本發(fā)明涉及高速公路服務(wù)區(qū)布局規(guī)劃方法，具體涉及一種開放式服務(wù)區(qū)選址分布方法。
背景技術(shù)：
：近年來，我國交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展較快，在設(shè)施規(guī)?？偭俊⑦\(yùn)輸能力供給和服務(wù)質(zhì)量等方面取得了較大成效，交通運(yùn)輸已開始進(jìn)入各種運(yùn)輸方式協(xié)調(diào)發(fā)展、能力擴(kuò)張與質(zhì)量提高并進(jìn)、全面建設(shè)現(xiàn)代化綜合交通體系的新發(fā)展階段。但從適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求、促進(jìn)社會進(jìn)步和改善人民生活質(zhì)量來衡量，仍有相當(dāng)差距。當(dāng)前，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對服務(wù)區(qū)建設(shè)管理提出了新要求。第一，高速公路路網(wǎng)的形成將使高速公路在長距離客貨運(yùn)輸中發(fā)揮更大的作用，交通量迅猛增長，規(guī)模效益日益顯著，由此帶來客貨集散并促成高速公路物流和高速公路快速客運(yùn)系統(tǒng)的需求產(chǎn)生和發(fā)展推動。第二，車輛保有量的急速增長和城市道路交通的日益擁擠也在促使城市管理特別是交通管理向新的模式發(fā)展，通過綜合運(yùn)輸樞紐的規(guī)劃建設(shè)，以停車換乘方式進(jìn)入市區(qū)將是外來車輛管理的一種必然選擇。第三，服務(wù)區(qū)的窗口功能也要求服務(wù)區(qū)在地方特色旅游資源導(dǎo)示和產(chǎn)品開發(fā)、農(nóng)副產(chǎn)品產(chǎn)銷等方面發(fā)揮更為重要的作用。第四，物質(zhì)文化生活水平的提高和小汽車進(jìn)入家庭，人們的出行目的和方式呈現(xiàn)多樣化，駕乘人員對服務(wù)區(qū)的需求也發(fā)生變化，以休閑、娛樂、觀光為主的個性化出行比例迅速提高并將進(jìn)一步發(fā)展，要求服務(wù)區(qū)提供多樣性、靈活性和差異性服務(wù)的要求更加強(qiáng)烈?，F(xiàn)有技術(shù)中常見的選址模式模型有一下幾種：(1)客流量決定法選址客流決定法選址模型分為兩類：客流集散量選址法和客流量選址法模型?？土骷⒘窟x址法模型簡單實(shí)用，客貨流集散量是一個很重要的樞紐設(shè)置指標(biāo)，選址依據(jù)比較嚴(yán)密。該模型的不足之處是沒有從整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上考慮客流的流量、流向問題，導(dǎo)致樞紐的選址結(jié)果缺乏全盤考慮?？土髁窟x址法從整個路網(wǎng)系統(tǒng)的角度考慮過往客流，其規(guī)劃結(jié)果能為建立客貨流交通走廊等后續(xù)規(guī)劃打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；同時，該模型便于結(jié)合公交需求預(yù)測進(jìn)行規(guī)劃，從而使選址結(jié)果更能適應(yīng)樞紐規(guī)劃要求。但該模型以有完整的客流OD矩陣及公交網(wǎng)絡(luò)為前提，數(shù)據(jù)采集難度大。(2)重心法選址重心法選址模型，即用重力模型進(jìn)行樞紐選址，是將生成交通流的交通小區(qū)看成是分布在某一平面范圍內(nèi)的物體系統(tǒng)，各小區(qū)的出行吸引量和發(fā)生量看成是物體的重量，假設(shè)路網(wǎng)系統(tǒng)的重心為換乘樞紐的最佳設(shè)置點(diǎn)，以該假設(shè)地點(diǎn)作為樞紐地址初始值，通過迭代法，利用確定物體重心的方法來確定換乘樞紐的位置,但此類選址模型通常需要迭代多次，計(jì)算用時較長，并在迭代過程中失真較大。(3)最短路法選址最短路法選址模型：我們可以依據(jù)經(jīng)過備選樞紐點(diǎn)之間的公交路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或OD對之間最短路及次短路的條數(shù)來確定樞紐位置，這種樞紐選址方法我們稱為最短路選址方法，相應(yīng)的模型我們成為最短路法選址模型。該模型的依據(jù)是：在各點(diǎn)(或OD對)之間交往的過程中，被通過次數(shù)最多的節(jié)點(diǎn)，其道路條件、交通條件都較好，且位于多對節(jié)點(diǎn)之間交通的最短路上，但此類模型在計(jì)算最短路時容易過于追求最短路，忽視某些功能應(yīng)用，同樣存在一定失真。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的是盡可能避免由于服務(wù)區(qū)選址設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的不斷改建、重建，避免資源浪費(fèi)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種開放式服務(wù)區(qū)選址分布方法，包括如下步驟：S1：計(jì)算高速公路的影響半徑R；S1a：建立影響半徑模型；以高速公路為“生長軸”，服務(wù)區(qū)和互通連接的沿線區(qū)縣為增長極，考慮費(fèi)用和時間，構(gòu)建影響半徑的模型：設(shè)AB表示高速公路路段，C點(diǎn)代表沿線區(qū)域影響點(diǎn)，且CB為C點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