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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date交通运输系统分析第5章第五章 交通运输系统分析导论第五章 交通运输系统分析导论第一节 交通运输系统及其属性一、 交通运输系统的定义交通运输是一个系统，是一个复杂的巨系统。就交通运输而言，它的组成如下：1 固定设施固定设施是指物质的组成，具体地表现在如下的两个方面；1）运输系统网络的线路，如公路的路段，铁路的轨道，管道等；2）结点，如交叉路、立体交叉、匝道、收费亭、公共
2、交通运输终点和枢纽站、海港和飞机场等。2 流量实体 这一部分除了通常所指的移动设备（如机车、车辆、船舶、汽车、飞机等）外，还含有其尺寸大小、载货量、载客量加速和减速性能等。3 控制系统1）车辆控制系统主要指技术方面的控制，如道路的几何尺寸设计和先进的引导设备等。 2）交通流量控制系统，这个系统采用一些手段，使车辆流保持平稳和有效地运行，减少车辆间的相互冲突。该系统包括各种各样的交通标志、地面标线、先进的交通信号控制系统以及相应的运行规章制度等。4 运输需求运输需求主要指把人或物从一个地方运送到另一个地方，以便参与其它活动或交流，如人们每天上班工作，学生上学，顾客去商店购物，把物资运送到某地区进
3、行商业活动等，这些都是属于运输需求。经济学家已经给不同形状需求曲线的价格弹性下了定义，价格弹性是衡量与价格变化率有关的需求量的变化率。通常，需求函数表示如下： 某一点的需求价格弹性可定义为： 式中：p-需求的价格弹性； P-价格； Q-需求量； D（P）-需求函数；详细内容参第六章通常，交通运输系统可划分为四种类型：1 地面运输系统 1）公路运输系统 2）铁路运输系统 3）城市公共运输系统2 水上运输系统 1）内河航运系统 2）沿海航运系统 3）远洋航运系统3 航空运输系统 1）国内航空运输系统 2）国际航空运输系统4 管道运输系统 1）油类管道运输 2）天燃气管道运输 3）其它管道运输二、交
4、通运输系统的特点正因为交通运输是一个复杂的巨系统，交通运输系统的任何一项设备单独存在都不能实现其运输功能，并且单靠交通运输系统本身也不可能促成经济的发展。为此，它是一个系统研究对象，具有系统的五个特征，具体表现为：第一，交通运输系统具有明确的目的性，任何一个人造系统，都有其具体的目的，交通运输系统也不例外。建设与发展这个系统的目的是要完成社会和企业以及个人的运输任务。货物运输是生产和流通的组成部分。通过运输工作才能完成商品的交换任务。旅客运输是满足人们工作、学习、生活和旅游的需要。为此，交通运输系统有其明确的目的和目标。第二，交通运输系统是一个整体，这个整体必须相互协调才能适应国民经济发展的旅
5、客与货物的运输任务的需要。现代交通运输系统是由五种运输方式组成，这五种运输方式（铁路、水运、公路、航空与管道）尽管都独立存在，而且它们各自都有其特点和适应的领域，但是都是交通运输系统的组成部分，共同组成一个国家或一个地区的交通运输的整体。此外，就每一促运输方式来看，其内部亦是各种设备组成的一个整体，通过相互协调、适应，才能发挥每种运输方式的运输功能。第三，交通运输系统的层次性十分突出，就全国交通运输网来看，有干线、支线和联络线；就枢纽来看，有全国性路网性枢纽和区域性地方枢纽；港口有国际性中转贸易港、国内地区性港口以及地方性港口等；公路线有国道、省道和县道等，交通运输系统管理系统也有中央管理、省
6、区管理和市县管理等层次。第四，组成交通运输系统的诸子系统的“元、部件”彼此间都是相关的，它们之间是以相互联系、相互关联的形式存在。如交通运输设备子系统内有固定设备子系统和移动设备子系统，这两个子系统之间存在着严密的相关性，具体表现为相互间的协调度。如果其协调度很低，势必影响到运输能力的发挥。第五，交通运输系统的发展与建设必须与其内外部环境相适应。其外部环境包括国家和地区的社会经济环境、交通建设的自然环境、城市建设以及人口分布等；其内部环境包括交通资源分布（如河道、海岸线、港口资源等）、科学技术发展水平、经营管理善等方面。一个国家和地区交通运输系统的开发建设与其环境有着非常密切的关系。环境发生变
