机场货运交通需求实时计算方法及系统
技术领域
本发明涉及交通运输规划设计领域,尤其是涉及一种机场货运交通需求实时计算方法及系统。
背景技术
随着国际、国内航空货运需求的快速增加,中国已成为世界航空物流运输的主要市场。迅速增长的航空货运业务在中国带来飞速发展的同时,也带来了城市和机场内部的巨大的交通压力。对此急需对机场货运中产生的交通需求进行实时计算分析,给出一套行之有效的计算方法及系统,从而指导机场道路交通设施的优化和建设以及交通管理方案的制订。
目前大部分的交通需求计算方法都是针对公路、城市以及港口的交通而言,但机场货运交通不同于以上这几种类型,首先,大多数机场都是一次建设,满足多年需求,尽量减少工程建设对机场运营的影响。所以机场的交通需求计算不能以机场的用地或者建筑面积来计算交通量,而是以机场规划中各特征年的航空吞吐量为依据;其次机场的货运模式与公路、城市、港口的运输模式不同、影响机场交通需求的因素与影响城市、公路、港口的交通需求的因素也有很大不同;另外和城市、公路、港口等区域相比,机场货运车辆类型主要以箱式、平板货车为主。基于机场本身的特点,其车辆运行规律、道路等级、通行能力以及交通管制措施都和前述两者有很大区别,因此用于公路、城市以及港口的交通需求计算方法不能完全用来机场货运交通需求的计算,需要开发新的专门针对机场货运特点的交通需求实时计算方法及系统。
发明内容
为克服现有技术的不足,在考虑机场货物运输交通特点的前提下,本发明旨在提出机场货物运输交通需求实时计算方法及系统。为此,本发明采取的技术方案是,机场货运交通需求实时计算方法,通过分析机场货运模式,确定机场货运的主要节点,计算不同模式下的选择概率;然后构建货物吞吐量与货运交通量的关系模型,计算不同模式下货运总交通量;以每个货站承载量、货运公司堆场进出货物总量、航空港货物吞吐量为吸引强度进行交通量分配;最后将每条道路分配的交通量与道路现状等级通行能力进行比较,若现状通行能力满足道路分配的交通量则无需对道路等级进行调整,若不满足道路分配的交通量则需要对道路等级进行调整,提高道路的通行能力和运输效率。
具体步骤如下:
A、获取机场货运节点、货运流程模式、年进出场货物总量、吞吐量,基于货物总量平衡理论以及货物吞吐量与货运交通量关系模型,来进行货物运输量的计算;
B、以每个机场货站货物可承载量、货运公司堆场进出货物总量、航空港货物吞吐量为吸引强度进行道路交通量分配计算;
C、基于现状机场货运道路等级及断面情况计算道路现状通行能力;
D、将每条道路分配的交通量与道路现状等级通行能力进行比较,对道路交通状态进行评价;
E、若现状通行能力满足道路分配的交通量则无需对道路等级进行调整,若不满足道路分配的交通量则需要对道路等级进行调整,提高道路的通行能力和运输效率;
所述的一种机场货运交通需求实时计算方法,其中,所述步骤A具体包括步骤:
A1、确定机场货运的节点为货运公司堆场、机场货站以及航空港,分析机场货运流程模式,得出机场货物运输的货物总量平衡理论,计算中转货物进出口总量;
A2、基于货物总量平衡理论,计算不同模式下的货物运输的选择概率;
A3、构建货物吞吐量与货运交通量关系模型,计算不同模式下各节点货运总交通量;
步骤A1所述机场货运流程模式为货运公司堆场—机场货站—航空港、航空港—机场货站—航空港。
所述步骤A具体包括步骤:
A1、确定机场货运的节点为货运公司堆场、机场货站以及航空港;分析机场货运流程模式,所述机场货运流程模式包括以下两种模式:(1)货运公司堆场—机场货站—航空港:货物由货运公司堆场出发,运送到机场货站进行报关、安检等活动,当飞机到达航空港时,货车运送货物由货站前往航空港进行货物装载,之后在返回机场货站,(2)航空港—机场货站—航空港:货物由飞机到达航空港之后进行货物卸载,然后货车将货物运送到机场货站进行存储,当运输飞机到达航空港时,货车运送货物由货站前往航空港进行货物装载,之后在返回机场货站,属于中转物流过程;
通过调查得到该机场货运有a个货运公司堆场、b个机场货站,c个航空港。每个货运公司堆场的年进场货物总量为
年出场货物总量为
每个航空港的年货物吞吐量为
年中转货物进出口总量分别为N
e、N
o,其中e表示为货物入场、o表示为货物出场;i=1,2,3………a;k=1,2,3………c;
