第四章交通運輸工程規(guī)劃

1、第四章 交通運輸工程規(guī)劃 規(guī)劃是一個展望未來和安排未來的過程。 目的通過對現(xiàn)狀的調(diào)查和評價以及對未來發(fā)展需求的預(yù)測分析，弄清存在的問題和不足，制定合理的目標(biāo)，提出適應(yīng)此發(fā)展需求的合理或合適的對策和策略以及實施計劃。車站規(guī)劃交通運輸工程規(guī)劃交通設(shè)施規(guī)劃：交通設(shè)施規(guī)劃：指交通運輸系統(tǒng)中交通控制和管理設(shè)施的規(guī)劃交通運輸網(wǎng)規(guī)劃交通運輸網(wǎng)規(guī)劃：對交通運輸系統(tǒng)中線路設(shè)施的規(guī)劃交通運輸站場規(guī)劃交通運輸站場規(guī)劃：對交通運輸系統(tǒng)中節(jié)點狀設(shè)施的規(guī)劃機場規(guī)劃公路樞紐規(guī)劃綜合交通樞紐規(guī)劃港口規(guī)劃鐵路通信信號設(shè)施的規(guī)劃高速公路監(jiān)控設(shè)施的規(guī)劃公路網(wǎng)規(guī)劃綜合交通網(wǎng)規(guī)劃城市道路網(wǎng)規(guī)劃軌道交通網(wǎng)規(guī)劃鐵路網(wǎng)規(guī)劃鐵路樞紐規(guī)劃 規(guī)劃

2、可以是不同類型、不同層次和不同范圍的。規(guī)劃期可分為近期（35年），中期（515年）和長期（15年以上）。第一節(jié) 規(guī)劃的特點、方法和步驟 交通運輸系統(tǒng)的目標(biāo)建立、維護和營運一個系統(tǒng)，它能高效率、經(jīng)濟和安全地適應(yīng)對交通運輸?shù)男枨蟆?需不斷增加或改善現(xiàn)有交通運輸系統(tǒng)的設(shè)施，提高服務(wù)水平，以適應(yīng)發(fā)展的需要。否則，便會由于交通運輸能力或效率的滯后而制約經(jīng)濟（生產(chǎn)）和社會的發(fā)展。 一、規(guī)劃的特點 規(guī)劃工作是一個有組織地和合理地采集和分析有關(guān)交通運輸系統(tǒng)及其各項設(shè)施各方面數(shù)據(jù)和信息的過程。 通過把交通運輸現(xiàn)狀同當(dāng)前和未來交通需求相比較，確定系統(tǒng)或有關(guān)設(shè)施當(dāng)前和未來的新建和改善或改建的需要，把可籌集到的資金和

3、資源分配給交通運輸系統(tǒng)中最需要、最簿弱或改善效果最佳的方案或工程上。 綜合性：需充分考慮交通運輸對經(jīng)濟、社會、文化、能源和環(huán)境等方面的關(guān)系和影響。 政治性：涉及許多部門不同人的利益，對他們有短期或長期的影響。規(guī)劃者的參謀作用：規(guī)劃人員把分析的結(jié)果交給決策者，推薦他們認為最佳的實施方案。定性與定量分析相結(jié)合：既要依靠科學(xué)分析，又要借助經(jīng)驗和判斷。連續(xù)性：規(guī)劃需要在付諸實施的過程中不斷地定期重新評價和更新。規(guī)劃的特點規(guī)劃的特點二、規(guī)劃的基本方法和步驟 制定可解決所存在問題和實現(xiàn)所提出的目的和目標(biāo)的規(guī)劃方案 遵循系統(tǒng)分析的基本思路，結(jié)合交通運輸工程規(guī)劃的特點，規(guī)劃過程可分為6個基本步驟。 分析和評價