7、化必然影响到交通运输系统的运营和建设。此外，交通运输系统又是一个社会经济大系统，因为它亦具有社会经济大系统的特征，具体表现如下：（一）交通运输系统的功能复杂一般来说大系统都是多功能的，也是多目标的。交通运输系统的多功能多目标表现为，它既具有运输基本功能，还具有生产功能、工业功能、经济循环功能、客运服务功能、国防功能、城市功能以及区域功能等。为此，交通运输系统的开发建设涉及到多个目标多种功能的实现。（二）交通运输系统的结构庞大复杂就我国交通运输大系统来说，现在已有5万多公里的铁路，100多万公里的公路，10万多公里的内河航道，20万多公里的国内航线以及1.3万多公里的管道。交通运输网总长达130
8、多万公里。它还包括庞大的固定设备和移动设备以及复杂的控制设备和管理设备等，还人有几千万职工队伍。它是一个庞大的系统。（三）交通运输系统的信息复杂交通运输大系统的信息不仅量大而且复杂。为了保证交通运输大系统的正常运转，需要做大量的信息惧、加工、传输等工作。交通运输大系统的信息包括两大类，既系统内部信息，它包括生产、调度、运行、运输工具、职工、客运与货运，以及有关规章、制度、政策、法规等；另一类为系统外部信息，由于交通运输系统是一个动态开放大系统，要求相关部门和相关地区（包括国内和国际）不断地提供各种有关的信息。如客流的分布与数量、货流的分布与数量、车船运行状况、国防、国内和地区的经济信息、市场信
9、息、政策法规信息以及相关的资源、气象、地质、水文等方面的资料。只有不断地惧这些相关信息，通过加工、分析和传送，才能保证交通运输系统的正常运转与建设发展。（四）交通运输系统采用大系统的控制与协调的理论与方法由于交通运输系统是一个复杂的巨系统，为此，必须把这个系统分解成若干相互关联的子系统进行控制。根据交通运输系统信息交换的方式和关联处理的方式可分成递阶控制、分布控制分散控制三种形式，具体如下：1递阶控制系统它对各子系统的控制作用是按照一定优先和从属关系安排的决策单元来实现的。它们形成了金字塔的结构。同级的各决策单元可以同时平行工作对下级施加作用，同时又要受上级的干预，子系统可以通过上级互相交换信
10、息。我国铁路运输系统就是按照这一控制模式进行的。这种递阶控制具有以下的基本性质：(1)递阶由安排在一个“金字塔”或“锥形”结构里的所有决策单元组成，在锥形结构中每一级都有一定数量的决策单元平行运转，如图5-1表示了这一锥形结构。分局分局分局 分 局铁 道 部铁路局铁路局站（段）站（段）站（段）站（段）站（段）站（段）站（段）站（段）图5-1 铁路“锥形”结构（2）递阶结构存在于有整体目标的系统中，构成这个递阶结构的全体决策者的目标是彼此协调的。（3）递阶结构中不同级上的决策单元之间有往返的信息交换，但向下级信息有优先权，较低级对这一信息应作为命令对待，只要可能做到，他们就应服从这一命令。（4）
11、递阶结构中，决策者所处的级另越越高，越关心较长期的目标。2分布式控制系统在这种系统中，各子系统的控制单元是按子系统的控制目标事先按一定方式分配给各子系统的控制单元，它们之间可以有有限的信息交换。这种布局使得控制可靠性、灵活性都有所改善，同时也降低了通讯成本。我国海运港口系统的管理就是采取这种模式。全国沿海14个主要港口，其基本功能由中央交通部统一宏观管理，而具体的任务安排各个港口又有其自身的独立性，使得中国沿海每个港口都能成为一个相对独立的海运贸易交通枢纽。3分散控制系统在这种系统中，每个子系统只能得到整个系统的一部分信息，同时也只能对系统变量的某一子集进行操作和处理，各自都有独立的控制目标。
