本文關(guān)鍵詞：大城市客運(yùn)交通結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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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 編 號(hào) ：１０ －２８ （０７ ７０　 －４ ０ ２ ６ ２０ ）０ －１７ 　 ０ １０

大 城 市 客　 －　 結(jié) 構(gòu) 優(yōu) 化 模 型 研 究　 ， 　通 。＿ ｌ ＾ ’ 土 　 ＿ － Ｉ 一． ＿－
呂 慎　 田 鋒　 　 ， 　 ，李 旭 宏。 　
（． １ 深圳大學(xué) 土木工程學(xué)院 ，廣東 深圳 ５ ８６ ；２ 深圳市城市交通規(guī)劃研究 中心 ，廣東 １００ ． 交通學(xué) 院，江蘇 南京 ２０９ ） １０６　 深圳 ５８３ ； １０４　 ３ 東南大學(xué) ．

摘要 ：城 市客運(yùn)交通結(jié)構(gòu)是 關(guān) 系城 市交通 系統(tǒng)發(fā)展 方向的核心 問(wèn)題 。從城市交通可持 續(xù)發(fā)展 角度 出發(fā)建 立 了大城 市客　
運(yùn) 交通 結(jié) 構(gòu) 優(yōu) 化 的 線(xiàn) 性 規(guī) 劃模 型 ，其 中 決 策 變量 為城 市客 運(yùn) 交通 系統(tǒng) 中各 種 交 通 方 式 的 周 轉(zhuǎn) 量 。該 模 型 的 目標(biāo) 為 最 大　 化城 市客 運(yùn) 交 通 效 率 ，該 交 通 效 率 不是 簡(jiǎn) 單 的各 種 交通 方式 客 運(yùn) 周 轉(zhuǎn) 量 的 函數(shù) ，而 是 由各 種 交通 方 式 的客 運(yùn) 周 轉(zhuǎn) 量 和　

各種 交通方式對(duì)城 市客 運(yùn)交通效 率貢獻(xiàn)率共 同決定 。同時(shí)考慮客運(yùn) 交通結(jié)構(gòu)優(yōu) 化過(guò) 程 中應(yīng) 滿(mǎn)足 的 出行 需求總量約束 、 　 可達(dá)性約束、 占地約束 、能耗約束 、環(huán)境 容量約束和各種交通 方式發(fā)展規(guī)模約束等 。該模型在實(shí)際應(yīng)用 中取得 了良好　
的效 果 。 　

關(guān) 鍵 詞 ：交通 工程 ；城 市客 運(yùn) 交通 結(jié) 構(gòu) ；線(xiàn) 性 規(guī) 劃模 型 ；交通 效 率 ； 可持 續(xù)　 中圖 分 類(lèi) 號(hào) ：Ｕ ９　 ４１ 文 獻(xiàn)標(biāo) 識(shí) 碼 ：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
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Ｉ　 — ｏ ｇ Ｊ Ｘｕ ｈ ｎ 　

（ ． ｈ ｏ ｏ�。� 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／�。� ｏ ｅ ｏ　 ｅ ｋ ） ｆｃ ｒ　ｈ ｔ ｅｅｍｉ ｅ ｔｅ ｄ ｖ ｌ ｍｅ ｔｄｒｃ ｏ 　 　 ｒ ａ �。颍� ｃ ｓ ｓ ｍ． ｂｔ ｔ ａ ｂ ｎ ｐ ｓｅ ｒｔ ｒ ￣ �。� ｌ ｔ＇ ｉ ｎ 　 ｆｔ 　 ｅｒ ａ ｔｓ ｔａ ｄ ｔｒ ｎ �。� 　 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 �。� ｔｉ ｂｌ ｙ �。� 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