)輸費(fèi)用最少的路線，CA為C點(diǎn)到A點(diǎn)運(yùn)輸時間最短的路線，則影響半徑的模型如公式(1)；optRA＝max(Rf,Rt)(1)；s.t.FCARC+FABLAB≤FCBLCB(2-1)Rt′VCA+LABVAB≤LABVCB(2-2)---(2);]]>其中，RA表示A點(diǎn)的影響半徑，Rf,表示基于運(yùn)輸費(fèi)用影響半徑，Rt表示基于運(yùn)輸時間影響半徑；公式(2)中的表達(dá)式(2-1)為約束條件一，其從運(yùn)輸費(fèi)用最少的角度限制了基于運(yùn)輸費(fèi)用的A點(diǎn)影響半徑RC，RC＝Rf；公式(2)中的表達(dá)式(2-2)為約束條件二，其從運(yùn)輸耗時最小的角度限制了基于運(yùn)輸耗時的A點(diǎn)影響半徑R′t，R′t＝Rt；其中，F(xiàn)CA表示C點(diǎn)到A點(diǎn)的運(yùn)輸成本，F(xiàn)AB表示A點(diǎn)到B點(diǎn)的運(yùn)輸成本，F(xiàn)CB表示C點(diǎn)到B點(diǎn)的運(yùn)輸成本，LAB表示A點(diǎn)到B點(diǎn)的距離，LCB表示C點(diǎn)到B點(diǎn)的距離，VCA表示C點(diǎn)到A點(diǎn)的運(yùn)輸速度，VAB表示A點(diǎn)到B點(diǎn)的運(yùn)輸速度，VCB表示C點(diǎn)到B點(diǎn)的運(yùn)輸速度；S1b：設(shè)目標(biāo)高速公路欲設(shè)定的r個服務(wù)區(qū)，則根據(jù)步驟S1a設(shè)定的模型，可計(jì)算得到r-1個影響半徑，對該r-1個影響半徑求平均，得到該高速公路的影響半徑R；R=1r-1Σi=1r-1Ri---(3);]]>其中，Ri表示第i個服務(wù)區(qū)的影響半徑；S2：確定目標(biāo)高速公路服務(wù)區(qū)布局備選方案；S2a：基于流量最大建立選址模型；目標(biāo)函數(shù)：約束條件：r<n(4-2)；δj，δ’i，f′≤1(4-3)；fj＝kj≥1，kj∈Z(4-4)；Lmin≤Li,i+1≤Lmax(4-5)；其中，Q、Q車、Q客分別表示交通流量、小車流量以及客車流量；j賦值1、2和3時，分別表示大、中、小型車；r表示目標(biāo)高速公路擬建服務(wù)區(qū)的數(shù)量；fj表示第i個服務(wù)區(qū)j型車平均載客量；δj表示目標(biāo)高速公路第i個服務(wù)區(qū)j型車的駛?cè)肼?；qij表示目標(biāo)高速公路在第i個服務(wù)區(qū)斷面的j型車流量；yi表示服務(wù)區(qū)，f′i表示第i個服務(wù)區(qū)影響范圍內(nèi)的居住率；δ’i表示第i個服務(wù)區(qū)影響范圍內(nèi)服務(wù)區(qū)對象的選擇系數(shù)，即服務(wù)區(qū)對象選擇率；pi表示第i個服務(wù)區(qū)影響范圍內(nèi)的居民量；Cmin表示服務(wù)區(qū)最小客流量；n為服務(wù)區(qū)站點(diǎn)的數(shù)量，取經(jīng)驗(yàn)值；kj為j型車平均載客量，取經(jīng)驗(yàn)值；Z是實(shí)數(shù)；Li,i+1表示第i個服務(wù)區(qū)與第i+1個服務(wù)區(qū)之間的間距；Lmin，Lmax分別表示標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中規(guī)定的目標(biāo)高速公路相鄰兩個服務(wù)區(qū)的最小、最大間距；S2b：求解S2a建立的選址分布模型，形成目標(biāo)高速公路服務(wù)區(qū)多個布局備選方案；S3：優(yōu)化目標(biāo)高速公路服務(wù)區(qū)多個布局備選方案，確定最終布局方案；提取步驟S2得到目標(biāo)高速公路服務(wù)區(qū)多個布局備選方案過程中所用到的所有評價指標(biāo)的值；其中，定性評價指標(biāo)采用專家打分形式獲得其值，定量評價指標(biāo)利用DAGF算法進(jìn)行確定；S3a：對目標(biāo)高速公路服務(wù)區(qū)每個布局備選方案的所有評價值指標(biāo)按各層次的評價指標(biāo)對目標(biāo)Z的權(quán)重進(jìn)行分類，設(shè)：一級評價指標(biāo)組成的集合U＝{U1，U2，...，Um}；二級評價指標(biāo)組成的集合V＝{Vi1，Vi2，...，Vin}；三級評價指標(biāo)組成的集合W＝{Wij1，Wij2，...，Wijn}；S3b：a)對于成本型評價指標(biāo)，其無量綱化變換公式為：bi=max(di)-dimax(di)-min(di)×10---(5-1a);]]>bij=max(dij)-dijmax(dij)-min(dij)×10---(5-1b);]]>bijk=max(dijk)-dijkmax(dijk)-min(dijk)×10---(5-1c);]]>其中，max(di)表示評價指標(biāo)Ui中的最大值；di為評價指標(biāo)Ui的值；min(di)表示評價指標(biāo)Ui中的最小值；max(dij)表示評價指標(biāo)Vij中的最大值；dij為評價指標(biāo)Vij的值；min(dij)表示評價指標(biāo)Vij中的最小值；max(dijk)表示評價指標(biāo)Wijk中的最大值；dijk為評價指標(biāo)wijk的值；min(dijk)表示評價指標(biāo)Wijk中的最小值，i＝1,2,...,m，j＝1,2,...,n，k＝1,2,...,o，m,n,o都是整數(shù)；b)對于效益型評價指標(biāo)，無量綱化變換公式為：bi=di-min(di)max(di)