交通运输系统由各种交通方式相对独立向更加注重一体化融合发展，是构建现代化高质量国家综合立体交通网的必由之路。文章在对综合立体交通多网融合要素构成与系统特征进行深入分析的基础上，结合交通强国和国家综合立体交通网建设的总目标，对综合立体交通多网融合的研究现状、发展需求和挑战进行系统梳理，提出了构建中国特色综合立体交通多网融合理论、建设国家综合立体交通决策支持平台、推进各种运输方式加快向“多网融合”演进、聚焦国家区域协同重大发展战略场景4个方向的重点任务，支撑构建便捷顺畅、经济高效、绿色集约、智能先进、安全可靠的综合交通运输系统。
交通运输是支撑国民经济发展的基础性、先导性、战略性产业，是兴国之要、强国之基。建设交通强国是以习为核心的党中央立足国情、着眼全局、面向未来做出的重大战略决策。中央、国务院先后印发《交通强国建设纲要》《国家综合立体交通网规划纲要》，共同构成了指导加快建设交通强国的纲领性文件，描绘了未来30年中国综合立体交通一体化融合和高质量发展的宏伟蓝图，是推动构建人类命运共同体、提升交通国际话语权和影响力的重要抓手。习在党的二十大报告中指出，加快推进交通强国建设，促进区域协调发展，构建优势互补、高质量发展的区域经济布局和国土空间体系。因此，加快实现现代化高质量综合立体交通网融合发展，对推进社会经济发展、优化国土空间布局、提升综合交通整体效能具有极为重要的意义。
中国综合交通体系建设规模和尺度远超其他国家，正在构建中的超大规模综合立体交通网在人类历史上前所未有，交通网与信息网、能源网等跨行业重大基础设施规划建设尚待统筹与协调。当今世界正经历百年未有之大变局，国内国际新形势对中国综合交通体系提出了更高的要求，亟待突破超大规模综合立体交通多网融合蕴含的关键科学技术瓶颈，以科技创新驱动体制机制革新，促进多种交通方式统筹融合发展。综合立体交通多网融合基础理论与关键技术的突破，有助于深入实施区域协调发展重大战略、主体功能区战略，构建富有韧性的全球产业链供应链体系，服务国民经济与社会中长期发展重大需要。
《国家综合立体交通网规划纲要》指出“到2035年，基本建成便捷顺畅、经济高效、绿色集约、智能先进、安全可靠的现代化高质量国家综合立体交通网”。建设国家综合立体交通网需要推进各种运输方式统筹发展，实现铁路、公路、水运、民航等运输方式相互协调。综合立体交通多网融合更加突出道路、轨道、航空、水路和管道等交通方式一体化融合，充分发挥各种交通方式的组合效率和比较优势，增强交通基础设施网、运输服务网、能源网、信息网的协同性，从而促进资源集约高效利用和提高综合交通运输系统效能，实现“人享其行，物优其流”。图1为国家综合立体交通网主骨架布局示意图。
综合立体交通是各种交通方式优化组合、有效衔接所形成的交通运输系统，其基本目标在于充分发挥各种交通方式的优势条件，从而实现各种交通方式协同发展。相较于单一方式运输，综合立体交通系统的研究对象、分析尺度、供需特征、优化目标等要素特性与变量关系产生根本性变化，是典型的非线 综合立体交通多网融合要素特性变化
交通供给由单一网络向多模式网络组合运力供给和复合网络承载力转变，交通需求由单一方式需求向多方式组合联程联运需求和客货运输异质交通流转变。优化目标转向不同空间尺度下的便捷、高效、经济、集约、智能、韧性等多目标优化。研究重点侧重网络-通道-枢纽协同衔接与集约设计、多方式协同运营组织及基础设施网-运输服务网-能源网-信息网协同融合等。
随着综合交通系统研究的不断深入，以及大数据、人工智能等新技术与交通运输领域的深度融合，综合立体交通多网融合的研究对象不断精细化，逐渐由宏观静态网络规划扩展为考虑动态供需和系统不确定性的网络选型和衔接优化。作为综合交通的重要节点，综合枢纽的宏观定位与系统规划格局不断延伸。除了传统的建设规模、选址优化问题以外，枢纽集群运力资源匹配、协同布局方案、实时运营管控等方面的理论与技术受到越来越多学者的关注。多方式联程联运、一体化出行等概念在世界范围内的兴起，进一步推动综合交通运输从简单的多方式衔接向复杂网络耦合和智慧运行调控转变。
