轴辐式网络设计下特大城市局部静态拥堵治理机制的探索
2016-12-29曾庆华魏素豪
◎ 宗 刚 曾庆华 魏素豪
轴辐式网络设计下特大城市局部静态拥堵治理机制的探索
◎ 宗 刚 曾庆华 魏素豪
全球特大城市的交通拥堵已成为亟需治理的社会问题,拥堵的成因涉及很多方面,如果单纯采用传统的治理方法,譬如采用增加道路和更新技术设备等手段,只会使整个交通系统陷入“当斯定律”的恶性循环。本研究从公共交通系统的公交车站的设置方法、公共交通站点的类型、站点的设计形式、公交车的车道数、公交车的停泊数量和公交车的线路数设计不合理等原因造成的静态性局部道路拥堵出发,认识到现行交通规划模式会造成很严重的道路通行效率降低,需要改革现行特大城市的公共交通规划方案,应结合各个公交站点的乘客需求数量、公交车停泊数量和公交车线路数对公共交通站点的类型和站台的设计形式做出合理的设计;将已被广泛运用到其他领域的轴辐式网络引用到公共交通领域,为缓解城市交通拥堵提供新的思路和对策。
轴辐式网络设计 局部静态拥堵 治理机制 公共交通
一、引言
伴随着全球经济的高速增长、城镇化政策合理有效的实施、人民生活水平的日益提高,我国机动车和非机动车保有量逐年增加,道路的基础设施建设突飞猛进。由于后者的增长速度远远跟不上前者的增长速度,使得城市交通需求大幅度提高,关于交通的一系列负面因素也越来越严重,例如交通事故频发、城市交通拥堵越来越严重,环境污染尤其是大气污染也越来越严重。基于公共交通系统运输效率高、运载量大、能源消耗低、环境污染少、运输成本低等优点。优先发展城市公共交通可以节约各项能源和土地资源,减少交通事故,降低环境污染。优先发展和合理有效发展城市公共交通是提高交通资源利用率,缓解特大城市局部静态拥堵的重要手段。
目前提倡公共交通优先运行是解决较大城市交通拥堵问题的有效手段,公交停靠站点在整个城市道路及用地中虽然只是一个点,但是它在公共交通网络中是不可或缺的,广泛分布在城市各处。公共交通站点设置、布局和设计不仅关系到公共交通网络运输的质量和效率,而且还影响到城市道路交通的运行质量和城市环境。而公交停靠站点作为公共交通网络中的一部分,迄今为止依旧是换乘秩序紊乱、拥挤现象突出,造成公交车辆在站点的滞留时间过长,严重影响了公交中途换乘站点的停靠能力,使得中途停靠站点成为整个交通网络的运行瓶颈,尤其在客运高峰时期,导致了公共交通网络的局部静态拥堵,因此必须采取有效措施缓解公共交通网络的局部静态拥堵问题。
轴辐式网络具有提高运输效率、减少单位运营成本、优化资源配置等作用,在某些领域还可以减少时间的消耗和产生规模经济效应,已经在诸多方面得到合理的应用。本文对轴辐式网络在公共交通领域的应用加以研究,详细分析了道路“同质性”假设的不合理并提出了完善其不足的相关建议,公共交通运输干支分流的设计。
二、国内外相关研究文献综述
(一)局部静态拥堵
目前,关于特大城市公共交通系统局部静态拥堵影响因素研究主要包括六个方面。
第一,公交停靠站点的站台形式。包括直线式公交停靠站和港湾式公交停靠站。葛宏伟(2016)对不同站点形式对于道路通行能力得出结论:对于直线式公交停靠的站点形式,公共交通车辆占用一整条机动车道进行停靠,形成了交通路段的瓶颈,这将会对公交车辆的超车和城市车辆的正常行驶产生很大的影响,当路段机动车饱和度较大时很可能会导致道路的局部静态拥堵。港湾式站台设置形式,将公共交通车辆的停靠位置设置到正常行驶的机动车道之外,减少公交车辆停靠时形成的交通瓶颈对后到先走的公交车辆超车和城市车辆的影响,以缓解道路的局部静态拥堵,保证道路交通流的正常运行。[1]