通过对机场货运流程模式的分析,得出从长期来看,货运公司进出口货物总量和中转货物进出口总量之和应等于航空港货物吞吐量,且中转货物进口总量等于中转货物出口总量;即
A2、基于货物总量平衡理论,计算不同模式下的货物运输的选择概率;选择模式一的概率为
选择模式二的概率为
A3、构建货物吞吐量与货运交通量关系模型,计算不同模式下各节点货运总交通量,
其中V为各节点货运总交通量,单位pcu/h;Q为各节点年进出口货运总量,在不同节点下等效于年进场货物总量
年出场货物总量
年货物吞吐量
单位吨;j为高峰日货运量系数,即高峰日货运量与日平均货运量的比值;h为高峰小时货运系数,即高峰小时货运量与全日货运量的比值;C
r为车型为r的分布比例,记录各车型的货运量与货运总量的比值;D
r为车型r的折算系数;B
r为车型r额定吨位,单位吨;α为车辆空载率;β为货车满载率;
B、以每个机场货站货物可承载量、货运公司堆场进出货物总量、航空港货物吞吐量为吸引强度进行道路交通量分配计算;每个机场货站的吸引强度分别为
每个货运公司堆场的吸引强度分别为
每个航空港的吸引强度分别为
其中,A
j为每个机场货站的货物承载量,单位吨;
为每个货运公司堆场的年进场货物总量,单位吨;
为每个航空港的年进港货物总量,单位吨;I
j、I
i、I
k为每个节点的吸引强度;则货运模式一的情况下,从i货运公司堆场到j机场货站的交通量为
从j机场货站到k航空港的交通量为
从k航空港到j机场货站的交通量为
从j机场货站到i货运公司堆场的交通量为
货运模式二的情况下,从j机场货站到k航空港的交通量为
从k航空港到j机场货站的交通量为
C、基于现状机场货运道路等级及断面情况计算道路现状通行能力
基于现状机场货运道路等级及断面情况计算道路现状通行能力;考虑到与公路交通相比,机场货运交通的组成和车辆特性有一定区别,且港区中道路实际速度低于同等级道路,因此对常规通行能力计算公式进行修正,C=C
b*f
HV*N,其中,C为道路实际通行能力,单位pcu/h;C
b为一条车道的理论通行能力,
h
m为最小安全车头时距,单位s;f
HV为交通组成的修正系数,
p
r为车型r分布比例,E
r为车型r的车辆折算系数;N为车道数;
D、将每条道路分配的交通量Q与道路现状等级通行能力C进行比较,对道路交通状态进行评价;
E、若现状通行能力满足道路分配的交通量则无需对道路等级进行调整,若不满足道路分配的交通量则需要对道路等级进行调整,提高道路的通行能力和运输效率;即若Q<C则无需对道路等级进行调整,若Q≥C则需要对道路等级进行调整,调整完毕后重新计算道路通行能力,并与交通量Q进行比较,直到Q<C为止。
一种机场货运交通需求实时计算系统,其中系统包括:
货物运输量计算模块,用于获取机场货运主要节点、货运流程模式、年进出场货物总量、吞吐量等参数、基于货物总量平衡理论以及货物吞吐量与货运交通量关系模型,来进行货物运输量的计算;
道路交通量分配计算模块,用于根据每个机场货站货物可承载量、货运公司堆场进出货物总量、航空港货物吞吐量为吸引强度进行道路交通量分配计算;
现状通行能力计算模块,用于基于现状机场货运道路等级及断面情况计算道路现状通行能力;
道路交通状态评价模块,用于将每条道路分配的交通量与道路现状等级通行能力进行比较,对道路交通状态进行评价;
道路等级调整模块,若现状通行能力满足道路分配的交通量则无需对道路等级进行调整,若不满足道路分配的交通量则需要对道路等级进行调整,提高道路的通行能力和运输效率。
本发明的特点及有益效果是:
(1)该一种机场货运交通需求实时计算方法及系统充分考虑了机场货物运输的货运模式的每个环节;
(2)构建了货物吞吐量与货运交通量的关系模型;
(3)确定了一种以每个货站承载量、货运公司堆场进出货物总量、航空港货物吞吐量为吸引强度进行交通量分配的具体方法;
(4)给出了机场货运道路等级确定的具体流程方法。
附图说明:
图1是本发明一种机场货运交通需求实时计算方法的流程图;
图2是本发明一种机场货运交通需求实时计算方法及系统的第一种货运流程模式图;
图3是本发明一种机场货运交通需求实时计算方法及系统的第二种货运流程模式图;
