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综合客运枢纽集散功能结构数字分析.pdf

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致谢本论文的工作是在我的导师季常煦教授的严格要求、悉心指导下完成的。论文完成之际,向季老师表示我衷心的感谢感谢季老师在论文选题、基础资料收集、论文撰写及最后修改过程中给予我的指导和帮助;感谢季老师在研究生这两年的学习生活中对我的关怀。季老师渊博的专业知识、严谨的治学态度和科学的工作方法、坚持不懈的钻研精神给了我极大的帮助和影响,让我受益终生。我将牢记季老师的教诲,在今后的人生道路上更加勤奋学习与工作,努力进取。在撰写论文期间,感谢李乾博士对我的督促和教导,对该论文提出了许多建设性的意见和建议,感谢任俊学和实验室的师妹们对于我的帮助,给了我许多启迪性的思路。此外,感谢宿舍何婷在此期间对于我的关心和帮助,正是无数次的交流和切磋,使我不断捕获灵感,修正错误;在学习生活中一起面对困难,共同进步。另外也感谢父母的养育之恩和谆谆教导,他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。感谢在百忙之中审阅本论文的老师们最后,对所有关心帮助过我的人们表示诚挚的谢意,,女MIll二中文摘要摘要综合客运枢纽是综合交通网络中各种交通方式的衔接点,也是大量客流的集散地。综合客运枢纽的设计与运营水平直接影响城市交通网络的运营效率与服务质量。本文通过对枢纽内各类设施资源进行综合、全面的分类并对其结构进行数字化描述并根据客运组织流线绘制出枢纽的功能结构网络图,结合乘客客运流线方面的理论,分析枢纽的能力匹配性,为现役枢纽的设计做出合理的评价,并为枢纽内部的客流仿真提供可靠的基础。论文首先对综合客运枢纽内各类设施进行分类及定量分析。结合以往关于枢纽的分类方法,全面、系统地对枢纽内部影响集散的各类设施进行分类研究;区别于以往的定性分析各类设施的功能属性,本论文采用定量分析,用数学方法描述其功能及属性。论文将研究城市交通换乘的功能匹配性原理运用于综合客运枢纽内,研究影响集散功能的各类设施的功能匹配性、协调性及动态匹配性,建立一个评估体系,对现役的综合客运枢纽进行评价,判断其是否满足集散需求。最后,论文通过对北京市的一些具有代表性的综合客运枢纽进行考察,并以西直门地铁站为例,分析西直门地铁站是否满足集散的需求。关键词综合客运枢纽;设施分类;功能匹配性;动态匹配性分类号Ull5●AB STRACTABSTRACTComprehensive passenger hub is the point of different transportmodes of the transportation network,also a large number of passenger flows in thedistribution center.Design and operation of the comprehensive passenger hub has adirect impact on the level of urban traffic network operating efficiency and servicequality.Based on the types of facilities and resources within the hub of an integratedand comprehensive classification and description of its structure and digitalorganizations and drawing network diagram of the functional structure under apassenger hub streamline,with the theory of the passenger flow line and the matchingability of the hub to design a fair assessment for the active hub and provide a reliablebasis for passenger flow simulation within the hub.Firstly,all kinds of facilities in Hub were classified and quantitative analysis in thispaper.Combining wi也previous classification s about facilities in Hub andclassi助ng the various facilities which impact the distribution of the comprehensivepassenger completely and systematically.Distinguishing the previous qualitativeAnalysis of facilities’functional attributes,this paper adopted quantitative analysis andthe facilities’functional attributes were described by mathematical .Function matching principles which ale used to study urban traffic transfer wereapplied to Comprehensive Passenger Hub in