第二,公交车停靠时间。公交车停靠时间越长,对交通流的影响越大,对道路通行能力的折减也越大。张卫华(2014)基于研究调查,建立了时间与交通流速度的关系、不同道路的公交车停靠次数的模型,模型中考虑了公交车停靠时间和公共交通车辆的停靠对交通流运行速度的折减[2]。
第三,道路的车道数。车道数越多,导致城市道路局部静态拥堵的可能性就越大。王炜、过秀成(2016)研究认为,城市道路的通行能力受到车道数的影响,车道数与道路的通行能力成反比,车道数越多,道路的通行能力的折减程度越大,进而导致城市道路局部静态拥堵的可能性就越大[3]。车道数是道路供给能力的主要影响因素,杨小宝(2009)研究发现,道路的通行能力和车道数有近似正比例关系,车道数越多,通行能力越强,机动车车速越快,但是这种正向影响效应是边际递减的[4]。
第四,公交站点上下车乘客人数。上下车乘客人数的多少是影响公交车在站点处停留时间长短的关键因素,表明该城市区域对公交车的需求特征,需求越大停留时间越长,从而反映出公交需求对于道路交通状态的重要影响,即上下车的乘客数量对道路通行能力是负相关的,上下车的乘客越多,公交车辆的停靠时间越长,道路的通行能力越低,反之,上下车的乘客越少,公交车辆停靠时间越短,道路的通行能力越高。孙磊磊(2014)提出公交车在站点处的停靠时间是一种新型的非线性模型,公交车在站点处的停靠时间由乘客上车时间和下车时间中较大的值决定的[5]。
第五,站点处停靠的公共交通线路的数量。站点的公共交通线路的数量是城市的局部静态拥堵的重要影响因素之一,同一公交站点设的线路越多,则单位时间内在停靠站点滞留的公交车辆越多,导致公交站点车辆排长队的现象,道路的通行能力降低,产生城市道路局部静态拥堵的可能性则越大。柏海舰(2007)指出,合理的设置站点处公交车线路数能有效地控制公交车在站点处的排队长度,减少排队溢出,降低对局部路网机动车速的影响[6]
第六,停泊车位数。停泊车位对道路通行能力的影响是最大的,并且是道路通行能力的负影响因子。梁玉娟(2009)指出,对于多停泊车位,公共交通车辆的比例是车流量的最大影响因子,对于停泊车位的个数即站台的长度对车流量的影响没有那么大,当公交车比例较小时,站台的长度对车流量才有较明显的影响[7][8]。
特大城市公共交通系统的局部静态拥堵程度随着经济的快速增长也日益剧增。以上这些影响因子是道路通行能力的决定性因素,为缓解特大城市的局部静态拥堵,应该明确各种影响因子对特大城市局部静态拥堵的影响程度和影响方式,进而做出合理有效的应对措施和解决方法。
(二)轴辐式网络设计的应用
国内外关于轴辐式网络的研究主要集中在轴辐式网络的优化分析、轴辐式网络运行及其经济效应分析和轴辐式网络的应用路径分析三个方面。
第一,从轴辐式网络的提出及其优化视角分析。国内外不少学者对轴辐式网络的概念、模型的构建、模型算法的设定做了大量的研究。轴辐式网络模型主要包括线性规划、二次规划、混合整数规划、鲁棒模型等,模型的算法主要包括启发式算法、遗传算法、拉格朗日算法、紧线性处理、分枝定界法和贪婪搜索算法等。近年来,为了解决现实的复杂问题,许多学者在模型的算法方面进行了深入研究,取得了很大的进展。