-min(di)×10---(5-2a);]]>bij=dij-min(dij)max(dij)-min(dij)×10---(5-2b);]]>bijk=dijk-min(dijk)max(dijk)-min(dijk)×10---(5-2c);]]>c)對于區(qū)間型評價指標(biāo)，無量綱化變換公式為：bi=1-S1-dimax{S1-min(di),max(di)-S2}×10,di<S11-di-S2max{S1-min(di),max(di)-S2}×10,S2<di---(5-3a);]]>bij=1-S1-dijmax{S1-min(dij),max(dij)-S2}×10,dij<S11-dij-S2max{S1-min(dij),max(dij)-S2}×10,S2<dij---(5-3b);]]>bijk=1-S1-dijkmax{S1-min(dijk),max(dijk)-S2}×10,dijk<S11-dijk-S2max{S1-min(dijk),max(dijk)-S2}×10,S2<dijk---(5-3c);]]>式中：[S1,S2]為評價指標(biāo)wijk的最佳區(qū)間，S1和S2取為經(jīng)驗(yàn)值；S3c：評價指標(biāo)的權(quán)重確定；設(shè)一級指標(biāo)Ui的權(quán)重為ai,i＝1,2,...m，其指標(biāo)權(quán)重向量A＝{a1,a2,...am},且ai≥0,二級評價指標(biāo)Vij的權(quán)重為aij,i＝1,2,...m；j＝1,2,...n，其指標(biāo)權(quán)重Ai＝{ai1,ai2,...ain}，且aij≥0,三級評價指標(biāo)Wijk的權(quán)重為aijk,i＝1,2,...m；j＝1,2,...n；k＝1,2,...o，其指標(biāo)權(quán)重Aij＝{aij1,aij2,...aijn}，且aijk≥0,A)構(gòu)建判斷矩陣P：將所有評價指標(biāo)隨機(jī)排序，根據(jù)相鄰評價指標(biāo)中，前者后與后者重要性關(guān)系選擇標(biāo)度，具體如下：前者比后者同等重要，標(biāo)度為1；前者比后者稍微重要，標(biāo)度為3；前者比后者明顯重要，標(biāo)度為5；前者比后者強(qiáng)烈重要，標(biāo)度為7；前者比后者極端重要，標(biāo)度為9；前者與后者的重要性介于同等重要與稍微重要之間，標(biāo)度為2；前者與后者的重要性介于稍微重要與明顯重要之間，標(biāo)度為4；前者與后者的重要性介于明顯重要與強(qiáng)烈重要之間，標(biāo)度為6；前者與后者的重要性介于強(qiáng)烈重要與極端重要之間，標(biāo)度為8；B)一致性檢驗(yàn)；判斷矩陣特征根為λmax，判斷矩陣為p階時，一致性指標(biāo)CI計(jì)算公式如下：CI=λmax-pp-1---(6);]]>當(dāng)CI<0.1時，排序結(jié)果具有滿意一致性，否則調(diào)整判斷矩陣中作為元素的標(biāo)度；S3d：評價參數(shù)的計(jì)算；Ⅰ)評價灰類的確定；確定評價標(biāo)準(zhǔn)集合F：F＝{F1,F2,F3,F4,F5}五個等級，對應(yīng)評估灰類序號為e{e＝1,2,3,4,5}；為描述所述五個等級的評價灰類，確定評價灰類的白化函數(shù)fe(dijk)；e＝1時，e＝2時，e＝3時，e＝4時，e＝5時，Ⅱ)灰色評價系數(shù)、評價權(quán)向量及權(quán)矩陣的計(jì)算；若評價指標(biāo)Wijk為定量指標(biāo)，則其屬于第e個評價灰類的灰色評價系數(shù)為：Xijke=fe(dijk)---(8-1);]]>若評價指標(biāo)Wijk為定性指標(biāo)，且共有p個專家對其進(jìn)行評價，其屬于第e個評價灰類的灰色評價系數(shù)為：Xijke=Σspfe(dijks)---(8-2);]]>評價指標(biāo)Wijk屬于各個評價灰類的總灰色評價數(shù)記為Xijk：Xijk=Σe=15Xijke---(8-3);]]>評價指標(biāo)Wijk對于第e個評價灰類的灰色評價權(quán)向量記為則有：rijke=XijkeXijk---(8-4);]]>評價指標(biāo)Wijk對于各評價灰類的灰色評價權(quán)向量記為rijk：rijk=(rijk1,rijk2,rijk3,rijk4,rijk5)---(8-5);]]>評價指標(biāo)Wijk對于各評價灰類的灰色評價權(quán)向量綜合后，得到其灰色評價權(quán)矩陣Rij；Rij=rij1rij2...rijo=rij11rij12rij13rij14rij15rij21rij22rij23rij24rij25...............rij01rijo2rijo3rijo4rijo5---(8-6);]]>S3e：評價結(jié)果的計(jì)算；1)對Vij作綜合評價；對評價指標(biāo)Vij作綜合評價，其評價結(jié)果記為Bij，則有：Bij＝Aij×Rij＝[bij1,bij2,...,bijo](9)；2)對Ui作綜合評價；評價指標(biāo)Ui對各評價灰類的灰色評價權(quán)矩陣Ri：Ri=Bi1Bi2...Bin=bi11bi12...bi1obi21bi22...bi2o............bin1bin2...bino---(10-1);]]>對Ui作綜合評價，評價結(jié)果記為Bi，則有：Bi＝Ai×Ri＝[b1,b2,...,bm](10-2)；3)對總評價目標(biāo)作綜合評價；由Ui的綜合評價結(jié)果Bi得總評價目標(biāo)Z對各評價灰類的灰色評價權(quán)矩陣R如式(11-1)所示：R=B1B2...Bm=b11b12...b1nb21b22...b2n............bm1bm2...bmn---(11-1);]]>對總評價目標(biāo)作綜合評價，其評價結(jié)果記為B，則有B＝A×R＝[b1,b2,...,bm](11-2)；4)計(jì)算綜合評價值，得到評價結(jié)果；將各灰類等級賦值，得到各灰類評價等級值化向量F，總評價目標(biāo)的綜合評價值為：Z＝B×FT(12)；S3f：按照步驟S3a-S3e的所述的方法，計(jì)算目標(biāo)高速公路服務(wù)區(qū)每個布局備選方案的總評價目標(biāo)的綜合評價值，總評價目標(biāo)的綜合評價值Z最大的，即確定為最優(yōu)布局方案。