图4是本发明一种机场货运交通需求实时计算系统的功能原理框图。
具体实施方式
针对上述现有技术的不足,本发明主要针对在考虑机场货物运输交通特点的前提下,机场货物运输交通需求实时计算方法及系统。
本发明所采用的技术方案是:一种机场货运交通需求实时计算方法,用以机场货运交通需求的计算以及道路等级的评价,包括如下步骤:
A、获取机场货运主要节点、货运流程模式、年进出场货物总量、吞吐量等参数、基于货物总量平衡理论以及货物吞吐量与货运交通量关系模型,来进行货物运输量的计算。
B、以每个机场货站货物可承载量、货运公司堆场进出货物总量、航空港货物吞吐量为吸引强度进行道路交通量分配计算。
C、基于现状机场货运道路等级及断面情况计算道路现状通行能力。
D、将每条道路分配的交通量与道路现状等级通行能力进行比较,对道路交通状态进行评价。
E、若现状通行能力满足道路分配的交通量则无需对道路等级进行调整,若不满足道路分配的交通量则需要对道路等级进行调整,提高道路的通行能力和运输效率。
所述的一种机场货运交通需求实时计算方法,其中,所述步骤A具体包括步骤:
A1、确定机场货运的主要节点,主要为货运公司堆场、机场货站以及航空港。分析机场货运流程模式,得出机场货物运输的货物总量平衡理论,计算中转货物进出口总量;
A2、基于货物总量平衡理论,计算不同模式下的货物运输的选择概率;
A3、构建货物吞吐量与货运交通量关系模型,计算不同模式下各节点货运总交通量;
步骤A1所述机场货运流程模式为货运公司堆场—机场货站—航空港、航空港—机场货站—航空港。
一种机场货运交通需求实时计算系统,其中系统包括:
货物运输量计算模块,用于获取机场货运主要节点、货运流程模式、年进出场货物总量、吞吐量等参数、基于货物总量平衡理论以及货物吞吐量与货运交通量关系模型,来进行货物运输量的计算;
道路交通量分配计算模块,用于根据每个机场货站货物可承载量、货运公司堆场进出货物总量、航空港货物吞吐量为吸引强度进行道路交通量分配计算;
现状通行能力计算模块,用于基于现状机场货运道路等级及断面情况计算道路现状通行能力;
道路交通状态评价模块。用于将每条道路分配的交通量与道路现状等级通行能力进行比较,对道路交通状态进行评价;
道路等级调整模块。若现状通行能力满足道路分配的交通量则无需对道路等级进行调整,若不满足道路分配的交通量则需要对道路等级进行调整,提高道路的通行能力和运输效率。
本发明的一种机场货运交通需求实时计算方法及系统,通过分析机场货运模式,确定机场货运的主要节点,计算不同模式下的选择概率;然后构建货物吞吐量与货运交通量的关系模型,计算不同模式下货运总交通量;以每个货站承载量、货运公司堆场进出货物总量、航空港货物吞吐量为吸引强度进行交通量分配;最后将每条道路分配的交通量与道路现状等级通行能力进行比较,若现状通行能力满足道路分配的交通量则无需对道路等级进行调整,若不满足道路分配的交通量则需要对道路等级进行调整,提高道路的通行能力和运输效率。
下面结合实施例和附图对本发明的一种机场货运交通需求实时计算方法及系统做出详细说明。
如图1所示,本发明的一种基于货运模式的机场货运交通需求计算评价方法,是用于机场货运交通需求的计算以及道路等级的评价,包括如下步骤:
A、获取机场货运主要节点、货运流程模式、年进出场货物总量、吞吐量等参数、基于货物总量平衡理论以及货物吞吐量与货运交通量关系模型,来进行货物运输量的计算。
所述的一种机场货运交通需求实时计算方法,其中,所述步骤A具体包括步骤:
A1、确定机场货运的主要节点,主要为货运公司堆场、机场货站以及航空港;分析机场货运流程模式。所述机场货运流程模式主要包括以下两种模式。(1)货运公司堆场—机场货站—航空港:货物由货运公司堆场出发,运送到机场货站进行报关、安检等活动,当飞机到达航空港时,货车运送货物由货站前往航空港进行货物装载,之后在返回机场货站,具体过程见附图2。(2)航空港—机场货站—航空港:货物由飞机到达航空港之后进行货物卸载,然后货车将货物运送到机场货站进行存储,当运输飞机到达航空港时,货车运送货物由货站前往航空港进行货物装载,之后在返回机场货站,属于中转物流过程,具体过程见附图3。
假设通过调查得到该机场货运有a个货运公司堆场、b个机场货站,c个航空港。每个货运公司堆场的年进场货物总量为
