论文总字数：28383字

摘 要

综合客运枢纽是多种交通方式的在交通线网中的交汇点，实现了不同交通方式之间的换乘和同种交通方式内不同线路的衔接功能，是城市客运交通系统中的关键环节和城市对外客流集疏的重要场所。近年来，我国许多大城市均已进行了综合客运枢纽的建设，但是由于我国先行技术水平和建设经验的不足，综合客运枢纽换乘混乱、衔接不顺畅等问题可不避免，因此，客运枢纽换乘优化的研究具有实际意义。本文以南京南站为主要研究对象，首先通过资料搜集和实地调研得到南京南站的换乘现状，同时研究南京南站乘客的换乘行为特征，然后建立基于乘客效益损失和枢纽通过能力的双目标优化模型，并根据模型重点从流线优化和设施布局角度提出换乘优化方案，最后对南京南站优化前后的枢纽整体效益进行无量纲化处理，以对优化模型进行检验。

关键词：客运枢纽；换乘体系；流线；优化模型；南京南站

OPTIMIZATION DESIGN ON TRANSFER ORGANIZATION OF

NANJING SOUTH RAILWAY STATION

Abstract

Comprehensive passenger transport hub is a combination variety of the means of transportation in the intersection of transit network realizes the transfer between different modes of transport and the same transportation in different lines of cohesive function is a key link in urban passenger transport system and the important place of urban external passenger flow collection of hydrophobic. In recent years, many big cities in China have been conducted for the construction of the comprehensive passenger transport hub, but because of China's leading technical level and the lack of construction experience, comprehensive passenger transport hub transfer to chaos, cohesion is not smooth, cannot avoid problems such as, as a result, the passenger hub transfer optimization research has practical significance. Based on Nanjing South Railway Station as the main research object, this paper first through the data collection and field research to get Nanjing South Railway Station transfer to the status quo, at the same time, Nanjing South Railway Station passenger transfer behavior characteristics, and then based on the passenger efficiency loss and multi-objective optimization model of hub through capacity, and puts forward transfer optimization scheme based on the model. Finally, Nanjing South Railway Station hub of overall efficiency before and after optimization were dimensionless processing, test for the optimization model.

KEY WORDS: Passenger terminal; Transfer system; Streamline; The optimization model ; Nanjing South Railway Station

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1客运枢纽乘客行为特征分析领域 1

1.2.2客运枢纽换乘方案评价体系领域 1

1.2.3客运枢纽换乘流线组织优化领域 2

1.3调查方法和设计方法 2

1.4本文的结构安排 3

第二章 南京南站换乘现状 5

2.1 客运枢纽简介 5

2.2站内交通方式构成 5

2.3换乘设施 6

2.4换乘形式 9

第三章 南京南站换乘乘客行为特性 12

3.1换乘乘客流量特性 12

3.2乘客走行速度特性 12

3.3路径选择行为 13

3.4设施选择行为 13

第四章 南京南站换乘流线优化设计 16

4.1换乘流线分析 16

4.1.1 设施布局及设施参数 16

4.1.2 流线生成 17

4.1.3 流线重要度分析 20

4.1.4 换乘流线问题分析 21

4.2换乘流线优化模型 22

4.2.1优化模型目标分析 23

4.2.2流线优化模型构建 26

4.2.3换乘流线优化设计 26

4.3优化模型结果检验 30

4.3.1 乘客效用损失 30

4.3.2 枢纽整体通过能力 33

4.3.3 整体效率 33

第五章 总结与不足 35

5.1总结 35

5.2本设计的局限性 35

致 谢 36

参考文献（References）： 37

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

近年来，高速铁路飞速发展，带动了综合客运交通枢纽的发展。多数大型综合客运交通枢纽集高铁客运、长途客运和城市客运为一体，一方面实现了乘客的换乘和集疏的节点功能，另一方面促进了城市对外交通和市内交通的联结，因此综合客运交通枢纽是综合交通体系中的重要环节。为了使交通资源利用最大化，需要合理协调空间、时间、功能，科学组织各种交通方式，以完成交通资源的优化配置。然而，综合客运交通枢纽的规划设计、管理的理论研究水平与高速铁路的建设水平和发展速度并不吻合，换乘难以及换乘混乱的现象普遍存在，为居民的出行带来了很大的不便。因此，对综合客运交通枢纽的换乘进行优化组织具有现实意义。