作為優(yōu)化，所述步驟S3e中，對一致性指標(biāo)CI進(jìn)行修正，修正后的一致性指標(biāo)用CR表示，其中RI為隨機(jī)一致性指標(biāo)，其值為經(jīng)驗(yàn)值；當(dāng)CR<0.1時，排序結(jié)果具有滿意一致性，否則調(diào)整判斷矩陣中作為元素的標(biāo)度。作為優(yōu)化，所述步驟S3g下的步驟4)中，將各灰類等級按“灰水平”賦值，第1灰類取為9，第2灰類取為7，第3灰類取為5，第4灰類取為3，第5灰類取為1，得到各灰類評價等級值化向量F＝{9,7,5,3,1}。作為優(yōu)化，所述步驟S3g下的步驟4)中，對總評價目標(biāo)的灰色評價權(quán)向量B作歸一化處理。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明提供的開放式服務(wù)區(qū)選址分布方法，在預(yù)測目標(biāo)高速公路交通發(fā)展量及服務(wù)區(qū)社會需求量的基礎(chǔ)上，運(yùn)用區(qū)域交通經(jīng)濟(jì)理論和運(yùn)籌學(xué)規(guī)劃理論，分析確立開放式服務(wù)區(qū)選址的影響因素和選址原則，采用定性和定量相結(jié)合的方法，在初步確定布局備選方案后，對多個布局備選方案進(jìn)行優(yōu)化分析，確定最優(yōu)方案，從而有效避免由于服務(wù)區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的不斷改建、重建，達(dá)到資源節(jié)約的目的。附圖說明圖1為高速公路的影響范圍。圖2為高速公路對沿線區(qū)域的影響半徑。具體實(shí)施方式下面對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。一種開放式服務(wù)區(qū)選址分布方法，包括如下步驟：S1：計(jì)算高速公路的影響半徑R；S1a：建立影響半徑模型；以高速公路為“生長軸”，服務(wù)區(qū)和互通連接的沿線區(qū)縣為增長極，考慮費(fèi)用和時間，構(gòu)建影響半徑的模型：設(shè)AB表示高速公路路段，C點(diǎn)代表沿線區(qū)域影響點(diǎn)，且CB為C點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)輸費(fèi)用最少的路線，CA為C點(diǎn)到A點(diǎn)運(yùn)輸時間最短的路線，則影響半徑的模型如公式(1)；optRA＝max(Rf,Rt)(1)；s.t.FCARC+FABLAB≤FCBLCB(2-1)Rt′VCA+LABVAB≤LABVCB(2-2)---(2);]]>其中，RA表示A點(diǎn)的影響半徑，Rf,表示基于運(yùn)輸費(fèi)用影響半徑，Rt表示基于運(yùn)輸時間影響半徑；公式(2)中的表達(dá)式(2-1)為約束條件一，其從運(yùn)輸費(fèi)用最少的角度限制了基于運(yùn)輸費(fèi)用的A點(diǎn)影響半徑RC，RC＝Rf；公式(2)中的表達(dá)式(2-2)為約束條件二，其從運(yùn)輸耗時最小的角度限制了基于運(yùn)輸耗時的A點(diǎn)影響半徑R′t，R′t＝Rt；其中，F(xiàn)CA表示C點(diǎn)到A點(diǎn)的運(yùn)輸成本，F(xiàn)AB表示A點(diǎn)到B點(diǎn)的運(yùn)輸成本，F(xiàn)CB表示C點(diǎn)到B點(diǎn)的運(yùn)輸成本，LAB表示A點(diǎn)到B點(diǎn)的距離，LCB表示C點(diǎn)到B點(diǎn)的距離，VCA表示C點(diǎn)到A點(diǎn)的運(yùn)輸速度，VAB表示A點(diǎn)到B點(diǎn)的運(yùn)輸速度，VCB表示C點(diǎn)到B點(diǎn)的運(yùn)輸速度；S1b：設(shè)目標(biāo)高速公路欲設(shè)定的r個服務(wù)區(qū)，則根據(jù)步驟S1a設(shè)定的模型，可計(jì)算得到r-1個影響半徑，對該r-1個影響半徑求平均，得到該高速公路的影響半徑R；R=1r-1Σi=1r-1Ri---(3);]]>其中，Ri表示第i個服務(wù)區(qū)的影響半徑；S2：確定目標(biāo)高速公路服務(wù)區(qū)布局備選方案；S2a：基于流量最大建立選址模型；目標(biāo)函數(shù)：約束條件：r<n(4-2)；δj，δ’i，f′≤1(4-3)；fj＝kj≥1，k∈Z(4-4)；Lmin≤Li,i+1≤Lmax(4-5)；其中Q、Q車、Q客分別表示交通流量、小車流量以及客車流量；j表示等于1，2，3，分別表示大、中、小型車；r表示目標(biāo)高速公路擬建服務(wù)區(qū)的數(shù)量；fj表示第i個服務(wù)區(qū)j型車平均載客量；δj表示目標(biāo)高速公路第i個服務(wù)區(qū)j型車的駛?cè)肼剩籷ij表示目標(biāo)高速公路在第i個服務(wù)區(qū)斷面的j型車流量；yi表示服務(wù)區(qū