創(chuàng)建綜合交通體系規(guī)劃新理論

■ 文｜東南大學 王煒 趙德 華雪東 王建

我國長期以來采用的傳統(tǒng)交通發(fā)展模式，主要是面向國土空間開發(fā)與使用布局規(guī)劃，依靠被動建設交通基礎設施來滿足區(qū)域交通需求、緩解交通擁堵，“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”。這種發(fā)展模式一定程度上忽視了綜合交通系統(tǒng)對社會經濟發(fā)展的引導功能，導致綜合交通系統(tǒng)空間布局不合理，加劇了經濟社會發(fā)展的區(qū)域不平衡。

解決“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”問題的關鍵是建立新型交通發(fā)展模式，即“需求導向+目標導向”相結合的發(fā)展模式。一方面，基于公路、鐵路、水運、民航（以下簡稱“公鐵水航”）等不同運輸方式的差異化特性，考慮社會經濟發(fā)展、國土空間開發(fā)等社會因素的影響，明確綜合交通網絡發(fā)展定位，以交通帶動土地資源規(guī)劃，以交通帶動區(qū)域地方發(fā)展。另一方面，應當充分認識到交通規(guī)劃不僅需要服務運輸需求，也要充分體現(xiàn)交通發(fā)展服務國家戰(zhàn)略的社會與經濟的雙重屬性。新型交通發(fā)展模式應當綜合考慮需求導向和目標導向，并基于國家發(fā)展目標與供需平衡的定位，推動構建網絡化的國家綜合立體交通網布局，促進經濟社會發(fā)展的區(qū)域平衡。

綜合交通體系三大發(fā)展方向

傳統(tǒng)的交通規(guī)劃理論較少關注綜合交通運輸方式間的交互，對綜合交通運輸系統(tǒng)供需平衡機理研究不足，無法滿足多網融合的異質交通網絡的交通規(guī)劃。所以，當前亟需創(chuàng)建一套綜合交通體系規(guī)劃新理論，支撐綜合交通運輸系統(tǒng)的一體化分析，滿足綜合交通網絡規(guī)劃對空間布局優(yōu)化、運輸方式協(xié)同、系統(tǒng)供需平衡的要求。新形勢下的綜合交通體系規(guī)劃基礎理論應注重交通方式間的高效銜接與優(yōu)勢互補，從“構建綜合交通網絡優(yōu)化新方法”和“提出綜合交通樞紐布局規(guī)劃新方法”兩個方面展開研究。

規(guī)劃綜合立體交通建設時，各類交通運輸方式之間的交互成為重點研究對象。

傳統(tǒng)的交通網絡規(guī)劃方法往往僅針對單一、同質的網絡，例如，“十三五”之前的全國公路網、水運網、鐵路網、航空網等專項規(guī)劃，均針對單一交通方式網絡獨立制定，對與其他交通方式網絡間的銜接考慮甚少，規(guī)劃理論相對簡單。綜合交通網絡規(guī)劃要求構建多網融合的異質交通網絡，這在規(guī)劃理論體系方面與以往有著根本性的不同。

綜合交通網絡規(guī)劃與布局優(yōu)化應以國家社會經濟發(fā)展目標和國土空間開發(fā)為需求，以“綜合交通規(guī)劃網絡-綜合交通樞紐布局-規(guī)劃網絡建設方案”為主體思路，深入研究綜合交通一體化拓撲網絡、各運輸方式優(yōu)勢運距曲線、各交通方式交通阻抗函數(shù)、綜合交通樞紐方式轉換阻抗等瓶頸技術，建立面向“需求預測-方式分布-交通分配”的異質網絡一體化交通分析模型，以實際分方式發(fā)生吸引與分布數(shù)據為參考，進行流量匹配校驗和多目標綜合效能評估，分析綜合交通運輸網絡供給與需求動態(tài)互饋過程，形成“以供需平衡理論引導綜合交通建設，以分析評估模型監(jiān)測系統(tǒng)運行狀態(tài)”的技術路線。