综合交通网络具有复杂系统特征，其规划设计问题的重点是多层级网络拓扑结构属性（如韧性、鲁棒性、恢复力）。早期综合交通网络规划的研究多以城市交通和城际多模式交通为对象，围绕城市多模式交通网络，探究多种交通方式规模、布局、模式等相互协同，研究尺度基本以城市为中心。近年来，针对多网融合系统的研究对象更加精细，针对空铁联运、公铁联运和城市多模式交通网络优化的研究逐渐兴起。
国外在城市内部主要关注城市轨道交通网与其他出行网络的融合，都市圈层面则注重城际铁路网与城市交通运输网络的衔接，建设了日本东京都轨道网、英国伦敦都市圈轨道交通网等大型交通网络。在跨区域层次，北美城市和欧洲城市在旅客运输的侧重点方面呈现显著差异，北美城市更加关注航空网与其他网络的融合，而欧洲城市则在跨区域/跨国境铁路网与其他网络的融合方面形成了更多成果。
与国外类似，中国早期的综合交通网络研究多针对城市内部的网络规划与运营。近年来，综合交通运输基础设施不断完善，数字信息技术迅速发展，都市圈、城市群一体化发展趋势逐渐凸显，国内研究开始向综合交通拓展，综合交通规划设计理论注重多层级交通网络和多尺度国土空间融合。应用场景不断向城际网络延伸，道路、轨道、航空、水路和管道多模式运输网络的耦合机理解析和网络特性提升成为研究的重点难点问题。面向国家安全和产业统筹发展，针对日益复杂的政治与自然环境，加强综合交通网络韧性，提升突发事件下网络通道和枢纽节点功能的快速恢复能力，成为当前综合交通网络研究的热点。
现阶段综合客运网络研究对象集中在面向城际通勤的多层级轨道交通网络协同优化和不同出行方式间的衔接，尤其“最后一公里”衔接成为最受关注的问题之一。货运方面，海陆联运、国际铁路联运等更多样化和更大尺度的多式联运初步形成。综合运输关注大宗货物、集装箱的中长距离高效运输，通过不同层级和不同方式运输网络协同规划设计，提高综合交通网络货运服务水平，推动“公转水”“公转铁”结构化转型。
综合枢纽是多网融合的重要锚点。早期研究多以航空枢纽为节点，探索航空与铁路或城市交通相结合的城市群枢纽协同布局和供需匹配。近年来，枢纽的宏观定位与系统规划格局逐渐从单个城市扩展到更大区域，以枢纽为节点的多种交通方式的融合成为研究重点。
由于发达国家大城市结构和用地布局形态已经相对稳定，国外综合枢纽研究主要集中于需求分析、微观设计及服务衔接等方面。以综合枢纽为锚点的多式联运布局规划、运营策略与调度衔接研究推动了多式联运枢纽的发展，如芝加哥公铁联运枢纽和洛杉矶的海铁联运枢纽等。随着大数据产业和乘客行为偏好挖掘方法的发展，基于数据驱动的综合交通枢纽用户行为特征分析和理论建模取得了长足进步，并在英国伦敦国王十字车站、德国法兰克福机场等枢纽进行了实证研究。
中国综合交通枢纽基础设施仍处于建设阶段，大量研究关注枢纽规划设计层面的问题，包括选址、布局、规划和设计。随着上海虹桥综合枢纽、北京大兴国际机场等大型综合枢纽的建成，枢纽间的供需平衡、换乘衔接开始得到广泛关注，以系统成本、效率、可达性等指标建立了城际枢纽一体化衔接评价体系与优化方法。
联程联运是实现综合交通基础设施网与运输服务网衔接的重要手段。国外的货物多式联运实践起步较早，早期联程联运组织主要关注多方式间的衔接优化。20世纪60年代，以国际海运为核心的多式联运成为跨区域货物运输的重要形式；1980年，联合国通过《联合国国际货物多式联运公约》，跨区域和地区内多式联运进一步发展。近年来，海铁联运等货物多式联运向综合化、信息化发展，依托互联网、大数据等新兴科技解决多式联运“最后一公里”成为降低货物运输成本的重要环节。