O’kelly于1987年首次提出了轴辐式网络枢纽设施选址和网络设计模型[9];王建伟、甘家华等(2015)对轴辐式网络在货物运输领域的具体应用和轴辐式网络形式的分类做了研究,认为轴辐式网络可以分为纯轴辐式网络和混合轴辐式网络,在不损害单个企业运输成本的条件下,衡量轴辐式网络效益高低的主要因素是总的单位运输成本[10];杨立乾(2015)将轴辐式网络运用到水上运输中去,认为遵循轴辐式网络运输设计原则可以有效降低集装箱运输成本和运输能耗[11];丁伟、张亮、李文博等提出以城市为轴辐式网络的节点,可以构建区域性城市轴辐式物流网络,认为枢纽城市之间的物流运输可以实现规模经济效应,以降低轴辐式网络中的物流运输成本[12][13];Jamie Ebery首次提出了有容量限制的轴辐式网络模型,他所研究的是一种新的混合整数线性规划模型设计来求解轴辐式网络模型中枢纽容量无限制的轴辐式网络设计问题[14];C.S.Sung提出了一个容许节点之间的互相连接的混合式轴辐式网络设计模型[15];H.Topcuoglu[16]提出了轴辐式网络模型的一种新的遗传算法,与以往传统的算法相比大大节省了计算时间;Hasan Pirkul[17]提出了用拉格朗日算法来求解轴辐式网络设计模型;Mihiro Sasak[18]提出了用分枝定界法和贪婪搜索算法结合求解多分配枢纽选址模型。
第二,从轴辐式网络运行及其经济效应视角分析。赵凤彩[19]从航空的运行成本角度,对航空公司的轴辐式网络结构的经济性进行比较分析;胡智勇[20]对航空运输网络和城市空间网络之间的关系作了深层次的研究,并认为构建合理的轴辐式网络可以优化两者之间的关系;曹允春在轴辐式网络中对中枢机场与区域经济的内在联系做了进一步研究[21];Azizi N, Chauhan S, Salhi S, Vidyarthi N.提出了合理有效的轴辐式网络在运输网络中的重要性,他们认为如果轴辐式网络中的枢纽点出现故障而导致枢纽运输功能中断,进而导致网络中其他枢纽的运输压力增加,与故障前进行对比,整个网络中的运输成本会显著提高[22];
第三,从轴辐式网络的应用路径视角分析。近年来轴辐式网络被运用的领域越来越广泛,如铁路物流、产业的空间布局和综合性的物流服务等方面。叶怀珍、胡异杰(2013)提出了轴辐式网络在铁路物流的应用,并就轴辐式铁路物流进行概念的界定[23];Guknther ZakPfel, Michael Wasner(2002)对轴辐式网络在物流服务系统中的应用做了详细的研究分析,并提出物流服务的运营商必须考虑系统采用什么形式的轴辐式网络,在纯轴辐式网络和混合轴辐式网络中做出判定,并给出了实例分析[24];胡志华、王雅琪(2016)做了基于非线性规模经济效应的轴辐式网络枢纽选址研究,认为轴辐式网络可以基于可变规模经济效应建立非线性规划模型[25];Ghaffari-Nasab Nader, Ghazanfari Mehdi, Teimourg E.于2015年提出了鲁棒模型,以整体网络的运输成本最小化为目标函数,集合枢纽选址与容量构建鲁棒模型,并将对参数进行扰动产生的成本称为鲁棒成本[26]。
国内外学者均从轴辐式网络的优化分析、轴辐式网络运行及其经济效应分析和轴辐式网络的应用路径分析三个角度对轴辐式网络设计、应用及优化做出了大量的研究,促进了轴辐式网络理论的发展。但是将轴辐式网络理论应用到公共交通网络中,以缓解特大城市公共交通资源供需矛盾、提高运输效率的研究相对较少,单属性轴辐式网络的研究与应用较多,但多属性轴辐式公共交通网络的研究还处于相对空白。针对目前出现的特大城市轴辐式公共交通网路的雏形,本文拟探索轴辐式设计下特大城市局部静态拥堵治理的机制。在轴辐式网络理论的基础上,构建轴辐式公共交通网络模型,最终推动实体轴辐式公共交通网络的发展,缓解特大城市公共交通资源供需矛盾,减轻特大城市的局部静态拥堵问题,促进公共交通网络运输效率的提升。
