一種公共自行車系統(tǒng)網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化成套方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于交通規(guī)劃領(lǐng)域，涉及一種公共自行車系統(tǒng)網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化成套方法，包 括網(wǎng)點(diǎn)布局、網(wǎng)點(diǎn)位置和網(wǎng)點(diǎn)規(guī)模優(yōu)化三方面內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0002] 從國外自行車交通的發(fā)展來看，使用自行車這種綠色交通工具出行是保護(hù)環(huán)境和 緩解交通擁堵的有效途徑之一。公共自行車作為一種健康、低碳、節(jié)能的出行方式，能夠有 效解決"最后一公里"的出行問題。目前國內(nèi)公共自行車系統(tǒng)已在北京、上海、杭州、太原等 城市開通運(yùn)營，并且越來越多的城市投入了公共自行車建設(shè)的行列。然而現(xiàn)有的網(wǎng)點(diǎn)規(guī)劃 缺乏有效技術(shù)支撐，網(wǎng)點(diǎn)布局、位置、規(guī)模存在諸多不合理，導(dǎo)致系統(tǒng)服務(wù)水平低下、客源流 失，嚴(yán)重制約了公共自行車系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。
[0003] 現(xiàn)有的公共自行車系統(tǒng)規(guī)劃以定性分析為主，主要是宏觀層面上的布局原則、規(guī) 模預(yù)測(cè)。研宄申請(qǐng)?zhí)枮镃N201110316200的專利公開了城市公共自行車租賃點(diǎn)布局優(yōu)化的 方法，通過建立區(qū)域用地、居民結(jié)構(gòu)、出行方式等基本數(shù)據(jù)庫，預(yù)測(cè)各交通小區(qū)的出行生成 和出行分布，對(duì)不同的布局方案建立由自適應(yīng)遺傳算法和方式分擔(dān)交通分配組合反饋模型 組成的雙層模型進(jìn)行求解并評(píng)價(jià)方案結(jié)果，在評(píng)價(jià)值最終收斂后得到最優(yōu)布局方案使得區(qū) 域出行成本和公共自行車系統(tǒng)設(shè)施建設(shè)成本最小。該發(fā)明可在宏觀層面對(duì)區(qū)域網(wǎng)點(diǎn)布局進(jìn) 行優(yōu)化，但沒有給出微觀層面具體網(wǎng)點(diǎn)位置優(yōu)化和網(wǎng)點(diǎn)規(guī)模優(yōu)化的方法。此外，現(xiàn)有成果的 應(yīng)用需要大量調(diào)查數(shù)據(jù)的支撐，實(shí)際工程可操作性不強(qiáng)。
[0004] 針對(duì)目前公共自行車系統(tǒng)微觀層面上網(wǎng)點(diǎn)位置和網(wǎng)點(diǎn)規(guī)模優(yōu)化方法的空缺，本發(fā) 明考慮網(wǎng)點(diǎn)布局、網(wǎng)點(diǎn)位置、網(wǎng)點(diǎn)規(guī)模三方面內(nèi)容，兼顧理論基礎(chǔ)研宄和實(shí)際工程應(yīng)用提出 一套完整的公共自行車系統(tǒng)網(wǎng)點(diǎn)優(yōu)化方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為克服現(xiàn)有方法的不足，本發(fā)明綜合考慮宏觀和微觀兩個(gè)層面，提出了一種公共 自行車系統(tǒng)網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化成套方法，包括網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化、網(wǎng)點(diǎn)位置優(yōu)化和網(wǎng)點(diǎn)規(guī)模優(yōu)化三 方面內(nèi)容，為公共自行車系統(tǒng)的建設(shè)提供規(guī)劃和優(yōu)化分析的決策支持，進(jìn)而促進(jìn)公共自行 車系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。
[0006] 本發(fā)明采用的具體方案如下：
[0007] -種公共自行車系統(tǒng)網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化成套方法，包括以下步驟：
[0008] 步驟1 :識(shí)別區(qū)域問題網(wǎng)點(diǎn)
[0009] 步驟2 :建立區(qū)域用地特性數(shù)據(jù)庫；
[0010] 步驟：3 :提出適用于不同用地性質(zhì)的網(wǎng)點(diǎn)布局模式，進(jìn)行網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化；
[0011] 步驟4:提出各類型發(fā)生吸引源設(shè)置網(wǎng)點(diǎn)的條件和距離要求，進(jìn)行網(wǎng)點(diǎn)位置優(yōu)化；