21世纪以来，客运联程逐步转向公共交通服务整合和多方式组合出行方案生成，“出行即服务”（Mobility as a Service，MaaS）的理念应运而生，强调一票制出行、一体化组织、无缝衔接和个性化服务，近年在瑞典、德国、芬兰、澳大利亚等国家已经开展了实际应用。依托MaaS等集成服务框架，近年的相关研究聚焦出行者的出行方案选择行为机理和出行方案匹配、公共交通接驳方式偏好和接驳方式优化等方面。
得益于丰富的综合交通应用场景，中国学者针对城市群城际交通出行特点，从空铁、空巴、公铁等联程方式入手，开展了出行行为偏好和客流特征的研究，基于此，提出了旅客联程出行方案生成方法。尽管MaaS理念引入中国时间不长，行业已经开展了相关服务的探索，如地图服务商提供的静态路径规划和集成购票平台，在线旅游服务企业提供的行程规划、出行预约和支付一体化服务等。当前，国内联程出行应用实践初步开展、逐渐深化，以上海市“随申行”MaaS出行平台为代表，上海、广州、深圳等城市初步打通多种城市交通方式运营组织壁垒，逐步实现“一卡通全市”服务目标。京津冀、长三角、珠三角等城市群充分利用现有客运网络，构建了12306、携程等服务平台，铁路、水路、航空客运实现票务数据共享，初步实现了城际全链条、一体化出行服务，客运联程运输在城际运输中的占比稳步攀升（图2）。
针对集装箱、大宗货物、物流包裹等货物运输类型，中国初步开展了“一单制”智慧多式联运探索。以海铁联运、铁水联运等形式为依托，围绕单证标准化和电子化、全程全链条协同运行和“一单制”法规规则等内容开展理论研究。构建了京铁云智慧物流平台、长江经济带多式联运公共信息与交易平台等多式联运信息服务平台，部分运输服务企业，如中国外运股份有限公司等整合自身多方式运输资源，提供国际多式联运服务，开展了诸如“西部陆海新通道”等多式联运实践，引导货物运输的“公转铁”“公转水”，面向便捷、高效、绿色、经济目标进行运输结构转型。
国外综合交通网络研究呈现两个特点。第一，由于发达国家的基础建设比较完善，发达国家的综合网络设计研究更注重行为需求和网络运行，网络规划类、网络选型和网络容量研究进展相对缓慢。第二，随着自动驾驶、共享出行等新技术的出现，国外综合交通网络研究开始将这类新元素纳入城市内部多网融合中，而针对城际、跨区域大尺度网络的研究则相对匮乏。
相比于主要发达国家，中国多网融合的研究尺度更大、涉及的交通方式更多，出行运输需求更复杂。然而，中国综合交通运输网络的相关研究对象较为单一，道路、轨道、航空、水路和管道等异质交通网络间的竞合关系和匹配衔接仍有待深入挖掘，多种运输方式综合衔接水平有待加强。由于各种运输方式信息服务水平存在差距，交通数据资源共享、整合存在壁垒，难以满足客运“一票制”和货运“一单制”的服务需求，综合运行监测与管控能力有待提升。
移动互联与大数据、人工智能等新一轮科技革命正推动交通运输科技深刻变革，传统理论方法难以适应未来科学技术发展，面临重构的需求迫切。从多网融合带来的交通要素数量和要素间关系的变化出发，构建多层次、多模式互相协调的网络体系，通过一体化、数字化、智能化促进不同交通运输方式有效协同，实现不同交通运输方式融合发展，提升综合交通运输系统整体效能，是当前交通运输科技发展的主要趋势。
综合立体交通网络系统要素众多，多种交通方式之间竞合共生，传统单一交通网络规划设计方法容易造成设施空间相互制约、工程建设顾此失彼等问题，网络、通道、枢纽等国土空间资源与设施集约利用率相对较低，无法支撑国民经济稳定运行与全球产业体系合理布局。欧美发达国家持续制定综合交通顶层发展战略，布局复合交通网络时空耦合、协同优化与高效能计算基础理论和关键技术研发，从可靠性、可达性、抗毁性等多个方面开展区域综合交通网络韧性分析，构建综合交通复杂网络理论，实现城市群多模式交通网络协同运行，提升交通网络整体韧性。美国《2050年远景：国家综合运输系统》、欧盟《未来交通政策白皮书》等制定了促进各种运输方式协调发展的战略和政策，通过综合交通枢纽建设促进不同交通网络的合理配置与集约设计，综合立体交通集约规划设计已成为全球共识。因此，面向中国规模庞大的综合立体交通网，突破共空间规划设计瓶颈，加强交通规划与国土空间规划衔接，实现综合立体交通网韧性提升和资源集约，是综合交通系统研究亟待突破的重要前沿方向。