三、特大城市局部静态拥堵的成因分析
(一)静态交通
所谓的静态交通是相对于动态交通而言的,静态交通占整个交通体系的重要份额,它是由运货车辆为了装卸货物的停靠、小型汽车和自行车辆在交通出行过程中的停靠、公交车辆为满足上下车乘客的停靠等行为构成的一个大概念。经研究发现,在不受其他外部因素干扰的情况下,路网的容量应该和静态交通供给量保持一定的比例。当静态交通供给量过大时,会导致路网超负荷运行进而导致交通拥堵,在既定的路网容量下,会导致资源的浪费和车辆停泊位的闲置;当静态交通供给量过小时,会出现违法停车、乱停乱放等现象,导致道路的局部静态拥堵。
(二)公共交通站点类型
城市的公共交通站点类型根据不同的分类方法可以分为多种形式,可以根据站台的横纵向设置位置、站台设计形式和设置方法形式进行分类。
1.根据站台的横向设置位置的不同进行分类,如图1所示:
(1)在线公交车站。在线公交车站顾名思义是在公交车的行驶车道上,位于行驶车道的右侧且位于直线式的行驶车道的右侧。
(2)路中央公交车站。路中央公交车站是指公交车站点位于道路中央。
(3)离线公交车站。离线公交车站是指公交停靠站脱离了直线式的行驶车道,即在港湾式的行驶车道上设置的公共交通站点。
公交车辆在直线式行驶车道运行时,如果停靠在在线公交车站和路中央公交车站,且行驶车道不是公交专用道,则很容易受到正在前行的非公交车影响,导致车辆排长队,产生严重的道路局部静态拥堵。
公交车辆在离线车站停靠时,则需要从路段交通中分流进站,与路段交通流合流出站,这样其减速进站和加速出站的时间比路边停靠车站的用时较长,但是这样不会影响非公交车辆,也不会产生车辆排长队等候的现象。
2.根据站台的纵向设置位置的不同进行分类,如图2所示:
(1)交叉口上游的公交车站。交叉口上游的公交停车站是指在交叉口上游区域进口道设置的公交车站台。这种车站,公交车停靠时间会受到交叉口信号控制的影响,如果公交车停靠时正好处于红灯期间,则此时可以上下乘客,可以合理利用公交车等候红灯的时间,如果处于绿灯期间,则会延长公交车在站点停靠时间,公交车停靠时间越长,道路通行能力就越低,可能导致道路的局部静态拥堵。
(2)交叉口下游的公交车站。交叉口下游的公交车站是指在交叉口下游区域的出道口设置的公交车站。此类站点容易造成公交车在停靠站点拥挤排长队的现象,对于站点的停靠能力、道路的通行能力都会有影响。
(3)路段公交车站。路段公交车站是指在两个交叉口之间,且公交车辆的运行和停靠均不受交叉口信号影响的纯路段设置的公交车站。公交车在此类公交车站停靠的时间受交叉口交通状况的影响相对较小。
3.根据站台的设计形式的不同进行分类,如图3所示:
(1)直线式公交车站设置形式。直线式公交车站是最传统的公交车站,我国许多城市的老城区或中心区域,由于建设年代比较早,道路比较窄,很少且很难设置成港湾式公交车站,此种形式的公交车站存在着很大的缺陷,公交车停靠时需要占据一整条机动车专用道,由此形成了道路瓶颈,对于其他车辆的正常行驶造成了很大的影响,当路段机动车饱和度较大时,正常行驶的车辆不易转道超车,很容易导致车辆排队拥堵。
图1 公共交通站点根据站台的横向设置位置的不同进行分类
图2 公共交通站点根据站台的纵向设置位置的不同进行分类
(2)港湾式公交车站设置形式。港湾式公交车站是指在公交停靠站处适当将道路拓宽,将公交车辆的停靠位置设置在正常行驶的机动车道之外,以减少公交车辆停靠时形成的交通瓶颈对非公交车辆和后到先走的公交车辆超车的影响,缓解道路的局部静态拥堵程度。