年出场货物总量为
每个航空港的年货物吞吐量为
年中转货物进出口总量分别为N
e、N
o,其中e表示为货物入场、o表示为货物出场;i=1,2,3………a;k=1,2,3………c。
通过对机场货运流程模式的分析,可以得出从长期来看,货运公司进出口货物总量和中转货物进出口总量之和应等于航空港货物吞吐量,且中转货物进口总量等于中转货物出口总量。即
A2、基于货物总量平衡理论,计算不同模式下的货物运输的选择概率;选择模式一的概率为
选择模式二的概率为
A3、构建货物吞吐量与货运交通量关系模型,计算不同模式下各节点货运总交通量,
其中V为各节点货运总交通量,单位pcu/h;Q为各节点年进出口货运总量,在不同节点下等效于年进场货物总量
年出场货物总量
年货物吞吐量
单位吨;j为高峰日货运量系数,即高峰日货运量与日平均货运量的比值;h为高峰小时货运系数,即高峰小时货运量与全日货运量的比值;C
r为车型为r的分布比例,记录各车型的货运量与货运总量的比值;D
r为车型r的折算系数;B
r为车型r额定吨位,单位吨;α为车辆空载率;β为货车满载率。
B、以每个机场货站货物可承载量、货运公司堆场进出货物总量、航空港货物吞吐量为吸引强度进行道路交通量分配计算;每个机场货站的吸引强度分别为
每个货运公司堆场的吸引强度分别为
每个航空港的吸引强度分别为
其中,A
j为每个机场货站的货物承载量,单位吨;
为每个货运公司堆场的年进场货物总量,单位吨;
为每个航空港的年进港货物总量,单位吨;I
j、I
i、I
k为每个节点的吸引强度。则货运模式一的情况下,从i货运公司堆场到j机场货站的交通量为
从j机场货站到k航空港的交通量为
从k航空港到j机场货站的交通量为
从j机场货站到i货运公司堆场的交通量为
货运模式二的情况下,从j机场货站到k航空港的交通量为
从k航空港到j机场货站的交通量为
C、基于现状机场货运道路等级及断面情况计算道路现状通行能力。
基于现状机场货运道路等级及断面情况计算道路现状通行能力;考虑到与公路交通相比,机场货运交通的组成和车辆特性有一定区别,且港区中道路实际速度低于同等级道路,因此对常规通行能力计算公式进行修正,C=C
b*f
HV*N,其中,C为道路实际通行能力,单位pcu/h;C
b为一条车道的理论通行能力,
h
m为最小安全车头时距,单位s;f
HV为交通组成的修正系数,
p
r为车型r分布比例,E
r为车型r的车辆折算系数;N为车道数。
D、将每条道路分配的交通量Q与道路现状等级通行能力C进行比较,对道路交通状态进行评价。
E、若现状通行能力满足道路分配的交通量则无需对道路等级进行调整,若不满足道路分配的交通量则需要对道路等级进行调整,提高道路的通行能力和运输效率。即若Q<C则无需对道路等级进行调整,若Q≥C则需要对道路等级进行调整,调整完毕后重新计算道路通行能力,并与交通量Q进行比较,直到Q<C为止。
本发明提供了一种机场货运交通需求实时计算系统的较佳实施例的功能原理框图,如图4所示,其中,系统包括:
货物运输量计算模块,用于获取机场货运主要节点、货运流程模式、年进出场货物总量、吞吐量等参数、基于货物总量平衡理论以及货物吞吐量与货运交通量关系模型,来进行货物运输量的计算;
道路交通量分配计算模块,用于根据每个机场货站货物可承载量、货运公司堆场进出货物总量、航空港货物吞吐量为吸引强度进行道路交通量分配计算;
现状通行能力计算模块,用于基于现状机场货运道路等级及断面情况计算道路现状通行能力;
道路交通状态评价模块。用于将每条道路分配的交通量与道路现状等级通行能力进行比较,对道路交通状态进行评价;
道路等级调整模块。若现状通行能力满足道路分配的交通量则无需对道路等级进行调整,若不满足道路分配的交通量则需要对道路等级进行调整,提高道路的通行能力和运输效率。
以下为应用本发明的一个具体实施例。
以某国际机场为具体实施例对本发明一种机场货运交通需求实时计算方法及系统作进一步详细描述,该机场包括5个货运公司堆场、4个机场货站以及2个航空港。根据调查,其高峰日货运量系数为1.1,高峰小时货运系数为0.118,车辆空载率为0.5,车辆满载率为0.45,最小安全车头时距为6.52s。
表1货运公司堆场的基本情况