12、这正好和集中控制形成鲜明的对照。我国公路、内河的控制与管理就是采取这种控制模式。中央对全国的国道公路进行总体规划和协调，同时中央对全国最重要的河道如长江干线和珠江干线进行整体控制，而对全国的地方公路和地方河道则分别由各省、市（自治区）分别进行管理，各省、市（自治区）则根据本地区的具体情况进行规划建设和管理。协调是大系统控制中常用的一个基本概念，如图5-2所示的二级结构。上层的协调器控制下层的两个决策单元，它们有各自的子系统的模型和控制目标。协调器的任务是通过对下层决策的干预来保证它们分别找到的决策能满足整个系统控制目标的要求。所以协调器要不断地和下岐的决策单元交换信息，一方面发出干预信号c，一
13、方面接收从下级送来的有关决策单元作出的决策和获得的性能指标值的信号f。干预信号也就是起协调作用，产生干预信号的原则就是协调策略。我国交通运输大系统的协调也正是采用这种模式进行整体和宏观的协调，保证全国交通运输系统的畅通。J2 CC J1 协 调 器决策单元2 决策单元1 图5-2 基本的二级结构（五）计算机管理是交通运输系统管理的重要手段由于交通运输系统设备的庞大、复杂、信息量大，因而其计算工作量大，必须要有计算机的参与和支持，这正是大系统的又一特征。就以交通运输系统中的铁路运输子系统来说，全国有5万多公里线路、30多万辆车辆、4千多个大中小车站，职工队伍已达320万人左右，1988年担负着国
14、家货运任务14.06亿吨，旅客运输12.16亿人次，它覆盖了我国960万平方公里土地，这样一个复杂庞大的系统的管理没有计算机手段，是不可能完成的。近年来电子计算机正在铁路运输系统中逐步推广和应用，全国已建立了计算机网络系统，对全路的客运、货运、机车、车辆以及运营组织进行了计算机管理，现已初步建立起全路的计算机计划管理系统，机车车辆实时管理系统、编组站、货运站管理系统，集装箱管理系统，全路统计分析系统，综合信息系统，同时还建立了京沪圈电子计算机网络、沟通各铁路局间的计算机网络，并运用计算机进行车流预报、车流调整等工作。计算机已成为我国铁路运输子系统中一个重要的组成部分。（六）交通运输系统具有庞大
15、的职工队伍交通运输系统除了固定设备、移动设备外还有庞大的职工队伍。这一特征亦是社会经济大系统的特征之一。交通运输系统尽管有庞大复杂的交通运输设备，但这些设备必须通过人来进行组织与管理才能实现其运输任务。就以我国铁路运输系统而言，其职工有320多万人，这些职工如同全国现有5.3万多公里铁路而局在全国一样而分而在全国各条铁路和各个车站。要提高交通运输系统的水平，必须提高交通运输系统职队伍的素质，通过人的对与不断地提高交通运输系统的管理水平，从而进一步提高交通运输系统的效益和效率。综上所述，我们可以看出交通运输业不仅是一个系统对象，而且更是一个典型的社会经济大系统，运输系统与该区域的社会经济活动和人
16、口水平有着密切的关系，该区域的经济活动和人口的增减直接影响运输系统的兴衷和变化，相反该地区的交通运输系统的发展状况同样会引起经济活动的变化。中国的情况是这样，世界其它国家社会经济与交通运输的发展也是这样，它们之间的关系如图5-3所示。人口水平和劳动力的状况社会经济活动状况运输系统的状况流量状况图5-3 运输系统与社会经济活动的关系从图5-3可以看出：1人口水平与社会经济活动之间有着极为密切的关系，同时又有着相互反馈的作用。2人口水平一社会经济活动形成交通流量，这种流量的产生必然要通过交通运输系统来实现其交流活动。 3交通运输系统在整个社会经济活动中起到一个极为关键的作用，这个系统的增强和减弱都
17、会对整个经济活动带来影响。除了具有上述系统和大系统等特点外，交通运输系统本身还有以下独特的特点。（一）交通运输系统是一个连续过程系统交通运输系统是一个连续性的过程系统。它的连续性表现为运输生产过程的连续性和运输生产时间的连续性。其货物运输生产过程包括了集、装、运、卸、散诸环节所组成的生产全过程。旅客运输过程包括进站、上车、运行、到站、出站等过程和环节。总之它是由特定的作业过程，我们称为过程单元组成。过程单元按照一定的方式相互联结在一起形成网络称为过程系统。诸过程单元是通过旅客和货物位移相互联接的。在完整的运输过程系统中，任何一个单元出现故障都有直接影响系统功能的实现。为了保证过程系统的正常运转