图3中A、B、C、D为直线式公交车站,E、F、G为港湾式公交车站。港湾式公交车站相对于直线式公交停车站在进、出站点的时间要长,港湾式公交车站没有占据机动车道,对前行的非公交车辆的正常行驶产生较小的影响,确保了道路的正常运行。对于直线式公交车站和港湾式公交车站是否设有公交专用道又进一步细分,由于B、C、F这三种形式均设有公交车专用道,其在交叉口和路段均享有优先行使的权利,故他们在公交站点的实际停靠能力受到的影响因素要比其他几种形式相对少;D、G两种形式的公交站点占用了非机动车道,非机动车的运行必然会成为公交车停靠能力的一个主要影响因素,会降低道路的通行能力。
4.根据公交车站的设置方法进行分类。
图3 公共交通站点根据站台的设计形式的不同进行分类
(1)沿机非分隔带设置的公交车站。沿机非分隔带设置的公交站,是指当道路是三块板和四块板且机非分隔带的宽度满足条件时,站台设置在机非分隔带上的公交站。
(2)沿中央分隔带设置的公交车站。沿中央分隔带设置的公交车站,是指道路是两幅路和四幅路且中央分隔带的宽度满足条件时,站台设置在中央分隔带上的公交站。由于我国的交通规划不同于别的国家,我国的车辆是靠右侧行驶的,公交车辆的车门也是设置在右侧,如果公交车辆在此类车站停靠,则应该在公交车上开启左侧车门,这样便会存在一定的技术和安全风险。另一方面,沿中央分隔带设置公交车站时,若道路上没有设置专门的人行桥或地下通道,乘客则需要穿过机动车道才能离开和到达站台停靠,这样不仅对乘客的安全有影响,还会对非公交车辆的正常行驶有影响。所以,这种形式的车站一般会结合公交专用道设置。
(3)沿人行道设置的公交车站。沿人行道设置的公交车站是指站台设置在人行道上的公交车站,公交车的停靠需要占用和穿过非机动车道,这样容易和机动车产生冲突,使得交通事故发生率大大提高,此类车站适用于机非分隔带不满足设站或无机非分隔带且道路的非机动车流量较小的情况。
(三)公交车站的公交车停泊数量
公交车停泊车位数是指公共交通车辆在某一特定的时间段内在公交车站的停靠数量,它是道路通行能力的负影响因素,即公交车停泊车位数越多,那么道路的通行能力就越差,公交车辆在换乘站点所需要等待的时间就越长,公交车辆排得越长,所占用的道路越长,对于其他非公交车辆的正常行驶产生的影响就越大,产生道路的局部静态拥堵的可能性也就越大。
(四)公交车站处设置的公交车道数
公交车站处设置的公交车道数是指在公共交通站点供应公交车辆停靠的道路数量。对于直线式公交车站,一般只有一条公交车道,但是分为机动车道、非机动车道和公交车专用道三种形式。对于前两种形式而言,道路不仅是为公交车辆供应,而且为机动车辆或非机动车辆提供,因此,当公交车辆到达公交车站停靠或等候乘客上下车时,就阻碍了其他非公交车辆的正常行驶,其他车辆只能尾随公交车辆等候,产生了严重的道路局部静态拥堵现象;对于设置了公交车专用道的道路来讲,只能有公交车辆通过该道路,有效地缓解了道路的局部静态拥堵。对于港湾式公交车站,可以设置几条公交车道,具体设置要根据道路的宽度和分隔带的宽度进行详细地划分。对于此种形式的公交车站,公交车道和道路的通行能力成正相关关系,和道路的局部静态拥堵程度呈负相关关系。
(五)公交车站处设置的公交车线路数