this paper,the facilities’function matchingand coordination mat influence distributed were studied.An uation system Wasestablished to uate the existing Hub,and to judge uate the existing Hub whetherto meet the distributed requirement.Finally,the representative Comprehensive Passenger Hubs in Beijing wereinvestigated in this paper,the subway station of XiZhimen Was taken as example toanalysis this subway station whether to meet the distributed requirement.KEYWORDSComprehensive passenger hub;facilities classification;featurematching ability;dynamic matching abilityCLASSNOU11 5,Iill●目录中文摘要IIIABSTRACT..............................................IVIiI录....................................................,1177图目蜀之VII1绪论..VIII1.1研究的背景。l1.2研究的意义21.3国内外研究现状。21.3.1枢纽结构设计及运营的研究..21.3.2枢纽换乘网络拓扑结构描述研究.61.4论文的主要内容及结构.92综合客运枢纽的功能结构及客运组织特点。112.1综合客运枢纽的发展过程.112.2各种类型客运枢纽的功能结构特点。122.2.1各种类型客运枢纽的选址位置..122.2.2各种类型客运枢纽候车室布置方式..122.2.3各类枢纽客运方式的特征及对服务的要求。132.3各类客运方式的客运组织特点.1 52.4本章小结1 83综合客运枢纽内部集散设施分类及功能参数l 93.1综合客运枢纽的功能193.1.1综合客运枢纽的基本功能介绍193.1.2综合客运枢纽的集散功能概述。203.2综合客运枢纽内部功能设施分类213.3客运枢纽内部设施的功能及参数233.3.1通过行人类设施.233.3.2容纳行人类设施.263.3.3排队服务类设施..284.2基于客运流线的枢纽结构网络的构建。354.3综合客运枢纽内设施的功能匹配研究374.3.1枢纽内部设施的匹配度。374.3.2枢纽内部各类设施动态匹配性研究。394.4本章小结-。405案例分析415.1西直门地铁站简介。4l5.2西直门地铁枢纽结构网络构建425.3西直门地铁枢纽的各项参数455.3.1西直门地铁站客流量。455.3.2西直门地铁枢纽内部设施参数。455.4西直门地铁枢纽内部设施匹配度分析.475.4.1西直门地铁枢纽内部设施的静态匹配度475.4.2西直门地铁枢纽内部设施的动态匹配性分析。505.5评价结果。515.6本章小结.5l6结论与展望526.1研究工作总结.526.2需要进一步研究解决的问题。52参考文献54作者简历..56独创性声明57学位论文数据集。58图目录图1.1香港地铁网络4图1-2轨道交通与常规公交的换乘过程图4图1.3建筑综合体空间组织的结构模式..4图1-4行人通道基本拓扑结构示意图.7图1.5普通旅客进站流线示意图.9图1-6普通旅客出站流线示意图.9图1.7本文技术路线图10图2.1综合客运枢纽形成过程.11图2.2候车室布置形式13图2.3车站旅客进出站流线15图2-4轨道交通车站旅客进出站流线l 6图2.5长途汽车站旅客进出站流线.16图2.6公共汽车站旅客进出站流线.17图2.7机场旅客进出站流线17图2.8港口旅客进出站流线.1 8图3.1旅客集散示意图2l图3.2枢纽内设施分类。22图4-l网络结构图。34图4.2路网网络图例35图4.3枢纽旅客进出站流线图。36图4-4某条流线的设施结构连接图36图4-5设施结构连接网络图。39图5.1西直门客运枢纽站42图5.2西直门地铁站内部结构图。42图5.3西直门进站客运流线图。43图5-4西直门出站客运流线图43图5.5西直门枢纽功能结构网络图44图5-6西直门站进站客流量统计A口.45表目录表1.1枢纽内部客流OD与其他类型OD的比较..8表2.1各类客运方式的特征及对设施的要求14表3.1枢纽设施类别。21表3.2综合客运枢纽设施功能参数29表5.1西直门地铁枢纽内部设施参数..46表5.2西直门车站客流量501绪论综合客运枢纽作为多种客运交通方式和大规模客流的集散地,是形成综合客运交通网络的重要节点,完善和建设多方式、多功能、多元化的客运交通枢纽已经成为建立资源节约型和环境友好型的综合交通系统的发展趋势。综合客运枢纽结构的构成,各类设施的布局直接影响枢纽内旅客的集散与换乘。基于客运流线的枢纽结构网络的建立,各类设施功能匹配性的研究,设施动态匹配性的研究,对于诊断现役枢纽的集散水平是一个较为合理的研究方法。1.1研究的背景综合客运枢纽是指在城市范围内,布置在该地区各种两种及其以上运输方式通过城市交通紧密联系而形成一个整体,是整合城市内外交通衔接的系统,是城市综合交通体系的重要组成部分n1。它承担衔接各种交通方式、保证居民出行时中转换乘等重要功能,对所属区域的客运交通运输网络的高效运转具有重要的作用。综合客运枢纽的规划、设计、建设工作合理与否,直接关系到城市客运交通系统中各种交通方式的衔接配合以及功能的充分发挥,关系到居民出行的顺畅便捷程度。