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ｔａ ｓ ｒａｉｎ ｅ ｃｅ ｃ Ｔ ｅ ｐ ｓ ｎ ｅ�。� ｒ ｐ ｒ ｔ ｎ ｅ ｃｅ ｃ 　ｉ　 ｏ�。� 　 ｉ ｌ　ｕ ｃｉｎ ｏ 　 ｅ ｐ ｓ ｎ ｅ �。� 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 �。� ｎ ｖ ｒｖ ｌｍｅ ａ ｄ ｔｅ ｃ ｎｔ ｂ ｔ ｇ ｃ ｅ ｃｅ ｔｏ ｄｆ ｒ ｎ�。颍� ｃ ｍｏ ｅ �。� 　 ｅ ｔａ ｓ ｒａｉｎ ｅ ｃｅ ｃ 　 ｕｎ ｔ 　 ｂ ｔ　 　 ａ ｓ ｇ ｒｔｒ ｏ ｅ �。铮� 　 　ｈ 　 ｏ ｒ ｕｉ 　 ｏ ｆ ｉｎ　 ｏ ｆ ｈ ｅ ｎ ｉ ｎ ｉ ｆ ｉｅ ｅ ｔｔａ 　 ｄ ｓｆｒｔ �。� 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 �。� 　 ｅ ｎ ， ｃ ｅｓｂｌ ｙ ｈ ｓ ａ 　 ｅ ｒ ｏ ｌ ｉ ｉ ￣ ｍｉ�。� 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 �。� 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�。颍� 　 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�。簦� 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 客運(yùn)交通 結(jié) 構(gòu)是關(guān) 系城市 交通 系統(tǒng) 發(fā)展方 向　 的核心 問(wèn)題 。 目前 尚缺乏確定 城市 客運(yùn) 交通 結(jié)構(gòu) 的定　

１ 大城 市客 運(yùn) 交通 結(jié)構(gòu) 優(yōu)化 目標(biāo) 函數(shù)　 　

未來(lái) 我 國(guó)大城市 主要 的客 運(yùn)交通 方式包 括 ：軌道　 交 通 、常規(guī)公 交 、私家 車(chē) 、自行 車(chē) 、步行 、出租 車(chē)和　 摩托 車(chē) 。城市 客運(yùn)交 通結(jié) 構(gòu)優(yōu)化 即是 在城市 交通基 礎(chǔ)　

量分 析模 型 。本 文通過(guò) 研究 基于方 式結(jié) 構(gòu) 的交 通效 率　 函數(shù) ， 同時(shí) 考慮用 地 、 境 、 環(huán) 能源 和可達(dá)性 等約 束條件 ， 　 建立 了大城 市客運(yùn) 交通結(jié) 構(gòu)優(yōu) 化 的數(shù)學(xué) 規(guī)劃模 型 。 　
收稿 Ｅ期 ：２０ －１ ０ ｔ ０６０ — 　 ２

設(shè)施 建設(shè) 水平 、環(huán) 境 、能 源 等各 種 條 件 的約 束 之 下 ， 　 選擇 可 能的交 通工具 并進(jìn) 行恰 當(dāng)?shù)慕M 合 ，使各種交 通　

基金項(xiàng) 目：深圳 大學(xué)科研啟動(dòng)基金資助項(xiàng) 目 （０ ５４ ；廣東 省 自然科學(xué)基金資助項(xiàng) 目 （３ １１） ２０４ ） ５０ ０３　 作者簡(jiǎn)介 ：呂慎 （９６一） １７ ，女，安徽黃 山人 ，博士 ，副教授 ，研究方 向?yàn)槌鞘信c區(qū)域交通規(guī)則 （ｖ ｅ ＠ｓ ． ｕ ｃ） １ｈｎ ｚ ｅ ．ｎ　 ｓ ｕｄ

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第 ２ 卷　 ４

方 式互補(bǔ) 協(xié)調(diào) 、揚(yáng)長(zhǎng)避 短 ，從 而最 大限度 的發(fā)揮 各種　 交通方式 的優(yōu) 勢(shì) ，并且 在滿(mǎn) 足城市 居 民出行需要 的基　

合理 、 的 大城 市 客運(yùn) 交 通 結(jié)構(gòu) 不 僅應(yīng) 滿(mǎn) 足 城　 科學(xué)

市居 民的 出行需求 ， 且 還 應(yīng)實(shí) 現(xiàn) 城市 交 通 的 可持 續(xù)　 而
發(fā)展 。滿(mǎn)足 城市居 民的出行需 求不僅 包括 空間位 移 的　 要 求 ， 包含 出行 時(shí) 耗 的要 求 。城 市交 通 的可持 續(xù) 主　 還

礎(chǔ) 上 ，追求最 高的交通 效率 。傳統(tǒng) 意義 上的交通 效率　 是 指利用 有 限的交通 資源實(shí)現(xiàn) 盡 可能多 的人 的空間移　
動(dòng) （ 人公 里 ） ，但 按 照 國(guó)家落 實(shí) 科 學(xué) 的 發(fā)展 觀 及 建設(shè)　