[0012] 步驟5 :基于網(wǎng)點(diǎn)位置，根據(jù)周邊發(fā)生吸引源分布和網(wǎng)點(diǎn)分布，進(jìn)行網(wǎng)點(diǎn)規(guī)模優(yōu) 化。
[0013]其中：
[0014] 所述的步驟1中區(qū)域問題網(wǎng)點(diǎn)的識(shí)別過程如下：
[0015] 步驟1. 1 :明確區(qū)域優(yōu)化范圍，獲取區(qū)域公共自行車網(wǎng)點(diǎn)周轉(zhuǎn)率，利用聚類法將其 分為4個(gè)網(wǎng)點(diǎn)等級(jí)，其中等級(jí)一、等級(jí)二為高周轉(zhuǎn)率的網(wǎng)點(diǎn)，等級(jí)三、等級(jí)四為低周轉(zhuǎn)率網(wǎng) 點(diǎn)。
[0016] 步驟1. 2 :將等級(jí)三、等級(jí)四的網(wǎng)點(diǎn)識(shí)別為問題網(wǎng)點(diǎn)。
[0017] 所述的步驟2中區(qū)域用地特性數(shù)據(jù)庫建立過程如下：
[0018] 步驟2. 1 :獲取優(yōu)化區(qū)域內(nèi)公共自行車網(wǎng)點(diǎn)基礎(chǔ)信息，包括網(wǎng)點(diǎn)數(shù)量、網(wǎng)點(diǎn)位置、 網(wǎng)點(diǎn)鎖車器數(shù)量。
[0019] 步驟2. 2 :通過實(shí)地調(diào)查掌握區(qū)域道路等級(jí)。
[0020] 步驟2. 3 :通過實(shí)地調(diào)查掌握區(qū)域用地性質(zhì)、土地開發(fā)強(qiáng)度和發(fā)生吸引源分布情 況。
[0021] 所述的步驟3中的網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化過程如下：
[0022] 步驟3. 1 :公共自行車系統(tǒng)試點(diǎn)建設(shè)期，網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)總體規(guī)模較小，區(qū)域宜采用點(diǎn)對(duì) 型布局模式，即在區(qū)域重要發(fā)生源和吸引源分別設(shè)置網(wǎng)點(diǎn)以形成出行發(fā)生點(diǎn)和吸引點(diǎn)的有 效配對(duì)。
[0023] 步驟3. 2 :公共自行車系統(tǒng)全面建設(shè)期，應(yīng)全力擴(kuò)大網(wǎng)點(diǎn)總體規(guī)模，區(qū)域宜采用局 部密集型布局模式，即在區(qū)域內(nèi)高密度布設(shè)網(wǎng)點(diǎn)，將網(wǎng)點(diǎn)間距控制在380米之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域 重要發(fā)生吸引源的網(wǎng)點(diǎn)全覆蓋。
[0024] 步驟3. 3 :公共自行車系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)營期，區(qū)域宜采用疏密有間型布局模式，即根據(jù) 道路交通條件靈活確定網(wǎng)點(diǎn)間距的模式?？焖俾?、主干道附近的網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置遵循大間距控制 的原則，只在地鐵站、公交站、大型發(fā)生吸引源設(shè)置網(wǎng)點(diǎn)；次干道、支路的網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置遵循小間 距控制的原則，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)點(diǎn)對(duì)重要發(fā)生吸引源的覆蓋。
[0025] 所述的步驟4的網(wǎng)點(diǎn)位置優(yōu)化過程如下：
[0026] 步驟4. 1 :分析不同類型發(fā)生吸引源周邊網(wǎng)點(diǎn)的周轉(zhuǎn)率，對(duì)網(wǎng)點(diǎn)租還需求進(jìn)行預(yù) 測(cè)，得到不同類型發(fā)生吸引源的網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置推薦等級(jí)，如表1所示。根據(jù)表1查詢?cè)摪l(fā)生吸引 源附近是否需要設(shè)置網(wǎng)點(diǎn)，具體分為必設(shè)、可設(shè)和不設(shè)三類。
[0027] 表1基于發(fā)生吸引源類型的網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置