18、，就要不断地解决和协调各个过程单元和单元间所形成的“结合部”对其管理问题就具有特别重要的意义。交通运输系统生产的连续性还表现在时间上的连续；这个系统必须全年、全月、全日地运转，而不能发生任何中断，如果发生运输中断，就破坏了运输的正常生产。为此，研究交通运输系统，需要紧紧地抓住连续性的特点。目前铁路部门提出的“抓能力、保畅通”的要求体现了铁路运输系统连续性的特点。（二）交通运输系统生产的多环节、多功能、超区域的特点如前所述，结构复杂的交通运输系统，其运输生产过程表现为多个环节之间的联合作业。如货物装车（船）、运输、卸车（船）、，旅客运输的上车、运送、下车等环节。而且各个环节间要协调适应。交通运输
19、系统具有多功能，如运输功能、生产功能、服务功能、工业功能、城市功能以及国防功能等。完成交通运输系统的功能就意味着要实现交通运输系统的多种功能。一般工矿企业都是在一定的区域内进行生产，而交通运输系统则没有区域的界限，旅客旅行由始发到目的地，货物由发送站到到达站是根据运输具体目的要求确定的，它们没有区域的界限，更不以限制在一个城市或地区，有时甚至要打破国家的界限，如国际航线、国际铁路联运以及远洋航运等。（三）交通运输系统生产具有网络性特点交通运输生产不仅仅是列车、车辆在轨道、道路上移动，而且在交通运输网（包括铁路网、公路网、水运网、航空网等）上运动。良好的交通运输系统首先要有合理的而局与结构，要建
20、设成与内部、外部协调的交通运输网。在具有科学合理的交通运输网上，通过科学的运输组织才能实现国家、社会、厂矿、企业以及人们所提出的运输任务，加速货物和车船的周转，压缩旅客和货物的在途时间，加速国民经济的发展。交通运输网是由骨架（干线）线网、地方线网和厂矿支线、专用线网组成。它亦包括了交通运输系统中各子系统的交通网，如铁路网、公路网、水运网、航空网等。为此进行交通运输系统的建设与发展，首先要从完善、加强、扩展交通运输网着手，不断地提高交通运输网的数量与质量，是发展交通运输系统的基本措施。（四）交通运输系统是一个动态系统从系统来看有动态系统和静态系统。而对二交通运输系统来看，它是一个动态系统。其动态
21、性表现在两个方面，即：一方面交通运输系统是国民经济大系统有组成部分，国民经济大系统随着时间变化而变化，从而使运输任务也随着时间变化而变化。如1980年和1981年相比其运输任务就有较大的增长，就在一年内四个季度客货运输量亦不相同。这表明交通运输系统是不断变化的系统，必须进行动态的分析与研究。另一方面是交通运输系统本身的动态性，即交通运输系统中的人流、物流、车流、船流以及飞机流等本身就是经常在一个流动的状况。要提高系统的水平，就要加速它们的流动。研究交通运输系统，就要研究交通运输系统的动态性及其表现的规律性。三、交通运输系统的功能与目标 任何一个社会经济大系统的形成与发展都有其自身的独特功能。交
22、通运输系统也不例外，它的形成与发展是与其具有独特的功能分不开的。交通运输系统的独特功能主要包括：生产功能（货运）、旅客运输功能（客运）、循环功能（国际、国内流通）和国防功能，各类文献对此多有阐释。我们尤其应关注在新形势下、即在社会主义市场经济条件下，交通运输系统担负的功能和任务、及其追求的目标所发生的变化。从实施全社会可持续发展战略，满足用户需求来说，交通运输系统应追求使用者、经营者、社会各方面普遍适宜的总效益，这一总目标具体表现为交通运输系统的若干经营子目标或系统子功能，如图5-4所示。总价值、效用、利益、估价或效益旅行时间旅行成本安全与保障舒 适便 利客 运装运时间装运成本环 境可 靠 性
23、便利与弹性货 运装运成本环 境可 靠 性经 营 者人类生理学连带通行权经济发展都市计划社会与政治社会 外界群体稀缺的资源使用者 需要者 图5-4 交通运输系统目标及功能第二节 交通运输系统结构及其协调系统是由要素组成的，各要素之间存在着复杂的内在联系。在设计一个系统时首先要了解这些联系，即了解系统的内部结构，从而建立系统的结构模型。系统的结构模型是一种定性模型，它是建立在功能模型前的一种模型。功能模型就是在系统结构模型的基础上定量化。交通运输系统的结构包括以下三种结构：一、交通运输系统中运输方式结构交通运输系统中的运输方式结构，包括铁路、公路、水运、航空和管道等五个运输子系统。这些子系统各有优