4、各個規(guī)劃方案，選擇實施方案 實施和修訂規(guī)劃 弄清系統(tǒng)存在的問題，明確規(guī)劃的目的和目標(biāo) 交通運輸工程規(guī)劃采用系統(tǒng)分析的方法，其一般過程為：需要為規(guī)劃工作建立數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) 經(jīng)濟和社會方面交通運輸方面自然條件國家和地區(qū)的各種計劃和政策分析模型現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的調(diào)查和采集現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的調(diào)查和采集 其目的是對交通運輸設(shè)施的現(xiàn)狀獲得充分的了解和掌握。 所需采集的數(shù)據(jù)包括以下五個方面：現(xiàn)狀診斷分析及目標(biāo)和政策制定現(xiàn)狀診斷分析及目標(biāo)和政策制定 對交通運輸系統(tǒng)和設(shè)施的現(xiàn)狀進行分析和評價。 分析的目的：發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)和設(shè)施存在的問題和不足，對系統(tǒng)和設(shè)施適應(yīng)目前和今后的交通運輸需求的能力作出評價，從而為規(guī)劃目的、目標(biāo)和政策的

5、制定提供基礎(chǔ)。 制定的目的是定性的方向，目標(biāo)是達到目的的具體（定量）衡量指標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)，而政策是實現(xiàn)目標(biāo)的所采用的路線。影響分析供給分析供給分析 供給是指交通運輸系統(tǒng)的物理實體所提供的交通運輸服務(wù)。供給分析即是分析所能提供的服務(wù)性能和服務(wù)水平。 它主要包括下述幾方面：分析服務(wù)水平分析費用特性建立交通運輸網(wǎng)絡(luò)模型需求分析和需求預(yù)測需求分析和需求預(yù)測 目的：建立交通運輸需求同產(chǎn)生這一需求的社會-經(jīng)濟-文化活動和交通運輸服務(wù)之間的關(guān)系模型，以便利用所建關(guān)系模型來預(yù)測對未來交通運輸?shù)男枨蟆?需求分析通常可采用下述方法：建立分區(qū)圖，分析貨物流的生成和分布，選擇運輸方式，進行貨物流分配，轉(zhuǎn)換運輸量，旅客流的生

6、成、分布和分配。在上述分析的基礎(chǔ)上，對照規(guī)劃預(yù)定的目標(biāo)和政策，對每個方案的使用性能、成本、效益、影響和實施的約束等方面進行單獨和綜合的評價。 財政來源 建設(shè)費、運營費和維護費 地區(qū)和國家經(jīng)濟發(fā)展所能得到的收益 服務(wù)水平 對土地使用和環(huán)境的影響 通過系統(tǒng)和設(shè)施改善所能得到的收益方案制定、分析和評價方案制定、分析和評價 針對所存在的不足和所設(shè)定的目標(biāo)，提出35個改善方案供分析比較后選擇。 各個方案進行系統(tǒng)和設(shè)施的使用性能分析，包括：編制文件和報告編制文件和報告 通過上述各步驟制定出的規(guī)劃，表述成下列文件和報告：存在問題及目的、目標(biāo)和政策的陳述規(guī)劃方案及其評價報告逐年投資計劃和實施規(guī)劃的財務(wù)計劃所選

7、方案的項目優(yōu)先排序?qū)L動（連續(xù)）式規(guī)劃在制度上做出些規(guī)定第二節(jié) 需求分析和預(yù)測 交通運輸需求分析的目的目的：了解交通運輸需求同產(chǎn)生這種需求的社會-經(jīng)濟-文化活動和交通運輸服務(wù)（交通運輸供給）之間的關(guān)系，以預(yù)估運輸流和交通流的變化。一、需求函數(shù) 運價與需求的關(guān)系：運價的增加，使用該設(shè)施的交通量會下降。如圖4-1 對交通運輸?shù)男枨?，通?？梢杂眠\輸量或交通量來度量。 但此外有許多因素影響需求，選擇其中某一個因素，建立此因素同使用該設(shè)施的車輛數(shù)（交通量）之間的關(guān)系，此關(guān)系稱作需求函數(shù)。圖4-1 需求不是一個固定值。它是一個變量，反映了一種關(guān)系。需求增加，意味著潛在交通量有可能增加，但并不意味著實際交通

