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1、,第六章 公路网布局规划,第一节 布局规划的内容和方法,公路网的布局规划：是公路网规划的一个重要组成部分，是指在对公路网现状进行调查分析，对公路网所在区域的社会经济及交通需求进行预测之后，以一定的目标和条件为依据，采用适当的方法选择规划线路将选定的控制结点连接起来，形成未来公路网平面布局方案的过程。主要内容：(1)公路网合理发展规模的确定，在对公路网所在区域的社会经济现状和未来社会经济发展趋势、公路网历史交道状况及其未来发展趋势等进行分析和预测的基础上。应用数学模型或方法确定公路网未来能够适应和满足交通需求和经济发展而应达到的建设规模，如公路网总里程、密度、等级结构等。(2)公路网结点的选择。
2、根据区域各结点的经济现状和未来社会经济发展趋势、结点在区域发展中的地位和作用、结点未来交通需求预测情况以及区域发展政策等，确定公路网必须连接的控制结点和各结点所属的不同层次类别。(3)网络布局。以一定的优化目标和约束条件为依据，采用适当的方法或模型选择规划线路，将确定的控制结点连接起来，确定各线路或路段的走向和技术等级，并进行交通质量评价。,进行公路网布局规则一般应遵循下列原则：(1)公路网的布局规划应根据区域交通源的分布、交通流量流向并结合地形、地质、河流、综合运输布局、区域周围地区的公路网以及原有公路网状况，因地制宜地进行，各级公路网的控制结点应为区域中主要的交通源。(2)公路网的布局、主
3、要线路的走向、公路的等级应尽量和交通流量流向相一致，使公路发挥最佳的运输效益。(3)地形、地质、河流会影响到公路的造价，也合影响到公路的运输效益。因此公路网的主要线路应尽量选择地形、地质状况较好的走向并尽量减少与河流，特别是大江、大河的交叉(4)区域运输体系是由公路网、铁路网、航运网等各种运输方式组成的，各种运输系统之间应相互协调、相互配合。公路网布局与铁路网、航运网等的布置应协调一致，共同完成区域的运输任务，发挥各种运输方式的长处。同时，公路与铁路等在线路布置上也应尽量减少相互干扰，避免过多的交叉。,(5)区域公路网要与区域周围地区的公路网相衔接，使之能协调一致，避免出现断头路及设计车速的急
4、剧变化。(6)公路网布局规划应分层次并由上到下进行，局部服从整体，省道网应以国道网为基础，地方道路网应服从国道网、省道网的需要，二者协调，逐步完善。(7)规划路网是在现有路网的基础上进行的，规划路网不可能也不应该完全抛弃现有路网，而应该充分利用现有路网，使之能在规划路网中发挥最大的作用。(8)一条公路可根据交通量的大小分段采用不同的公路等级，但为使公路的技术等级保持相对均衡，一条公路的等级不应频繁变更。不同公路等级的路段应有一定的长度，公路等级越高则其路段最短限制长度应越长。,三、路网布局的主要形式公路网布局的典型形式主要有三角形(星形)、棋盘形(格网形)、放射形(射线形)、并列形、树权形、条
5、形以及扇形。,四、布局规划的方法,第二节 公路网的合理发展规模,公路发展规模的表达方法：公路网密度、公路网通达深度、公路网等级结构、出行距离以及出行时间。一、经济分析法 1弹性系数法 这种方法通过建立公路建设增长速度与经济建设增长速度的关系来推知未来公路网的发展规模。,2结构类比法 此法通过建立规划区与国内发达地区的类比关系来确定规划区远景公路网络规模。用于落后地区公路网规划时，将其一定时期规划目标定在相当于国内发达地区现有水平；在规划发达地区公路网时，设定其规划目标相当于国外发达地区现有水平。关系模型：,3、期望密度法,随着社会经济的发展，交通需求会不断增加；不同的经济发展阶段需要不同的公路
6、网密度，合理的公路网密度的确定：,4国土系数法通过对公路修建养护费用、每人所需的物资推移量的研究，提出规划国家干线公路网时采用国土系数的理论，认为理论公路网密度与人口密度的平方根成正比其计算公路网总里程的公式为：,5公路网车辆密度法该法通过研究公路里程与车辆总数的关系来确定公路网发展规模，计算公式为,二、公路周转量分析法,通过研究客货周转量和公路运输能力、服分水平的关系来确定公路网的发展规模。首先对公路网交通周转量进行预测，计算公式为：,上述各参数可通过运输统计资料分析和抽样调查确定。这样，以普通二级公路为标准的公路当量里程为：,三、时间序列趋势外推法通过建立公路总里程与时间的相关关系来推知未