要 包括 道路用 地 資源 的可 持 續(xù) 性 、 源 消耗 的可 持 續(xù)　 能 性 、 污染 的可 持續(xù) 性 。這 些 是 建立 大 城 市 客運(yùn) 交　 環(huán)境 通結(jié)構(gòu) 優(yōu)化模 型 約 束條 件 的 基本 依 據(jù) 。因此 ， 大城 市　
客運(yùn)交 通結(jié) 構(gòu)優(yōu) 化模型 為 ： 　

和諧 社 會(huì)的要求 ，交通 效率還 應(yīng)包 括降低 城市交 通污　 染 、減少 交通 能耗 、提 高乘 客服 務(wù)水平 、提高交 通 速　 度等許 多方 面 ，它是一 個(gè)綜 合 的 、多指 標(biāo) 的體 系 。正　
因?yàn)槿?此 ，城 市客運(yùn)交 通 系統(tǒng) 中的各種 交通方 式所 承　 擔(dān) 的單位 客運(yùn) 周轉(zhuǎn)量 對(duì)交通 效率 的影響 是不 同的 。為　 體現(xiàn)這 種差 別 ，本次 規(guī)劃 建立 了如下數(shù) 學(xué)模 型 ： 　
ｍａ ｘＺ ＝ Ｃ ， Ｘ　

ｍｘ ａＺ＝∑ ｃ? 　　 ∑　 ≥Ｄ ①　
ｉ ｌ ： 　

ｓｔ ．．

｛ ’ 　 　

㈩ 　

∑　
? ｔ≥ Ｒ ②　

式 中 ， 為城 市 客 運(yùn) 交通 效 率 函數(shù) ； ｚ Ｃ為 各 種 交 通 方　 式所 承擔(dān) 的客運(yùn)周 轉(zhuǎn)量 的 權(quán)重 行 向量 ； 為 各種 交 通　 Ｘ 方式 承擔(dān) 的客運(yùn)周 轉(zhuǎn) 量 列 向量 ； Ａ為 約束 方 程組 的系　
數(shù)矩 陣 。 　

∑ｘ 　 ∑ ｌ? 　　
ｉ ｌ ： 　

≤ 　

③　

各種 交通方式 所 承擔(dān) 的客 運(yùn)周轉(zhuǎn) 量 的權(quán) 重行 向量　
Ｃ 其 內(nèi)在 的含義為 軌道交 通 、 ， 常規(guī) 公交 、 家 車(chē) 、 私 自行　

∑　 ∑　 ∑Ｐ 　 ≤Ｅ Ｃ ① Ｎ 　 ≤ 　 ⑤ 　
Ｘ ｉ

車(chē)、 步行 、 出租車(chē) 和摩托 車(chē)等客 運(yùn)交通 方式 承擔(dān)單 位客　 運(yùn)交 通周轉(zhuǎn) 量對(duì) 城市 交通 運(yùn) 輸 效 率改 善 的 貢獻(xiàn) 大 小 。 　
因此 ， 需要 對(duì)城 市各種 交 通 方式 的運(yùn)輸 效 率 進(jìn) 行綜 合　 評(píng) 價(jià) 以便 確定 目標(biāo) 函數(shù) 中的權(quán)重行 向量 Ｃ 。這是一 個(gè)　 多 目標(biāo) 的綜合評(píng) 價(jià) ， 者 曾在論 文 “ 國(guó)大 城市客 運(yùn)交　 筆 我

Ｇ?１ ￡ ≤ ∑ （一 ）
ｎ “ ｉ ｆ 　

≤ Ｇ ? １＋￡　 ⑥　 （ ）

通結(jié) 構(gòu)發(fā) 展 模 式 研 究 ” 中 ， 立 了綜 合 評(píng) 價(jià) 指 標(biāo) 體　 … 建
系， 并應(yīng) 用層次 分 析一 成 分 分析 組 合 評(píng) 判 法 ， 我 國(guó)　 主 對(duì) 大城市 中的主要 的交 通 方式 進(jìn) 行 了綜 合 評(píng) 價(jià) ， 而得　 從
≤ 　 ≤ 　

ｉ １ ＝ 　

⑦　
（） ２　

到 了各 種交通方 式 的綜 合評(píng) 價(jià)結(jié)果 。該結(jié) 果可 以認(rèn) 為　
是各種交 通 方 式 單 位 周 轉(zhuǎn) 量 對(duì) 運(yùn)輸 效 率改 善 的 貢獻(xiàn)　

式 中 ， 為通 過(guò)交通 需 求預(yù) 測(cè) 求得 的城市 居 民交通 需　 Ｄ 求總量 ， ?ｍ；， 人 ｋ 　 為第 ｉ 種交 通 方式 的平 均速 度 ； 為　 ｔ