8、量一定增加。 二、供給函數(shù)圖4-2 供給函數(shù)：在交通運輸設(shè)施上的交通量同由該交通量所產(chǎn)生的運輸費用之間建立的函數(shù)關(guān)系。 由圖4-2知，隨交通量的增加，路上的擁擠程度和延誤時間也增加，車輛運行費和行程時間費等也相應(yīng)增長。因此，總的運輸費用隨交通量的增加而增大。 交通運輸設(shè)施的改善或新建，會導(dǎo)致供給函數(shù)的變化。見圖4-3圖圖4-34-3 通過設(shè)施改善而增加了通行能力或提高了服務(wù)水平，行駛費用便可相應(yīng)降低。三、需求-供給平衡組合 不同運價時可能產(chǎn)生的交通量供給函數(shù)得到 任一交通量時所需的運輸費用需求函數(shù) 兩條曲線的交點可代表該設(shè)施將實際發(fā)揮什么樣的作用，此交點稱為供求平衡點。得到 當(dāng)需求增長，由D1

9、曲線變?yōu)镈2曲線（圖4-5），同一設(shè)施的交通量會由q1增加到q2。 圖4-4、4-5圖4-6 這種因設(shè)施改善而引起的交通量增長，稱作誘導(dǎo)交通量。 供給條件改善，由S1曲線變?yōu)镾2曲線（圖4-6），對同一需求D來說，交通量將由q1增加到q2圖4-7 在交通運輸設(shè)施改善期間，可能出現(xiàn)同設(shè)施改善無關(guān)的需求增長，使需求曲線由D1變成D2（見圖4-7）。平衡點變?yōu)镕2，使設(shè)施改善所產(chǎn)生的效果下降（運輸費用由預(yù)期降低到P1變?yōu)榻档絇2）四、需求模型 需求模型的一般形式需求模型的一般形式可采用下述一般形式：V = f (D, S)式中 V交通運輸量或交通量；D需求變量，如生產(chǎn)和消費量、貿(mào)易額、收入、人口等S

10、供給變量，如運價或票價、行程速度或時間、延誤時間等。 需求模型：交通運輸需求分析的結(jié)果，可建立交通運輸量或交通量同交通運輸系統(tǒng)的性能及社會-經(jīng)濟-文化活動水平之間的關(guān)系。 需求彈性需求彈性 分析各影響變量對需求的影響，可采用需求彈性的概念。如果需求模型為V = f (I, P)式中 I某一需求變量，如收入； P某一供給變量，如價格。則收入彈性（系數(shù)）的定義為而價格彈性（系數(shù)）的定義為若 1，稱為彈性需求，影響變量的變化對需求量有較大影響。若 1，稱為非彈性需求，影響變量的變化對需求量的影響不大。若 =1，稱為單位彈性。e/IV VeI I/PV VeP Pee 建立需求模型的基本步驟建立需求模

11、型的基本步驟(1) 明確運輸量或交通量的度量單位；(2) 選擇有關(guān)的需求變量；(3) 選擇合適的供給變量；(4) 選擇需求模型的函數(shù)形式；(5) 收集數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫；(6) 通過多元逐步回歸分析，標(biāo)定需求模型；(7) 分析各變量對需求的影響。五、需求預(yù)測 預(yù)計未來在交通運輸系統(tǒng)或設(shè)施中可能會有多少客（貨）運輸量或交通量。 較準(zhǔn)確地預(yù)測未來交通運輸?shù)男枨笫且豁椇芾щy的事情，為此有以下三類方法：趨勢推測法需求模型法經(jīng)驗判斷法經(jīng)驗判斷法經(jīng)驗判斷法 產(chǎn)運系數(shù) 由規(guī)劃年的預(yù)計產(chǎn)量估測運輸量 目前常用的一種經(jīng)驗判斷法稱為特爾斐（Delphi）法。 在應(yīng)用時，常可利用以往積累的運輸量或交通量同各有關(guān)影響因

