大城市客运交通结构优化模型研究

  本文关键词：大城市客运交通结构优化模型研究，由笔耕文化传播整理发布。

维普资讯

第 ２卷 ４

第７ 期　

公

路

交

通

科

技　

Ｖｏ ．４ Ｎｏ．　 １２　 ７

２０ ０７年 ７ 月　<

br />
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ　 ｇ ｗ ｙ ａ ｄ Ｔ ａ ｓ ｒ ｔ ｎ Ｒ ｓ ａｃ 　 ｎ 　 ｅ ｅ ｐ ｎ　 ｏ ｒ ａ ｆＨｉｈ ａ 　 ｎ 　 ｒｎ ｐ ｔ ｉ 　 ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ Ｄ ｖ ｌ ｍｅ ｔ 　 ｏ ａｏ ｏ

Ｊ ．２ Ｕ 　 １ ｕ ０７

文 章 编 号 ：１０ －２８ （０７ ７０　 －４ ０ ２ ６ ２０ ）０ －１７ 　 ０ １０

大 城 市 客　 －　 结 构 优 化 模 型 研 究　 ， 　通 。＿ ｌ ＾ ’ 土 　 ＿ － Ｉ 一． ＿－
吕 慎　 田 锋　 　 ， 　 ，李 旭 宏。 　
（． １ 深圳大学 土木工程学院 ，广东 深圳 ５ ８６ ；２ 深圳市城市交通规划研究 中心 ，广东 １００ ． 交通学 院，江苏 南京 ２０９ ） １０６　 深圳 ５８３ ； １０４　 ３ 东南大学 ．

摘要 ：城 市客运交通结构是 关 系城 市交通 系统发展 方向的核心 问题 。从城市交通可持 续发展 角度 出发建 立 了大城 市客　
运 交通 结 构 优 化 的 线 性 规 划模 型 ，其 中 决 策 变量 为城 市客 运 交通 系统 中各 种 交 通 方 式 的 周 转 量 。该 模 型 的 目标 为 最 大　 化城 市客 运 交 通 效 率 ，该 交 通 效 率 不是 简 单 的各 种 交通 方式 客 运 周 转 量 的 函数 ，而 是 由各 种 交通 方 式 的客 运 周 转 量 和　

各种 交通方式对城 市客 运交通效 率贡献率共 同决定 。同时考虑客运 交通结构优 化过 程 中应 满足 的 出行 需求总量约束 、 　 可达性约束、 占地约束 、能耗约束 、环境 容量约束和各种交通 方式发展规模约束等 。该模型在实际应用 中取得 了良好　
的效 果 。 　

关 键 词 ：交通 工程 ；城 市客 运 交通 结 构 ；线 性 规 划模 型 ；交通 效 率 ； 可持 续　 中图 分 类 号 ：Ｕ ９　 ４１ 文 献标 识 码 ：Ａ 　

Ｓ ｕ ｙ Ｏ 　ｈ 　 ｔ ｚ ｄ Ｍｏ ｅ　 ｆ ｂ ｎ Ｐ ｓ ｅ ｇ ｒ ａ ｉ Ｓｔ ｃｕ ｅ ｔｄ 　 ｆ ｔｅ Ｏｐｉ ｅ 　 ｄ ｌ 　 ｍｉ ｏ Ｕｒ ａ 　 ａ ｓ ｎ ｅ　 ｆｃ ｒ ｔ ｒ　 Ｔｒ 　 ｕ
Ｌ Ｓ ｅ 　， Ｔ ＡＮ　 ｅ ｇ Ｖ　 ｈ ｎ Ｉ Ｆ ｎ２
，

Ｉ　 — ｏ ｇ Ｊ Ｘｕ ｈ ｎ 　

（ ． ｈ ｏ ｏ　ｉ ｌ ｎｉ ｅ ｎ ，Ｓ ｅｚ ｅ　 ｎ ｅ ｉ ，Ｇ ａ ｇｏ ｇ Ｓ ｅｚ ｅ　 ５　 ６ ，Ｃ ｉ ； １Ｓ ｏ ｌ ｆ ｖ 　 ｇ ｅ ｒ ｇ ｈｎｈ ｎ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｃ 　 Ｃ ｉＥ ｎ ｉ ｖ ｓ ｙ ｕ ｎｄ ｎ 　 ｈｎ ｈｎ １０ ０ ｈｎ 　 ８ ａ
２． ｈ ｎ ｈ ｎ Ｕｒ ａ 　 ａ ｓｏ ｔｔ ｎ Ｐｌｎ ｉｇ Ｃｅ ｅ ， Ｇｕ ｎｇ ｏ ｇ Ｓ ｅ ｚ ｎ ５１ ０ ４， Ｃ ｉ ａ； Ｓ ｅ ｚ ｅ 　 ｂ ｎＴｒ ｎｐ ｒａｉ 　 ａ ｎｎ 　 ｎｔｒ ｏ ａ ｄ ｎ 　 ｈ ｎ ｈｅ 　 ８３ ｈｎ 　

