創建綜合交通體系規劃新理論

■ 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交通發展模式，主要是面向國土空間開發與使用布局規劃，依靠被動建設交通基礎設施來滿足區域交通需求、緩解交通擁堵，“頭痛醫頭，腳痛醫腳”。這種發展模式一定程度上忽視了綜合交通系統對社會經濟發展的引導功能，導致綜合交通系統空間布局不合理，加劇了經濟社會發展的區域不平衡。

解決“頭痛醫頭，腳痛醫腳”問題的關鍵是建立新型交通發展模式，即“需求導向+目標導向”相結合的發展模式。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，考慮社會經濟發展、國土空間開發等社會因素的影響，明確綜合交通網絡發展定位，以交通帶動土地資源規劃，以交通帶動區域地方發展。另一方面，應當充分認識到交通規劃不僅需要服務運輸需求，也要充分體現交通發展服務國家戰略的社會與經濟的雙重屬性。新型交通發展模式應當綜合考慮需求導向和目標導向，并基于國家發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，促進經濟社會發展的區域平衡。

綜合交通體系三大發展方向

傳統的交通規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劃。所以，當前亟需創建一套綜合交通體系規劃新理論，支撐綜合交通運輸系統的一體化分析，滿足綜合交通網絡規劃對空間布局優化、運輸方式協同、系統供需平衡的要求。新形勢下的綜合交通體系規劃基礎理論應注重交通方式間的高效銜接與優勢互補，從“構建綜合交通網絡優化新方法”和“提出綜合交通樞紐布局規劃新方法”兩個方面展開研究。

規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。

傳統的交通網絡規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，規劃理論相對簡單。綜合交通網絡規劃要求構建多網融合的異質交通網絡，這在規劃理論體系方面與以往有著根本性的不同。

綜合交通網絡規劃與布局優化應以國家社會經濟發展目標和國土空間開發為需求，以“綜合交通規劃網絡-綜合交通樞紐布局-規劃網絡建設方案”為主體思路，深入研究綜合交通一體化拓撲網絡、各運輸方式優勢運距曲線、各交通方式交通阻抗函數、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，以實際分方式發生吸引與分布數據為參考，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，以分析評估模型監測系統運行狀態”的技術路線。

綜合交通網絡規劃交通分析模型體系是基于綜合交通網絡優化方法建立而來，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、分方式客貨運輸優勢運輸距離分析模型為基礎，重點研究并解決基于優勢運輸距離與交通阻抗的分方式OD矩陣、基于優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。

綜合交通網絡優化方法

綜合交通網絡規劃交通分析模型體系

依托上述理論，可在綜合交通網絡規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化的效能評估技術。

綜合交通樞紐是實現綜合交通網絡互聯互通的主要載體，是綜合交通運輸系統中進行貨物多式聯運、旅客聯程出行等運輸組織的關鍵。科學合理的綜合交通樞紐布局，是提升綜合交通網絡運輸效率、系統韌性的保障。但我國尚缺少關于綜合交通樞紐布局規劃的理論方法，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劃的新方法，涵蓋綜合交通樞紐的不同類型、不同規模、不同功能等。

《國家綜合立體交通網規劃綱要》提出構建“三位一體”的國家綜合交通樞紐系統，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來實現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各運輸方式之間的換乘或轉運；樞紐港站則是指節點級綜合交通樞紐，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。在綜合交通網絡規劃中，交通樞紐的網絡表達和阻抗分析是樞紐布局規劃的關鍵技術。在網絡表達層面，筆者提出了一種一般樞紐與綜合節點間的可計算網絡轉化方法，即把交通網絡中的每一個節點級交通樞紐都設計成由一組虛擬節點與虛擬弧段組成的小型交通網絡，以實現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，可實現綜合交通樞紐布局優化，促進綜合運輸網絡一體化銜接，為多式聯運或聯程出行的綜合交通網絡一體化分析提供技術支撐。