12、素之間的粗略關(guān)系，給經(jīng)驗判斷提供一些有用的定量依據(jù)或參考。 人均出行（乘車）次數(shù)由預(yù)計的人口增長量推測客運量 按生產(chǎn)量同消費量的余額或缺額平衡，估計某類貨物的運輸量彈性系數(shù)預(yù)測規(guī)劃年的運輸量或交通量趨勢推測法趨勢推測法直線方程需求量對時間的變化率為常數(shù)指數(shù)方程增長率為一常數(shù)數(shù)理邏輯曲線先是年增長量遞增，而后增長量穩(wěn)定，最后增長量遞減。 趨勢推測法是調(diào)查以往交通運輸活動的歷史記載，通過回歸分析得到代表歷史發(fā)展趨勢的回歸方程，再由此方程外延到預(yù)測年份，得到相應(yīng)的交通運輸預(yù)測量。 基本假設(shè)是，以往影響交通運輸量變化的因素在今后仍將按照原樣繼續(xù)起作用，其增長率和變化趨勢也繼續(xù)保持下去?；貧w方程的形式，

13、有直線、指數(shù)或數(shù)理邏輯（logistic）曲線。圖4-8t19587-0.898t60000P1 e 例如，利用我國19491983年間的運輸量統(tǒng)計資料，可以通過回歸分析，建立這一期間客運和貨運周轉(zhuǎn)量發(fā)展規(guī)律的邏輯曲線模型：客運周轉(zhuǎn)量 （億人公里）貨運周轉(zhuǎn)量 （億噸公里）式中：t年數(shù)。t146.73-0.073t20000P1 e 該推測法，未深入探究影響運輸量或交通量變化的內(nèi)在因素會有怎樣的變動，并且回歸方程的精度只有在統(tǒng)計范圍內(nèi)才能得到確實保證，因而這種方法較適宜于用作短期預(yù)測。需求模型法需求模型法圖4-9 需求模型法預(yù)測的過程第三節(jié)第三節(jié) 規(guī)劃方案的評價規(guī)劃方案的評價 先預(yù)測各個需求變量

14、和供給變量的變化，然后再由預(yù)測結(jié)果進一步預(yù)測運輸量或交通量，過程可用圖4-9表示。第三節(jié) 規(guī)劃方案的評價 采用經(jīng)驗判斷是最簡單的一種評價辦法。 缺點：由于經(jīng)濟和技術(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)用少而增加人們犯錯誤的機會，而且也難以總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)。 一、經(jīng)濟評價財務(wù)評價：從財務(wù)角度分析和計算項目的財務(wù)盈利能力和清償能力，據(jù)以判別項目方案的財務(wù)可行性 著重關(guān)心方案在經(jīng)濟上的實際得失。對各方案進行費用-效益分析，并考慮貨幣的時間價值，分別折換成現(xiàn)值后，采用不同的指標(biāo)和方法確定各個方案在經(jīng)濟上的有利程度。 國民經(jīng)濟：從國家整體角度分析和計算項目對國民經(jīng)濟的凈貢獻，據(jù)以判別項目的經(jīng)濟合理性。經(jīng)濟評價經(jīng)濟評價產(chǎn)生主要用于間接效益

15、：促進地區(qū)經(jīng)濟開發(fā) 工程建設(shè)費、設(shè)備投資費、維（養(yǎng)）護和改建費、運營費等交通運輸項目的費用運輸項目的效益直接效益：運輸（或運行）費用降低、行程時間節(jié)約、行程距離縮短、貨物周轉(zhuǎn)加快或事故減少 交通運輸項目一般使用期長，初期投資大，資金回收期長。因而，項目經(jīng)濟評價的分析（計算）期也需長些。 選取時應(yīng)考慮因素有：項目類型、運輸量或交通量預(yù)測的不確定性、社會折現(xiàn)率、所需的重建周期。 不同時期發(fā)生的各項費用，要折算到同一基準(zhǔn)時間上，統(tǒng)一用現(xiàn)值表示。 “支付意愿”反映服務(wù)水平的變化，對使用者的影響。 服務(wù)水平的變化，如果用貨幣（例如運價或票價）來反映，則使用者的需求函數(shù)可用以表明使用者對不同服務(wù)水平所給予

