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1、第?卷第?期?年?月上海铁道大学学报?】?山?闷?!?#?,?,?动态公路网规划 方案设计 与评价方法研究顾保南庄 少勤?上海铁道大学 土木工程 系?浦东新区城建局?摘要?在分析现有的各 种公 路网规划方案设计与评价方法的墓拙上,提出了一种动态的设计与 评价方 法。即 将公路网规划的方案设计 与方案评价联成一休,利用方案评价的信息修改 方案设计,再对新的方案重新评价。如 此循环,不断地改进规划方案设 计,丰富规划方案评价信乌。这种 方法可 以结合运输规划软件进行快速 的 方案 分析,也可以把 人的 经验纳 入到方案设计中去,因此能够将定?分析 与定 性分 析有机 地结合起来。关键 词?公路规划
2、,方案选取,评价方 法分 类号?问题的提出关于 经济评价的基本 方法大体有?主观 判断法、期 望值法、权重法、费用利益分 析法、广义的 费用 效 益分析 法、规划平衡表分析法以及目标矩 阵分析法。近年来,随着 我国公路 网规划工作的深入 开 展,国 内许多 学者把层次分析法 和 多 准 则分析方法?一口,应用 到公路 网规划方案的评价过 程中,形成了专门的公路 网规划方案评 价方法。比较典型的有东南大学的多 层次模糊 综合评价法比?了、西安公路学院的系统聚类分析法?、以及公路 网规划编制办 法中提出的综 合评价方法?。总 的来说,既有 的方案设 计 和评价方法 的研 究局 限 于各 自本身的改
3、进?而 在 应 用 过 程 中也表现为相对的 独 立性。因 而 作者在 公 路网规划中应用 这 些方法 时,发现有以下 不足 之处?现 有评价方法过于 重 视形式上 的 复 杂、全 面,而忽视了实际应用 中的效果。现有的评价方法 总 的来说是指标体系趋向庞大,看似全 面,但当情况发 生变化时指标仍显不够,评价时缺乏针对性和灵活性,许多指标的数据也难以获得,给实际应用带来了困难。?评价工作 的目的比较单一。一般认为评价的目的就是为方案比选提供一些 经济和财务指标值。?方案设计 没有与方案评价结 合起来。现 有方法在 实际 工 作中,往往是 依据人的经验一次形成 若干个比较方 案,这 样,容易 遗
4、漏 有比选竞争力的方案。因 为这种方案的形 成 主 要依赖于规划者、决策者对 现状和规划 路网的认识,而 这 种认识是 随着规划 工作的深入?如数据资料的积累及其透彻分析等?而逐渐 加深 的。本文不 是 试 图去研究方案设计或方案评价本身,而是研 究 如何将方案设计和方案评价有机地结合起来,以改善公路 网规划 工作 的实 际效果。文中提出的一套动 态公路网规划 方案设本文干?年?月?叱?日收 到,?年?月?日修回。第?期顾保南庄少勤?动态公路 网规划方案设计与评价方法研究?计和评价思路认为,方案评价不只是为 了选择较好方 案,而是强调方案评价要 为方案 设 计 服务,为提 高规划者、决策者对路
5、 网的认识服务,通过循环式 的方案设计和 方案评价之间 的相互作用,不 断 产 生新的 富有 竟争力的备选方案,从 而 不断改 善公路 网规划的质量,并 扩 展公路 网规划工作的作用。?建议的方法本文 建议的公路 网规划方案设 计与评价方法 包 括下面五个 步 骤?拟定一套初步的公路网规划 方案在 开始从事某地区的公路 网规划 时,由于 对 路 网的现 状 及未来的情况 了解较少,一般的规 划人员 如 觉 得 拟 定 路 网方 案比较困难,则可以请 熟悉该规划区域经济及交通状 况 且具有计划 经验 的同志拟 定。初步方案越合理,后 面修正的工作量 就越小。因此,方案拟 定者最好能够把公 路规划
