城市群城際鐵路線網(wǎng)的構(gòu)建方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于軌道交通規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種城市群城際鐵路線網(wǎng)的構(gòu)建方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 城市群城際鐵路線網(wǎng)構(gòu)建，是指在城市群空間范圍內(nèi)構(gòu)建層次性的城際線路，連 接分散的空間節(jié)點，并根據(jù)地理區(qū)位特征合理選擇線路走向，即設(shè)法用邏輯的供給線去溝 通點和面上的運(yùn)輸需求，實現(xiàn)運(yùn)輸供需在空間上的平衡。城際鐵路線網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)該協(xié)調(diào)于城 市群的空間分布特征，并與城市群總體發(fā)展規(guī)劃、綜合交通規(guī)劃合理銜接，呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)性、 獨立性、交互性等特征，因此需要適宜的構(gòu)建方法予W技術(shù)支撐?，F(xiàn)有的路網(wǎng)構(gòu)建方法較 多，皆選取影響線網(wǎng)布局的關(guān)鍵要素為主線進(jìn)行，但未考慮區(qū)域的分類特征對線網(wǎng)規(guī)劃的 影響W及城際鐵路線網(wǎng)的層次性特點，W定性判斷結(jié)果居多；而城市群是結(jié)構(gòu)特征鮮明的 實體，對路網(wǎng)規(guī)劃提出新要求，需要從理論上探索有效的、定量判斷的構(gòu)建方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種城市群城際鐵路線網(wǎng)的構(gòu)建方法，提高城際鐵路線網(wǎng)確 定的合理性和適應(yīng)性。
[0004] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是： 城市群城際鐵路線網(wǎng)的構(gòu)建方法，其特征在于： 由W下步驟實現(xiàn)： 步驟一：節(jié)點選擇與層次劃分： 根據(jù)節(jié)點的發(fā)育程度、樞紐性質(zhì)、政治地位的綜合因素選擇主要的路網(wǎng)節(jié)點； 選取反映節(jié)點重要性的關(guān)鍵指標(biāo)構(gòu)建重要度模型，計算節(jié)點的重要度，并W此為依據(jù) 采用聚類分析法對節(jié)點進(jìn)行層次劃分； 步驟二：線路連接及調(diào)整： (1) 在得到各節(jié)點重要度的基礎(chǔ)上，根據(jù)節(jié)點之間的空間距離距離，計算節(jié)點之間連接 線路的重要度，定量化衡量各層次規(guī)劃線路的重要性，進(jìn)一步確定所有待連接節(jié)點對之間 的線路建設(shè)緊迫度，按照從大到小的順序依次排序； (2) 設(shè)定不同等級節(jié)點之間的綜合聯(lián)系閥值，篩選出滿足綜合聯(lián)系約束的節(jié)點對，并按 照建設(shè)緊迫度的大小依次進(jìn)行連線，確定交通走廊的數(shù)量及空間走向，確定符合城市群空 間發(fā)展戰(zhàn)略的線網(wǎng)布局形態(tài)，得到初始架構(gòu)方案； 步驟=:網(wǎng)絡(luò)完善與優(yōu)化： 根據(jù)主要交通走廊的分布特征W及既有線路的布局特征，對規(guī)劃線路的空間走向進(jìn)行 合理調(diào)整，與既有通道有效銜接； 步驟四：構(gòu)建城市群城際鐵路線網(wǎng)架構(gòu)模型： W線路規(guī)劃建設(shè)的緊迫度最大作為線路連接判斷的目標(biāo)，線網(wǎng)連通度滿足要求為目標(biāo) 約束，考慮節(jié)點之間連接約束的限制條件建立線網(wǎng)架構(gòu)模型，建立架構(gòu)模型如下：