16、的價值。 如圖4-10所示的需求曲線圖4-10運價P作為服務(wù)水平變量，當(dāng)運價由P1增加到P1+P，則交通量由V1下降為V1V，這表明第V個使用者離開了該設(shè)施。使用該設(shè)施的效益為P1和P1+P之間；當(dāng)P足夠小時，使用者V的效益，也即他愿意支付的價格即為P1。 總的使用者效益為需求曲線下0V0范圍內(nèi)的總面積，即ODEV0。 對于使用者V1來說，其效益為P1。此值超過了他所支付的價格P0。此超出部分為使用者V1的盈余，成為消費者剩余?？偟氖褂谜哂酁槊娣eP0DE，或稱為凈效益。凈效益觀點 比較交通運輸設(shè)施改善前后的費用和效益，評價改善方案的可行性有三種方法：使用者費用觀點凈效益為面積P0DD0和P1

17、DD1之差，凈效益=A+B=（P0P1）(V1+V0)/2總效益觀點 當(dāng)運價由P0降為P1，交通量相應(yīng)由V0增為V1時，使用者的總效益為兩塊面積之差，即面積B+C。使用者的效益反映在使用者費用的變化上使用者效益=P0V0 - P1V1 = A-C假設(shè)需求曲線在V0V1之間近似為直線，總效益=B+C=（P0+P1）(V1V0)/2 示例示例1 1 現(xiàn)有公路長10公里。由于通行能力不足而在交通高峰期出現(xiàn)交通擁擠。提出的改善方案為增加一個車道。其修建費約為1000萬元（現(xiàn)值）。試分析其可行性。 依據(jù)對現(xiàn)有公路上交通量-速度關(guān)系的研究和車輛營運費用的調(diào)查數(shù)據(jù)，可建立下述形式的供給曲線： （分/車/km

18、） 依據(jù)對類似于改善方案實施后狀況的現(xiàn)有設(shè)施進行的研究和調(diào)查，建立改善方案實施后的供給曲線： （分/車/km） 上述兩曲線繪示于圖4-12。 350666-0.021PV350670-0.017PV圖4-12 由圖可以看出，交通量小時，二者很接近。為此，對效益的分析比較，僅考慮高峰小時時段，這時的交通量大。 假設(shè)每天有兩次高峰小時，每年有300個工作日?，F(xiàn)有設(shè)施上的高峰小時交通量為2000輛。應(yīng)用交通預(yù)估技術(shù)，估算新設(shè)施上的高峰小時交通量為2212輛。利用這兩個交通量值作為供求平衡點，可繪出需求曲線D。假設(shè)它們?yōu)榫€性，則可得到需求曲線公式：V = 333366.66P（輛）。由需求曲線和兩條供

19、給曲線，可得改善前后的交通量V和車輛營運費P：改善前 P1 = 20，V1 = 2000改善后 P2 = 16.8， V2 = 2212由于改善措施，高峰小時所產(chǎn)生的凈效益為 NB（P1P2）（V1+ V2 ）/2 0.5（2016.8）（2000 + 2212）= 6723分/公里使用者效益為 UB P1V1 P2V2 202000- 16.82212 = 2838.4分/公里全年的總量為上述數(shù)值乘以10公里和一年內(nèi)的高峰小時數(shù)600小時。由此，年凈效益為4033.8萬元，年使用者效益為1703.04萬元。設(shè)若交通運輸設(shè)施的使用年限為20年，20年內(nèi)交通量年平均增長率為5%。則各年的需求函數(shù)