３Ｓｈｏ ｏ Ｔａｓ ｒｔｎ ｏｔ ａｔ ｎ ｅ ｉ ，Ｊ ｇｕ Ｎｎｉ 　２０ ９ ，Ｃ ｉ ） ． ｏｌ ｆ ｒ ｐｔ ｉ ，Ｓｕｈ ｓ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｉ ｓ　 ａｊ ｇ １ ６ ｈ ａ　 ｃ 　 　 ｎｏ ａｏ ｅ 　 ｖｓ ｙ ａ ｎ ｎ ０ ｎ
Ａ ｓｒ ｃ ： Ｕｒａ 　 ａ ｓ ￣ｅ 　 ＇ ｅ ｓ ｔ ｌ／　ｓ ｏ ｅ ｏ　 ｅ ｋ ） ｆｃ ｒ　ｈ ｔ ｅｅｍｉ ｅ ｔｅ ｄ ｖ ｌ ｍｅ ｔｄｒｃ ｏ 　 　 ｒ ａ 　ｒｆ ｃ ｓ ｓ ｍ． ｂｔ ｔ ａ ｂ ｎ ｐ ｓｅ ｒｔ ｒ ￣ 　ｌ ｌ ｔ＇ ｉ ｎ 　 ｆｔ 　 ｅｒ ａ ｔｓ ｔａ ｄ ｔｒ ｎ 　ｈ 　 ｅ ｅｏ ｒ ｃ ３ｅ 　 ｈ 　 ｏ 　 ｐ ｎ　 ｅ ｔ ｎ ｏ ｕ ｂ ｎ ｔ ｉ　 ｙ ｔ 　 ｉ ｉ ｆ ａ ｅ Ｂ ｓ ｄ ｏ 　 ｅｃ ｎ ｅ ｔ 　 ｅ ｓ ｓａ ａ ｉ ｔ ， ａｌ ｅ ｌｐｏ ｒ ｍｍ ｎ 　 ｏ ｅ　 　 ｐｉ ｚｎ 　 ｒ ａ 　 ａ ｓｎ ｅ　 ａ ｃ ｓ ｕ ｔ ｅＷ 　 ｒｐ ｓ ｄ Ｔ ｅ ａ ｅ 　 ｎ ｔ 　 ｏ ｃ ｐ　 ｔ 　ｕ ｔｉ ｂｌ ｙ 　ｉ ａ ｒｇａ ｉ ｇ ｍ ｄ ｌ ｏ ｔ ｉｇ ｕ ｂ ｎ ｐ ｅ ｇ ｒ ｒ ｆ 　ｔ ｃｕ 　 ａ ｐ ｏ ｅ ． ｈ 　 ｈ ｆ ｏｈ ｎ ｉ ｎ 　 ｆ ｏ ｍｉ ｓ ｔｉ ｒ ｒ ｓ ｏ

ｄｃ ｉ 　ａ ａｌ ｉ ｔ 　 ａ ｅｇｒ ｕ ｏｅ ｖｌ ｅｏ ｔ 　 ｉ ｒ ｔｔｆｃｍ ｄｓＴ ｅｏｊ ｔｅｏ ｔ 　 ｏｅ ｉ ｍ ｘ ｚ ｇｐｓ ｎｅ ｅｉｏ ｖｒｂ 　　ｈ ｐ ｓｎｅ ｔｒ ｖｒ ｏ ｍ． 　 ｅｄｆ ｅ 　ｒ 　 ｏｅ．ｈ　 ｂ ｉ 　 　 ｅｍ ｄｌ ｓ ａｉ ｉ 　ａｓ ｇｒ ｓｎ ｉ ｅ ｓ ｅ ｓ 　 ｎ 　 ｕ ｆ ｈ ｆ ｎ ａ ｅ ｉ ｃ ｅ ｖ ｆｈ 　　 ｍ ｎ ｉ ｅ 　
ｔａ ｓ ｒａｉｎ ｅ ｃｅ ｃ Ｔ ｅ ｐ ｓ ｎ ｅ　ｒ ｒ ｐ ｒ ｔ ｎ ｅ ｃｅ ｃ 　ｉ　 ｏ　ｈ 　 ｉ ｌ　ｕ ｃｉｎ ｏ 　 ｅ ｐ ｓ ｎ ｅ 　ｕ ｎ ｖ ｒｖ ｈ Ｉ ｂ ｔｔ ｅ ｒｎ ｐ ｔ ｔ 　ｆ ｉｎ ｙ． 　 ａ ｓ ｇ ｒ ｔａｔｏ ｔ ｉ 　 ｆ ｉｎ ｙ ｓ ｎ ｔｔｅ ｓｍｐｅ ｆｎ ｔ 　 ｔ 　 ａ ｅ ｇ ｒ ｔｒ ｏ ｅ　 ｏ ＭＴ ｏ ｏ ｉ ｈ ｅ ｓ ａｏ ｉ ｏ ｆ ｈ ｓ ｅ， ｕ　 　 ｈ ｆ ｃｉｎ ｏ　 ｏｈ ｔｅ ｐ ｓ ｎ ｅ 　ｕ ｎ ｖ ｒｖ ｌｍｅ ａ ｄ ｔｅ ｃ ｎｔ ｂ ｔ ｇ ｃ ｅ ｃｅ ｔｏ ｄｆ ｒ ｎ　ｒｆ ｃ ｍｏ ｅ 　ｏ 　 ｅ ｔａ ｓ ｒａｉｎ ｅ ｃｅ ｃ 　 ｕｎ ｔ 　 ｂ ｔ　 　 ａ ｓ ｇ ｒｔｒ ｏ ｅ 　ｏｕ 　 　ｈ 　 ｏ ｒ ｕｉ 　 ｏ ｆ ｉｎ　 ｏ ｆ ｈ ｅ ｎ ｉ ｎ ｉ ｆ ｉｅ ｅ ｔｔａ 　 ｄ ｓｆｒｔ 　ｒ ｐ ｔ ｔ 　ｆ ｉｎ ｙ． ｉ ｈ ｎ ｏ ｏ ｉ