值， 具體 見(jiàn)表 １ 。 　
表 １ 我國(guó)大城市主要交通方式客運(yùn)周轉(zhuǎn)量 的權(quán)重值　
Ｔａ １ Ｗ ｅｇ ｔｏ　 ａ ｓ ｎ ｅ 　ｕ ｏ ｅ �。� ｌｌ　 ｆｍａｎ ｔａｆｃ ｂ．　 ｉｈ　 ｆｐ ｓｅ ｇ ｒｔｒ ｖ ｒ ｖ ｈＹｅ ｏ　 ｉ�。颍� 　 ｎ ｆ ｉ ｍｏ ｅ ｉ　 ｉａ ｂｇ ｃｔ ｓ ｄ �。� Ｃｈｎ 　 ｉ　 ｉｉ 　 ｅ

規(guī)劃 年城市居 民的平 均 出行 時(shí) 間 預(yù)算 ； 為規(guī) 劃年 城　 Ｒ

市等效半徑 ； 為第 ｉ ｚ ， 種交通方式 的動(dòng)態(tài) 占用道路 面　
積 ；Ｒ為規(guī) 劃年 的城 市人 均 占用 道 路 面 積　 為 規(guī)劃　 Ｌ
年第 ｉ 種交通 方 式 的能 源 消耗 因子 ； Ｎ Ｅ Ｃ為規(guī) 劃 年城　 市 客運(yùn)交 通分擔(dān) 的能 源 消 耗上 限 ；　 Ｐ 為第 ｉ 交 通方　 種 式第 種 污染物 的排放 因子 ，／ ?ｍ； ， ｇ人 ｋ 　Ｃ 為城市 交通　
　 ．

權(quán) 重值 軌 道 交 通 常 規(guī)公 交 私 家 車(chē) 自行 車(chē)
ｃ 　 ０． ８ 　 　 ０ ９３

步行

出租 車(chē) 摩 托 車(chē)　

０ ０ ２ ９ ０．２ 　 　 ０ ７ １ ０． １ １ ．４ 　 　 ０ ３ ７ ０． １ 　 　 ０ 　 �。埃� １ 　 �。� ０１ 　 　 ２ ０ ４４ ． ４５

第　種 污染 物 的 環(huán)境 容 量 ，； ｇ Ｇ為 規(guī)劃 年 城 市 居 民 出　
行總量 ； ￡為誤差 范 圍 ， 一般取 ５ ；　 規(guī)劃年 第 ｉ ％ ｈ為 種　

綜 上所述 ， 于方式 結(jié) 構(gòu) 的城 市 交 通運(yùn) 輸 效 率 函　 基

數(shù) （ 目標(biāo) 函數(shù) ） ： ａＺ：００９３　 ＋００２９ ｂ ＋ 即 為 ｍｘ ．８�。� ．４�。� 　 　
０． ２ 　 　 ０ ３７ ０． ４ ５ ０１ 　 　 ＋ ０． ７ �。� ＋ ０． ２ 　１ 　 ＋ ０． ４ ４ｘ ＋ ０１ �。� Ⅵ ０１ 戈 ０１ 　 　 　 。 　

交通方式 的平 均 出行 距 離 ； 　
限。 　

和　 “分 別表 示 各 個(gè)　

交通方 式 在規(guī)劃年 所能 承擔(dān) 的客運(yùn) 周轉(zhuǎn)量 的上 限和下　

２ 大城 市 客運(yùn)交通 結(jié)構(gòu)優(yōu) 化模型　

２２ 約束 條件及 參數(shù) 分析　 ．
（ ） 民出行 總量約束　 １居

２ １ 建立優(yōu) 化模 型　 ．

模 型設(shè)定 約束 條 件① 體 現(xiàn) 了居 民 出行 總量 約 束 ， 　

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第 ７期　

呂 慎 ，等 ：大城市客運(yùn)交通結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型研究　 　

１９ １　

這 是城市 客運(yùn)交 通結(jié) 構(gòu) 優(yōu) 化 的先 決 條 件 ， 約束 條 件　 該 中的僅有 一個(gè)參 數(shù) Ｄ， 以通過(guò) 兩 種 方法 確 定 。分 別　 可
如下 ： 　

積　 則 可根據(jù) 城市 總體規(guī) 劃得 到 。 　
表 ２ 各種交通方式的動(dòng) 態(tài)占地 面積　 （ 單位 ：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 　