20、變?yōu)椋涸O(shè)社會折現(xiàn)率取為7%。利用下式可以計算各年的現(xiàn)值系數(shù)，并把各年的效益折算成效益現(xiàn)值。式中：i 折現(xiàn)率；t 年數(shù)。由此得到，20年內(nèi)的總凈效益值為7.644310元，比修建費高出很多；但總使用者效益現(xiàn)值則為負值0.244610元，說明此方案不可行。 (1.05) (3333-66.66 )iiVP,(1)ti tpwfi 對各個方案的費用和效益分別進行分析計算，并折算成現(xiàn)值后，就可以進行比較，以便確定各個方案的有利程度的指標(biāo)和方法。 常有凈現(xiàn)值法、內(nèi)部收益率法。凈現(xiàn)值（凈現(xiàn)值（NPVNPV）法）法把分析期內(nèi)不同時期預(yù)期支付的費用和得到的效益，按某一預(yù)定的折現(xiàn)率i ，統(tǒng)一換算成目前的費用和效

21、益（現(xiàn)值）。然后，在等值的基礎(chǔ)上，比較效益現(xiàn)值和費用現(xiàn)值，其差額為凈現(xiàn)值。分析期為n 年的方案x1 的費用現(xiàn)值按下式確定：式中： 方案x1 的修建費； 分別為方案x1 在t 年的改建費、養(yǎng)護費和使用者費用。比較方案x1的凈現(xiàn)值：選用凈現(xiàn)值最高的方案作為優(yōu)選方案。如果凈現(xiàn)值為負的，則說明費用現(xiàn)值超過效益現(xiàn)值，此方案應(yīng)放棄。1,1,1,1,1,0()nxnxi txtxtxttPWCCpwfRMU1xC1,1,1,x tx tx tRMU1,1,0,x nx nxnNPVPWCPWC內(nèi)部收益率法內(nèi)部收益率法 內(nèi)部收益率：使費用現(xiàn)值等于效益現(xiàn)值（即凈現(xiàn)值為零）時的折現(xiàn)率。 當(dāng)收益率大于或等于某個預(yù)定

22、的收益率，則此方案在經(jīng)濟上有利。各個方案中，收益率高的優(yōu)先選取。 收益率直觀地反映投資者可以得到的利益，易于被人接受。二. 綜合評價 對于一些難以量化因素，可以采用由有經(jīng)驗的人員組成的小組進行評分或評級的方法。 按評分人的經(jīng)驗和影響因素的變化范圍，協(xié)商制定一個評分或評級標(biāo)準(zhǔn)， 按評分人的經(jīng)驗和傾向，確定各影響因素的相對重要性，并賦予相應(yīng)的權(quán)系數(shù)。 依據(jù)商定的標(biāo)準(zhǔn)，評分人按各影響因素在各個方案中的實際情況給予評分。 綜合各人的評分結(jié)果和各影響因素的權(quán)系數(shù)，得到每個方案的綜合評分或評級數(shù)。 將各個方案按綜合評分或評級數(shù)進行排序，以供決策者參考。財務(wù)方面：以資金獲取可能性的估計作為指標(biāo)，用概率形式表

23、示。 示例示例2 2 某一項目共有4個方案。對每一個方案都在經(jīng)濟、財務(wù)、環(huán)境影響、政治支持、影響區(qū)范圍等方面作了評價。環(huán)境影響 ：以占用耕地的數(shù)量作為評價指標(biāo)。政治支持：以經(jīng)過主要居民點的數(shù)目作為指標(biāo)。經(jīng)濟方面：采用費用和效益分析，以內(nèi)部收益率作為指標(biāo)。影響區(qū)范圍：以面積計。 綜合評價結(jié)果見表4-2 采用百分制，使各評價指標(biāo)的度量單位統(tǒng)一化。將各個綜合指標(biāo)的最佳水平值定為100分，而把其它方案的指標(biāo)值按它占最佳值的比例確定其相應(yīng)的分數(shù)值。2評價指標(biāo)方案方案方案方案內(nèi)部收益率（%）資金獲得可能性（%）占用耕地（畝）經(jīng)過主要居民點數(shù)（個）影響區(qū)范圍（km） 5090400206065803503050478