摘要：近年来，城市LPG加气站数量与日俱增，加气站规划布局是城市交通系统和LPG加气网络运营通畅的关键因素。本文从有利于城市交通、有利于加气站整体经济效益以及安全方面对城市LPG加气站的布局进行综合评价。
关键词：LPG加气站；评价指标；标号法
近年来，由于人们对于能源危机和环境污染问题的重视，“清洁能源”车辆得到了迅猛的发展，广泛的应用于城市交通。国内许多城市都将公交车、出租车改装成LPG等清洁能源车辆。与此同时，为了满足LPG车辆的加气需求，LPG加气站的建设也在蓬勃的开展中。加气站作为城市交通的枢纽之一，其规划选址对整个城市系统来说，是关系到加气站网络能否形成、网络运行能否畅通的关键，而网络的结构则是实现其服务功能、发挥枢纽作用和提高整个系统的经济效益的根本保证。目前对于LPG加气站的规划布局没有一个统一的标准，各城市都依照各自的特点进行优化选址，最终确定布局方案。而方案是否合理，是否有利于城市交通还是对交通造成负面影响，则须对所选站点进行评价才能得出结论。选址的优劣是由多种因素决定，对这些相关因素需要作综合考虑，以便全面评价方案的好坏。对每个影响因素要提出评价指标，以便能根据评价指标选取最合理可行的方案。
一、评价指标的确定
城市LPG加气站的选址直接关系到用户在前往加气过程中空驶里程及加气时间的长短，影响用户使用的经济性和加气行为决策。因此可以将加气空驶里程和加气时间的长短作为评价加气站选址是否合理的一个指标。城市LPG车辆加气的过程是城市交通系统的一个组成部分，加气过程中会其形成一股特殊的“加气交通流”，当这一交通流在某条路段上超过了该段道路的额定容量时，势必造成该路段交通堵塞，从而影响整个城市交通。因此，加气流是否造成路段交通堵塞，也是评价加气站选址合理的一项重要指标。LPG车辆形成的加气交通流，也影响着整个城市道路系统的经济性，因此，以整个LPG网络用户前往加气所耗费的费用作为一个评价指标，从经济方面评价加气站的选址，对比之后确定最优的方案。城市LPG加气站的安全问题是评价阶段不可忽略的一个环节。应从LPG加气站所采用的生产工艺、储气方式、与重要单位和建筑的距离等各方面综合评价加气站的安全问题。
二、城市LPG加气服务区的划分
依照“逐条布设，优化成网”的思想，可以将城市LPG加气网络划分为若干个加气服务小区，再分别在这些服务小区内部对加气站点位进行优化布局，最后将各小区综合而形成城市总体的加气网络。从车辆加气行为上看,LPG用户在进行加气选择时总是驶往最近或次近的加气站，因此依据地理方位和城市行政区划来划分小区可以作为一个基本原则。而管理部门为统一协调加气和提高加气站的利用率，应在LPG车辆选择站点时提供一定的引导，这样LPG车辆就会基本固定于某个点位加气，使得划分加气服务小区更具有实际意义。城市LPG加气过程是一受多因素影响的复杂过程，为简化和抽象问题，达到评价的目的，我们可以假设各加气服务小区内的LPG供需是平衡的，同时，可以假定小区内的车辆总是会在小区内的加气站接受加气服务。
三、对城市道路交通影响的评价
目前，城市LPG汽车主要是公共汽车和出租车，它们加气行为的一个共同特征是“不载客专程前往加气”。因此，根据它们的加气行为的特点，可以确定，公交车辆加气行为的发生点为其公交线路的始、末站点或公交停车场；出租车则以客流主要集散地或出租车停车场为加气行为的发生点，如住宅小区、购物中心、枢纽站场等。通过对发生加气需求的站点调查，可以确定出城市LPG用户的需求分布情况。
通过对加气服务小区进行简化处理，结合已获得的加气需求分布的数据，就可得出该小区内LPG加气需求分布的OD矩阵。同时，根据路网结点和用户加气行为的发生点，建立路网矩阵，分析路口容量及道路通行能力，形成路网容量矩阵，从而为容量评价建立起路网信息。
假设LPG车辆加气时总是选择行驶在前往加气的最短路线上，采用标号法或矩阵迭代法求出各OD对的最短路径，并将其记录为：
式中