24、势，在一定的地理环境和经济条件下有其各自的合理使用范围。铁路运输子系统受自然条件影响较小，运输能力大、运输成本低和能耗较小、速度较快、通用性好，是中、长途客货运输的主力。公路运输子系统投资省、建设周期短、机动灵活，可以对城乡广大地区实现门到门直达运输，它是短途客货运输的中坚力量。随着公路状况的改善，汽车技术的进步，公路运输将成为高档工农业产品以及中距离客运的重要力量。沿海、内河水运子系统的投资省、运输能力大、占地少、干线运输成本和能耗最低。在沿海和内河有水运条件的地方，应成为大宗和散装货物的重要运输方式之一，也可以承担沿海内河的客运任务。航空运输尽管椐和能耗高，但具有建设周期短、运输速度最快、
25、受地形限制较小等特点，在长途客运和精密仪器、鲜活易腐烂货物运输中有明显优势。管道运输子系统投资省、建设周期短、运输能力大、占地少、受自然力影响小，一般适合天然气和流向比较集中的原油和成品油运输。按照系统论与运输经济学的观点，建立合理的运输结构，不仅要科学地确定各种运输方式在交通运输系统中的地位和作用，而且还必须在全国范围内根据运输方式的合理分工和社会经济发展对运输的需求，做到宜铁、宜公则水、宜空则空，逐步建立一个经济协调、合理发展的综合运输系统。运输系统结构的形式，从不同国家或地区来看，主要有以下几种形式：（1） 并联结构。各子运输系统间为一个并联关系，如图5-5所示：客货运输任务提出铁路运输
26、子系统公路运输子系统水路运输子系统航空运输子系统管道运输子系统客货运输任务实现图5-5 交通运输并联结构图一般在区域面积大、经济发达国家或区域可能出现这种结构，当然并联方式可能是二种、三种、四种或五种运输方式。（2） 串联结构。各运输子系统间为一个串联关系，如图5-6所示。客货运输任 务公路航空客货运输实 现铁路水路管道图5-6 交通运输串联结构图当然串联的运输方式可能是两种、三种、四种或五种，其中具体运输子系统亦可能不同，如铁公水或公铁水或水铁公。等。 （3）串并联结构。一个国家或地区交通子系统的组成结构，大多数为串并联关系，如图5-7所示。当然串并联的运输子系统可能又有不同的组合。客货运输
27、任 务公 路公路公路公路公路公路公路客货运输实 现图5-7 交通运输串并联结构图二、交通运输系统设备结构 现代化的交通运输系统的共同点使用机械动力驱动运载工具在线路上运送人员和物资（管道运输是接受动力推进），因此，交通运输系统的设备结构上基本上有两大子系统，即固定设备子系统和移动设备子系统。只有这个子系统能在综合运输能力的前提下相互协调，才能形成最优的综合运输能力。现分述如下，1固定设备子系统交通运输系统固定设备子系统，包括线路、港站的土工建筑极其相关的技术设备，具体地说包括铁路、公路、航道、管道、桥梁隧道、车站、枢纽、港口码头、船？、客货运设施、航空港、机场、管路、油气泵站以及相关的通讯信号
28、与控制等设备。对于交通运输系统来说，其特点之一是固定设施不仅投资额大，而且建设周期长，同时一经建成就不能移动。为此，如何根据国民经济发展和地区经济的需要，及时地科学地建设好交通运输的固定设备子系统，是交通运输系统工程的基本内容。2移动设备子系统 交通运输系统的特点是使用机械动力驱动运载工具在线路上（包括铁路线、公路、航道与空中航线等）运送人员和物资，这些动力装置和运载工具即为铁路的机车车辆、公路汽车、城市的电车、水上的各类船舶、航空线上飞行的飞机等。这些设施都是在交通网上移动，故谓之移动设施。它们主要是直接载货和乘客。为发展交通运输系统除了有固定设施子系统外，还必须有相应的移动设施子系统，才能
29、保证运输功能的实现。交通运输系统的结构子系统就是上述两类设施子系统的合成，共同承担客货运输任务。如需交通运输系统设备提供最优的综合运输能力，就要使这两个子系统能协调配合，通过科学的运输组织，实现既有设备的最优的综合运输能力。 三、交通运输系统运输网结构交通运输网是在一定空间范围（国家或地区）内由几种运输方式的路线和枢纽等固定技术装备组成的综合体。运输网是运输生产的主要物质基础，其空间分布、通过能力和技术装备体现了整个运输系统的状况与水平，在运输业发展中占有十分重要的地位。运输网的结构与水平更直接影响着交通运输系统的功能，为此，应该对运输网结构进行深入分析。运输网结构分析内容有以下几方面：（一）