（ ） 確算法　 ａ精

精確算法 是 以 “ 階段 法 ” 通 預(yù) 測(cè) 模 型 為 基 礎(chǔ)　 四 交 的 。我們 在 預(yù)測(cè) 得 到 了交 通 小 區(qū) 的 Ｏ 分 布 矩 陣 之　 Ｄ
后 ， 用交通 方式劃 分模 型 （ Ｌ ｇ 模 型 ） 到各 種 交　 應(yīng) 如 ｏｉ ｔ 得

（） ４ 能源 消耗 約束　 約束條件④體現(xiàn) 了能源消耗約束 ， 市交通結(jié) 構(gòu)優(yōu)　 城
化結(jié)果亦不能超 出城市交通能耗 的承 載力 ， 這是城 市交　 通 可持 續(xù)發(fā)展 關(guān) 注 的主要 內(nèi)容之 一 。規(guī) 劃 年各 種交 通　

通方 式 出行 的 Ｏ Ｄ矩 陣 ， 值 就 可 以通 過(guò) 各 種 交 通 方　 Ｄ 式的 Ｏ Ｄ分 布矩 陣與各 交通 區(qū)之 間 出行 的平 均 距 離加　
以衡量 ， 算公 式為　 計(jì)

Ｄ＝∑ ∑ ∑ Ｏ 批×Ｄ ， Ｄ 　　

（） ３ 　

方式 能源消耗 因子 ｅ 以依據(jù) 相關(guān) 研究 取 值 ， 體 如　 　可 具
表３ 。規(guī) 劃年人均 能源消 耗 的上 限 Ｅ Ｃ的取值參 考 國(guó)　 Ｎ 外 的研究 成果 ， 根據(jù) Ｃ ｒｓｎＫ ｎ ａ ａ （９９　 分析　 ａ ｓ — ａｙｍ 等 １９ ） ｌｏ 了城 市交 通活 動(dòng) 的能源基 礎(chǔ) 。認(rèn) 為從 可持續(xù) 的發(fā)展 角　

式中，Ｄ Ｏ 　為交 通小 區(qū) ｉ 交通Ｊ ￣ｊ之間第 ｋ種交 通　 和 Ｊ ，

方式 的 出行 量 ； 　 交通小 區(qū) ｉ Ｄ 為 和交 通Ｊ Ｋｊ 間第 ｋ ］ｘ 之 ， 　 種交通方 式 多條 可行 路徑 的平 均 出行 距 離 ， 數(shù) 值 不　 該
是幾何距 離 的平均 值 ， 是路 徑 距 離 與路 徑 流 量 分 配　 而

度看 ， 保證 出行 所需 的年 人 均 可 持續(xù) 發(fā) 展 能源 消費(fèi) 水　
平為 １ １ ０ Ｍ ， 是 由 于我 國(guó)能源 結(jié) 構(gòu) 的約 束 ， ． ×１４ Ｊ 但 　 能　

結(jié) 果加 權(quán)后 的平均值 ； 為交通 小 區(qū)個(gè)數(shù) ； ｍ 凡為交通 方　
式 個(gè)數(shù) 。 　 （ ） 略算法　 ｂ簡(jiǎn)

源消耗 的利 用 率較 低 ， 以很難 達(dá) 到 這 一 消 費(fèi)水 平 。 所 　
國(guó) 內(nèi)能 源消 耗 的利 用率 取 國(guó)外 的 ６ ％ ， 么規(guī) 劃 年 人　 ０ 那 均 能源 消耗 的上 限 Ｅ Ｃ為 １８ ０　 Ｊ　 Ｎ ． ×１４ 。 Ｕ
表 ３ 各種交通方式能源消耗 因子　 （ 單位 ： Ｊ ?ｍ） Ｍ／ ｋ 　 人
Ｔａ ． 　 Ｆ ｃｏｓｏ �。� ｒｙ ｃ ｎ ｕ ｔ ｎ ｏ �。� 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 　

簡(jiǎn)略算 法需 要預(yù)測(cè) 城市 居 民 出行 發(fā)生 總量 以及相　 應(yīng) 的平 均 出行距 離 。 出行 發(fā) 生 總 量 可 以通 過(guò) “ 階段　 四 法” 中的交 通發(fā)生 預(yù)測(cè)模 型計(jì) 算得 到 ， 而平均 出行距 離　
則 以現(xiàn)狀居 民平均 出行距 離 為 基 礎(chǔ) ， 并且 假 定 規(guī) 劃 年　
能耗