)，f′i表示第i個服務(wù)區(qū)影響范圍內(nèi)的居住率；δ’i表示第i個服務(wù)區(qū)影響范圍內(nèi)服務(wù)區(qū)對象的選擇系數(shù)，即服務(wù)區(qū)對象選擇率；pi表示第i個服務(wù)區(qū)影響范圍內(nèi)的居民量；Cmin表示服務(wù)區(qū)最小客流量，由服務(wù)區(qū)規(guī)模確定；n為服務(wù)區(qū)站點(diǎn)的數(shù)量，取經(jīng)驗(yàn)值，綜合國內(nèi)外服務(wù)區(qū)間距的設(shè)置經(jīng)驗(yàn)以及根據(jù)我國交通工程設(shè)施規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中對服務(wù)區(qū)間距的設(shè)置要求進(jìn)行確定；kj為j型車平均載客量，以調(diào)研數(shù)據(jù)確定；Z是實(shí)數(shù)；Li,i+1表示第i個服務(wù)區(qū)與第i+1個服務(wù)區(qū)之間的間距；Lmin，Lmax分別表示標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中規(guī)定的目標(biāo)高速公路相鄰兩個服務(wù)區(qū)的最小、最大間距；S2b：求解S2a建立的選址分布模型，形成目標(biāo)高速公路服務(wù)區(qū)多個布局備選方案；目標(biāo)函數(shù)(4)式要求服務(wù)區(qū)的站址選擇應(yīng)使服務(wù)的客流量是最大的，建成后投入利用率較高并且方便高速公路影響范圍內(nèi)更多的居民生活；公式(4-1)為約束條件三要求服務(wù)區(qū)的客流量必須滿足設(shè)置服務(wù)區(qū)最小客流量；公式(4-2)為約束條件四限制了服務(wù)區(qū)站點(diǎn)的數(shù)量，綜合國內(nèi)外服務(wù)區(qū)間距的設(shè)置經(jīng)驗(yàn)以及根據(jù)我國交通工程設(shè)施規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中對服務(wù)區(qū)間距的設(shè)置要求，得出該條高速公路需要的服務(wù)區(qū)數(shù)量；公式(4-3)為約束條件四考慮了服務(wù)區(qū)吸引客流受當(dāng)?shù)貙?shí)際發(fā)展實(shí)際情況限制；公式(4-4)為約束條件五考慮了不同類型車的平均載客量，以調(diào)研數(shù)據(jù)為參考；公式(4-5)為約束條件六限制了站距大小，任意兩個站點(diǎn)間的距離必須大于最小站點(diǎn)間距，盡量減小客車頻繁進(jìn)出車站對主線交通產(chǎn)生影響S3：優(yōu)化目標(biāo)高速公路服務(wù)區(qū)多個布局備選方案，確定最終布局方案；提取步驟S2得到目標(biāo)高速公路服務(wù)區(qū)多個布局備選方案過程中所用到的所有評價指標(biāo)的值；其中，定性評價指標(biāo)采用專家打分形式獲得其值，定量評價指標(biāo)利用DAGF算法進(jìn)行確定，DAGF算法為現(xiàn)有技術(shù)，由于各指標(biāo)的含義與計(jì)算方法各不相同，各指標(biāo)量綱各異，得到指標(biāo)原值后須進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。具體地，為方便可以采用10分制，即將各指標(biāo)原值統(tǒng)一變化到[0,10]范圍(此處不規(guī)范到常見的[0,1]區(qū)間范圍，是為了與定性指標(biāo)專家打分的10分制相統(tǒng)一)。S3a：對目標(biāo)高速公路服務(wù)區(qū)每個布局備選方案的所有評價值指標(biāo)按各層次的評價指標(biāo)對目標(biāo)Z的權(quán)重進(jìn)行分類，設(shè)：一級評價指標(biāo)組成的集合U＝{U1，U2，...，Um}；二級評價指標(biāo)組成的集合V＝{Vi1，Vi2，...，Vin}；三級評價指標(biāo)組成的集合W＝{Wij1，Wij2，...，Wijn}；S3b：a)對于成本型評價指標(biāo)，其無量綱化變換公式為：bi=max(di)-dimax(di)-min(di)×10---(5-1a);]]>bij=max(dij)-dijmax(dij)-min(dij)×10---(5-1b);]]>bijk=max(dijk)-dijkmax(dijk)-min(dijk)×10---(5-1c);]]>其中，max(di)表示評價指標(biāo)Ui中的最大值；di為評價指標(biāo)Ui的值；min(di)表示評價指標(biāo)Ui中的最小值；max(dij)表示評價指標(biāo)Vij中的最大值；dij為評價指標(biāo)Vij的值；min(dij)表示評價指標(biāo)Vij中的最小值；max(dijk)表示評價指標(biāo)wijk中的最大值；dijk為評價指標(biāo)wijk數(shù)值；min(dijk)表示評價指標(biāo)wijk中的最小值，i＝1,2,...,m，j＝1,2,...,n，k＝1,2,...,o，m,n,o都是整數(shù)；b)對于效益型評價指標(biāo)，無量綱化變換公式為：bi=di-min(di)max(di)-min(di)×10---(5-2a);]]>bij=dij-min(dij)max(dij)-min(dij)×10---(5-2b);]]>bijk=dijk-min(dijk)max(dijk)-min(dijk)×10---(5-2c);]]>c)對于區(qū)間型評價指標(biāo)，無量綱化變換公式為：bi=1-S1-dimax{