[0028]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種公共自行車系統(tǒng)網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化成套方法，其特征在于：該方法包括w下步驟， 步驟1;識(shí)別區(qū)域問題網(wǎng)點(diǎn) 步驟2 ;建立區(qū)域用地特性數(shù)據(jù)庫； 步驟：3 ;提出適用于不同用地性質(zhì)的網(wǎng)點(diǎn)布局模式，進(jìn)行網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化； 步驟4 ;提出各類型發(fā)生吸引源設(shè)置網(wǎng)點(diǎn)的條件和距離要求，進(jìn)行網(wǎng)點(diǎn)位置優(yōu)化； 步驟5 ;基于網(wǎng)點(diǎn)位置，根據(jù)周邊發(fā)生吸引源分布和網(wǎng)點(diǎn)分布，進(jìn)行網(wǎng)點(diǎn)規(guī)模優(yōu)化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公共自行車系統(tǒng)網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化成套方法，其特征在于： 所述的步驟1中區(qū)域問題網(wǎng)點(diǎn)的識(shí)別過程如下， 步驟1. 1 ;明確區(qū)域優(yōu)化范圍，獲取區(qū)域公共自行車網(wǎng)點(diǎn)周轉(zhuǎn)率，利用聚類法將其分為 4個(gè)網(wǎng)點(diǎn)等級(jí)，其中等級(jí)一、等級(jí)二為高周轉(zhuǎn)率的網(wǎng)點(diǎn)，等級(jí)S、等級(jí)四為低周轉(zhuǎn)率網(wǎng)點(diǎn)； 步驟1. 2 ;將等級(jí)S、等級(jí)四的網(wǎng)點(diǎn)識(shí)別為問題網(wǎng)點(diǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公共自行車系統(tǒng)網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化成套方法，其特征在于： 所述的步驟2中區(qū)域用地特性數(shù)據(jù)庫建立過程如下： 步驟2. 1 ;獲取優(yōu)化區(qū)域內(nèi)公共自行車網(wǎng)點(diǎn)基礎(chǔ)信息，包括網(wǎng)點(diǎn)數(shù)量、網(wǎng)點(diǎn)位置、網(wǎng)點(diǎn) 鎖車器數(shù)量； 步驟2. 2 ;通過實(shí)地調(diào)查掌握區(qū)域道路等級(jí)； 步驟2. 3 ;通過實(shí)地調(diào)查掌握區(qū)域用地性質(zhì)、±地開發(fā)強(qiáng)度和發(fā)生吸引源分布情況。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公共自行車系統(tǒng)網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化成套方法，其特征在于： 所述的步驟3中的網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化過程如下： 步驟3. 1 ;公共自行車系統(tǒng)試點(diǎn)建設(shè)期，網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)總體規(guī)模較小，區(qū)域宜采用點(diǎn)對(duì)型布 局模式，即在區(qū)域重要發(fā)生源和吸引源分別設(shè)置網(wǎng)點(diǎn)W形成出行發(fā)生點(diǎn)和吸引點(diǎn)的有效配 對(duì)； 步驟3. 2;公共自行車系統(tǒng)全面建設(shè)期，應(yīng)全力擴(kuò)大網(wǎng)點(diǎn)總體規(guī)模，區(qū)域宜采用局部密 集型布局模式，即在區(qū)域內(nèi)高密度布設(shè)網(wǎng)點(diǎn)，將網(wǎng)點(diǎn)間距控制在380米之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域重要 發(fā)生吸引源的網(wǎng)點(diǎn)全覆蓋； 步驟3. 3 ;公共自行車系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)營期，區(qū)域宜采用疏密有間型布局模式，即根據(jù)道路 交通條件靈活確定網(wǎng)點(diǎn)間距的模式；快速路、主干道附近的網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置遵循大間距控制的原 貝1J，只在地鐵站、公交站、大型發(fā)生吸引源設(shè)置網(wǎng)點(diǎn)；次干道、支路的網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置遵循小間距控 制的原則，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)點(diǎn)對(duì)重要發(fā)生吸引源的覆蓋。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公共自行車系統(tǒng)網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化成套方法，其特征在于： 所述的步驟4的網(wǎng)點(diǎn)位置優(yōu)化過程如下： 步驟4. 1 ;分析不同類型發(fā)生吸引源周邊網(wǎng)點(diǎn)的周轉(zhuǎn)率，對(duì)網(wǎng)點(diǎn)租還需求進(jìn)行預(yù)測(cè)，得 到不同類型發(fā)生吸引源的網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置推薦等級(jí)，如表1所示；根據(jù)表1查詢?cè)摪l(fā)生吸引源附近 是否需要設(shè)置網(wǎng)點(diǎn)，具體分為必設(shè)、可設(shè)和不設(shè)=類； 表1基于發(fā)生吸引源類型的網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置