7、来公路网远景发展规模，(1)按年平均增长的道路里程数量推算按年平均增长的道路里程数量推算时，公式为：,(2)按年平均增长率推算,按年平均增长率推算时，计算公式为：方法：曲线趋势回归预测(可采用幂函数曲线、指数函数曲线等)以及指数平滑法确定。,四、线性规划法,当以公路网的等级结构来表示公路网的发展规模时，可以采用线性规划法确定公路网等级结构，该法的主要思想是以建设费用最小为目标建立优化模型，采用单纯形法进行公路网等级结构优化。模型的建立过程如下：设j等级公路的单位里程建设费用为Aj，其中j=0，1，2，3，4，5分别代表高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路和等外公路，ICC0为现有公
8、路网的折算资金，Lj为未来公路网中j级公路的里程，则未来公路网的总里程L为：总的建设费用F为,折算资金ICC0为一常数，则公路网等级结构优化可抽象为如下数学模型：约束条件：,第三节 公路网结点的选择,一、结点选择的原则和方法1、全国性的干线公路网2、省域干线公路网3、省内的区域性公路网4、局部公路网二、结点的层次划分 出于不同站点之间的交通强度和功能存在差异，因此对路网布局的形式和要求必然不同。公路网布局应首先保障重要结点之间的彼此连接，考虑较重点结点和一般结点与重要结点的连接以及它们之间的彼此连接，以体现和区分不同层次节点的功能强弱，使得层次清楚、重点突出，并有利于公路网的分期、分重点建设和
9、分级管理。在进行公路网布局之前应对选定的公路网节点进行层次划分。,结点层次划分的主要思想：,结点层次划分的主要思想是选取能够反映结点所代表的小区的社会经济、政治等宏观因素发展水平的指标，依据“功能相似”的原则将入选结点划分为具有不同功能和地位的几个层次。入选结点划分为三个层次：重要结点、较重要结点和一般结点。结点层次划分的方法：重要度法、功态聚类法、模糊聚类法、模拟退火聚类法等：1、重要度法：（1）结点重要度反映规划区域内各结点功能强弱的特征量或特征参数，称为结点的重要度。它是对结点社会经济话动的度量，是描述规划区域内结点在交通网络中所处地位、重耍程度相对大小的一个量的指标。它是一个综合指标，
10、受政策、经济、文化、国防等诸多因素的影响。,我国实际情况，可选择人口（反映区域活动机能）、工业总产值（反映区域产业机能）、社会物资产耗总量（反映社会的运输需求）或商品零售总额（反映区域的商业功能）三项指标作为选择公路网结点的定量分析标准。重要度定义如下：,（2）重要度法在结点层次划分中的应用,应用重要度法划分结点层次的过程：首先计算各结点的重要度，然后根据结点重要度排定结点的顺序进而选择结点。将各结点的重要度从大到小进行排序，可以根据经验判断，按工作需要进行初步的结点层次划分。一般分为35个层次。同时，为了判别初步划分的合理性，尤其是对于中间层次，采用两个过程进行结点层次的分析判别：一、各层次
11、内结点的鉴别，二是不同层次间相邻结点的鉴别，以选择其分或合。层次内结点的鉴别。,不同层次间相邻结点的鉴别。第一步：计算本层次内各结点的重要度均值；第二步：将相邻层次的结点并入本层次，重新计算并入后该层次内各结点的重要度均值：第三步：构造一统计量：该量服从自由度为N+M-2的t分布，其中从S(a-b)为：,第四步；从t分布表中查出自由度为N+M-2、置信度水平为a下的临界值t0，如果tt0,说明相邻层次的结点重要度与本层次有显著差异，不能合并；如果tt0,说明相邻层次的结点重要度与本层次没有显著差异，可以合并为同一层次。2、动态聚类法 动态聚类法又称移动中心聚类法，是对事物进行科学分类的一种常见的分析方法。将其应用于公路网络的基本思想是：先将规划区域中的所有结点视为聚类分析的样本，再按一定的标准将样本分为不同类，每一类具有典型的特征，,（l）相似系数,(2)欧氏距离,设有两向量xi、xj，向量xi、xj的欧氏距离定义如下:选定评价指标（可用专家咨询法确定），并调查获取各样本点数据。对原始数据进行标准化处理。设n个样本，每个样本有S个数据（即设有s个指标值），并假定原始数据为：,则称xit为标准数据。,选择预分类数。设xit为经标准化处理后的第i个样本的第t个措标，令：样本xi的初始类属为与k最接近的整数（1k K），这样就得到每一个样本的初始分类，记为I1,I2、I3，Ik。,