公交车线路数是指公交车辆通过该站点的不同路线的数量。我们知道,公交线路数越多,需要在此公交车站停靠的车辆就越多,上下车的乘客也就越多,那么对于道路通行的影响也就越大。因此公交车线路数和公交车辆停靠的时间呈正相关关系,和道路通行能力和道路的局部静态拥堵的程度成负相关关系。
四、特大城市局部静态拥堵治理机制设计的构想
(一)城市交通规划中改变道路“同质性”假设
道路的“同质性”假设是传统的城市公共交通供给系统设计的基本假设前提。道路的“同质性”是指传统的公共交通系统把公共交通网络中的不同线路认为是同质的,路网中的线路不存在等级之分,在线路规划和公共交通车型配备上实行了标准化处理。虽然道路“同质性”假设能够推动城市的公共交通资源供给的标准化和均衡化,使得公共交通的管理趋于一体化,更便于管理决策,但是随着经济的快速发展、人口的集聚程度增加、车辆的保有量与日俱增,小城市规模逐步向特大城市规模靠拢,城市道路中的主、次干道的等级性也越来越明显,呈现出主干道居民出行需求量大,支线居民出行需求量小的特点。道路的“同质性”假设现已远远不能满足提升公共交通资源供给效率的需求,而且正是由于公共交通资源的供给不足,产生了城市道路的局部静态拥堵形式的交通拥堵。因此改变道路“同质性”假设是必要的,是治理道路局部静态拥堵的重要一环,结合轴辐式网络设计理念,将公共交通网络设置成干支分流的等级型轴辐式公共交通网络。
(二)公共交通运输干支分流设计
特大城市的公共交通网络的线路设计不应再继续保持传统的道路“同质性”假设,应该在原来的基础上做出合理的改进,即在公共交通线路规划中,根据居民出行需求量的不同对线路进行等级的划分,分为不同等级的干线和支线,实施干支分流;对公交车站点进行分类,分为枢纽站点和普通公交车站。不同于传统的网络连接模式,轴辐式网络的连接近似于集中星型图(图4),枢纽中心站之间的连线称之为干线,其他所有的非枢纽中心站之间的连线称之为支线。人流、物流的运输不再是从供应点直接运输到需求点,而是通过枢纽站集中后再进行运输,通过枢纽之间的干线运输(Hub-Hub)能使得运量提升和网络覆盖面积扩大,实现运输的规模经济效应,最终实现网络资源利用效率的提升和运输成本的降低。
(三)轴辐式公共交通网络的构建
轴辐式公共交通网络的基本结构如图5所示。
轴辐式公共交通网络具有三种特性:①轴辐式公共交通网络是多枢纽轴辅式网络,在整个公共交通网络中需要选取多个站点设置为公共交通枢纽站点,每个枢纽均有特定的覆盖区,覆盖区内的客流量在枢纽站点实现集中换乘。图5中的枢纽站点H1、H2、H3,只有同时拥有多个枢纽才能满足城市内整个公共交通网络的客流运输需求;②轴辐式公共交通网络是单分配网络,一个公共交通站点最多只能与一个枢纽站点相连接,如果公交站点与多个公交车枢纽站点相连接,那么公交站点本身会转变为公交枢纽站点,图5中公交站点S1、S2…S9最多只能与所在区域内的一个枢纽相连接;③轴辐式公共交通网络是混合轴辐式网络,即站点在与公交枢纽站点相连接的同时可以与其他公交站点相连接,在地理方位上相近的站点之间的直接相连可以避免由于经过枢纽换乘所产生的绕道成本,如轴辐式公共交通网络中的S1、S2、S3之间相互可以直达。
轴辐式(Hub-and-spoke)公共交通网络是一种基于特大型城市公共交通枢纽中心站的集中换乘系统。与传统的公共交通网络空间布局相比,轴辐式公共交通网络中客运量先由各节点运至枢纽中心站,再依据目的站进行集中运输,可以降低单位运输成本,在网络干线上形成规模效应,提高资源利用率,达到提高公共交通运输效率的目的,能够在一定程度上缓解城市的局部静态拥堵,同时产生集群效益,带动所在区域及城市的经济发展。