Ｍｅ ｗ ｌ ， ｅ ｃ ｎ ｔ ｉｔ ｉｃｕ ｅ ｒ ｓ ｉｔ ｎ 　 ｎ ｔｔ 　 ｏｕ 　 ｆｔ ｐ ｄ ｍａ ｄ ａ ｃ ｓ ｉｉｔ ， ｄ ａ ｃ ｌｎ 　 ｃ ｕ ａ ｃ 　 ｒａ ｅ ｅｇ 　 ｎ ｉ ａ ｈ ｅ ｔ 　 ｏ ｒ ｎｓ ｎ ｌ ｄ 　 ｔ ｃｉ ｓ ｏ 　 ｏａ ｖ ｌｍｅ ｏ 　ｒ 　 ｅ ｎ ， ｃ ｅｓｂｌ ｙ ｈ ｓ ａ 　 ｅ ｒ ｏ ｌ ｉ ｉ ￣ ｍｉ　ａ ｄ ｏ ｃ ｐ ｎ ｙ ａ ｅ ， ｎ ｒｙ
ｃ ｎ ｔ ｔ ｎ， ｎ ｉｏ ｍｅ ｔｌｃ ｐ ｃｔ　 ｄ ｄ ｖ ｌｐ ｎａ　 ｏ ｔｎ ｉ Ｔ ｅ ｍｏ ｌＷａ 　 ｐ ｌｅ 　ｏ ｔａ ｃ ｓｒ ｔｇ 　 ｌｎ ｉｇ ａ ｄ ｇ ｔｔｅ ｇ ｏ ｏ ｔ ｉ ｅ ｖｒｎ ｎａ　 ａ ａ ｉ ａ 　 ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｌｃ ｎ ｉｕｔ ｈ 　 ｄｅ　 ｓ ａ ｐ ｉｄ ｔ　ｒ￣ 　 ｔａｅ ｙ ｐａ ｎｎ 　 　 ｏ　 　 ｏｄ　 ｓ ｍｐ ｏ ｙｎ ｙ． ｎ ｈ ｒ ｓ ｌ． ｅ ｕｔ　

Ｋｅ 　 ｒ ｓ ｔ ｆ ｃ ｅ ｇｎ ｅ ｎ ； Ｕ ）ｎ ｐ ｓｅ ｇ ｒｔ ｆｃ ｓｒｃｕ ｅ ｌ ｅ 　 ｒｇ ａ ｙ ｗｏ ｄ ： ｒ ｉ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ａ 　 ｉ ｌａ 　 ａ ｓ ｎ ｅ　 ａ ｉ　ｔｕ ｔｒ ； ｉ ｄ ｐ ｒｍｍｉｇ ｍｏ ｅ ； ｔ ｎ ｐ ｒ ｔ ｎ ｅ ｃｅ ｃ ； ｓ ｓ ｉａ ｉ ｔ ４ ｒ ｎ ｏ ｎ 　 ｄ ｌ ｒ ｓ ｏ ａｉ 　 ｆ ｉｎ ｙ ｕ ｔ ｎ ｂｌ ｙ ａ ｔ ｏ ｉ ａ ｉ　

Ｏ 引言　 城市 客运交通 结 构是关 系城市 交通 系统 发展方 向　 的核心 问题 。 目前 尚缺乏确定 城市 客运 交通 结构 的定　

１ 大城 市客 运 交通 结构 优化 目标 函数　 　

未来 我 国大城市 主要 的客 运交通 方式包 括 ：轨道　 交 通 、常规公 交 、私家 车 、自行 车 、步行 、出租 车和　 摩托 车 。城市 客运交 通结 构优化 即是 在城市 交通基 础　

量分 析模 型 。本 文通过 研究 基于方 式结 构 的交 通效 率　 函数 ， 同时 考虑用 地 、 境 、 环 能源 和可达性 等约 束条件 ， 　 建立 了大城 市客运 交通结 构优 化 的数学 规划模 型 。 　
收稿 Ｅ期 ：２０ －１ ０ ｔ ０６０ — 　 ２

设施 建设 水平 、环 境 、能 源 等各 种 条 件 的约 束 之 下 ， 　 选择 可 能的交 通工具 并进 行恰 当的组 合 ，使各种交 通　

基金项 目：深圳 大学科研启动基金资助项 目 （０ ５４ ；广东 省 自然科学基金资助项 目 （３ １１） ２０４ ） ５０ ０３　 作者简介 ：吕慎 （９６一） １７ ，女，安徽黄 山人 ，博士 ，副教授 ，研究方 向为城市与区域交通规则 （ｖ ｅ ＠ｓ ． ｕ ｃ） １ｈｎ ｚ ｅ ．ｎ　 ｓ ｕｄ

