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基于超级运输网络模型的综合运输政策效果分析 1背景 超级运输网络是指由多种运输方式构成的运输网络，依据超级运输网络组织综合运输可以充分发挥各种运输方式的优势，获得最佳的运输效果。其中，最具有代表性的是集装箱多式联运。因为它以集装箱为运输单元，将不同的运输方式有机地组合在一起，构成一体化运输，通过单次的托运,计费，单证，保险，由各运输区段的承运人共同完成货物的整体运输。这种方式以集装箱为媒介，把海路、铁路、公路、内河水路等多种运输方式有机地结合，衔接为一体。确定多式联运的整体方案时，需要知道各种运输方式的费用、所需的时间以及可靠性。因此，需要在超级网络上分析两点之间的最短路径、分析这些最短路径的方式构成、货物在不同运输方式间转换时发生的费用和时间等。因此在优化综合运输方案时，必须在网络上进行量化分析，所以需要建立一个计算机识别的超级运输网络模型。近年来有很多关于综合运输的研究，但是，国内的研究多以定性描述和比较分析为主，构建量化分析模型的研究很少。例如，有关集装箱多式联运的研究都比较宏观,研究方法多采用定性描述，许多研究指出了综合运输中存在的问题，提出了改善措施。定量研究主要集中在码头或枢纽选址方面，例如郭子坚等的研究％另外，王涛和王刚P1在分析各种运输方式的特征后,构建了一个超级运输网络，但是其网络结构过于复杂。魏航等W在计算最短路径时考虑了时变网络所导致的时间、费用和风险的变化,但是，模型和算法比较复杂,且忽略了枢纽的换装能力。张建勇和郭耀煌供了一种构建超级运输网络和交通量分配的想法,但是没有进行算法设计和定量计算。国内的大多数研究没有采用网络分析的方法计算改善措施的效果,以及这些措施对多式联运的敏感程度。大部分利用数学模型进行综合运输政策分析的研究出现在国外，例如，Nijkamp(2004)ra利用Logit/Probit离散选择模型和神经元网络模型，比较优化模型和预测模型对超级运输网络上的物流优化和预测的能力。Beuthe^W究铁路、公路、水运三种运输方式的直接和交叉的需求弹力系数，利用超级运输网络计算了巴尔干地区10种不同货类的运输费用。他开发的交通需求分配基于超级运输网络模型的综合运输政策效果分析模型全面考虑了整个网络的特征。SouthworthpOOCT应用单一的数字表现形式表达超级运输和跨州际的货运网络。研究了运输系统和物流系统对环境的影响，以及从运输的角度控制和防止污染的方案等。KozanM开发了一个网络模型来分析系统中集装箱的运输过程，其模型可以被看作是一个投资多式联运集装箱枢纽港的决策支持系统。目前，对于超级运输网络的研究多集中在网络的最短路的算法上，而对于网络模型的建立、转运枢纽与转运链接在网络模型表现形式研究较少，这些给分析综合运输方案和政策带来了困难。本文在各种运输网络的特征、结构以及用户在起终点间的路径选择行为的基础上，提出构建超级运输网络模型方法，针对网络模型中虚拟链接的涵义给出三种虚拟链接的建立方法，它们分别是基于属性的虚链接建立、基于城市道路子网络模型的虚链接建立以及基于多尺度表达的虚链接建立。最后根据三种虚联接的表现方法，以三种方式构建中国东北地区的超级运输网络模型,然后比较三种网络模型的效用，并利用高效的网络模型分析一系列综合运输政策。 2.2基于属性的虚链接制作方法 由于公路子网络和铁路子网络处于不同的网络中，因此超级运输网络模型需要利用虚链接将它们连接起来。如果一个节点衔接宏观上铁路和公路网络，其不一定是同一个地点，而可能是同一个城市的两个枢纽，因此需要利用两枢纽间的公路和铁路枢纽间来转运货物。例如，集装箱经由高速公路运抵城市A后再利用铁路进行下一程的运输时，要经A市的城市道路将集装箱运送到铁路货站，然后在货站内编组后开始铁路运输。因此这种虚链接的属性就是在城市道路网上两点间路径的属性。由于很难结合城市交通的实际状况实施动态分析，因此一般来说这种方法将两个枢纽间城市道路上的最短路径作为虚链接属性的主要部分。而货物在枢纽内的装卸费用和时间、存C费用和时间成为虚链接属性的另一部分。这种虚链接的属性代表的是一个转运过程。 2超级运输网络模型 2.1超级运输网络模型的概念 超级运输网络包含公路网、铁路网、内河/远洋航线网、空中航线网等多种运输子网络，它把不同的运输方式有机地结合起来。超级运输网络模型中有代表铁路、公路或水路通道的实链接，还要有代表两种运输方式间衔接关系的虚链接。实链接具有通行时间、通行费用、通行能力等属性,虚链接具有转运所需费用、转运所需时间等属性。实链接表示实际存在的运输通道。虚链接的运输阻抗可以体现各方式之间的衔接效果，例如，港口建设表现为与该港口相关的实链接之间衔接的改善。因此,虚链接结构的难易程度对网络模型的复杂程度影响大，如果虚链接结构复杂，网络模型的难度会增加;但虚