S1-min(di),max(di)-S2}×10,di<S11-di-S2max{S1-min(di),max(di)-S2}×10,S2<di---(5-3a);]]>bij=1-S1-dijmax{S1-min(dij),max(dij)-S2}×10,dij<S11-dij-S2max{S1-min(dij),max(dij)-S2}×10,S2<dij---(5-3b);]]>bijk=1-S1-dijkmax{S1-min(dijk),max(dijk)-S2}×10,dijk<S11-dijk-S2max{S1-min(dijk),max(dijk)-S2}×10,S2<dijk---(5-3c);]]>式中：[S1,S2]為評價指標(biāo)wijk的最佳區(qū)間，S1和S2分別為區(qū)間的上限和下限，其取經(jīng)驗(yàn)值；S3c：評價指標(biāo)的權(quán)重確定；設(shè)一級指標(biāo)Ui的權(quán)重為ai,i＝1,2,...m，其指標(biāo)權(quán)重向量A＝{a1,a2,...am},且ai≥0,二級評價指標(biāo)Vij的權(quán)重為aij,i＝1,2,...m；j＝1,2,...n，其指標(biāo)權(quán)重Ai＝{ai1,ai2,...ain}，且aij≥0,三級評價指標(biāo)Wijk的權(quán)重為aijk,i＝1,2,...m；j＝1,2,...n；k＝1,2,...o，其指標(biāo)權(quán)重Aij＝{aij1,aij2,...aijn}，且aijk≥0,A)構(gòu)建判斷矩陣P：將所有評價指標(biāo)隨機(jī)排序，根據(jù)相鄰評價指標(biāo)中，前者后與后者重要性關(guān)系選擇標(biāo)度，具體如下：前者比后者同等重要，標(biāo)度為1；前者比后者稍微重要，標(biāo)度為3；前者比后者明顯重要，標(biāo)度為5；前者比后者強(qiáng)烈重要，標(biāo)度為7；前者比后者極端重要，標(biāo)度為9；前者與后者的重要性介于同等重要與稍微重要之間，標(biāo)度為2；前者與后者的重要性介于稍微重要與明顯重要之間，標(biāo)度為4；前者與后者的重要性介于明顯重要與強(qiáng)烈重要之間，標(biāo)度為6；前者與后者的重要性介于強(qiáng)烈重要與極端重要之間，標(biāo)度為8；B)一致性檢驗(yàn)；判斷矩陣特征根為λmax，判斷矩陣為p階時，一致性指標(biāo)CI計(jì)算公式如下：CI=λmax-pp-1---(6);]]>當(dāng)CI<0.1時，排序結(jié)果具有滿意一致性，否則調(diào)整判斷矩陣中作為元素的標(biāo)度；S3d：評價參數(shù)的計(jì)算；Ⅰ)評價灰類的確定；確定評價標(biāo)準(zhǔn)集合F：F＝{F1,F2,F3,F4,F5}五個等級，對應(yīng)評估灰類序號為e{e＝1,2,3,4,5}；為描述所述五個等級的評價灰類，確定評價灰類的白化函數(shù)fe(dijk)；e＝1時，e＝2時，e＝3時，e＝4時，e＝5時，Ⅱ)灰色評價系數(shù)、評價權(quán)向量及權(quán)矩陣的計(jì)算；若評價指標(biāo)Wijk為定量指標(biāo)，則其屬于第e個評價灰類的灰色評價系數(shù)為：Xijke=fe(dijk)---(8-1);]]>若評價指標(biāo)Wijk為定性指標(biāo)，且共有p個專家對其進(jìn)行評價，其屬于第e個評價灰類的灰色評價系數(shù)為：Xijke=Σspfe(dijks)---(8-2);]]>評價指標(biāo)Wijk屬于各個評價灰類的總灰色評價數(shù)記為Xijk：Xijk=Σe=15Xijke---(8-3);]]>評價指標(biāo)Wijk對于第e個評價灰類的灰色評價權(quán)向量記為則有：rijke=XijkeXijk---(8-4);]]>評價指標(biāo)Wijk對于各評價灰類的灰色評價權(quán)向量記為rijk：rijk=(rijk1,rijk2,rijk3,rijk4,rijk5)---(8-5);]]>評價指標(biāo)Wijk對于各評價灰類的灰色評價權(quán)向量綜合后，得到其灰色評價權(quán)矩陣Rij；Rij=rij1rij2...rijo=rij11rij12rij13rij14rij15rij21rij22rij23rij24rij25...............rij01rijo2rijo3rijo4rijo5---(8-6);]]>S3e：評價結(jié)果的計(jì)算；1)對Vij作綜合評價；對評價指標(biāo)Vij作綜合評價，其評價結(jié)果記為Bij，則有Bij＝Aij×Rij＝[bij1,bij2,...,bijo](9)；2)對Ui作綜合評價；評價指標(biāo)Ui對各評價灰類的灰色評價權(quán)矩陣Ri，Ri=Bi1Bi2...Bin=bi11bi12...bi1obi21bi22...bi2o............bin1bin2...bino---(10-1);]]>對Ui作綜合評價，評價結(jié)果記為Bi，則有Bi＝Ai×Ri＝[b1,b2,...,bm](10-2)；3)對總評價目標(biāo)作綜合評價；由Ui的綜合評價結(jié)果Bi得總評價目標(biāo)Z對各評價灰類的灰色評價權(quán)矩陣R如式(11)所示：R=B1B2...Bm=b11b12...b1nb21b22...b2n............bm1bm2...bmn---(11-1);]]>對總評價目標(biāo)作綜合評價，其評價結(jié)果記為B，則有B＝A×R＝[b1,b2,...,bm](11-2)；4)計(jì)算綜合評價值，得到評價結(jié)果；將各灰類等級賦值，得到各灰類評價等級值化向量F，總評價目標(biāo)的綜合評價值為：Z＝B×FT(12)；S3f：按照步驟S3a-S3e的所述的方法，計(jì)算目標(biāo)高速公路服務(wù)區(qū)每個布局備選方案的總評價目標(biāo)的綜合評價值，總評價目標(biāo)的綜合評價值Z最大的，即確定為最優(yōu)布局方案。