6、方案与经济发 展战略、公路 发 展政策、公路 投资以及历年的公路建设速度等因素综合考虑。一套公路 网规划 方案包 括基年及未来各规划分期期末的公路网构成状 况?包括各路段的长度、等级、通行能力、路 面类型?。?确定公 路 网规划评价 准 则公 路网规 划 中涉 及 到政治、经 济、技术等多 类 不 同性质 的 指 标,在综合 评 价 时 需 要 将它们合为一体,为此 应 建立 能够决定各类 不 同性质 指 标 的 权 重 及优先序的评 价准则。此外,评价准 则还决 定 了评价 指 标 的选择。评 价 准 则 的 确 定,取决于各规划 期 需 解决的 主 要 问题。例如某一 时期关键要解决东 西
7、 方向的 通 道建设,而 另一 时 期 是要降低 路网总 的 运输成本。为此 需 要分析现在公路网的状况中存在 的问题以及将来各规 划分期 随 着 经济发 展 可能出现的问题。这些 问题在各 规划分期可能 有所不 同。公路 网各期 出现 的 问题可 从 定性及定量两方面去分析。定性分析 主 要 考 虑 经济、综合运 输以及 公 路 的 发 展 趋 势与政策等因素,从宏观上分析 公路网各 期会发 生的间题。定量分 析是对已提出的规划方案进行各规划分期的交通状况分析,通常借助 于规划软件?例如?刃琦?来完成。应用?,可以得 到各 期公路网的各种技术及 经济指标,包括各路 段 的造价、预 测 交 通
8、 量、拥 挤度?、车公里、运营成本、平均速度、运营时间等。根 据各期的 建设投资需求及 拥挤度水平等试算信息,可以对 下 面 一 些 重 要 问题进 行研 究?各期公路网建设总 投资?各期路 网建设规模及建设速度?各期期望的路 网服务 水平。然后,针对各期公 路建设 需要 达 到的主 要 目标,确 定各期路网规划方案评价 的准 则。?对初步方案进行咨询 以得到新的规划备选 方案在用?对方 案进 行定量分析时,不但可以获 得各种定量 的技术经济指标,而且可以用简 明的图表把各种 指 标 直观地 表示 出来。例 如,将 不 同 范 围的 交通量 及 拥 挤度用 不 同 的 颜色、线宽标注 在 网络
9、 图上。把这 些直观表现 的 定量和 定性信息反馈 给有关专家及决 策者,以便对 初 步方案提 出某些修改意见。例如 增加或取 消某些公路建设项 目、改变某个项目的实 施时间或地点等。这 些变更项目被集中到 一起,进 行分类和筛选,可以形成一 个或多个 新 的较有竞争力的规 划 备选方案。?上海铁道大学学报第?卷?分析和比较新的备选方案每套新的规划备选方案可以象第?步 那样进行定 量分析,得 到该方案的建设 投资、预 测交通量、拥挤度、运营成本、运营时 间等指标,由此可以计算两方案间的直接效益差额,以进行经济分析与比较。两个 备选方案间的直接效益差额可以分为货物运输成本降低效益、旅客运输成本降
10、低效益、货物在途时间节约效益、旅客在途时间节约效益等四类分别计算。?货物运输成本降低效益及。?艺氏瓜,几从?一艺气火蕊?编瓜?价?式中?刀叼为方案?对方案?的货物运输成本降低效益?“、?。分别为方案?及方 案?第?个路段上的货物运输成本?几、与分别为方案?及方案?第?个路段的长度?从、?。分别为货车的平均 吨位及实载率?械、凡刁分别为方案?及方案?第亡个 路段的货运交通量。?旅客运输成本降低 效益旅 客运输成本降低效益 可以将客运量 转换成货运量后类同于式?进行计算。?货物在途时间节约效益?弃一艺?几?讥?凡艺?二,?认,?瓜。,从?君?八?一从?八?式中?及,?为方案?对方案?的货物运输成本
11、降低效益?玖、凡分别 为方案?及方案?第?冷路段上的平均速度?。、?分别为货物 在途平均价格及资金年利率?其它变量意 义同前。?旅客在途时间节约效益及,一艺?几?竹?兀。及?八?一艺?乌?认,?凡。,从?,?式中?凡?为方案?对方案?的旅客运输成本降低效益?五为规划年度的年人均国 民收入?从、?分别 为 客 车的平 均座位数及实载率?其它变量意 义 同前。然而,各方案的 间接效益 如社会效益、生 态效益、环境效益可能有很大差异,有些项 目间的比较不能单单考虑直接效益。为 了减少 方案评价 的工作量,可以将 各种备选方案分为两类?方案所经位 置大致相同,建设标准 不 同?方案的地区位置不 同。对