30、运输网的线路功能结构根据运输网同国民经济和生产力地域组合的关系，可将组成全国综合运输量网的各种交通线路，按照以下功能结构进行建设：（1）骨干线路（主干线路）。着是全国运输网的骨干和大动脉，它把全国主要工矿区、大城市、重要海港和主要粮食和商品、农产品基地联系起来，把各个大经济省（自治区）连成一个有机的整体。骨干线路最明显地体现体现着这种物质基础的作用，我国的骨干线路一般来说由铁路主要干线和沿海以及长江规律干流组成，但在一些地区如西藏等区域则公路干线为其该感骨干线路。（2）开发线路。它是骨干线路向边疆地区和新开发区的延长。这种线路对开发资源、改变原来生产力分布的不平衡性有巨大意义。同时，它们在国民
31、经济中起先行作用。（3）给养线路。这是联系主干线路和工业、农业以及矿产品，运入肥料、工矿设备、粮食和日用品等给养物资。给养线路可以是铁路、公路，也可能是大河的支流或人工运河，它所以重要是因为许多工农业地区并不分布在主干线路上，因而就必须用相关线路将其连接起来。一般来说工厂、矿山在开始建设前就要修建铁路或公路支线（4）腹地线路。它们是分布在广大农村和工矿区内部的交通线，一般呈网状分布，像微血管一样贯输全国各地区。腹地线路一般为三级以下公路和小河航线。在城市工矿区有时也采用铁路和高级公路。（5）企业线路（或叫专用铁道与用线）。这是为工矿企业和乡镇、国营农场内部生产服务的交通线，它本身也是企业生产过
32、程的组成部分。它好象微血管一样和企业管理外部的运输系统连通起来。以上五类功能线路组成全国运输网能发挥其基本功能，运输网就要有上述功能结构的线路。当然随着科学技术发展，运输网的综合能力水平也将有较大的提高。（二）运输网的层次结构就包括各种运输方式在内的综合运输网还有其层次结构，既包括了全国性的综合运输网，同时还包括在全国运输网的覆盖下各级地方运输网。一个高水平的综合运输网也必然是一个从全国到各级地方的运输网，即综合运输网要层次完善、结构合理，以实现其最大的功能。综合运输网是生产地域综合体的一个组成部分，从运输是为生产服务的观点出发，运输网的体现应该与国民经济体系相协调。同样，各级地方运输则要求与
33、各级地方经济发展相适应，这就要求要形成各具特色的运输网。各级综合运输网的枢纽，基本上也同各级经济活动相一致。各级综合运输网的差别主要表现为其技术装备水平的高低和综合运输能力的大小。全国各大经济区级的运输网的骨干主要是由现代化的铁路、水运干线、高级公路和航空线组成的。省级的运输网还包括一定比例的一般公路和地方航道。而省内的地方综合运输网则根据各省经济水平和自然条件的差异，技术状态亦会有所不同。如淮河、长江流域一些地区，内河运量占地区运量的70%以上（如浙江省），而北方地区水运比重却是微不足道的。又如东北和华北地区，与其发达的工业，特别是重工业相适应的是稠密的、通过能力巨大的以铁道为主的运输网，南
34、方各省区工业较分散，运输网的骨干是由不太稠密的铁路和水运干线共同组成，而西北和西南等新开发地区公路在运输网中亦占有重要地位。1层次结构交通网络的层次结构是根据地理条件、行政区划分、交通设施等状况人为地确定的，我们应联系我国的具体情况对网络层次、节点划分、弧线的连接等问题进行研究。我国这样一个面积大、人口多的国家，交通网络分三个层次比较适宜，这三个层次为：1）国家级交通网络；2）省级交通网络；3）地县级交通网络；国家一级的交通网络，是为研究国家主要运输通道，为建立完整运输体系服务的，它应清晰地反映如下几方面的问题：1）与国外联系的重要口岸及连通渠道。它的实质是国家交通网络与国际大交通网络的接口问
