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摘要：针对目前关于区域综合交通枢纽布局的研究很少涉及，本文在调研现有国内外研究现状基础上，提出基于交通规划理论的场站布局方法与模型设计，进行备选位置的确定，通过改进的综合模糊评价层次分析法对备选位置进行优化，最终得出场站枢纽布局的方案。
关键词：都市发展区；综合交通枢纽；布局规划
0引言
本次拟重点研究的对象是属于区域性综合交通枢纽与地区性综合交通枢纽。其定义分别是：
区域性综合交通枢纽位于综合交通网的主要交汇点，是依托于省、自治区重要城市，以及在区域经济和贸易中起主要作用的沿海港口、干线机场所在城市，在综合交通网络格局中具有承上启下的重要作用。
地区性综合交通枢纽位于综合交通网的一般交汇点，是依托地区大中城市，以及沿海和内河港口、机场所在的城市，在综合交通网络格局中具有基础性补充作用。
目前关于区域综合交通枢纽布局的研究很少涉及，现有的交通枢纽规划布局是未能从综合交通系统的角度来研究枢纽的规划布局问题，通过引导交通需求者和运营者的微观行为，最大限度地协调各种运输方式的场站布局，以实现综合运输系统社会效益最大化的宏观目标。
在我国整体的交通规划建设理念滞后，阻碍交通运输效率整体提升，这就很难适应重庆作为大都市区的功能定位，以及作为综合交通枢纽的主要功能载体，这就需要我们研究一种有利于加快重庆主城与多区县间的交通设施布局和功能改进。
通过建立层次分明、转运高效、辐射力强的大都市区综合交通枢纽体系，实现对主城交通功能的有效分流；加强多式联运，发挥综合运输优势，提升航空、水运、铁路、公路等综合交通运输方式的集约化，合理分配运输方式的比例；研究枢纽城市与国家、市级物流通道的衔接关系，强化在交通方面的区域竞争力；优化物流交通组织，提高大都市区综合交通运输体系的整体运行效率，以支撑社会产业的快速发展。
1国内外研究现状
国外研究重视与城市规划的结合，注重根据城市布局进行交通枢纽规划在这种探索方式的影响国外关于综合交通枢纽的建设与管理模式基本上可以分为两种[12]，一种是欧美模式；另外一种是东南亚模式。欧美国家大多数资本主义国际，经济基础是私有制，所以使得国外大部分欧美国家的综合交通枢纽建设都是为国家所有，以及国家垄断经营。在东南亚国家，基于各自国家的不同经济技术状况，探索出一套适用于自己建设综合交通枢纽的理论，但是大多数也是被国家所有和绝对核心的经营权由国家控制。经过多年的实践，欧美、日本等发达国家在综合交通枢纽的建设[16]上也积累了宝贵的经验。①客运方面，重视交通结合部的综合交通换乘枢纽建设，组成立体的综合交通网络，以形成顺畅通达、换乘方便、高效运行的综合交通系统。在美国，华盛顿特区与纽约的联合车站是比较典型的换乘枢纽。该换乘枢纽集中了铁路、市内轨道交通、市郊轨道交通、公交、私人交通等多种交通方式，各种交通方式之间的换乘基本上是垂直换乘。东京地铁的换乘中心，是将公共汽车站、出租汽车站、地下停车场以及商店、银行、地下商业街等布置在同一建筑物内，从而形成了具有良好功能的换乘枢纽。②对于货物运输方面，不是单纯的以货物为研究对象，以物流体系为出发点，使得综合交通枢纽成为效率极高的物流服务系统。经过几年的发展并结合整个西方国家综合货物运输的发展经验总结来看，大多数都是以物流中心或是大的物流园为建设模式进行发展。
国外对综合交通枢纽的研究早于我国，在实践、建设等经验的积累上也逐渐成熟。随着近几年对综合交通枢纽研究的侧重点不断变化，研究范围不断深化，使得国外综合交通枢纽的发展势头相当迅速，这就为我国的综合交通枢纽的发展提供了宝贵的借鉴经验。相对于国外综合交通枢纽的发展，我国在综合交通枢纽的领域研究还存在一定的问题，诸如各种交通方式的衔接上亦或是对于相对应层次的交通枢纽城市的研究等等。但经过近几年我国经济的快速发展，我国逐渐在区域性交通枢纽的研究中取得了非常明显的进步，特别是我国沿海一些发达的地区和城市。