维普资讯

公

路

交

通

科

技　

第 ２ 卷　 ４

方 式互补 协调 、扬长避 短 ，从 而最 大限度 的发挥 各种　 交通方式 的优 势 ，并且 在满 足城市 居 民出行需要 的基　

合理 、 的 大城 市 客运 交 通 结构 不 仅应 满 足 城　 科学

市居 民的 出行需求 ， 且 还 应实 现 城市 交 通 的 可持 续　 而
发展 。满足 城市居 民的出行需 求不仅 包括 空间位 移 的　 要 求 ， 包含 出行 时 耗 的要 求 。城 市交 通 的可持 续 主　 还

础 上 ，追求最 高的交通 效率 。传统 意义 上的交通 效率　 是 指利用 有 限的交通 资源实现 尽 可能多 的人 的空间移　
动 （ 人公 里 ） ，但 按 照 国家落 实 科 学 的 发展 观 及 建设　

要 包括 道路用 地 资源 的可 持 续 性 、 源 消耗 的可 持 续　 能 性 、 污染 的可 持续 性 。这 些 是 建立 大 城 市 客运 交　 环境 通结构 优化模 型 约 束条 件 的 基本 依 据 。因此 ， 大城 市　
客运交 通结 构优 化模型 为 ： 　

和谐 社 会的要求 ，交通 效率还 应包 括降低 城市交 通污　 染 、减少 交通 能耗 、提 高乘 客服 务水平 、提高交 通 速　 度等许 多方 面 ，它是一 个综 合 的 、多指 标 的体 系 。正　
因为如 此 ，城 市客运交 通 系统 中的各种 交通方 式所 承　 担 的单位 客运 周转量 对交通 效率 的影响 是不 同的 。为　 体现这 种差 别 ，本次 规划 建立 了如下数 学模 型 ： 　
ｍａ ｘＺ ＝ Ｃ ， Ｘ　

ｍｘ ａＺ＝∑ ｃ? 　　 ∑　 ≥Ｄ ①　
ｉ ｌ ： 　

ｓｔ ．．

｛ ’ 　 　

㈩ 　

∑　
? ｔ≥ Ｒ ②　

式 中 ， 为城 市 客 运 交通 效 率 函数 ； ｚ Ｃ为 各 种 交 通 方　 式所 承担 的客运周 转量 的 权重 行 向量 ； 为 各种 交 通　 Ｘ 方式 承担 的客运周 转 量 列 向量 ； Ａ为 约束 方 程组 的系　
数矩 阵 。 　

∑ｘ 　 ∑ ｌ? 　　
ｉ ｌ ： 　

≤ 　

③　

各种 交通方式 所 承担 的客 运周转 量 的权 重行 向量　
Ｃ 其 内在 的含义为 轨道交 通 、 ， 常规 公交 、 家 车 、 私 自行　

∑　 ∑　 ∑Ｐ 　 ≤Ｅ Ｃ ① Ｎ 　 ≤ 　 ⑤ 　
Ｘ ｉ

车、 步行 、 出租车 和摩托 车等客 运交通 方式 承担单 位客　 运交 通周转 量对 城市 交通 运 输 效 率改 善 的 贡献 大 小 。 　
因此 ， 需要 对城 市各种 交 通 方式 的运输 效 率 进 行综 合　 评 价 以便 确定 目标 函数 中的权重行 向量 Ｃ 。这是一 个　 多 目标 的综合评 价 ， 者 曾在论 文 “ 国大 城市客 运交　 笔 我

Ｇ?１ ￡ ≤ ∑ （一 ）
ｎ “ ｉ ｆ 　

≤ Ｇ ? １＋￡　 ⑥　 （ ）

通结 构发 展 模 式 研 究 ” 中 ， 立 了综 合 评 价 指 标 体　 … 建
系， 并应 用层次 分 析一 成 分 分析 组 合 评 判 法 ， 我 国　 主 对 大城市 中的主要 的交 通 方式 进 行 了综 合 评 价 ， 而得　 从
≤ 　 ≤ 　

ｉ １ ＝ 　

⑦　
（） ２　

到 了各 种交通方 式 的综 合评 价结果 。该结 果可 以认 为　
是各种交 通 方 式 单 位 周 转 量 对 运输 效 率改 善 的 贡献　

式 中 ， 为通 过交通 需 求预 测 求得 的城市 居 民交通 需　 Ｄ 求总量 ， ?ｍ；， 人 ｋ 　 为第 ｉ 种交 通 方式 的平 均速 度 ； 为　 ｔ

值， 具体 见表 １ 。 　
表 １ 我国大城市主要交通方式客运周转量 的权重值　
Ｔａ １ Ｗ ｅｇ ｔｏ　 ａ ｓ ｎ ｅ 　ｕ ｏ ｅ 　ｏ ｌｌ　 ｆｍａｎ ｔａｆｃ ｂ．　 ｉｈ　 ｆｐ ｓｅ ｇ ｒｔｒ ｖ ｒ ｖ ｈＹｅ ｏ　 ｉ　ｒｆ 　 ｎ ｆ ｉ ｍｏ ｅ ｉ　 ｉａ ｂｇ ｃｔ ｓ ｄ 　ｎ Ｃｈｎ 　 ｉ　 ｉｉ 　 ｅ

规划 年城市居 民的平 均 出行 时 间 预算 ； 为规 划年 城　 Ｒ

市等效半径 ； 为第 ｉ ｚ ， 种交通方式 的动态 占用道路 面　
积 ；Ｒ为规 划年 的城 市人 均 占用 道 路 面 积　 为 规划　 Ｌ
年第 ｉ 种交通 方 式 的能 源 消耗 因子 ； Ｎ Ｅ Ｃ为规 划 年城　 市 客运交 通分担 的能 源 消 耗上 限 ；　 Ｐ 为第 ｉ 交 通方　 种 式第 种 污染物 的排放 因子 ，／ ?ｍ； ， ｇ人 ｋ 　Ｃ 为城市 交通　
　 ．