35、题；2）国家重要资源的运输通道；3）重要交通枢纽在交通网络中的地位；4）行政区域间的联络；5）与国家经济发展战略相适应的运输通道。对于地区和省一级的交通网络，应着重研究地区、省一级主干道以及地区交通网络与全国的接口问题。地区主干道（或称为地区通道）与接口问题，从网络的角度讲可能是同一问题。因为全国通道是联接全国重要城市的通道，地区通道则是联接中心城市与全国通道的通道。这就是从大流量的观点出发布置交通通道的方法。世界有些发达国家的高速公路路长度，只占其国家公路总长度的1%，甚至为0.5%，但它却容纳了50%至95%的交通量。它投资少而效益高，管理方便，是必须采取的最优策略。所以分层次研究交通网络
36、，不仅是为了简便的目的，而是为了达到优化交通网络的目的。此外，交通网络的三个层次，是按行政区划分的，从网络建设、投资归口、国土规划、物资调拨等方面来看，也必须这样做，因为交通区划是区域经济的一部分，从国土使用的原则来说，也是必须考虑的因素之一。我国在80年代开始对此进行了专门研究，划定我国四纵六横的通道框架，这一框架对各省的路网规划有指导意义。我国十条运输通道及组成运输方式如下：一纵：与哈尔滨至大连的高等级公路、铁路、输油管道相连接的南北沿海通道。南北沿海通道由沿海海上通道连接沿海港口城市（从烟台经青岛、连云港、上海、杭州、宁波、温州、福州、厦门、广州至湛江）的高等级公路、铁路、内河组成的沿海
37、陆上通道两部分组成。二纵：由京沪铁路、京杭运河、高等级公路、航空和管道所组成的北京至杭州的东部地带南北通道。三纵：从北京到广州的中部地带南北通道。四纵：从西安到昆明的西部地带南北通道。一横：横贯我国北部，从北京东连沈阳，西连呼和浩特、包头、银川、兰州至乌鲁木齐，连接关内外的北路大通道。二横：由铁路、高等级公路、航空所组成的天津、石家庄、太原至银川的东西通道。三横：以陇海线为骨干的连云港至西北的东西通道。四横：以长江为主干，与相应公路、铁路、航空所组成的上海至西南的东西通道。五横：由铁路、公路、航空组成的上海至昆明的东西通道。六横：以珠江水系的西江、北江为主干的，与干线公路、铁路、航空相连接的广
38、州至昆明的南部东西通道。四纵六横运输通道径路与组成运输方式详见表5-1。 表5-1 四纵六横运输通道径路与组成运输方式序号径路运输方式铁路公路水运航空管道一纵哈大线接南北沿海通道（哈大、烟台至湛江）哈大线、烟青、沪杭、杭甬线铁路里程1433km拟建的沂-南（新沂-南通）、金温、粤闽线204线烟台-上海，320线沪杭，104线杭州-福州，324线福州-广州，325线广州-湛江公路里程约4200km沿海大连、秦皇岛、天津、烟台、青岛、连云港、上海、宁波、温州、福州、厦门、汕头、广州、湛江等港口之间的海上运输。通榆运河（南通-赣榆）（现通航至埠宁）杭申甲线；杭甬线沈大、沈哈、哈大等大连-鲇于鱼湾（大
39、连）（1037km）二纵京津沪京沪线铁路1462km130线北京-天津；104线北京-杭州；公路里程1474km京杭运河京沪、京宁、京杭、沪杭、济宁、津济等任丘-北京（145km）；临邑-济南（67km）；临邑-仪征（鲁宁管道，662km）三纵京广京广线铁路2313km107线，北京-韶关；106线，韶关-广州；公路里程2662km京广、京汉、京长、京郑、郑汉、郑广、汉广、武长等四纵西成昆宝成线、成昆线、陇海线，铁路1942km108线，西安-昆明公路里程2108km西成，成昆等一横沈北大呼包兰新大秦线、京哈线、秦皇岛至沈阳、京包、包兰、兰新铁路里程4539km国道102线，京津秦锦西沈；10
40、9线，北京-大同，银川-兰州；312线西安-乌鲁木齐公路里程4666km京沈、京包、京兰、京乌、京呼、兰乌、包兰等秦皇岛-北京（345km）；克拉玛依-乌鲁木齐（327km）；克拉玛依-独山子（147km，复线）大庆-秦皇岛（966km）二横津石太以西至银川石太线铁路里程231km307线，沧线-太原-银川，公路里程1274km津太等任丘-沧州-临邑三横连徐郑西宝陇海线（连云港-兰州）铁路路程1764km310线，连云港-天水西临（潼）高速公路公路里程1848km郑西等四横沪宁九汉岳宜渝宜（宾）沪宁线，南京-铜陵，武汉-黄石、重庆-宜宾，铁路里程1043km318线，上海-聂拉木；210线，大