本文的研究对象——南京南站为京沪高速铁路五大始发站之一，是华东地区最大的交通枢纽，多条铁路线路的汇合处，南京市内轨道交通、公共汽车、车租车、长途汽车、私家车等多种运输方式集疏与转换的枢纽。通过对南京南站乘客的各种换乘行为的研究、对南京南站换乘系统的分析，发现存在的问题并有针对性地设计出换乘改善方案，既能提高南京南站换乘效率，又能对日后其他大型铁路客站综合客运枢纽的换乘优化设计提供一定参考意见。

1.2国内外研究现状

1.2.1客运枢纽乘客行为特征分析领域

综合客运枢纽内，换乘乘客的行为包含：走行行为、设施选择行为、排队行为、等候行为。周侃（2013）在总结了有关行人走行行为的诸多研究结果后得出，不同类型的乘客在不同的走形环境下，其走行速度也随之不同，通过对各样本数据进一步拟合分析发现，行人的自由走行速度服从正态分布。另外，周侃在哈尔滨西客站进行了大量数据采集，拍摄了9 趟高铁列车出站乘客的楼梯与扶梯选择录像，总结出男性乘客高于女性乘客选择扶梯的比例，而年龄则对扶梯选择无显影响，扶梯口排队人数和扶梯选择率成反关系 ^[1]。Lee 等人（2011）利用排队理论和M/M/N模型理论为机场旅客安检排队的行为进行分析，比较和分析不同配置的效果为乘客安检设施平均排队时间及安全性。钟绍林（2005）对等待时间和影响北京西站客流的因素进行了研究，分析了旅客出行的目的，个人属性的特点，当地交通和其他因素对换乘的影响。何宇强、张天伟等（2006）为了得到大型铁路客运的乘客换乘时间特性开始规律分析，结果表明，乘客等待时间对数正态分布。

1.2.2客运枢纽换乘方案评价体系领域

综合客运枢纽换乘方案的评价体系在国外早有涉及。1994年美国交通运输部出版了《多式联运客流换乘设施的评价报告》(Evaluation of Intermodal Passenger Transfer Facilities)，此报告对于乘客换乘专题研究设施做出评价体系，70个指标构成了客运换乘设施的评估名单，在专家的对各指标的得分排名的基础上，按照重要性的顺序最终获得的12类指标包括：可访问性，安全性，换乘和效率。在国内，姜巍（2012）从交通枢纽流线组织，枢纽基础设施的配置，乘客的需求和换乘行为评价指标体系的枢纽组织三个方面，基于数据包络分析和合作学习的方法建立了换乘效率评价模型[6]。马丽霞（2013）运用模糊评价法（FCE）和层次分析法（AHP）以唐山市长途汽车西站客运枢纽为对象进行了基础设施配置评价指标、枢纽服务水平评价指标和组织有效性评价指标三个方面的换乘体系综合评价^[7]。程建龙等（2014）从公共评价的角度概括了综合客运枢纽的换乘体系评价模型和方法^[9]。

1.2.3客运枢纽换乘流线组织优化领域

在优化组织方面，Chein(1995) 通过研究广义费用的乘客（包括等待，传输时间），最小的换乘损失，提出基于客运交通组织广义费用的方法。R.Takag(2003)等应用Petri网来人流过程的集疏进行说明，并建立了乘客流动过程模型。Avishai Ceder(2004)提出关键是有效地实现了合理的转让，以缓解客流，并指出，该组织可以使客运交通枢纽设施布局方面，简化组织。陆铖(2008)利用 VISSIM 软件北京南站客流仿真分析的转移，指出北京南站组织问题的存在，改善方案和之前，改善后的效果模糊综合评价方法进行了比较^[2]。孙立山（2007）通过分析枢纽换乘客流组成、换乘客流组织优化指标（包括舒适性、便利性、安全性），并结合北京市区东部，集地面公交、轨道交通、长途汽车、出租车等各种方式于一体的“四惠”客运交通枢纽进行具体分析，提出了枢纽换乘组织方案的各项优化指标 ^[10]。