权 重值 轨 道 交 通 常 规公 交 私 家 车 自行 车
ｃ 　 ０． ８ 　 　 ０ ９３

步行

出租 车 摩 托 车　

０ ０ ２ ９ ０．２ 　 　 ０ ７ １ ０． １ １ ．４ 　 　 ０ ３ ７ ０． １ 　 　 ０ 　 　０． １ 　 　０ ０１ 　 　 ２ ０ ４４ ． ４５

第　种 污染 物 的 环境 容 量 ，； ｇ Ｇ为 规划 年 城 市 居 民 出　
行总量 ； ￡为误差 范 围 ， 一般取 ５ ；　 规划年 第 ｉ ％ ｈ为 种　

综 上所述 ， 于方式 结 构 的城 市 交 通运 输 效 率 函　 基

数 （ 目标 函数 ） ： ａＺ：００９３　 ＋００２９ ｂ ＋ 即 为 ｍｘ ．８　ｘ ．４　ｘｕ 　 　
０． ２ 　 　 ０ ３７ ０． ４ ５ ０１ 　 　 ＋ ０． ７ 　ｈ ＋ ０． ２ 　１ 　 ＋ ０． ４ ４ｘ ＋ ０１ 　１ Ⅵ ０１ 戈 ０１ 　 　 　 。 　

交通方式 的平 均 出行 距 离 ； 　
限。 　

和　 “分 别表 示 各 个　

交通方 式 在规划年 所能 承担 的客运 周转量 的上 限和下　

２ 大城 市 客运交通 结构优 化模型　

２２ 约束 条件及 参数 分析　 ．
（ ） 民出行 总量约束　 １居

２ １ 建立优 化模 型　 ．

模 型设定 约束 条 件① 体 现 了居 民 出行 总量 约 束 ， 　

维普资讯

第 ７期　

吕 慎 ，等 ：大城市客运交通结构优化模型研究　 　

１９ １　

这 是城市 客运交 通结 构 优 化 的先 决 条 件 ， 约束 条 件　 该 中的仅有 一个参 数 Ｄ， 以通过 两 种 方法 确 定 。分 别　 可
如下 ： 　

积　 则 可根据 城市 总体规 划得 到 。 　
表 ２ 各种交通方式的动 态占地 面积　 （ 单位 ：１人 ） ｆ， 　 ｌ ２
Ｔａ ２ Ｄｙ ａ ｃ ｌｎ 　 ｃ ｕ ａ ｃ 　 ｒ ａ　 ｆ ａ ｈ ｔ ｎ ｐ ｒ ｍｏ ｅ ｂ． 　 ｎ ｍｉ　 ｄ ｏ ｃ ｐ ｎ ｙ ａｅ ｓ ｏ　 ｃ 　 ａ ｓ ｏ ｔ ｄ 　 ａ ｅ ｒ 　

（ ） 确算法　 ａ精

精确算法 是 以 “ 阶段 法 ” 通 预 测 模 型 为 基 础　 四 交 的 。我们 在 预测 得 到 了交 通 小 区 的 Ｏ 分 布 矩 阵 之　 Ｄ
后 ， 用交通 方式划 分模 型 （ Ｌ ｇ 模 型 ） 到各 种 交　 应 如 ｏｉ ｔ 得

（） ４ 能源 消耗 约束　 约束条件④体现 了能源消耗约束 ， 市交通结 构优　 城
化结果亦不能超 出城市交通能耗 的承 载力 ， 这是城 市交　 通 可持 续发展 关 注 的主要 内容之 一 。规 划 年各 种交 通　

通方 式 出行 的 Ｏ Ｄ矩 阵 ， 值 就 可 以通 过 各 种 交 通 方　 Ｄ 式的 Ｏ Ｄ分 布矩 阵与各 交通 区之 间 出行 的平 均 距 离加　
以衡量 ， 算公 式为　 计

Ｄ＝∑ ∑ ∑ Ｏ 批×Ｄ ， Ｄ 　　

（） ３ 　

方式 能源消耗 因子 ｅ 以依据 相关 研究 取 值 ， 体 如　 　可 具
表３ 。规 划年人均 能源消 耗 的上 限 Ｅ Ｃ的取值参 考 国　 Ｎ 外 的研究 成果 ， 根据 Ｃ ｒｓｎＫ ｎ ａ ａ （９９　 分析　 ａ ｓ — ａｙｍ 等 １９ ） ｌｏ 了城 市交 通活 动 的能源基 础 。认 为从 可持续 的发展 角　

式中，Ｄ Ｏ 　为交 通小 区 ｉ 交通Ｊ ￣ｊ之间第 ｋ种交 通　 和 Ｊ ，

方式 的 出行 量 ； 　 交通小 区 ｉ Ｄ 为 和交 通Ｊ Ｋｊ 间第 ｋ ］ｘ 之 ， 　 种交通方 式 多条 可行 路径 的平 均 出行 距 离 ， 数 值 不　 该
是几何距 离 的平均 值 ， 是路 径 距 离 与路 径 流 量 分 配　 而