图4 轴辐式网络
图5 轴辐式公共交通网络的基本结构
五、结束语
本研究从公共交通系统中公交车站的设置方法、公共交通站点的类型、站点的设计形式、公交车的车道数、公交车的停泊数量和公交车的线路数设计不合理等原因造成的静态性局部道路拥堵出发,对特大城市局部静态拥堵成因分析进行研究。轴辐式网络在包括航空产业、海河运输产业、物流服务产业在内的许多领域得到了广泛的运用。本论文在系统总结前人研究成果的基础上,把轴辐式网络引用到公共交通领域。
论文中得出的一些结论为提出相应的政策建议提供了理论基础。为缓解特大城市路网局部拥堵程度,提出以下建议:
1.增加港湾式公共交通站点的设置,能够减少公交车换乘时占用机动车道,在不出现排队溢出的情况下,对道路通行能力的影响相对直线式公共交通站点来说较小。
2.构建多层次的公共交通网络。根据公共交通系统存在的缺陷,需打造与城市用地布局相协调、与城市建设区域相匹配的多层次公共交通网络。公交线路规划时尽量避免多线路同时经过人流比较集中的地区,由于站点处公交停靠数对局部拥堵有正向影响,即停靠数越多,局部拥堵越严重,所以可以从轴辐式网络设计的角度入手,设计合适的轴站点和辐站点,从而降低线路重复率,提高公共交通资源的配置效率、公交车在站点处的换乘效率以及其他交通流的通过效率,从而提高城市的公共交通硬件水平。
3.根据公共交通站点的乘客需求量和出行方式特征设置公交站点。不仅要考虑人流密集程度,还要考虑人们的出行习惯。在人流分布集中且对公交交通出行方式依赖较强的地区,可以多方向设置公交站点,分散站点处的上下客人数,比如汽车站、火车站附近,人流分布相对密集,并且大多数人会选择公共交通出行方式,这种地区宜多设置公交站点,分散客流人数,尽量降低由于在站点处上下车人数较多导致公交车停靠时间较长,进而加剧局部拥堵。对于特大城市来说,应适当合理设置公交站点数及停靠的公交线路数,若在这种地方过多地设置站点,不仅不会分散客流人数,降低局部拥堵,反而可能因为公交车在站点处的进出站及占用车道加剧局部路网的拥堵。
[1]葛宏伟.城市公交停靠站点交通影响分析及优化技术研究[S].东南大学博士学位论文,2006.
[2]张卫华.城市公共交通优先通行技术及评价方法研究[D].东南大学博士学位论文,2004.
[3]王炜,过秀成.交通工程学[M].东南大学出版社,2001,7.
[4]杨小宝,张宁,关羽.基于行为分析的道路通行能力中车道数因素研究[J].土木工程学报,2009(10).
[5]孙磊磊.基于停靠时间的城市公共交通网络均衡客流分配模型研究[D].长安大学学报(自然科学版), 2014.
[6]柏海舰,李文权.常规公交站台容纳线路能力计算模型[J].东南大学学报(自然科学版),2007(6).
[7]梁玉娟.公交车停靠对城市道路交通的影响[S].广西大学,2009.
[8]宗刚,朱丽南,魏素豪.北京市公共交通系统局部拥堵的影响因素研究[J].价格理论与实践,2016,6: 88-91.
[9] O’kelly, Morton E,A Quadratic Integer Program For The Location Of Interacting Hub Facilities [J].European Journal of Operational Research 32,1987:393-404.
[10]王建伟,甘家华,毛新华,唐穆君.多目标约束下的联盟混合轴辐式运输网络优化[J].长安大学学报(自然科学版),2015(3):110-115.
