發(fā)展對運輸需求必 然發(fā)生變化 工業(yè)化初期 能源的產(chǎn)量及消耗量大幅度增長 需要增加鐵路和水 運的能力 以滿足對煤炭 鋼鐵 糧食這些大宗貨物的長距離調(diào)運 當(dāng)工業(yè)加工 能力明顯提高 國民經(jīng)濟增長對煤 鋼增長的依賴減少時 鐵路運輸量的增加也 就放慢了 但是總運量的增長仍舊很快 在工業(yè)化過程中 生產(chǎn)高附加值工業(yè)品 和消費品的輕工業(yè)在工業(yè)中所占比重上升 貨物運輸量對國民生產(chǎn)總值的彈性系 數(shù)下降 根據(jù)國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策 第三產(chǎn)業(yè)