1.3调查方法和设计方法

要进行南京南站换乘方案的设计，需要进行前期调查分析和后期方案设计两个板块。

调查分析方法：（1）文献阅读。通过国内外各种文献和参考资料的阅读，总结换乘体系的组成，综合客运枢纽内换乘乘客的行为特征，换乘体系的评价方法以及流线组织的优化方法。（2）现状分析。首先分析了南京南站的空间布局，这部分包括南京南站的地上部分（含高铁、汽车、公交、出租车、社会车辆）和地下部分（地铁）。然后对南京南站的换乘体系进行分析，包括涉及的高铁、汽车、公交、出租车、社会车辆和地铁一号线、S1线、三号线（即将开通）各交通方式间的换乘，对南京南站目前各种交通流线的组织和各种交通之间换乘体系进行一个分析说明。（3）现场调查。一方面先通过实地测量考察，取得客观数据，分析换乘体系的细节，为南京南站换乘流线图的绘制搜集资料。另一方面在南京南站发放调查问卷，找出换乘乘客最容易迷路的地点，可能的原因，使用频率较高的交通方式，换乘所需的时间，综合人们实际使用中的一些普遍问题和特征分析得出本设计要针对的具体问题。

设计方法：（1）综合客运枢纽换乘衔接组织设计。分析南京南站衔接的各类交通方式的特点，突出“零换乘”的理念，合理安排枢纽内各种交通方式的空间布局，尽量减少换乘距离，最大限度提高换乘效率。（2）按综合客运枢纽换乘衔接需求进行规划。根据南京南站预测换乘量换乘分析乘客在各交通方式间的换乘需求，转换视角，在优先考虑乘客换乘便捷性的基础上，设计出换乘优化方案。（3）综合客运枢纽换乘衔接方案评价。研究影响南京南站换乘安全性、便捷性、时效性和畅通性的各类因素，按照“目标—准测—指标”的层次结构提出枢纽换乘衔接方案评价指标体系，并给出指标的定义和计算方法，为枢纽换乘衔接服务水平的评价提供依据。

1.4本文的结构安排

本文将按照以下思路进行展开：（1）南京南站换乘体系的现状，包括各种交通方式之间的换乘方式、流程流线图图；（2）南京南站换乘乘客行为特征分析，以及所反应出的换乘指标对换乘效益的影响；（3）南京南站站内换乘的流线分析，通过冲突分析以及瓶颈通过能力分析发现换乘体系存在的问题；（4）确定优化目标，建立双目标优化模型，针对南京南站换乘体系存在的问题，重点从流线流量、流向，以及换乘设施布局角度进行优化设计；（5）对优化前后的南京南站整体换乘效率进行比较，以验证优化方案的合理性。

技术路线如下：

问题的提出

明确研究任务

确定目标

资料收集

设计换乘改善方案

文献检索

发现换乘系统问题

换乘流线组织现状

地铁线路转换

城际城市衔接

市内交通换乘

换乘乘客行为特性

设施选择

走行行为

路径选择

重要度分析

流线组织优化设计

流向优化

流量优化

设施优化

设施参数

流线生成

流线分析

优化模型

目标确定

模型建立

结果检验

效用损失

通过能力

整体效率

换乘设施

图1-1 论文技术路线图

第二章 南京南站换乘现状

2.1 客运枢纽简介

南京南站位于南京市江宁区，南部新城核心区，是连接8条高等级铁路的国家铁道枢纽站。南京南站的占地面积近70万方米，总建筑面积约45.8万平方米，其中主站房面积达28.15万平方米，是全国铁路客运特等站，亚洲第一大铁路站和亚洲第一大高铁站。

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