步驟一中，節(jié)點重要度的計算由W下步驟實現(xiàn)： (1) 根據(jù)路網(wǎng)節(jié)點發(fā)展的主要推動要素，選取反映節(jié)點相對重要性的關(guān)鍵指標(biāo)，具體包 括人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)總量、客貨運(yùn)量、行政等級、樞紐性質(zhì)； (2) 根據(jù)各指標(biāo)對節(jié)點地位的綜合影響強(qiáng)度，建立節(jié)點重要度計算模型：
式中： Zi-第i個節(jié)點的綜合重要度； 而.，-第i個節(jié)點第j個可W量化的指標(biāo)(經(jīng)濟(jì)、人口、可貨運(yùn)量）； -城市群內(nèi)各節(jié)點第j個指標(biāo)的均值；ar第j個指標(biāo)的權(quán)重； 0 1-第i個節(jié)點的行政等級系數(shù)，具體按直轄市、副省級市、地級市化及縣級市四個等 級劃分，等級越高、取值越大； 入1-第i個節(jié)點的功能定位系數(shù)，若節(jié)點具有樞紐節(jié)點性質(zhì)、國防性質(zhì)、資源性影響其 功能定位的重要性質(zhì)，則賦予其取值大于1的修正系數(shù)，否則取值為1。
[0005] 步驟一中，采用聚類分析法劃分節(jié)點層次由W下步驟實現(xiàn)： (1) 聚類分析法，即K-均值聚類分析方法，將n個數(shù)據(jù)對象給出K個劃分，通過迭代把 節(jié)點劃分到不同的集合中，使集合內(nèi)部節(jié)點之間的相似度很大，而集合之間對象的相似度 很小；相似度根據(jù)一個集合內(nèi)部節(jié)點對象間的平均距離計算得到； (2) 輸入城市群內(nèi)各節(jié)點的重要度值，根據(jù)城市群規(guī)模確定劃分層次的數(shù)量，計算各節(jié) 點重要度之間的距離，并將距離小的節(jié)點劃分到一個層次，確定各層次的節(jié)點構(gòu)成。
[0006] 步驟二（1)中，線路重要度的計算由W下步驟實現(xiàn)： 線路重要度計算如下：
式中： IP,，-節(jié)點i與節(jié)點j之間的線路重要度； Zi、Z,-分別為節(jié)點i與節(jié)點j的重要度；ly-節(jié)點i與節(jié)點j之間的空間距離，虹1; 考慮影響線路規(guī)劃的其它定性因素，如開發(fā)線路、資源型線路，對線路重要度進(jìn)行修 正，得到表征線路重要性的綜合重要度：
式中： ki，-線路功能定位的修正系數(shù)，當(dāng)線路的規(guī)劃主要決定于其特殊性質(zhì)判定時，取值大于 1，否則取值為1。
[0007]步驟S中，線路空間走向的調(diào)整包括W下步驟： (1) 提取同一方向上的節(jié)點，若某個方向上的線路由多個路段連接而成，則將各個節(jié)點 依次連接成邊，去掉重復(fù)邊； (2) 若節(jié)點對之間存在多條線路，在能力富余的前提下，W盡可能多的覆蓋中間節(jié)點 為原則進(jìn)行歸并，即判斷線路之間的極坐標(biāo)角之差，若其小于規(guī)定閥值，則認(rèn)為兩條線路功 能、走向一致，進(jìn)行歸并。
[000引本發(fā)明具有W下優(yōu)點： 1、 采用定性分析與定量計算相結(jié)合的方法系統(tǒng)分析城際鐵路線網(wǎng)架構(gòu)的關(guān)鍵影響因 素，實現(xiàn)主要影響因素的量化處理，提高構(gòu)建結(jié)果的科學(xué)準(zhǔn)確性； 2、 對線網(wǎng)架構(gòu)要素進(jìn)行系統(tǒng)分析，綜合節(jié)點的發(fā)育程度指標(biāo)W及功能定位指標(biāo)建立節(jié) 點重要度計算模型，確定節(jié)點選擇及層次劃分標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)節(jié)點之間的交流強(qiáng)度、線路功能定 位設(shè)計線路連接機(jī)制，并根據(jù)線路重要度確定規(guī)劃連接順序，有效量化設(shè)計線路的相對重 要性，實現(xiàn)節(jié)點到線路的合理過渡； 3、 分析線路連接的主要目標(biāo)W及線網(wǎng)規(guī)劃的目標(biāo)約束，綜合城市群空間結(jié)構(gòu)特征W及 路網(wǎng)演化規(guī)律構(gòu)建線網(wǎng)架構(gòu)模型，并根據(jù)城市群的地理區(qū)位特征、通道布局現(xiàn)狀調(diào)整線路 的布局走向，實現(xiàn)線網(wǎng)結(jié)構(gòu)與城市群空間結(jié)構(gòu)的協(xié)同演化。