12、不同类型方 案的评价,其评价内容、评价指标甚至评价方法都可能不 同。对?类方 案,由于路线所经地区大 体相同,所 形成 的路 网结构相同,因 此各 种比选方案的社 会效益大致相同。对 此类项目,只需依据方案直接经济效益指标进行比较,评价指标可以是 净现值、投资收益率、增额投资收益率等。对?类方 案,由于 路线所经地区不 同,路网几何特征指标值不 同,各方案形成 的路网在交通量分 配时各路段上的交 通 量都会有所不 同,它们的社会经济效益可能有很大差异,因 此这类方案比选范 围较广,评价指标个数及 层 次 也 多。对 这类方 案间的比选,作者采用 了 多 目标评价决策模型。模型形 式参见本文的式
13、?一?。这 类方案间 的比选过 程 如下?计算这些方案的技术性指标?计算方案的直接经济效益?论证方案的 间接经济效益 及非经济效益?包 括 环境效益及 生 态效益等?利 用特尔菲法分析方 案的重要度?第?期顾保南庄少勤?动态公路网规划方案设计与评价方法研究?利 用 多目标评价决策模型进行方案比较及排序。将方案分 类评价,不仅可以减少方案比较 的工作量,而且 还 可以避免 因 不同类型的方案混杂一团而引 起的目标 含糊不清,使 评价准 则容易 确定。?改善规划方案,充实规划信息管理系统通过方案比较,基本规划方案中的某些公 路建设项目将会被具有较好效益 的项目取代。重复第?步至第?步,就会 使规划
14、方 案不断改善。公路 网规划 过 程中的所有定量及定性信息将以便于 查 询 的方式储存到规划信息管理系统?中去。?的基本功能如 图?所示。?可以在许多方面帮助规划者及决 策者。例如规划者及决策者可以查阅已做过的任一方案的交通量、拥挤度、直接经济效益等定量信息。?保证了规划 工作的成果能够很好地累积起来,这是“滚动式规划”必备的基础。规规划信息管理系统?信信息输入入入信息处理理理信息查询询文文本编辑辑辑数据库库库文本分类类类信息形式转换换换文本信息查询询询路网技术经济济指指指指指指指指指指指指指指指指指指指指指指指指指指指指指指指指指指指标计算分析析文文字及数据据据图表编辑、数据库库?言 息的追
15、 加加加与表格转换、网络络插插入、复制、图形、网络属性标注注删删除、移动动动动动动动动动动动动动动动动图?路 网规划信息管理系统?的基本 功能?实例作者在“哈 尔滨 市的三十年?一?公路 网规划”课题研究中,运 用上述 方法 进行了公 路 网规划方案的设计和评价。具体步 骤 如 下。?拟定初步公 路 网规划方案并加以分析为了 尽 量排除不合理 的方 案,减少 可比方案数目,首 先请熟悉哈尔滨市情况并具有 多年公路项目计 划经验的 专 业人员 拟 定 一套分期?,?,?,?,?年?路 网建设方案作为基本公路网建设方案?参见文献【?。对初步公路 网规 划方案进行分析,为确 定公路网规划评价准 则提
16、供 尽量多的定量信息。将各 分期的预 测?分布分配 到同期路 网?与公路 网建设方案有关?上,得到各路段的交通量、拥挤度、运行时间及 整个公 路网的平均拥挤度、平均运行速度、车 公里数、总 运行成本,参见文献?中的表?、?。分配方法以随机型均衡分配法最符 合哈尔滨市的实 际情况。?确 定 公路网规划评价准则对 哈 尔滨市 的 现状公 路网进行分析,发 现 哈 尔滨市有相当一部分路段处 于高度 拥挤状上海铁道大学学报第?卷态。?的 路段有?,占 总 长 的?,?的路段有?,占总长的?写。咨询、决策人 员分析了各期可能 投 入的公路建设资金,决定路网建设的原 则 是 逐步缓解 交通拥挤 的矛 盾,
17、力求使整个路 网性能 协调。评价准 则的优先级依次如 下?政 治、经济所要求的重点公路建设项目,使这 些 路段 的?,定义这类项 目为第?类投资项 目?设法降低高拥挤度路段上的交通量?或?的路段?,相应的新、改建项目定 义 为第?类投资项 目?直接经 济 效 益较大的 项 目,此 类项目定 义 为第?类 投资项 目。?路网 建设方案咨询与新的路网建设方案的拟定将基本方案的分析结果 用简明的图表表示 出来。例如 将?、?。、?。的路 段 用 不 同的颜色标注在路 网 图 上。被咨询的有丰富经验 的专家或决策者获得这些简 洁 明 了的信息,会对 基本方 案提 出比较 合理的修改 意见。这 些 意见