41、竹-重庆；公路里程2399km长江干流沪宁、沪汉、沪渝等五横沪杭金鹰南（昌）株贵昆沪杭、浙赣线、湘桂、黔桂、贵昆线，铁路里程2677km320线上海-昆明，公路里程2879km沪杭、沪南（昌）、贵沪、沪昆、贵昆等六横广州、梧州、桂平贵县、南宁、昆明京广线、韶关-广州、广深线，南宁湛江线南宁贵县段，铁路里程433km325线广州-南宁，324线南宁-昆明，公路路程2255km珠江干流，西江，北江，浔江、郁江、邑江广州-南宁等湛江-茂名（128km） 对于我国这样大面积的国家，运输网络可以分为很多层次。如前所述，公路网可分为国、省、县、乡四级，国家运输通道属国家总体网络，它比国道网更具有概括性。国
42、道网的建立有长远的战略意义，因此保证国道网的畅通和优先发展是省级路网规划中应遵循的一个准则，也是评价省级路网与国道网接口的一个原则。在确定省级路网建设项目序列时，应把与国道网的接口放在优先发展的位置。2节点划分原则任何一个层次的交通网络，都必须覆盖所研究区域的全部领土，将所研究的区域划分为若干交通区，交通区的形心称为节点，在交通网络中，以节点代表交通区。节点间联接的弧线代表交通道。交通区内的交通称为内部交通，对同一层次的交通网络来说，节点间的交通量就是O-D流矩阵。在全国交通网络中节点所代表的交通区域一般比较大，例如可将我国各省会城市以及交通枢纽城市作为节点，一个点覆盖的地域面积为数万平方公里
43、到十余万平方公里。这些节点间的通道比较清晰地反映了国家级运输通道。节点内的交通是下一层次（省级）交通网络所要研究的问题。省级交通网络一般以县为节点，地县级交通网络则以乡镇为节点。三个层次的交通网络，通过接口问题的研究得到了补充和修正，达到比较完善和准确的结果。当然接口的研究工作应该由上而下进行才比较合理。由上述分析可知，节点的划分是一个十分敏感的问题，节点划分得太粗会影响其精度，而且脱离实际情况；节点划分得太细，又会使研究工作过于繁重，同时并不能提高精度。因此节点的划分应遵循如下原则。1）经济原则对于经济发达地区，由于它的经济地位对全局影响较大，对其交通应做较详细的研究，因此交通区应划分得细些
44、。特大城市、重要港口、重要经济开发区都应单独作为节点，或者说节点覆盖较小的区域。就我国目前的情况而言对我国的东、中西三个地带的节点划分应采取东密西疏的方案。2）区域原则一般行政区，不论其交通量水平如何，均设为节点，这显然是从政治角度考虑的。3）交通原则一个节点不宜跨越两条平行的干线，否则会带来分流的困难。4）统计原则任何节点的划分绝对不能打乱现行的独立的统计区域。例如，从全国交通网络来说，一个地区不能划分为两个节点；对于省级交通网络来说，一个县不能划分为两个节点，否则会带来调查工作及统计数据的麻烦。此外，一个节点不能跨越两个省，这也是为了避免统计工作的麻烦。5）精度原则按经验，一个交通网络所具
45、有的O-D节点数以40200个节点为宜。6）接口平滑原则建立一个交通网络关键是选取网络节点，网络本身与其它网络必然存在接口问题。同一层次相邻网络应考虑接口的自然过渡，与上一层次的接口应遵循下层服从上层的原则。这就涉及网络外节点的选取问题，后面将就这些问题展开详细讨论。3网络接口的平滑性和与总体枢架的协调性。如果两个相邻的省都用这一方法建立网络，则这两个网合在一起仍是一个封闭的网络，各自又可独立运行，我们把网络之间的这种联接关系称为网络接口的平滑性。一个路网与其上一层次的路网及同一层次中相邻路网的接口的好坏主要体现在两个方面，一是接口的平滑性，一是与总体框架的协调性。接口的平滑性主要解决与同一层次相邻路网是否容易衔接，接口外通行能力是否相当；接口的总体协调性指本路网与上一层次的路网是否协调，下面分别分析这两方面的要求。1）接口的总体协调性原则研究各层次路网的一个基本的原则是下层路网服从上层路网的要求，也就是说，建立下一层次的路网时，要以上层路网的主骨架为指导。一介省级路网的合理性不但取决于该省内的运输布局，而且取决于是否符合国家总体布局规划。这就是省级路网和国家级路网的接口要解决的关键问题。这种协调性体现在两个层次上，一是省级路网同国家主要运输通道的协调性，一是省级路网与国道网