【附圖說明】
[0009] 圖1是城市群城際鐵路線網(wǎng)架構(gòu)流程圖； 圖2是關(guān)中城市群城際鐵路線網(wǎng)架構(gòu)過程示意圖； 圖3是關(guān)中城市群城際鐵路線網(wǎng)架構(gòu)方案示意圖。
【具體實施方式】
[0010] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0011] 本發(fā)明針對城市群的空間特征，分析城際鐵路線網(wǎng)構(gòu)建的關(guān)鍵要素，在線網(wǎng)構(gòu)建 目標(biāo)和約束條件的指導(dǎo)及約束下構(gòu)建線網(wǎng)架構(gòu)模型，并結(jié)合線網(wǎng)演化規(guī)律設(shè)計架構(gòu)流程， 對節(jié)點的選擇及分類、線路的連接及分層、網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化及調(diào)整進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，W此得到適用 于城市群空間特征的線網(wǎng)架構(gòu)方案，而且能夠根據(jù)城市群的分類特征進(jìn)行調(diào)整，為城市群 城際鐵路線網(wǎng)構(gòu)建提供有力的定量計算支持。
[0012] 本發(fā)明設(shè)及的城市群城際鐵路線網(wǎng)的構(gòu)建方法，分析路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素，包括 具有可識別性的點、線、面區(qū)位要素，共同構(gòu)成區(qū)域路網(wǎng)的空間相互作用系統(tǒng)；研究線網(wǎng)演 化的一般流程，即按照節(jié)點等級將其依次加入到路網(wǎng)中，繼而根據(jù)節(jié)點之間的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度建 立連接關(guān)系而形成線路，直至不滿足約束條件得到初始網(wǎng)絡(luò)，最后根據(jù)區(qū)域的空間區(qū)位特 征、現(xiàn)狀路網(wǎng)布局形態(tài)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，確定線網(wǎng)架構(gòu)的基本模式為：節(jié)點選擇、線路連接、網(wǎng) 絡(luò)優(yōu)化。
[0013] 本發(fā)明具體由W下步驟實現(xiàn)： 步驟一：節(jié)點選擇與層次劃分： 根據(jù)節(jié)點的發(fā)育程度、樞紐性質(zhì)、政治地位的綜合因素選擇主要的路網(wǎng)節(jié)點； 選取反映節(jié)點重要性的關(guān)鍵指標(biāo)構(gòu)建重要度模型，計算節(jié)點的重要度，并W此為依據(jù) 采用聚類分析法對節(jié)點進(jìn)行層次劃分。
[0014] 節(jié)點重要度的計算由W下步驟實現(xiàn)： (1) 根據(jù)路網(wǎng)節(jié)點發(fā)展的主要推動要素，選取反映節(jié)點相對重要性的關(guān)鍵指標(biāo)，具體包 括人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)總量、客貨運(yùn)量、行政等級、樞紐性質(zhì)； (2) 根據(jù)各指標(biāo)對節(jié)點地位的綜合影響強(qiáng)度，建立節(jié)點重要度計算模型：
式中： Zi-第I個節(jié)點的綜合重要度； Ri,-第i個節(jié)點第j個可W量化的指標(biāo)(經(jīng)濟(jì)、人口、可貨運(yùn)量）； -城市群內(nèi)各節(jié)點第j個指標(biāo)的均值；ar第j個指標(biāo)的權(quán)重； 0 1-第i個節(jié)點的行政等級系數(shù)，具體按直轄市、副省級市、地級市化及縣級市四個等 級劃分，等級越高、取值越大； 入1-第i個節(jié)點的功能定位系數(shù)，若節(jié)點具有樞紐節(jié)點性質(zhì)、國防性質(zhì)、資源性影響