綜合交通網絡規(guī)劃交通分析模型體系是基于綜合交通網絡優(yōu)化方法建立而來，主要涵蓋綜合交通網絡拓撲模型、交通需求組合分析模型、多網競爭交通分配模型與效能評估虛擬仿真模型四大類。模型體系以綜合交通需求生成與分布分析、綜合交通網絡“多網合一”建模、分方式客貨運輸路段與樞紐交通阻抗分析模型、分方式客貨運輸優(yōu)勢運輸距離分析模型為基礎，重點研究并解決基于優(yōu)勢運輸距離與交通阻抗的分方式OD矩陣、基于優(yōu)勢運輸距離與交通阻抗的方式組合選擇模型、基于分方式交通網絡的客貨OD矩陣交通分配模型、基于多網競爭的綜合交通運輸一體化交通分配模型等問題，為提升綜合交通系統(tǒng)的運輸效率、服務質量、安全保障、韌性水平提供量化分析理論。

綜合交通網絡優(yōu)化方法

綜合交通網絡規(guī)劃交通分析模型體系

依托上述理論，可在綜合交通網絡規(guī)劃布局方面解決五大技術問題，分別為異質交通網絡的一體化建網技術、各交通方式的優(yōu)勢運距分析技術、各運輸方式的運輸成本分析技術、多網融合下的網絡交通分配技術、綜合交通網絡布局優(yōu)化的效能評估技術。

綜合交通樞紐是實現(xiàn)綜合交通網絡互聯(lián)互通的主要載體，是綜合交通運輸系統(tǒng)中進行貨物多式聯(lián)運、旅客聯(lián)程出行等運輸組織的關鍵?？茖W合理的綜合交通樞紐布局，是提升綜合交通網絡運輸效率、系統(tǒng)韌性的保障。但我國尚缺少關于綜合交通樞紐布局規(guī)劃的理論方法，無法解析綜合樞紐中不同運輸方式間的轉換關系，難以有效指導形成綜合立體交通網的樞紐布局。因此，當前需要提出一套面向綜合交通樞紐布局規(guī)劃的新方法，涵蓋綜合交通樞紐的不同類型、不同規(guī)模、不同功能等。

《國家綜合立體交通網規(guī)劃綱要》提出構建“三位一體”的國家綜合交通樞紐系統(tǒng)，其中樞紐集群是指城市群級綜合交通樞紐，基于城市群范圍內的綜合交通系統(tǒng)來實現(xiàn)各運輸方式之間的換乘或轉運；樞紐城市是指城市級綜合交通樞紐，通過城市范圍內的綜合交通網絡來實現(xiàn)各運輸方式之間的換乘或轉運；樞紐港站則是指節(jié)點級綜合交通樞紐，是交通網絡中各運輸方式之間交通流轉換的基本載體。

“樞紐集群-樞紐城市-樞紐港站”關系示意圖

交通樞紐的網絡表達圖

節(jié)點級交通樞紐作為交通網絡中各運輸方式之間交通流轉換的基本載體，在綜合交通網絡中占有舉足輕重的地位。樞紐建設必要性、類型與功能選擇均取決于綜合交通網絡中交通方式轉換的交通量，即鐵路與公路、鐵路與水路、公路與水路等的轉換交通需求。在綜合交通網絡規(guī)劃中，交通樞紐的網絡表達和阻抗分析是樞紐布局規(guī)劃的關鍵技術。在網絡表達層面，筆者提出了一種一般樞紐與綜合節(jié)點間的可計算網絡轉化方法，即把交通網絡中的每一個節(jié)點級交通樞紐都設計成由一組虛擬節(jié)點與虛擬弧段組成的小型交通網絡，以實現(xiàn)各運輸方式之間轉換。以公路、鐵路和水運3種運輸方式轉換的交通樞紐為例，通過“拆點為網”，生成虛擬節(jié)點12個、虛擬弧段24條。在阻抗計算層面，針對客運樞紐交通阻抗，綜合考慮換乘時耗、費用與便利性等因素，針對貨運樞紐交通阻抗，則以換乘費用為主，并將時耗與便利性也納入考慮范圍。基于交通樞紐的網絡表達和阻抗計算，可實現(xiàn)綜合交通樞紐布局優(yōu)化，促進綜合運輸網絡一體化銜接，為多式聯(lián)運或聯(lián)程出行的綜合交通網絡一體化分析提供技術支撐。