實(shí)施例：以成德南高速公路服務(wù)區(qū)建設(shè)為例。一、成德南高速公路項(xiàng)目建設(shè)概況：成德南高速公路路線起點(diǎn)在南充市西充縣李橋鄉(xiāng)接巴中-南部高速李橋樞紐互通，向西經(jīng)碾埡鄉(xiāng)，在龍鳳鄉(xiāng)設(shè)置龍鳳互通連接G212，向西經(jīng)馮家溝，在槐樹鎮(zhèn)以南設(shè)置槐樹互通(預(yù)留)連接地方道路，跨寶馬河，在八角鎮(zhèn)設(shè)置八角互通，向西經(jīng)牌坊河、唐家灣、定光場，在打漁咀設(shè)置鹽亭互通與鹽蓬公路相接，再經(jīng)麻秧鄉(xiāng)，跨越梓江，過兩岔河，在共和設(shè)置共和互通，經(jīng)金玉、安樂場，在樓子壩設(shè)置三臺東互通與綿遂高速公路相接，在韓家灘跨涪江，在踏水橋設(shè)置三臺互通與S205相接，過腰店子，在古井鎮(zhèn)南設(shè)古井互通，再經(jīng)上新鄉(xiāng)、凱河鎮(zhèn)、璧山、悅來鎮(zhèn)，在長春溝鎮(zhèn)設(shè)置中江互通與S106相接，再經(jīng)打斷山、中興場，冷加場、輯慶，在興隆場以北設(shè)置興隆互通與S101相接，向南至趙家鎮(zhèn)南設(shè)置趙家互通與縣道三金路相接，之后路線穿龍泉山脈，并設(shè)置一座特長隧道，出露于大河溝，之后接連跨達(dá)成鐵路、沱江、金樂路，至沱江南岸沿金樂路上方山坡布線，向西經(jīng)鄭家祠、易家老院子，在云繡鄉(xiāng)設(shè)置金堂互通，向西在耿石橋跨越桂紅路，并設(shè)置青白江互通與之相接，經(jīng)張家梁子，在福洪鎮(zhèn)設(shè)置福洪互通與成南高速公路相接，之后與成南高速共線至成都市繞城高速螺獅壩互通。項(xiàng)目全長193.1km，其中新建段總長177.33km，與成南高速共線段長15.77km。二、成德南高速公路服務(wù)區(qū)布局規(guī)劃1、成德南服務(wù)區(qū)備選位置的確定成德南高速公路起點(diǎn)位于南部縣，與巴中至南部高速公路相接，路線自東向西，經(jīng)南充市的西充縣、綿陽市的三臺縣和鹽亭縣、德陽市的中江縣、成都市的金堂縣和青白江區(qū)，止于成都市繞城高速公路螺獅壩互通。根據(jù)成德南高速公路沿線的行政區(qū)域劃分(見表1)以及各項(xiàng)目影響區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，選取西充、鹽亭、三臺、射洪、中江、金堂、青白江等7個位置作為備選服務(wù)區(qū)點(diǎn)位。表1成德南高速公路行政區(qū)劃表2、成德南高速公路影響半徑的確定根據(jù)四川省道路客運(yùn)成本的調(diào)研數(shù)據(jù)，得到相關(guān)數(shù)據(jù)如表2所示。表2四川省客運(yùn)數(shù)據(jù)表其中，高速公路客車采用高一級客車的運(yùn)輸成本，國道及省道采用中級客車的運(yùn)輸成本，縣道采用普通客車的運(yùn)輸成本。通過測量成德南高速公路到影響區(qū)域調(diào)查點(diǎn)的線路距離，根據(jù)高速公路影響半徑的模型，計(jì)算出成德南高速公路的影響半徑如表3所示。表3成德南高速公路影響半徑調(diào)查點(diǎn)西充鹽亭三臺射洪中江金堂青白江影響半徑4.785.324.524.375.075.515.62對上表中的數(shù)據(jù)取平均值，得出成德南高速公路的影響半徑為：R=1nΣi=1nRi=17(4.78+5.32+4.52+4.37+5.07+5.51+5.62)=4.93(km)]]>由計(jì)算結(jié)果得出，成德南高速公路的影響半徑定4.93(km)，為方便施工四舍五入確定為5km。3、確定目標(biāo)高速公路服務(wù)區(qū)布局備選方案根據(jù)我國交通工程設(shè)施規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中對服務(wù)區(qū)間距的設(shè)置要求，以及高速公路服務(wù)區(qū)與隧道、立交的間距要求，結(jié)合成德南高速公路路線走向和實(shí)際情況(見表4)，初步得出所需高速公路服務(wù)區(qū)的數(shù)量和備選服務(wù)區(qū)。成德南高速公路全長約190公里，擬設(shè)5個服務(wù)區(qū)(包括停車區(qū))，平均間距為43.5km。根據(jù)開放式服務(wù)區(qū)布局選址模型，相關(guān)計(jì)算參數(shù)見表5。表4成德南高速互通式立交一覽表互通名稱交叉樁號互通形式被交路名稱備注李橋互通K0+000十字形樞紐巴南、廣南高速與巴南高速共建龍鳳互通K10+259單喇叭G212槐樹互通(預(yù)留)K16+715單喇叭地方道路八角互通K32+369單喇叭地方道路鹽亭互通K51+945單喇叭地方道路共和互通K63+030單喇叭地方道路三臺東互通K80+616十字形樞紐綿遂高速樞紐互通三臺互通K86+226單喇叭S205古井互通K103+128單喇叭地方道路中江互通CK126+921單喇叭S106興隆互通FK141+494單喇叭S101趙家互通FK150+678單喇叭地方道路金堂互通K164+297單喇叭地方道路青白江互通K168+117單喇叭地方道路福洪互通K174+200獨(dú)象限式成南高速新建段終點(diǎn)表5選址模型所需計(jì)算參數(shù)上述數(shù)據(jù)來自現(xiàn)場調(diào)研。