軌道 交 通 公 共 交 通 私 家 車(chē) 自行 車(chē)
０３ ２ ．２　 ０７４ ２７５ ．１　 ．９　 ０ 　

行人
０ 　

出 租 車(chē)　 摩托 車(chē)　
５５　 ．９ １４５ ．９　

平均 出行 距 離 的增 長(zhǎng) 與 城 市等 效 半 徑 的增 長(zhǎng) 保 持 同　
步 。簡(jiǎn) 略算法 的計(jì) 算公式 為　
ｐ 　 Ｆ３－ 　

（） ５環(huán)境 容量 約束　 約束條 件⑤ 體現(xiàn) 了環(huán)境 容 量 限制 。 １９ 《 ９５年 北京　 宣言 》 明確指 出環(huán) 境 的 可持續(xù) 性 是 交 通 發(fā) 展 的政 策 和　 規(guī)劃 應(yīng) 當(dāng)符 合 的 ４項(xiàng) 標(biāo) 準(zhǔn) 之 一ｌ。 對(duì) 于 城 市 交 通 而　 ７ Ｊ 言 ， 境容量 約束 是指 交 通 污染 物 的 排放 速 度 不得 超　 環(huán)
過(guò) 城市 交 通環(huán) 境 承 載 力 。式 中 的 參 數(shù) 共 有 兩 組 參 數(shù)　

Ｄ ＴＮ× ＝ ×Ｄ　

Ｔ Ｎ × 贏， ×Ｄ √ 　

（　 ４ ）

式 中 ， 為規(guī)劃 年城 市 居 民 出行發(fā) 生 總 量 ； Ｄ 為現(xiàn) 狀　 　 Ｎ 居 民的平 均 出行 距 離 ； 為 規(guī) 劃 年 城 市 的等 效 半 徑 ； Ｒ 　

Ｎ Ｒ為現(xiàn)狀 城 市 的等 效 半 徑 ； 為 規(guī) 劃 年 城 市 用 地 面　 Ａ
積 ； Ａ為現(xiàn)狀 城市 用地 面積 。 Ｎ 　

Ｐ 和 Ｅ ｉ其確 定 方法分 別如 下 ： 　 Ｃ， 　
①城 市交 通環(huán)境 容量 Ｅ ｉ Ｃ 的確 定　 城市大 氣 污染源 除車(chē)輛 外 ， 有工 業(yè)大氣 污染 源 、 還 　

（） ２ 可達(dá)性 約束　

約束 條件② 體 現(xiàn) 了 可達(dá) 性 約束 ， 即在 合 理 出行 時(shí)　 間預(yù)算 內(nèi)能夠完 成 一定 的 出行 距 離 。在 本 文 中 ， 可達(dá)　
性 約束采 取各種 交通 方式 的加權(quán) 平均 速度 能夠在 出行　

商業(yè)污染 源 和 民用 生活 污 染 源 等 。城 市功 能 不 同 ， 各　
種 污染 源對(duì) 污染排 放 的 分擔(dān) 率 也 不 同 ， 要確 定 城 市交　

時(shí)間預(yù)算 內(nèi)行駛 相 當(dāng)于城 市等效 半徑 的距離 。城 市居　 民的 日出行 時(shí) 間預(yù) 算 一般 在 ６ ０—９　 ｉｌ， 約 束 條　 ０ｒｎ２ 在 ａ ］ 件② 中 ， 值 取該 值 的一半 ， ｔ 即為 單程 的出 行 時(shí)間 。規(guī)　 劃 年的等 效半徑 Ｒ可 以依據(jù)城 市 總體規(guī) 劃確定 。 　 （） ３道路 用地 資源約 束　 約束 條件③ 體現(xiàn) 了城 市道路用 地 資源約 束 。這也　 構(gòu)成 了城市 交通 結(jié)構(gòu)優(yōu) 化 的剛性約 束條 件 。參數(shù)各 種　
交通 方式 動(dòng)態(tài) 占地 面 積 Ｚ 現(xiàn) 在研 究 較 多 有 比較 成 熟　 　 的成果 可供 參 考 ， 體 如 表 ２ 具 。規(guī) 劃 年 的 人 均 占地 面　

通 的環(huán)境 容量 ， 就必須 從城 市整體 功能 要求 出發(fā) ， 城　 將
市環(huán) 境質(zhì)量 標(biāo)準(zhǔn) 下 的整體環(huán) 境容量 乘 以交通污 染 的分　 擔(dān) 率來(lái) 得到 ： 　
＝Ｅ Ｕ ×ｙ ， Ｃｉ ， 　 （） ５　