2基于交通规划理论的场站布局方法与模型
2.1基于交通规划理论的场站布局方法
本文从综合交通枢纽的运行机理和交通枢纽与交通网络之间的动态关系出发，把交通规划理论和OD矩阵推算技术与交通枢纽场站布局模型相结合，通过改进已有的方法，对综合交通枢纽场站的布局方法进行研究。本方法计算过程主要分为以下两个阶段：
第一阶段是备选位置的确定：根据客货运交通量，应用矩阵推算技术，反推出交通分布。用交通规划的四阶段法分析规划年的交通量分配，选择连接线路多、通过交通量大的节点作为综合交通枢纽场站布局的备选位置。
第二阶段是备选位置的优化：采用层次分析的方法，对备选位置进行优化，推算出节点的权重系数。应用定量计算和定性分析相结合，从备选位置中选出合适的场站位置。
该种方法与四阶段法相比：四阶段法是以大规模的居民出行调查为基础，进行这种调查需要大量的人力、物力和时间，而且由于调查的小区划分与道路网的表示水平不一定协调，导致交通流分配预测的路网交通量与实际交通量不一致。因此有必要通过简单、经济、可行的快速的手段解决解决这个问题。随着近几十年来通过路段交通量来推算OD矩阵的方法取得了重大进步。通过OD矩阵推算方法相对传统的四阶段方法更高效、快捷、方便。
2.2基于交通规划理论的场站布局模型
本文通过预测各种运输方式的客货运交通量，分析其在路网上的分布特征，初步确定综合交通枢纽的备选地址。计算步骤如下：
（1）确定综合交通枢纽的服务范围
根据交通枢纽所在城市的城市总体规划、土地利用规划和国家交通网络的总体布局规划和实际的交通需求，确定交通枢纽的服务范围，即客货流量。并调查规划区域的人口、土地利用现状、区域综合交通运输现状和公路场站、水运港口、火车站等的分布现状，分别确定客货运交通小区。
（2）确定交通网络以及交通分布
在整个规划区域所包含的小区范围，以各个小区内起关键作用的交叉路口、港口、铁路客货运站、机场为节点，以客货流通小区内主要对外运输干道和各小区之间主要干道（公路和城市道路）为边，确定规划区的现状客货运交通干道网。在现状交通网的基础上，根据已有的道路建设规划，确定规划年的客货运交通干道网，作为交通流分配的基础。
（3）交通小区交通量发生预测
BP（BackPropagation）神经网络模型最早是在1986年由D.E.Rumelhart和J.L.Mcclelland提出的，是一种误差反向传播的前向网络模型。BP人工神经网络模型在多层感知器基础上增加误差反向传播信号，可以在系统预测中处理大量非线性信息，是目前应用最广泛的的人工神经网络模型。神经网络模型常用的激发函数有阈值函数、饱和函数、双曲函数、高斯函数，BP神经网络模型的激发函数为连续可导的Sigmoid函数，通常有以下两种：
（2.1）
（2.2）
BP神经网络模型的和算法
（4）交通小区交通量吸引预测
A、增长率法是把现在的不同地区的吸引交通量Ti与到预测时点的增长率Fi相乘，从而求得各分区的吸引交通量T’i，即
T’i=TiFi（2.3）
增长率主要应用于交通小区吸引的客运量的预测。增长率法的关键问题是如何确定Fi。通常可以用表示各交通小区的一些特征指标的增长率作为吸引交通量的增长率。例如：
Fiαiβi（2.4）
其中，假设αiβi分别为交通小区i的人口增长率和人均自行车拥有量的增长率，则有：
αi=交通小区i规划年的人口数/交通小区i现状年的人口数
βi=交通小区i规划年人平均自行车拥有量/交通小区现状年人平均自行车拥有量。
增长率法结构简单，实用的比较多，不需要交通小区之间的距离和时间；可以适用于小时交通量或日交通量等的预测，也可以获得各种交通目的OD矩阵。