說明；?。=F。?N。，式中P。為居住區(qū)樓層數(shù)與樓房數(shù)的乘積，F(xiàn)。為居住區(qū)樓層數(shù)，N。為 樓房數(shù);Fb為辦公樓樓層數(shù)； 步驟4. 2 ;針對(duì)必設(shè)和可設(shè)網(wǎng)點(diǎn)的發(fā)生吸引源，根據(jù)表2查詢網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置位置與發(fā)生吸 引源出入口的適宜距離和極限距離；網(wǎng)點(diǎn)與發(fā)生吸引源出入口的距離應(yīng)控制在適宜距離之 內(nèi)，受用地、用電條件限制距離可適當(dāng)點(diǎn)放寬，但不得超過極限距離。 表2網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置適宜距離和極限距離
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種公共自行車系統(tǒng)網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化成套方法，其特征在于： 所述的步驟5網(wǎng)點(diǎn)規(guī)模優(yōu)化過程如下： 步驟5. 1 網(wǎng)點(diǎn)為圓屯、，明確其190米半徑范圍內(nèi)的發(fā)生吸引源分布情況，包括發(fā)生 吸引源類型、數(shù)量、出入口與網(wǎng)點(diǎn)的距離； 步驟5. 2 ;考慮網(wǎng)點(diǎn)周邊發(fā)生吸引源分布，測(cè)算網(wǎng)點(diǎn)初始鎖車器規(guī)模，公式如下：
(1) 式中，〇i表示發(fā)生吸引源i的鎖車器規(guī)模需求（查詢表3);R表示網(wǎng)點(diǎn)1與發(fā)生吸引 源i出入口之間的距離斯表示網(wǎng)點(diǎn)1的初始鎖車器規(guī)模； 表3發(fā)生吸引源規(guī)模需求
步驟5.3 ;若周邊發(fā)生吸引源190米半徑范圍內(nèi)存在其他網(wǎng)點(diǎn)，則需要考慮周邊網(wǎng)點(diǎn)對(duì) 客源的分散作用，先測(cè)算發(fā)生吸引源偏移鎖車器規(guī)模，再測(cè)算網(wǎng)點(diǎn)最終鎖車器規(guī)模；首先測(cè) 算發(fā)生吸引源偏移鎖車器規(guī)模，公式如下：
(2) 式中，Dj.表示網(wǎng)點(diǎn)j的初始鎖車器規(guī)模；Rj,表示網(wǎng)點(diǎn)j與發(fā)生吸引源1出入口之間的 距離；〇1,表示發(fā)生吸引源1的偏移鎖車器規(guī)模； 然后測(cè)算發(fā)生吸引源偏移系數(shù)，公式如下：
(3) 式中，0i表示發(fā)生吸引源i的偏移系數(shù)； 最后測(cè)算網(wǎng)點(diǎn)最終鎖車器規(guī)模，公式如下：
(4) 式中，D/表示網(wǎng)點(diǎn)1的最終鎖車器規(guī)模。
【專利摘要】一種公共自行車系統(tǒng)布局優(yōu)化成套方法,該方法針對(duì)目前公共自行車系統(tǒng)微觀層面上網(wǎng)點(diǎn)位置和網(wǎng)點(diǎn)規(guī)模優(yōu)化方法的空缺，綜合考慮宏觀網(wǎng)絡(luò)布局和微觀網(wǎng)點(diǎn)設(shè)置，提出一套完整的公共自行車系統(tǒng)布局優(yōu)化方法。該方法首先建立區(qū)域用地、公共自行車基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫，然后根據(jù)網(wǎng)點(diǎn)周轉(zhuǎn)率識(shí)別區(qū)域問題網(wǎng)點(diǎn)，基于此分別進(jìn)行網(wǎng)點(diǎn)布局優(yōu)化、網(wǎng)點(diǎn)位置優(yōu)化和網(wǎng)點(diǎn)規(guī)模優(yōu)化。本發(fā)明為公共自行車系統(tǒng)的建設(shè)提供了規(guī)劃和優(yōu)化分析的決策技術(shù)支持，促進(jìn)了公共自行車系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。
【IPC分類】G06Q10-04
【公開號(hào)】CN104850900
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510206155
【發(fā)明人】邊揚(yáng), 舒詩楠, 王家川, 吳東東, 唐妍
【申請(qǐng)人】北京工業(yè)大學(xué), 北京市交通信息中心
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年4月27日