现代综合交通运输系统每天产生海量庞杂、异质多元、大范围时空关联的数据，蕴含着丰富的信息价值。然而，综合交通数字化技术体系尚未建立，不同部门掌握的大数据结构各异、标准不一，跨部门、跨行业、跨场景的数据难以有效融合、分析效率低下。欧美发达国家持续研发交通基础设施（群）数字化升级关键技术，推进基于新一代信息技术的数字基础设施与综合交通系统的深度融合，打造支撑跨方式、跨部门、跨地域数据共享与协同创新的城市（群）数据库系统及综合交通服务大数据平台，利用海量大数据提升系统运行效能与公共服务能力。欧盟委员会发布《可持续与智能交通战略》，要求全面推动交通运输系统与基础设施的数字化和智能化，并形成全周期全要素动态监测与评估系统平台。因此，加快交通信息大数据应用的基础理论、关键模型与仿真软件自主研发，开展面向规划建设、运行维护、应急保障等业务功能的应用场景预案设计，在国家综合交通运输信息平台上开发形成中国完全自主的综合交通信息模型体系，是综合交通运输系统数字化转型发展的重要前沿方向。
交通运输智能服务的关键是实现多模式分散通供给与动态个性实时感知下海量并发客货运输需求的精准匹配。然而，不同交通运输方式在网络、信息和服务层面难以做到“互联互通、共建共享”，导致综合交通智能管控、协同调度、联程运输、多式联运等长期成为综合交通运输系统智能服务的技术瓶颈，联程联运高效服务和智能管控难以实现。欧盟“马可波罗计划”借助信息与物联网深度融合，实现运载工具、港口航运基础设施、货物间信息共享，以及多式联运、货运一体化和联运信息化。欧美发达国家持续强化综合交通智能服务能力，开展综合交通数据挖掘、运输网络态势辨识、协同运行等前沿理论与技术研发，注重多方式整合提升交通出行效率，以MaaS为理念构建多方式一体化智慧出行系统。旅客联程服务、货物自动转运优化等技术是综合交通系统协同运行与智能服务研发重点。因此，突破联程联运全链组织与智能服务关键技术瓶颈，建立一体化的协同运行与智能服务系统，实现综合交通运输系统服务便捷、经济，是当前综合交通运输系统智能服务的重要前沿方向。
加快建设交通强国，必须把科技创新摆在更加突出的核心地位，努力实现高水平科技自立自强。要面向支撑现代产业体系的运行和发展，服务国家（区域）重大战略，持续开展综合立体交通多网融合基础理论与关键技术研究。聚焦综合立体交通网络-通道-枢纽资源集约利用、个性化出行服务、货物高效转运等问题，探究网络协同规划设计、枢纽通道集约运行、联程联运组织、综合效能评估等理论技术，并依托京津冀、长三角、粤港澳大湾区等城市群或重要都市圈的典型应用场景，开展综合立体交通多网融合理论和关键技术的测试验证，如图3所示。
综合考虑国土空间、经济成本、韧性保障、社会效益等因素，构建复杂约束条件下的多网融合优化设计方法，探究综合立体交通网规模设定、模式选型、层级匹配、网络拓扑等要素设计。开展韧性综合立体交通系统理论与技术研究，突破综合立体交通系统韧性评估与监测，以及面向规划设计和应急管控的韧性提升技术。研究多方式交通集散转换需求与枢纽空间功能结构的交互作用规律，提出综合交通枢纽空间集约设计方法，探究综合运输通道多方式共线与断面优化理论技术。研究多方式客运联程运输协同服务提升和货物多式联运全网全链优化技术，以及客货枢纽多方式接驳与转运技术。推动交通基础设施网、运输服务网、信息网、能源网的融合发展，建立全链条、全周期的交通基础设施智能化设计技术，建设交通自洽能源系统，推动交通、能源、互联网、充（换）能设施网络优化等技术研发。