编号 |
货运公司堆场名称 |
年进场货物总量(吨) |
年出场货物总量(吨) |
1 |
振国货运 |
139771.8 |
91488.6 |
2 |
港强货运 |
104827.8 |
137230.8 |
3 |
海森货运 |
111816.6 |
85768.2 |
4 |
海陆货运 |
167727 |
142951.2 |
5 |
联盟货运 |
174715.8 |
114361.8 |
表2机场货站基本情况
机场货站 |
货物承载量(吨) |
1 |
15000 |
2 |
10000 |
3 |
13000 |
4 |
12000 |
表3航空港基本情况
编号 |
航空港名称 |
年进口货物总量(吨) |
年出口货物总量(吨) |
1 |
1号港 |
570126 |
507281 |
2 |
2号港 |
582542 |
518329 |
表4机场道路基本情况
表5机场货运车辆基本情况
基于上述机场货运基本情况,按照机场货运交通需求实时计算系统的原理和方法,进行机场货运交通需求的计算,得到如下的交通需求分配表
表6模式一货运公司堆场到机场货站交通需求分配表
|
1 |
2 |
3 |
4 |
振国货运 |
35 |
23 |
31 |
28 |
港强货运 |
53 |
35 |
46 |
42 |
海森货运 |
33 |
22 |
29 |
26 |
海陆货运 |
55 |
37 |
48 |
44 |
联盟货运 |
44 |
29 |
38 |
35 |
表7模式一机场货站到航空港交通需求分配表
|
1号港 |
2号港 |
1 |
167 |
170 |
2 |
121 |
124 |
3 |
157 |
161 |
4 |
145 |
148 |
表8模式一航空港到机场货站交通需求分配表
|
1 |
2 |
3 |
4 |
1号港 |
133 |
89 |
115 |
106 |
2号港 |
136 |
91 |
118 |
109 |
表9模式一机场货站到货运公司堆场交通需求分配表
|
振国货运 |
港强货运 |
海森货运 |
海陆货运 |
联盟货运 |
1 |
90 |
67 |
72 |
108 |
112 |
2 |
60 |
45 |
48 |
72 |
75 |
3 |
78 |
58 |
62 |
93 |
97 |
4 |
72 |
58 |
62 |
133 |
139 |
表10模式二机场货站到航空港交通需求分配表
|
1号港 |
2号港 |
1 |
86 |
88 |
2 |
58 |
59 |
3 |
75 |
77 |
4 |
69 |
71 |
表11模式二航空港到机场货站交通需求分配表
|
1 |
2 |
3 |
4 |
1号港 |
86 |
58 |
75 |
69 |
2号港 |
88 |
59 |
77 |
71 |
将各个节点间的交通需求分配到机场货运道路,每条道路分配的交通量Q与道路现状等级通行能力C进行比较,对比结果如表12所示。
表12道路分配的交通量Q与道路现状等级通行能力C对比表
序号 |
道路名称 |
现状通行能力 |
交通需求 |
1 |
货运一号路 |
1080 |
821 |
2 |
货运二号路 |
1080 |
354 |
3 |
货运三号路 |
1080 |
1159 |
4 |
领航一路 |
1620 |
1610 |
5 |
领航二路 |
1620 |
1645 |
通过对现状通行能力与交通需求进行对比发现,货运三号路以及领航二路的现状通行能力都无法满足现状的货运交通需求,因此需要对道路进行升级改造,将升级改造后的道路与现状交通需求进行比较,对比结果如表13所示。
表13部分道路分配的交通量Q与道路升级改造后的通行能力C对比表
改造升级后发现道路等级及通行能力能够满足现状的货运交通需求。
以上对本发明实施例所提供的一种机场货运交通需求实时计算方法及系统进行了上述描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨的情况下,还可以做出很多变形,这些均属于本发明的保护之列。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。