长期以来各种运输方式只重视运输线路道路、轨道交通等的规划建设,对综合运输网络的结合部系统统筹规划与建设重视不够,枢纽布局不尽合理,与城市土地开发衔接不够紧密,造成旅客集散与中转不方便、不流畅,使我国大部分城市客运交通换乘效率低下,换乘时间远高于国外发达国家的大城市,城市客运交通枢纽往往成为客运交通的瓶颈,另一方面,交通枢纽建设过于单一化,在城市交通规划文件中,往往只重视建设综合大型交通枢纽,而忽视对城市客运交通枢纽体系的建设,使得枢纽对城市交通压力的缓解作用不能发挥,即客运交通枢纽真正的作用不能体现瞄1。在交通网络化与需求复杂化趋势日趋明显的今天,单纯的注重线网规划,忽略枢纽的设计运营问题,将导致针对城市轨道交通网络效能的以枢纽节点为中心的放射性制约效应。目前关于综合客运枢纽方面的研究主要侧重于将枢纽看作是城市交通网络中的一个节点,研究多种交通方式的衔接配合、乘客的换乘、旅客出行时间等宏观问题,而关于研究枢纽内部的结构、各类设施的匹配度、旅客在枢纽内换乘的舒适度等枢纽内部问题的研究则少之又少。综合客运枢纽规划、设计、建设是否合理直接关系到城市交通协调与否,关系到乘客在枢纽内部的换乘是否顺畅,是城市交通中建设中的重要环节。1.2研究的意义规划、设计和管理是资产过程中的三个重要阶段。每一个阶段都必须考虑到下一阶段的需要。每一个阶段都会受到前一阶段所做决定的限制。整个工程成本在早期就要确定。规划不周全导致昂贵的设计方案而且很难管理。设计不合理使管理阶段的维护很难进行。而且带来高额的维护成本。管理不到位使后续过程中的规划和设计很困难。这是个循环的过程,是恶性循环还是良性循环取决于规划、设计和管理是否合理,是否协调。目前,由于综合客运枢纽规划设计、工程建设和运营管理的相互脱离口1,且既有研究成果大量集中于刻画综合枢纽的选址规划及城市交通换乘,而较少涉及描述枢纽内部结构特征,无法满足挖掘现役客运枢纽的潜力和完善规划客运枢纽的设计建设等方面的需求。综合客运枢纽是大量人流车流汇集的地方,因此拥堵与混乱是我国许多客运枢纽的共同特征。在既有枢纽的前提下,如何评价枢纽的集散功能成为目前学者们研究的重点和难点。本文认为关于综合客运枢纽功能结构是否合理的研究是一个不容忽视的课题,迫切需要深入进行相关理论和方法研究。论文通过对北京市地铁站的设计运营进行调查,选取最具代表性之一的西直门地铁站为例,对其结构特征、各类设施、客流特征等进行分析,根据既有枢纽的结构和设施,建立枢纽内部结构功能网络图,判断枢纽内部各类设施的功能匹配度,为研究枢纽内部集散仿真提供数据基础,为评价现役枢纽的规划、设计和运营提供方法支持,为丰富和完善综合客运枢纽研究理论有重要意义,为我国综合客运枢纽的建设与发展提供支持与保障。1.3国内外研究现状目前,国内外主要相关研究成果可以总结为以下几个方面内容客流预测、乘客换乘、旅客集散特征、枢纽网络拓扑结构描述、行人路径选择、枢纽空间布局与运营组织以及客运枢纽评价。本文主要分析了国内外关于枢纽结构设计及运营的研究及枢纽换乘网络拓扑结构描述两个方面。1.3.1枢纽结构设计及运营的研究一 国外研究现状Modak S.K.【41提出了在运输枢纽内部设计中关于降低乘客的迷惑和混乱程度的方法,使得乘客可以尽快的到达目的地。为了更好地让旅客识别方向和评价枢2纽的设计,文章提出了简单易处理的方法,并将此方法运用到了孟买的两个铁路枢纽中,并计算了一些服务水平和改进准则的指标。Seneviratnet5】在文中提到尽管人们已经意识到了步行方式的重要性,但是对于行人流研究的重视程度远低于车流。本文在现有的方法上提出了一种更有效地方法,使得研究过程更加高效、有效。对换乘枢纽步行设施服务标准进行讨论得出了城市综合交通枢纽中通道设施人群步行的服务标准。Eiiclli Taniguchit6】等为了缓解交通堵塞、减轻环境压力及降低能源及劳动力的消耗,日本提出了公共物流枢纽即多企业配送中心的概念。介绍了一种确定公共物流枢纽最佳规模和位置数学方法,排队理论和非线性编程技术被用于确定最佳解决方案。该模型明确地考虑到了网络中的交通状况并成功地应用于日本京都至大阪的实际路网规划中。Alexander[7】分析了容纳大型新型飞机运营的客运枢纽的配置。大型新型飞机被波音747大,属于A380航空公司,计划在2006年投入使用。该研究可分别用于单个码头、几种类型的码头卫星和一种与自动配置的旅客捷运相关的平行码头中.对大型机场构造、机场入口选址以及机场内部行人步行系统优化设计等。Aarati Rao NaUamuthu[8J提出了综合客运枢纽设计的基本原则。Giovanni[9】建立了一个模型从三个不同的方案对雅典国际机场枢纽进行分析,这三个方案分别是1由于奥运会这一世界性的事件,使得这一段时间尤为忙碌;2可预见雅典国际机场的客流将会大幅增加;3在2004年奥运会上,交通变得更加紧张。在此基础上对雅典国际机场运作进行仿真和评估分析,找出枢纽交通瓶颈所在并提出相应的解决措施。Longtlo】介绍了在过去十年中,休斯顿港以规划并允许建造了位于得克萨斯州休斯顿贝波特的集装箱码头和邮轮码头大楼。总结了10年来对多方式客运枢纽组织复杂性的研究进展,指出枢纽建设应当与运营相结合。-- 国内研究现状马振海【ll】通过对香港、上海等城市轨道交通的考察、研究,分析轨道交通建设过程中存在以下问题一方面, 早期建设的轨道线没有网络概念,基本没考虑将来与其他线路的换乘问题;另一方面,城市轨道交通网络规划的不成熟,以至于真正实施起来不可行。造成的后果是一方面将给后建的轨道线带来不必要的困难,增加投资;另一方面,很难实现资源共享,服务功能较差。香港的轨道交通很成功,不但规划建设好,换乘方便,资源共享充分,而且经营也很成功。如图2.1所示3
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