18、通常有四类?增 加 一些 路段,减少一 些 路 段,路段等级的变更,路 段 建 设 期的变更。规 划 人 员应将咨询信息汇 总、归 类,形成几 套 具 有倾向性意见的备选路网建设方案。在形 成方 案 时还应 注 意 到环 境、生 态、法律、资 金等约束。除 了向有关专家进行方案 咨 询外,规划者还 可以根据 由分 析 既 有 方 案 所得到的定 量及定性信 息来 发现较 有竞争力的 路网建 设 方案。其 分 析 过程 如下?首 先,从 定 量分析入手,依?从 大 到 小,逐 个 分 析 各 条 拥 挤 路 段,以获得 方案拟 定 所需的信息。一 般 将?大 的 路 段 列 为比较方案,但还需
19、考 虑以下 因 素?干 线 公 路 优先 列 为建设比较方案?交通 量 大的公 路 应优先 考 虑?没 有 平行路 线 或 有平行 路 线 但平行 路 线 上 能力不 富 裕的拥挤路 段 应优先考虑。其次,根据 经验及 交通发 展战略进行定性分析,拟 定比较方案。例如 黑大路南端出口,虽然是 干 线 公 路,交 通量较大,且 目前无平行线,但从战略上 考虑,以后江南、江北 环路 必 然上马,因此这段 线路 暂时不进行新改建。最 后 再 考 虑 一些 效益型的方案,如哈成路 出口的 延 伸 路段,长度短,建成 后有相当大 的交通量,还可以改善网络结 构。正 是 这 样 对 拥挤路 段逐 个分析,
20、将定性的经验 与定 量的信 息灵 活地 结合起来,尽 可能筛选掉明 显 较 差 的方 案,以减少方案比较工作量。?方案评价及方案 比较对每个规划分期 中拟 定 出来的有比较价值的方案运 用多目标 规 划评价方 法来比较与排序,即根据公 路建设资金 的供应能力,优先按排重点公 路 建 设项目,其次 消除高拥 挤 度 路 段,然 后根据 投资效益的大小 对方案排序。相应的评价决策模型如 下?、?一。?全?。?全琐,?全?、?约束条件?沪?艺已理?。?侧尸毛?,?艺闭?,仇?,?,?或l(6)(7)(8)第1期顾保南庄少勤:动态公路网规划方案设计与评价方法研究式 中:Z(户,为规划分期P内 的全部投
21、 资 项 目的直接效益总 和;C石护为规划分期 内第i个第I类公路 投资项目的投资;Z罗为规划分期 内第i个第I类公路 投资项目的 直接效 益;c大丁)为规划分期 内第j个第I类公 路 投资项 目的投资;炭岁,为规划分期 内第j个第l类 公 路 投资项目的直接效益;C K貂为规划分 期内第k个第皿类公路投资项目的投资;舞f,为规 划分期 内第k个第皿类公路投资项目的直接效益。方案的 直接效益计算参见本文式(l)一(3),模型的求解方法参见文献1,3j。3.5建立规划信息管理库对 于 每个路 网方案的 定量、定性 分析信息,都将存入信息库。各个方案比较的主要数据、比较依据(准 则)、结论等重要信
22、息以一定方式录入信息库,供以后 备查或重新 利用。这 些信息包括各路段的交通量、拥挤度、平均运 行速度、平均运行成本及整个公路 网的拥挤度、车公里数、总 运行成 本、减少 拥挤所 产生的效益等指标及信息。这些 以简明形式表现 出的各 备选方 案的分 析信息及比较结果在反馈给规划者及决策者后,能够帮助 他们拟定出 更有比较价值的方案,用以进行新的方 案评价。此外,在交通需求或供给预测发生较大变化而 需修改规划时,可减少许多重复工作量。这种“信息积累”还 可 提高规划者及决策者 的素质,而 这 恰恰是改善规划质量及规划实施效果 的基础。3.6新的规划方案的产生及评价 比选路 网方案 的分析、拟 定