O——加气服务小区内OD点对的集合
L ——OD点位对应的最小路径的集合
从最安全的状态下考虑，假设在某一时刻全部的OD点对同时达到高峰，则在此加气时段，任意一段道路k的加气交通流量为：
式中
uk——加气OD点对路段选择系数
n——加气点位的数目
qi——各OD点对的交通量
通过以上模型可以得出主要路段的交通容量，从而评价该布局方案对城市交通的影响程度。
四、对城市LPG加气网络整体经济效益的评价
从经济方面考虑，城市LPG加气站选址应以满足整个系统的用户前往加气所耗费的费用最小为最佳。由于用户加气所耗费用主要与行驶里程和耗用时间有关，行驶里程长消耗燃料多，表现为货币费用增加；加气耗用时间长会造成其它工作的延误，间接费用增加，研究表明出行的费用与出行时间是成比例的，因此，可以建立费用耗费模型来衡量LPG加气站布局的经济性。
首先，定义一个函数Ck来表示某路段k上出行的总费用
（2）
式中：
α——单位时间价值，它取决于城市的社会经济状况
β——单位行驶路程的耗费（元/公里），主要由车辆性质和道路交通条件决定
tk——LPG车辆在道路k上的行驶时间
Lk——道路k的长度根据交通工程的研究，路段上车辆的速度与流量存在一定关系，随着速度的增加，流量逐渐增大，而到了一个临界速度值后，流量随着速度的继续增加反而减少。也就是说，相对于道路的最大容量，有一个对应的临界速度。路段上速度和流量之间的函数关系式为：
（3）
其中：
Vk——路段k的自由速度
Vo——路段的临界最大速度
Qo——路段在最大速度时的流量
Qk——路段容许的最大流量
由此，我们可以知道车辆在路段k上行驶的平均时间为：
（4）
式中：
Lk——路段k的长度。
因此，根据式（2）即可算出该路段在交通流为Q时的消耗费用Ck(Q)。路段上的加气交通流是因加气站的建立而出现的，可以认为是因为加气而缠身的交通流增量。由于路段的成本（C）——流量（Q）函数是随着流量的增加而增加的，因此，加气流的出现必将带来成本的增加。为评价加气流对交通的影响，研究相应的边际成本，求解路段在加气流这一增量作用下，所带给路段出行成本的变化，并以此评价加气站选址对城市交通的影响。
设路段k的高峰交通流量为Qk，则在该路段运行的所有车辆的耗费总费用C为：
（5）
为求其边际费用成本
，对函数取偏导，得：
（6）
如果在该路段中，因加气产生的加气交通流量为△Qk，则路段k的运行成本的增加额则为：
（7）
对城市LPG加气站多套选址方案进行评价时，通过上述模型，就可求出各方案中道路网络系统运行成本的增加量，该增加量最小的方案，即为对城市交通影响最小的最佳选址方案。
五、安全方面的评价
LPG加气站的选址还必须符合有关的安全要求，包括LPG的消防安全和交通安全。因此，在对通过上述评价的站址初步方案进行安全检验时，应将方案对照有关规范与标准，进行逐项检验，若均满足要求，则方案通过检验。消防安全的评价可以依据如下表格所示的主要相关的规范来检验核实。
站内加气设施与站外主要建筑物间距要求（m）
注：表中未注明的重要公共建筑物及其它民用建筑物保护类别划分等应符合相关规范规定；“h”代表杆高。
站内主要设施间距要求（m）
交通方面的安全表现在加气站内部设施布局和出入口的设置问题，加气站内部设施的布局应满足加气车辆的通行条件，例如需要足够的转弯半径，加气车辆之间不产生交织等，同时，加气站的出入口设置应与周边道路相协调，保证进出车辆与主线行驶车辆的安全衔接，出入口不宜设置在道路交叉口处。
六、结论
本文从科学的角度出发，系统的研究城市LPG加气站规划布局的评价方法，在综合系统分析基础上，从有利于城市道路交通系统、充分发挥城市LPG加气站网络功能的角度、城市加气站整体经济效益最优以及安全方面综合评价了LPG站点的选址方案，为规划、设计和管理人员提供行之有效的科学方法。
参考文献
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