應(yīng)用基于流量最大建立選址模型求解，共有種可能方案，篇幅所限僅列出計(jì)算結(jié)果值較高的兩個方案，如表6所示。將方案一、二列入備選方案進(jìn)行綜合評價比選。表6成德南高速公路服務(wù)區(qū)布局方案4、優(yōu)化成德南高速公路服務(wù)區(qū)布局方案布局中的備選方案，確定最終布局方案評價指標(biāo)權(quán)重共邀請10位專家進(jìn)行判定，各專家獨(dú)立填寫調(diào)查問卷中的指標(biāo)權(quán)重判定矩陣，下面僅列出根據(jù)回收得到的某位的專家的表格，進(jìn)行的矩陣計(jì)算過程，其余可依此類推，最終再給出各指標(biāo)的綜合權(quán)重向量。表7準(zhǔn)則層對目標(biāo)層的權(quán)重X/Y經(jīng)濟(jì)性可持續(xù)性社會性協(xié)調(diào)性權(quán)重經(jīng)濟(jì)性13120.35可持續(xù)性1/311/31/20.12社會性13120.35協(xié)調(diào)性1/221/210.18一致性檢驗(yàn)：λmax＝4.03，CI＝(λmax-n)/(n-1)＝0.01，RI＝0.96，CR＝CI/RI＝0.01，由于CR<0.10，則判斷矩陣具有滿意的一致性。表8指標(biāo)層對準(zhǔn)則層的權(quán)重X/Y投入產(chǎn)出率旅游輻射度權(quán)重投入產(chǎn)出率130.75旅游輻射度1/310.25一致性檢驗(yàn)：2次矩陣無需進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。表9指標(biāo)層對準(zhǔn)則層的權(quán)重一致性檢驗(yàn)：λmax＝3.11，CI＝(λmax-n)/(n-1)＝0.06，RI＝0.58，CR＝CI/RI＝0.09，由于CR<0.10，則判斷矩陣具有滿意的一致性。表10指標(biāo)層對準(zhǔn)則層的權(quán)重一致性檢驗(yàn)：λmax＝4.23，CI＝(λmax-n)/(n-1)＝0.077，RI＝0.96，CR＝CI/RI＝0.08，由于CR<0.10，則判斷矩陣具有滿意的一致性。表11指標(biāo)層對準(zhǔn)則層的權(quán)重一致性檢驗(yàn)：λmax＝2.98，CI＝(λmax-n)/(n-1)＝0.01，RI＝0.58，CR＝CI/RI＝0.02，由于CR<0.10，則判斷矩陣具有滿意的一致性。表12評價指標(biāo)體系各權(quán)重現(xiàn)以實(shí)地調(diào)研采集數(shù)據(jù)、工程可行性研究報(bào)告為依據(jù)，對布局方案一進(jìn)行實(shí)例演算。對于定量評價指標(biāo)，無量綱化處理結(jié)果如下：表13定量指標(biāo)無量綱化結(jié)果數(shù)據(jù)來源：調(diào)研采集數(shù)據(jù)表14定性指標(biāo)專家打分與用戶調(diào)查結(jié)果根據(jù)灰色評價系數(shù)計(jì)算方法，計(jì)算出指標(biāo)——投入產(chǎn)出率因子(Wijk)屬于“Ⅰ級水平”的評價系數(shù)屬于“Ⅱ級水平”的評價系數(shù)屬于“Ⅲ級水平”的評價系數(shù)屬于“Ⅳ級水平”的評價系數(shù)屬于“Ⅴ級水平”的評價系數(shù)則投入產(chǎn)出率因子屬于各個評價灰類的總灰色評價數(shù)投入產(chǎn)出率因子屬于“Ⅰ級水平”的權(quán)為屬于“Ⅱ級水平”的權(quán)為＝0.39；屬于“Ⅲ級水平”的權(quán)為＝0.15；屬于“Ⅳ級水平”的權(quán)Xij1＝0；屬于“Ⅴ級水平”的權(quán)為＝0。則：ri11={0.47,0.39,0.15,0,0}]]>同理可計(jì)算出其它評價指標(biāo)Wij對于各灰類的灰色評價權(quán)向量，從而可得準(zhǔn)則層對于各評價灰類的評價權(quán)矩陣Ri分別為：R1=0.470.390.15000.530.370.1000R2=0.430.390.17000.310.400.28000.460.390.1500]]>R3=0.330.420.25000.410.400.19000.640.360000.520.370.1000R4=0.540.370.09000.410.400.19000.520.370.1000]]>根據(jù)Bi＝Ai×Ri＝[bi1,bi2,...,bio]，對Ui作綜合評價，評價結(jié)果為：B1＝[0.49,0.38,0.13,0,0]，B2＝[0.48,0.38,0.13,0,0]B3＝[0.40,0.38,0.18,0.03,0]，B4＝[0.55,0.38,0.08,0,0]由Ui的綜合評價結(jié)果Bi得到總評價目標(biāo)Z對于各評價灰類的灰色評價權(quán)矩陣R：R=0.490.380.13000.480.380.13000.400.380.180.0300.550.380.0800]]>根據(jù)B＝A×R＝[b1,b2,...,bm]，對總評價目標(biāo)作綜合評價，其評價結(jié)果記為B，則有：B＝[0.38,0.13,0.01,0]將各灰類等級按“灰水平”賦值，第1灰類取為10，第2灰類取為8，第3灰類取為6，第4灰類取為4，第5灰類取為2，則各灰類評價等級值化向量F＝(10,8,6,4,2)，于是綜合評價值Z為：Z1＝B×FT＝8.16同理，計(jì)算方案二的綜合評價值為：Z2＝B×FT＝8.65，Z2＞Z1，由此可得方案二為最優(yōu)選址布局方案。最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。當(dāng)前第1頁1 2 3