23、及评价是 相 互 交错的。分析的结果 可 启发规 划者产生 新 的有价值的方案,而 新 的方案又形成新的分 析及新的评价。在循环操 作第3步 至第5步 的 过 程 中,每次得 到的规划方案都得 到 了进一 步改善。如 果有足够的时间及精力做足够多的方案分析比较,就可以得到 足够好的规 划方案。值得 一提的 是,规划方案 评价过程中,由于 是分期进行方案比选的,即 后 一 期 的各方 案是以前一期选定的较优方案为 基 础的,因此所得 到的优选方案不仅体现 出较 优性,而且也 同时形成了其实施序列。4小结本文提出 了上述动 态 的公 路网方案设 计 和评价思路,并 对方案设计和方案 评价方法的某些
24、局部提 出 了改进 措 施。总的来说,这 些研究成果 在观点、方法 和运 用效果上有以下创新:1)规 划 中各期 要 解决 的主 要 问题不 同,相 应的选择方 案的准 则、指标不 同。2)借助 于方案评价 信息,通 过咨询方式,利 用 专 家 经 验,来获得新的日益合理可行的方案,简言之,即“利用方案获 得 更 多 更好的方案”。3)充分利 用规划方案分析 过 程 及评价过 程中的信息,以合适的方式 建立能够不 断扩充、便于规划者与决策 者 掌 握 应用的信息管理系统。这 有 助 于决策 者 深 入 了 解 路网的现 状及 未来的 可能 变化;也 有 助于提 高 规 划 者 及决策者的素质;
25、还有 助 于有效 的规划信息积 累,为“滚动式”规划的 实施 创造了条件。4)在直接 效益 计算中,考虑了路网中 增 加 路 段 或提高等级 所引起 的交通量 重新分布对运 输 成 本 的 影 响,因而计算公式与文 献7有所不 同。5)为 了减少 公 路网规 划的 复杂性,尽 量 避 免 非 定 量 因 素 的 影响,在方 案评价时 采 用 分类、分层 次 的评价思路,灵 活地选择评价 指 标 进 行 方 案比选;不 同 类型的方案采 用 不 同的评上海铁道大学学报第 1 7 卷价方法和指标体系,使方案 评价具有针对性,提高了评价的 精 确度;同时 改进方案评价顺 序及流 程,尽量减少评价中不
26、 必 要的重 复工作量。6)能够把定量 的方案分析信息与人的经验性的定性 信息有机地结合起来。参考文献1J A Crow ley.U se ofm ulti一c riter iad edsio nan al州sininf rastr uc tu rein v eston tap砂ais al.Aust ralianRoadR es ea r eh,1987;17(3):169一1742Jam e sMW itkow sk i.Metho ds u se dtoEvaluateh ig hw ayi呷rov e m e nt s.Jo ur n alofT ran s p or tat i on
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29、of hi ghw aynetw orkplan15presented.T hisapproaehutilizesl州Psoftw areas at oolf oranalyzingalternativeplansw hieh ineludesaMul-ti一eriteriaEvaluationModelandPlanInform ationManagem entS邓tem.T hef ormer onem ayunitequantitative andqualitative ax lalysis ofa alternativeplan,andthelaterm ayaeeumulatetheinforr n ationfromthealternativeplanwhiehhavebeenanalyz edandenhaneetheeor n r n uni-eationbetweenPlar l nersandpo liey一m aker s.ThisaPPr oaehestablishesthebasisofeomPre-hensiv e,eorpor ating,eontinuinghi ghw aynetw orkplanning.K eyw ords:hi ghwayplanning,pr ojeetseleetion,evauationmethods