打破行政区域与行业部门的“数字鸿沟”，推进综合交通运输基础数据与信息的交换、融合、统一与共享，满足交通运输业务处理、公众信息服务和政府决策的数据支持需求。研究综合交通运输系统数字化解析与多尺度全息几何网络构建方法，提出综合立体交通系统多网融合的数字表征技术，突破超大规模综合立体交通网络智能解析与承载能力高效计算等关键技术瓶颈，构建综合立体交通跨部门跨行业决策支持平台。
构建综合交通大数据中心体系，有效支撑综合立体交通决策支持平台功能实现。开发多源异构数据融合技术，形成适合中国国情的综合交通运输多源大数据接入、处理、封装、存储、提取与迁移的标准化体系，建立动静态交通运输信息交换与数据共享规范，推动综合交通运输数据跨运输方式、跨发展阶段的融合运用。研发综合交通多模式异质网络拓扑结构、多网融合交通需求分析和超大规模异质网络一体化交通分配等综合交通信息模型体系，建立支撑综合立体交通多网融合的数据应用技术体系。
建设现代化高质量国家综合立体交通系统，需要充分发挥道路、轨道、航空、水路、管道多种运输方式的比较优势和组合效率，注重不同运输方式之间的衔接与协同，精准补齐短板。统筹不同交通方式通道规划建设，促进由单一通道向综合立体发展，推动交通设施资源整合与集中布局，共享服务功能空间。各种运输方式基于自身技术经济特性，通过空铁联运、公铁联运、铁水联运、管水联运等形式加快向综合立体交通“多网融合”演进。
道路交通是国民经济、国防安全和人民生活的基础和命脉，是综合立体交通系统中完整出行不可或缺的环节。提高不同运输方式间的互联互通水平，道路交通要起到先行示范作用，充分发挥“门到门”优势，形成对综合立体交通系统全过程、全链条的核心支撑。解析道路交通与其他方式的组合运输特征与需求机理，构建支撑综合交通集疏运体系的道路网络。研究道路交通与其他方式空间要素耦合与交互规律，完善支撑综合交通资源集约利用的通道与枢纽设施。研究道路交通与其他运输方式的衔接与协同关系，建立支撑综合交通高效经济客货运输的多方式联程联运服务。研究道路交通韧性提升与应急管控技术，提升对综合交通可靠运行的全地域、全天候保障能力。
聚集国家区域协同重大发展战略场景，开展基础理论研究和关键技术的示范应用，全面提升综合交通运输网络和节点的系统运行效能。在京津冀、长三角、粤港澳大湾区等区域典型城市群开展综合立体交通网络协同规划与融合设计的仿真测试，在大型铁路枢纽、港口、空港、陆港等开展综合交通枢纽高效运行提升工作，依托国家综合立体交通主骨架开展通道集约设计，以及依托空铁联运、公铁联运、铁水联运、管水联运等联程运输、多式联运场景开展综合交通一体化运行服务的关键技术测试验证。通过面向国家、区域、城市群、都市圈、中心城市等重点应用场景的示范应用，为实施国家重大发展战略提供高效、集约的综合交通运输系统支撑，促进现代产业体系的运行和发展。
经过几代交通人的接续努力，中国在综合交通运输领域取得了一系列世界瞩目的成就，交通运输基础设施网络日趋完善。通过一体化、数字化、智能化促进不同交通运输方式有效协同，实现多种交通运输方式融合发展，有助于推动区域协调发展重大战略实施，协助构建富有韧性的全球产业链供应链体系，服务国民经济与社会中长期发展。当前，亟待以科技创新驱动体制机制革新，突破多种交通运输方式协同发展的科学技术瓶颈，研究具有中国特色的综合立体交通多网融合基础理论和关键技术，推进各种运输方式加快向“多网融合”演进，充分发挥道路交通对“多网融合”的全链条核心支撑作用，建设国家综合立体交通决策支持平台。要围绕交通强国建设的重点任务，引领有组织科研范式变革，聚焦国家重大发展战略场景，形成综合立体交通多网融合应用示范，努力当好中国现代化的开路先锋。
全文刊载于《前瞻科技》2023年第3期道路交通工程专刊”，点击文末“阅读原文”获取全文。