式中 ，ｃ ， Ｅ 　 為城 市 所 能 承 擔(dān) 的第　種 污染 物 的總 量 ； 　 ７ 為城市 客運(yùn) 交通第 ． 　 　 種污 染物 的分擔(dān) 率 ；為 污染物　 　 ．
類(lèi)型 ， 主要有 Ｃ Ｎ 　、 Ｃ３種 ； Ｏ、 Ｏ Ｈ 　 其他符 號(hào)意義 同前 。 　 ② 城市 交通污 染物排 放 因子 Ｐ 的確 定　 　 城市 交通 污染物 排放 因子 是將交 通屬 性和 環(huán)境污　

維普資訊

ｌ０ ２　

公

路

交

通

科

技　

第２ ４卷　

染 物屬性 相關(guān) 聯(lián) 的參 數(shù) 組　 ， 量 度 為 ｇ車(chē) ?ｍ或 者　 ］其 ／ ｋ ｇ ?ｍ。這兩個(gè)指 標(biāo)通過(guò) 車(chē)輛平 均 載客數(shù) 相互 溝 通 ， ／ ｋ 人 　
由于交通 結(jié)構(gòu) 優(yōu)化模 型 以客運(yùn) 周 轉(zhuǎn) 量 為決 策 變 量 ， 因　 此排放 因子應(yīng) 轉(zhuǎn)換成 以 ｇ人 ｋ ／ ｍ來(lái) 標(biāo)度 ， 轉(zhuǎn)換方 法 為　
Ｐ＝ ｑ　
ｆ　

件⑦ 。式 中各種 交通方 式在 規(guī)劃 年所承 擔(dān)的客運(yùn) 周轉(zhuǎn)　 量 的上 限��？ 是 由城 市相關(guān) 資源 如土地 資源 、 詛 ｘ 能源 、 材　 料 以及各 種交 通方式 的運(yùn)輸 工具 發(fā)展水 平和經(jīng) 濟(jì)運(yùn)距　
決定 的 ； 限　 “ 體現(xiàn) 了使 各種 交 通 方式 的供 給能　 下 則 力不 致過(guò) 分 閑置 的內(nèi)涵 ， 同時(shí) 也 體現(xiàn) 了各交 通 方 式互　 補(bǔ) 的思想 。 　 基 于上述 分析 ，本 文 建立 的大城市 客運(yùn)交 通結(jié)構(gòu)　 優(yōu)化 模 型為線(xiàn)性 規(guī) 劃 模 型 ，該模 型 具 有成 熟 的 算法 ， 　 在 實(shí)際 應(yīng)用 中可操作 性較 強(qiáng) 。 　
３ 結(jié) 束語(yǔ)　

， 　

（） ６　

式中， 　 ｖ 為第 ｉ ｐ 種交 通 方 式第　種 污 染物 的單 車(chē)排 放　 因子 ， 該值 可 以參考 相 關(guān) 研究 確 定 ，， 體 見(jiàn)表 ４　 為　 具 ； 第ｉ 種交 通方 式 的單 車(chē)平 均 載 客數(shù) ； 其他 符 號(hào) 意 義 同　
前。 　
表 ４ 各主要交通 方式排放 因子　 （ 單位 ：／ ｋ 　 ｇ車(chē)?ｍ）
Ｔ ｂ． 　 Ｆ ｃｏｓｏ �。铮� ｔ 　 ａ ｅ �。妫� 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 市客運(yùn) 交通 系統(tǒng)優(yōu) 化是一 個(gè) 復(fù)雜的 系統(tǒng)優(yōu) 化問(wèn)　 題 。本 文建立 了大城市 客運(yùn)交 通結(jié)構(gòu) 優(yōu)化 的線(xiàn)形 規(guī)劃　
模 型 ，并且 在 鄭 州 市 交 通 規(guī) 劃 研 究 中進(jìn) 行 了實(shí) 際 應(yīng)　 用 ．取 得 了 良好 的效果 。 　

注： 軌道 交通 的 排 放 因 子 可取 公 共 汽 車(chē) 的 ７ ％ 。 ０ 　

參 考 文獻(xiàn) ： 　
［ ］ 呂慎 ，田鋒 ，李旭宏 ． １　 我國(guó)大 城市客 運(yùn)交通 結(jié)構(gòu)發(fā)展模式研 究　
— —