度看 ， 保证 出行 所需 的年 人 均 可 持续 发 展 能源 消费 水　
平为 １ １ ０ Ｍ ， 是 由 于我 国能源 结 构 的约 束 ， ． ×１４ Ｊ 但 　 能　

结 果加 权后 的平均值 ； 为交通 小 区个数 ； ｍ 凡为交通 方　
式 个数 。 　 （ ） 略算法　 ｂ简

源消耗 的利 用 率较 低 ， 以很难 达 到 这 一 消 费水 平 。 所 　
国 内能 源消 耗 的利 用率 取 国外 的 ６ ％ ， 么规 划 年 人　 ０ 那 均 能源 消耗 的上 限 Ｅ Ｃ为 １８ ０　 Ｊ　 Ｎ ． ×１４ 。 Ｕ
表 ３ 各种交通方式能源消耗 因子　 （ 单位 ： Ｊ ?ｍ） Ｍ／ ｋ 　 人
Ｔａ ． 　 Ｆ ｃｏｓｏ 　ｎ ｒｙ ｃ ｎ ｕ ｔ ｎ ｏ 　ａ ｈ ｔ ｎ ｐ ｒ ｍｏ ｅ ｂ３ ａ ｔｒ　 ｆ ｅｇ 　 ｏ ｓ ｍｐｉ 　 ｆｅ ｃ 　 ａ ｓ ｏ ｔ ｄ 　 ｅ ｏ ｒ 　

简略算 法需 要预测 城市 居 民 出行 发生 总量 以及相　 应 的平 均 出行距 离 。 出行 发 生 总 量 可 以通 过 “ 阶段　 四 法” 中的交 通发生 预测模 型计 算得 到 ， 而平均 出行距 离　
则 以现状居 民平均 出行距 离 为 基 础 ， 并且 假 定 规 划 年　
能耗

轨道 交 通 公 共 交 通 私 家 车 自行 车
０３ ２ ．２　 ０７４ ２７５ ．１　 ．９　 ０ 　

行人
０ 　

出 租 车　 摩托 车　
５５　 ．９ １４５ ．９　

平均 出行 距 离 的增 长 与 城 市等 效 半 径 的增 长 保 持 同　
步 。简 略算法 的计 算公式 为　
ｐ 　 Ｆ３－ 　

（） ５环境 容量 约束　 约束条 件⑤ 体现 了环境 容 量 限制 。 １９ 《 ９５年 北京　 宣言 》 明确指 出环 境 的 可持续 性 是 交 通 发 展 的政 策 和　 规划 应 当符 合 的 ４项 标 准 之 一ｌ。 对 于 城 市 交 通 而　 ７ Ｊ 言 ， 境容量 约束 是指 交 通 污染 物 的 排放 速 度 不得 超　 环
过 城市 交 通环 境 承 载 力 。式 中 的 参 数 共 有 两 组 参 数　

Ｄ ＴＮ× ＝ ×Ｄ　

Ｔ Ｎ × 赢， ×Ｄ √ 　

（　 ４ ）

式 中 ， 为规划 年城 市 居 民 出行发 生 总 量 ； Ｄ 为现 状　 　 Ｎ 居 民的平 均 出行 距 离 ； 为 规 划 年 城 市 的等 效 半 径 ； Ｒ 　

Ｎ Ｒ为现状 城 市 的等 效 半 径 ； 为 规 划 年 城 市 用 地 面　 Ａ
积 ； Ａ为现状 城市 用地 面积 。 Ｎ 　

Ｐ 和 Ｅ ｉ其确 定 方法分 别如 下 ： 　 Ｃ， 　
①城 市交 通环境 容量 Ｅ ｉ Ｃ 的确 定　 城市大 气 污染源 除车辆 外 ， 有工 业大气 污染 源 、 还 　

（） ２ 可达性 约束　

约束 条件② 体 现 了 可达 性 约束 ， 即在 合 理 出行 时　 间预算 内能够完 成 一定 的 出行 距 离 。在 本 文 中 ， 可达　
性 约束采 取各种 交通 方式 的加权 平均 速度 能够在 出行　

商业污染 源 和 民用 生活 污 染 源 等 。城 市功 能 不 同 ， 各　
种 污染 源对 污染排 放 的 分担 率 也 不 同 ， 要确 定 城 市交　

时间预算 内行驶 相 当于城 市等效 半径 的距离 。城 市居　 民的 日出行 时 间预 算 一般 在 ６ ０—９　 ｉｌ， 约 束 条　 ０ｒｎ２ 在 ａ ］ 件② 中 ， 值 取该 值 的一半 ， ｔ 即为 单程 的出 行 时间 。规　 划 年的等 效半径 Ｒ可 以依据城 市 总体规 划确定 。 　 （） ３道路 用地 资源约 束　 约束 条件③ 体现 了城 市道路用 地 资源约 束 。这也　 构成 了城市 交通 结构优 化 的刚性约 束条 件 。参数各 种　
交通 方式 动态 占地 面 积 Ｚ 现 在研 究 较 多 有 比较 成 熟　 　 的成果 可供 参 考 ， 体 如 表 ２ 具 。规 划 年 的 人 均 占地 面　

通 的环境 容量 ， 就必须 从城 市整体 功能 要求 出发 ， 城　 将
市环 境质量 标准 下 的整体环 境容量 乘 以交通污 染 的分　 担 率来 得到 ： 　
＝Ｅ Ｕ ×ｙ ， Ｃｉ ， 　 （） ５　