图2-1三层BP神经网络结构图
（5）交通分布
在交通规划中通常用O-D矩阵表示交通分布。根据综合交通枢纽服务范围确定的小区，基于路段交通量通过矩阵推算法反推得到基年的交通分布。在此基础上，根据交通小区对外交通和市内交通的发展趋势，采用增长系数法，预测得到规划年的交通分布。现状OD的计算——矩阵推算法
矩阵推算法就是由路段交通量进行交通分布预测，该方法基于如下的方程：
（2.5）
其中是需求矩阵T中第i行和第j列的值，是从i到j的出行通过路段a的比例，是路段a上的交通量。常用的OD矩阵推算方法是最大似然估计法。重力模型是预测OD交通量很好的方法。关键在于如何利用路段的交通量建立重力模型，即求出重力模型参数，参数确定后就可以利用重力模型推算出OD交通量。重力模型如下：
（2.6）
式中：
Tij——交通小区i到j的交通量；
Gi——交通小区i的发生指数（居住人口等）
Aj——交通小区j的总的吸引指数（居住人口等）
Tij——交通小区i、j之间的行驶时间；
f（tij）——出行发生系数；
（6）交通流分配
交通量的分配采用目前交通规划理论很成熟的分配方法，如用户均衡分配法（F—W法）、多路径概率分配法等，把全部的机动车交通量在路网上进行分配。然后根据分配得到的路段交通流和路段走行时间、走行费用等信息，分别在对客流和货流在路网上分配一次，得到客、货流各自额流向特点，作为对客货站点优化计算过程的参考。利用用户均衡模型进行交通量分配的过程如下[18]：
均衡分配模型可以求出满足Wardrop平衡原理的路段交通流量。最常用的是Beckman提出的交通量分配模型：
minZ（x）=（2.12）
（2.13）
模型中使用的变量有：
Xa——路段a上的交通流量；
Ta——路段a上的走行时间：
Ta（ω）——路段a的走行时间函数，因而Ta=Ta（xa）；
——出发地为r，目的地为s的OD间的第k条路径上的交通流量；
——出发地为r，目的地为s的OD间的第k条路径上的总走行时间；
——0—1变量。如果路段a在出发地位r，目的底为s的OD间的第k条路径上。则=1，否则=0
N——网路中节点的集合；
L——网络中路段的集合；
R——网络中出发地的集合；
S——网络中目的地的集合；
Qrs——r与s之间的OD交通量；
ψrs——r与s间的所有路线的集合。
模型的目标函数是对各路段的走行时间函数积分求和之后取最小值，并满足如下的基本条件。
对于分配问题本身应满足的条件只有交通流守恒条件。即OD间的交通量应该全部分配到网路中去。或者说OD间各条路径上的交通总量应等于OD交通量。用公式表示为：
（3.20）
同时，
。
其他的约束条件则是变量之间的关系式。路径交通量与路段交通量Xa之间的关系式为：
（3.21）
其次，路径的总走行时间与路段走行时间的关系式为：
（3.22）
上述模型的解法为F—W法。F—W法是用线性规划逐步逼近非线性规划的方法。该方法是一种迭代法。在每步迭代中，先找到一个最速下降方向，然后再找到一个最优步长，在最速下降方向上截取最优步长得到下一步迭代的起点。重复迭代知道找到最优解为止。此法的前提条件是模型的约条件必须是线性的。
（7）确定理论位置
根据交通分配结果，选择那些连接线路多、通过交通量大的节点作为交通枢纽布局优化的理论位置，进而从这些理论位置中继续选择出合适的枢纽规划位置。
3结论
综合交通枢纽规划布局规划主要在于场站位置的确定，本文采用基于交通规划理论场站布局模型，进行备选位置的确定，通过改进的综合模糊评价层次分析法对备选位置进行优化，最终得出场站枢纽布局的方案。
参考文献：
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