（） ６城市 交通 客運(yùn)周 轉(zhuǎn)量 與 出行人 次關(guān) 系約 束　 由于選擇 了城市 客運(yùn)周 轉(zhuǎn)量 為城市 交通結(jié) 構(gòu)優(yōu)化　
模 型 的決 策變量 ， 因此 應(yīng)該 考 慮城 市 客 運(yùn)周 轉(zhuǎn) 量 與 城　 市 居 民出行次數(shù) 總 量之 間 的協(xié) 調(diào) 關(guān) 系 ， 每種 交 通 方　 即 式 所 承擔(dān) 的客 運(yùn)周轉(zhuǎn) 量 除以居 民采用該 方式 的平均 出　
應(yīng) 用 層 次 分 析 一 成 分 分 析 組 合 評(píng) 判 法 ［ ］ ． 木 工 程 學(xué)　 主 Ｊ 土

報(bào) ，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 離所 得 到 的商 值 的累 加 約 等 于 城 市 居 民 出行 總　
量， 如公 式 （ ） ２ 中約束 條件⑥所 示 。 　

［ ］ 陸錫明 ，陳小雁 ． ３　 客運(yùn)規(guī)劃 與城市發(fā)展 ［ Ｍ］． 上海：華東理工　
大 學(xué) 出 版 社 ，１９ ． ９６　

式 中 的參 數(shù)各 種交 通 方 式 平均 出行 距 離 ｈ 可 以　 　
依 據(jù)現(xiàn) 狀各種 交通方 式平 均出行 距離 和城市 規(guī)模綜 合　 確定 ， 如公式 （ ） ７ 所示 ： 　
ｈ 　 �。� ×

［］ 程斌 ． ４　 軌道交通與城市交通可持續(xù)發(fā)展 ［ Ｍ］．中國(guó)鐵 道科學(xué) ， 　
２ ０１ ０ ． 　

［］ Ｃ Ｒ ＫＯ — Ａ Ｙ Ｍ 　 ，ＬＮ Ｅ 　 Ｔａｄ ｐｔｒｓａ �。睿� ｎ ｅ— ５　 Ａ ＬＳ ＮＫ Ｎ Ａ Ａ Ａ ＩＤ Ｎ Ａ． ｖ　 ａｅｎ�。� 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 �。� ｎｔ ｅｆ ｔｒ 　 ｍｐ ｉ ｔ ｓｏ ｄｆ ｒｎ ｅ ｎ ｅ ｅ ｇ �。� － ｃ ｏ

√， 　　

（ ７ ） 　

ｓｒ ｔｎａｏｇ ｓｃ —ｃｎｍｃ�。颍酰螅� ］ ．ｃｌ ａ Ｅ ｏｏ ｉ 　 ｕ ｐｉ �。� 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 ，　為 第 ｉ 交 通 方 式 現(xiàn)狀 的平 均 出行 距 離 ； ｈ 種 其　 余符 號(hào)意義 同前 。 　 （） ７ 各種 交通方式 發(fā)展規(guī) 模 約束　
交通 方式 的改 變是 一 個(gè) 相對(duì) 緩 慢 的 過(guò)程 ， 種 交　 一 通方 式既不 可能突 然 興起 ， 不 可 能 突然 消 失 ， 也 因此 ， 　 城市 客運(yùn)交通 結(jié)構(gòu)優(yōu) 化 還應(yīng)該 考慮各 種交通 方式 的可　 能發(fā) 展規(guī)模 ， 反映 到約束 條件上 ， 就是 每種交 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 �。� 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 　

［］ 黃成 ，陳長(zhǎng)虹 ，王水妍 ． ７　 城市 交通出行方式對(duì)能源與環(huán) 境的影　 響 ［］． Ｊ 公路交通科技 ，２０ ，２ （１ ：１３ ６ ． ０５ ２ １ ） ６ —１６　 ［］ ８　 張鵬 ． 于 可持 續(xù) 發(fā)展 的 城市 交通 運(yùn) 輸結(jié) 構(gòu) 體 系優(yōu)化 研 究　 基 ［ ］． Ｄ 北京 ：清華大學(xué) ，２０ ． ０１ 　 ［］ 田鋒 ． ９　 我國(guó)大城市客運(yùn)交通結(jié)構(gòu) 發(fā)展模式研究 ［ ］ ． Ｄ 南京 ：東　
南 大 學(xué) ，２０ ． ０２　

承擔(dān) 的客運(yùn)周 轉(zhuǎn)量 都有 上 下 限 的約 束 ， 體見(jiàn) 約束 條　 具



  本文關(guān)鍵詞：大城市客運(yùn)交通結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。