式中 ，ｃ ， Ｅ 　 为城 市 所 能 承 担 的第　种 污染 物 的总 量 ； 　 ７ 为城市 客运 交通第 ． 　 　 种污 染物 的分担 率 ；为 污染物　 　 ．
类型 ， 主要有 Ｃ Ｎ 　、 Ｃ３种 ； Ｏ、 Ｏ Ｈ 　 其他符 号意义 同前 。 　 ② 城市 交通污 染物排 放 因子 Ｐ 的确 定　 　 城市 交通 污染物 排放 因子 是将交 通属 性和 环境污　

维普资讯

ｌ０ ２　

公

路

交

通

科

技　

第２ ４卷　

染 物属性 相关 联 的参 数 组　 ， 量 度 为 ｇ车 ?ｍ或 者　 ］其 ／ ｋ ｇ ?ｍ。这两个指 标通过 车辆平 均 载客数 相互 沟 通 ， ／ ｋ 人 　
由于交通 结构 优化模 型 以客运 周 转 量 为决 策 变 量 ， 因　 此排放 因子应 转换成 以 ｇ人 ｋ ／ ｍ来 标度 ， 转换方 法 为　
Ｐ＝ ｑ　
ｆ　

件⑦ 。式 中各种 交通方 式在 规划 年所承 担的客运 周转　 量 的上 限　？ 是 由城 市相关 资源 如土地 资源 、 诅 ｘ 能源 、 材　 料 以及各 种交 通方式 的运输 工具 发展水 平和经 济运距　
决定 的 ； 限　 “ 体现 了使 各种 交 通 方式 的供 给能　 下 则 力不 致过 分 闲置 的内涵 ， 同时 也 体现 了各交 通 方 式互　 补 的思想 。 　 基 于上述 分析 ，本 文 建立 的大城市 客运交 通结构　 优化 模 型为线性 规 划 模 型 ，该模 型 具 有成 熟 的 算法 ， 　 在 实际 应用 中可操作 性较 强 。 　
３ 结 束语　

， 　

（） ６　

式中， 　 ｖ 为第 ｉ ｐ 种交 通 方 式第　种 污 染物 的单 车排 放　 因子 ， 该值 可 以参考 相 关 研究 确 定 ，， 体 见表 ４　 为　 具 ； 第ｉ 种交 通方 式 的单 车平 均 载 客数 ； 其他 符 号 意 义 同　
前。 　
表 ４ 各主要交通 方式排放 因子　 （ 单位 ：／ ｋ 　 ｇ车?ｍ）
Ｔ ｂ． 　 Ｆ ｃｏｓｏ 　ｏｌ ｔ 　 ａ ｅ 　ｆｅ ｈ ｔ ｎ ｐ ｒ ｍ ｄ 　 ａ ４ ａ ｔｒ ｆｐ ｌ ｅ ｇ ｓ ｓｏ　 ａ 　 ａ ｓ ｔ ｏ ｅ 　 ｕｄ ｃ ｒ ｏ 　

城 市客运 交通 系统优 化是一 个 复杂的 系统优 化问　 题 。本 文建立 了大城市 客运交 通结构 优化 的线形 规划　
模 型 ，并且 在 郑 州 市 交 通 规 划 研 究 中进 行 了实 际 应　 用 ．取 得 了 良好 的效果 。 　

注： 轨道 交通 的 排 放 因 子 可取 公 共 汽 车 的 ７ ％ 。 ０ 　

参 考 文献 ： 　
［ ］ 吕慎 ，田锋 ，李旭宏 ． １　 我国大 城市客 运交通 结构发展模式研 究　
— —

（） ６城市 交通 客运周 转量 与 出行人 次关 系约 束　 由于选择 了城市 客运周 转量 为城市 交通结 构优化　
模 型 的决 策变量 ， 因此 应该 考 虑城 市 客 运周 转 量 与 城　 市 居 民出行次数 总 量之 间 的协 调 关 系 ， 每种 交 通 方　 即 式 所 承担 的客 运周转 量 除以居 民采用该 方式 的平均 出　
应 用 层 次 分 析 一 成 分 分 析 组 合 评 判 法 ［ ］ ． 木 工 程 学　 主 Ｊ 土

报 ，２０ ，３ ，（） ０—３ ． ０３ ６ １：３ ５　 ［ ］ Ｓ Ｈ Ｍ ＲＡ．ｈ　 ｌ ａ Ｄ ｍ ｎ　 ｒ ｏｏｚｄＭｏｉｔ Ｊ Ｔａｓｏ　 ２　 Ｃ Ｅ Ｅ 　 ＴｅＧｏ ｌ ｅ ａｄｆ　 ｔｉ 　 ｂｌｙ［］．ｒ ｐ— ｂ　 ｏ Ｍ ｒｅ ｉ ｎ
ｎ ｔ ｎＲ ｓ ｒｈ １９ ，３ （ ） ５ ａｉ 　 ｅｅ ｃ ， ９ ８ ２ ６ ：４ ５—４ ７　 ｏ ａ ７．

