客运枢纽选址模型：覆盖模型的改进研究

客运枢纽选址模型：覆盖模型的改进研究

在交通系统和城市都在高速发展的今天，客运枢纽选址问题不仅是交通系统考虑的重点，也是城市规划建设者考虑的重点。本文在介绍了客运枢纽选址经典模型-覆盖模型的基础上，结合交通系统发展的走向，交通需求者的需求变化和城市高速发展的实际情况，对覆盖模型进行了新的研究，并提出了一些改进意见。这些意见不仅可以优化覆盖模型本身，也可以为交通系统发展和城市规划建设带来同样的益处。

标签：客运枢纽；覆盖模型；枢纽配置点

在铁路客运系统飞速发展，综合大交通的理念得到前所未有的重视的今天，各大城市几乎都在考虑修建符合各自城市实际情况的综合客运枢纽。这其中，枢纽的选址问题就显得尤为重要，一个优秀的枢纽选址方案不仅可以方便旅客出行和换乘，为旅客提供便利，也可以极大地促进交通的改善和城市的发展，为国民经济带来新的活力。由此可见，客运枢纽选址问题在今天依然是一个很值得研究和重视的方面。

客运枢纽的选址问题通常都会采用枢纽选址模型进行确定，在这一类的模型中，覆盖模型是一个最经典的模型。因为归根结底而言，客运枢纽的选址问题是起源于覆盖概念的，存在临界的服务距离（或时间或费用），并且在临界距离以内能满足需求。典型的覆盖问题包括：（1）覆盖所有需求点的最少枢纽的数量（覆盖集问题）；（2）让一个客运枢纽选址最大化覆盖需求（最大覆盖问题）；（3）枢纽到覆盖点的最短径路问题（P中心模式）。

覆盖集问题的目标是找到最小的备选方案总数，以便使所有的需求在其临界服务距离范围内被覆盖。最大覆盖问题是在枢纽布设数目给定的前提下，使得被涵盖在枢纽服务范围内的需求者数量最大化，亦即使设施布设后可服务到最多的需求者。P中心模式是在将给定的设施总数分布在规划区域上，以使需求点与最近枢纽间距离的最大值极小化。以上三个方面问题就构成客运枢纽选址的覆盖模型问题。

1 覆盖模型简介

1.1 覆盖集问题

该模型也是0-1整数规划问题。目标函数（9）是使各个需求点与最近枢纽间距离的最大值极小化，最大值由式（13）规范，由于目标在追求W值的最小化，故此式会自动地使每个需求点i对应到距离最近的枢纽（Mindij），使其Yij 值为1，而W 洽会成为这些距离值中最大者。（11）限制每个需求点仅被一处距离最近的枢纽所服务，（12）限制需求点只能被分配到有设置枢纽的位置去接受服务，当Xj=0时代表位置j不设置枢纽，此时Yij=0；而当Xj=1时代表位置j 设置枢纽，此时Yij可为0或1，若为1，表示位置j的枢纽时距离最近的设施。

（14）和（15）为决策变量的值域。其余约束条件意义同前。

2 覆盖模型改进意见

2.1 枢纽可能配置点的筛选

覆盖模型主要考虑的是需求者的利益，一是尽量使旅客到客运站更加的方便，一是尽量覆盖到最多的旅客，但在解决第一步最小备选方案时，得出的最小备选方案中的某些点可能是不可行的，这主要是约束条件不足或是与实际脱离造成的，原模型中只有枢纽合理最大服务范围这一个约束条件，一次求得的枢纽可能配置点就可能会跟城市规划相冲突，甚至有些点在地理条件上就是不可行的，因此还需要对得到的方案进行进一步优化，剔除其中的不可行点，以此得到更加切合实际的备选方案。

2.2 客运枢纽投资建设的考虑

在这个经典的覆盖模型中，投资建设的问题被放在了一个很尴尬的地位，甚至是一个被忽视的地位。

在城市当中，需求者越多，表明该区域人口密度越大，而要覆盖该区域的枢纽势必会靠近该区域，由此会造成诸如土地价格较高，征地困难，与城市规划、商业利益相冲突等问题。因此还应建立针对每一个枢纽备选点的经济效益评价，综合考虑每个点的可能投资以及可能收益，最后选取经济效益较好的若干点形成更为可行的方案。然后根据这个方案，结合城市规划方案，在力争和谐共赢的基础上得到最终方案。

2.3 客运枢纽与城市公共交通的协调

在采取了以上的改进措施之后，覆盖模型增加了其可行性，经济性以及与城市规划的协调性。

在减少了备选的枢纽设置点后，相当于减少了枢纽内的可能客运站数量，从而降低了运营成本和建设成本，但由于客运站数量变少，旅客的选择相应减少，造成旅客出行费用和换乘次数都有可能增加。原覆盖模型第三步中将需求点与最近枢纽间的距离最大值极小化，实际上也在尽量减少旅客出行费用和换乘次数。

另外，由于旅客出行费用和换乘次数的可变部分主要是在枢纽内部产生的，要解决这方面的问题，还需要城市交通系统的通力合作，例如增开重要需求点至客运站的公交路线，缓解城市交通拥堵等。在模型中也可以新增旅客换乘次数的约束条件來进一步优化枢纽可能配置点，或是对最后确定的枢纽设置点进行旅客换乘次数的检验，只要换乘次数在可以接受的范围以内就可以认为这个枢纽设置点是合理的，如果超出了这个范围，枢纽规划部门还可以同城市交通部门进行协商，或是在超出范围的需求点和枢纽点间增开公共交通，或是采取其他措施，以使换乘次数可以接受。

3 结束语

以原有的覆盖模型为基础，采纳以上的三点意见进行改进，可以使得城市客运枢纽在选址上更加地灵活、合理与高效。通过这种模型确定的客运枢纽选址最终方案中若有多个枢纽设置点，则形成了分散式的枢纽布局。然后，可以根据路网整体规划，枢纽性质功能定位，在合理分配客运量的基础上，再结合各个枢纽设置点所处的地理位置，服务范围的需求类型，并综合考虑线路走向，顺直情况等，完成枢纽内各个客运站的分工方案。如此，不仅可以更好地发挥大交通条件下客运枢纽的本身优势，也可以通过客运枢纽推动城市建设，改善城市交通，使得城市得到更好的发展。

参考文献

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