[11]杨立乾.基于轴辐式网络的集装箱支线运输多船型船舶调度模型[J].中国管理科学,2015(s1): 860-864.
[12]丁伟,张亮,李健.轴—辐式现代物流网络构建及实证分析[J].中国软科学,2010(8):161-168.
[13]李文博,张永胜.浙江轴辐式现代物流网络构建的实证研究[J].经济地理,2011(8):1335-1340.
[14]Jamie Ebery,Mohan Krishnamoorthy,Andreas Ernst,Natashia Boland,The capacitated multiple allocation hub location problem:Formulations and algorithms[J],European Journal of operational Research,2000,120:614-631.
[15]C.S.Sung,H.W.Jim,Dual-based approach for a hub network design problem under non-restrictive policy[J],European Journal of operational Research,2001,132:88-105.
[16]H.Topcuoglu,F.Coruta,M.Ermis,G.Yilmaz,Solving the uncapacitated hub location problem using genetic algorithms[J],Computers&Operations Research,2005,32:967-984.
[17]Hasan Pirkul,David A.Schilling,An Efficient Procedure For Designing Single Allocation Hub And Spoke Systems[J],Management Science,1998,12:235-242.
[18]Mihiro Sasaki,Atsuo Suzuki,Zvi Drezner.On The Selection Of Hub Airports For An Airline Hub-And-Spoke System[J],Coputers&Operations Research,1999,26:1411-1422.
[19]赵凤彩.航线网络经济性的探讨[J].中国民航学院学报,2002(2):11-15.
[20]胡智勇,周一星.从航空运输看中国城市体系的空间网络结构[J].地理研究,2002(3):276-285.
[21]曹允春.中枢机场在区域经济发展中的作用[J].经济地理,2001(2):240-243.
[22]Azizi N, Chauhan S, Salhi S, Vidyarthi N.The impact of failure in hub-and-spoke networks: Mathematical formulations and solution techniques [J].Computers & Operations Research,2016(65): 174-188.
[23]叶怀珍,胡异杰.发展中枢辐射铁路物流的探讨[J].铁路运输与经济,2003(6):52-54.
[24]Guknther ZakPfel,Michael Wasner,Planning and optimization of hub-and-spoke transportation networks of cooperative third-party logistics providers[J],International Journal Of Production Economics,2002,79:207-220.
[25]胡志华,王雅琪.基于非线性规模经济效应的轴辐式网络枢纽选址研究[J].东北师大学报(自然科学版), 2016(01):90-96.
[26]Ghaffari-Nasab Nader, Ghazanfari Mehdi, Teimourg E.Robust optimization approach to the design of hub-and-spoke networks.International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2015(76):1091-1110.
(责任编辑:卢小文)
Exploring Solutions to Static Congestion Locations in Megacities with Design of “Hub and Spoke” Transportation Network
Zong Gang, Zeng Qinghua, Wei Suhao
Traffic congestion in megacities around the world has become an urgent social issue.Caused by various factors, traditional methods alone like building more roads or upgrading facilities could only lead the whole transportation system into a vicious circle called the Downs Law.With unscientific configuration of bus stops, bus station types, bus stop designs and number of bus lanes, non-service buses and bus lines causing static congestion in some locations, andthe current transportation planning mode significantly reducing road access rates, the current transportation plan in megacities must be reform.The design of “hub and spoke” network has been widely used in other fields and can be introduced into public transportation to relive traffic jam and bring new ideas to this issue.
“Hub and Spoke” Network; static congestion location; countermeasure; public transportation
U121
10.3969/j.issn.1674-7178.2016.06.006
宗刚,北京工业大学经济与管理学院教授,博士生导师,研究方向为交通运输经济。曾庆华,北京工业大学经济与管理学院硕士研究生,研究方向为交通运输经济。魏素豪,北京工业大学循环经济研究院硕士研究生,研究方向为资源经济学。