行距 离所 得 到 的商 值 的累 加 约 等 于 城 市 居 民 出行 总　
量， 如公 式 （ ） ２ 中约束 条件⑥所 示 。 　

［ ］ 陆锡明 ，陈小雁 ． ３　 客运规划 与城市发展 ［ Ｍ］． 上海：华东理工　
大 学 出 版 社 ，１９ ． ９６　

式 中 的参 数各 种交 通 方 式 平均 出行 距 离 ｈ 可 以　 　
依 据现 状各种 交通方 式平 均出行 距离 和城市 规模综 合　 确定 ， 如公式 （ ） ７ 所示 ： 　
ｈ 　 　＝ ×

［］ 程斌 ． ４　 轨道交通与城市交通可持续发展 ［ Ｍ］．中国铁 道科学 ， 　
２ ０１ ０ ． 　

［］ Ｃ Ｒ ＫＯ — Ａ Ｙ Ｍ 　 ，ＬＮ Ｅ 　 Ｔａｄ ｐｔｒｓａ 　ｎｉ ｎ ｅ— ５　 Ａ ＬＳ ＮＫ Ｎ Ａ Ａ Ａ ＩＤ Ｎ Ａ． ｖ　 ａｅｎ　ｒ ｅｖ ｏｍ ｎ　 ｒ ｔ ｍ ｒ
ｔ 　 ｆ ｃｓｎ ｗ ａ ｄｉ ｈ ｕｕ ｅ： ｉ ｌ ａｉｎ 　 ｆ ｉ ｅｅ ｃ ｓｉ　 ｎ ｒ ｙｃ ｎ 　 ｌ ａ ｅ ｅ ｔ ｏ 　ｎ ｎｔ ｅｆ ｔｒ 　 ｍｐ ｉ ｔ ｓｏ ｄｆ ｒｎ ｅ ｎ ｅ ｅ ｇ 　ｏ － ｃ ｏ

√， 　　

（ ７ ） 　

ｓｒ ｔｎａｏｇ ｓｃ —ｃｎｍｃ　ｒｕｓ［ ］ ．ｃｌ ａ Ｅ ｏｏ ｉ 　 ｕ ｐｉ 　ｍ ｎ　ｏｉ ｅｏｏ ｉ ｇ ｐ Ｊ Ｅｏ ｌ ｃｎｍ￣， ｎ ｏ ｏ ｓ ｏ ￣ｃ 　
１９ ９ ９，３ ０： １６—１ ８． ５ ７ 　

式中 ，　为 第 ｉ 交 通 方 式 现状 的平 均 出行 距 离 ； ｈ 种 其　 余符 号意义 同前 。 　 （） ７ 各种 交通方式 发展规 模 约束　
交通 方式 的改 变是 一 个 相对 缓 慢 的 过程 ， 种 交　 一 通方 式既不 可能突 然 兴起 ， 不 可 能 突然 消 失 ， 也 因此 ， 　 城市 客运交通 结构优 化 还应该 考虑各 种交通 方式 的可　 能发 展规模 ， 反映 到约束 条件上 ， 就是 每种交 通方 式所　

［］ Ｆ Ｌ ＥＣ Ａ ＳＯ 　 ６　 Ｏ Ｋ 　 ，Ｊ Ｎ Ｓ ＮＡ，ＬＮ Ｅ 　 Ｔａｅ ｐｔｍｓ ｄｅｖｏ ｒｎａ ＩＤ ＮＡ．ｒ ｌ ｔ 　 　ｎｉ ｍ￣ ｔ　 ｖ　 ｅ ａ ａ ｎ ｒ ｌ
ｅ ｅ ｔ　 ｏ ａ ｄ ｉ 　 ｅ ｆ ｔ ｒ ： ｉ ｌ ａ ｉｎ 　 ｆｄｆ ｒｎ ｅ 　ｎ ｅ ｅ ｇ 　 ｏ — ｆ ｃｓｎ ｗ　ｎ 　 ｎ ｔ 　 ｕ ｅ ｍｐ ｉ ｔ ｓ ｏ　 ｉ ｅ ｃ ｉ　 ｎ ｒ ｙ ｃ ｎ 　 ｈ ｕ ｃ ｏ ｅ ｓ

ｓｒ ｔｎａ ｏｇ ｓ ｉ—ｃｎｍｃ ｇ ｕ ｓ［ ］ ．ｃｌ ｉ ｌＥ ｏｏ ｉ ， ｕ￣ｉ 　 ｎ　ｏ ｏ ｅｏｏ ｉ　 ｒ ｐ Ｊ Ｅｏｏ ｃ 　 ｎｍｃ 　 ｒ ｏ ｍ ｃ ｓ ｏ ｇａ ｃ ｓ
１９ ９ ９，３ ０：４ ５—４ ７． ０ １ 　

［］ 黄成 ，陈长虹 ，王水妍 ． ７　 城市 交通出行方式对能源与环 境的影　 响 ［］． Ｊ 公路交通科技 ，２０ ，２ （１ ：１３ ６ ． ０５ ２ １ ） ６ —１６　 ［］ ８　 张鹏 ． 于 可持 续 发展 的 城市 交通 运 输结 构 体 系优化 研 究　 基 ［ ］． Ｄ 北京 ：清华大学 ，２０ ． ０１ 　 ［］ 田锋 ． ９　 我国大城市客运交通结构 发展模式研究 ［ ］ ． Ｄ 南京 ：东　
南 大 学 ，２０ ． ０２　

承担 的客运周 转量 都有 上 下 限 的约 束 ， 体见 约束 条　 具



  本文关键词：大城市客运交通结构优化模型研究，由笔耕文化传播整理发布。