[發明專利]城市公共自行車租賃點布局優化方法

無效

• 申請號: 201110316200.4
• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN102332122A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 陳大偉;何流;盧靜
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06Q10/00
• 分類號: G06Q10/00;G06Q50/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 艾中蘭

技術領域

本發明涉及城市公共自行車租賃點布局方法，尤其是對現有公共自行車租賃點布局的優化，屬于交通規劃領域。?

背景技術

作為一種健康、節能、環保的出行方式，公共自行車一方面為短距離出行帶來便利，另一方面也通過換乘(B+R)擴大了公共交通站點的客流吸引范圍，改善了中長距離出行方式結構，節約了道路資源。實踐表明，成功發展公共自行車，離不開正確的規劃運營和宣傳引導，其中規劃布局的不合理往往造成各租賃點資源配置的失衡，導致服務水平降低、客源流失以及企業虧損并最終無法運營。現有對公共自行車租賃點布局的研究以宏觀和定性分析為主，主要集中在布局原則、特征分析和規模預測上，對定量模型的研究較少。現有成果缺乏考慮公共自行車出行需求和設施供給間的反饋，同時模型需要大量調查數據支持，可實施性不強。?

發明內容

為了克服現有方法的不足，本發明從居民出行需求和交通設施供給角度出發，建立基于雙層規劃的城市公共自行車租賃點布局優化模型，研究模型解法，為公共自行車租賃點布局決策提供科學依據。?

本發明采用的具體方案如下：?

一種城市公共自行車租賃點布局優化方法，包括以下步驟：?

1)首先建立用于下層預測模型和上層方案評價模型的數據庫；?

2)進行需求預測的出行生成和出行分布；?

3)方案模擬和評價，在判定收斂后得到最優方案。?

其中：?

所述的步驟1)中的數據庫建立過程如下：?

11)首先，確定規劃范圍，根據現狀及規劃用地類型，選擇公共自行車租賃點備選位置；其次，以居民出行調查資料為基礎，分析社會經濟指標，標定不同出行者的相關參數，包括年齡、收入結構以及各出行方式的擁有率速度、費用、舒適度；?

12)明確區域內常規公交和軌道交通的站點位置、服務范圍，各公共交通線路的發車頻率，以及首次進入區域的公共交通平均乘載率。?

所述的步驟2)中的出行生成和分布預測過程如下：?

21)根據用地類型劃分內部和外部交通小區，統計各小區內人口和崗位數；?

22)出行生成根據用地結構，采用交叉分類法，對不同年齡、出行目的的出行者分別進行預測，預測時間為早高峰；?

23)出行分布采用雙約束重力模型，并單獨考慮對外出行的分布情況。?

所述的步驟3)中的方案模擬、評價及最終方案確定過程如下：?

31)初始方案集為由計算機隨機產生定義下種群大小的n個公共自行車租賃點布局方案，令其為種群的第一代；?

32)對每一個方案根據下層模型求解方法進行方式劃分和交通分配，由此得出的總出行成本，經過懲罰函數修正后反饋至上層模型進行評價；?

33)若評價結果收斂或達到種群最大代數，轉移至下一步，否則，對各方案進行自適應遺傳算法中的選擇、交叉和變異；更新方案集，轉移至下一代，返回步驟32)；?

34)選擇評價結果最優的方案，作為最終方案。?

本發明在公共自行車租賃點布局優化問題上，采用雙層規劃模型，對政府規劃部門和出行者兩種不同目標的人群分別建模。?

(1)下層模型?

下層模型用以描述出行者在既有網絡上方式和路徑的選擇，即方式分擔和交通分配。用于聯合方式分擔交通分配的網絡是由公共交通網、道路網、自行車網和步行網組成的超級網絡。在該網絡中，每個出行者都將選擇廣義費用最省的出行方式和路徑。每一次分配后應根據路段流量對阻抗進行更新并反饋至方式分擔模型中。?

方式分擔方面，由于出行方式較多且涉及到多方式換乘，為避免簡單Logit(分對數)模型具有的IIA(相關選擇獨立性)特性和喜好隨機性限制，本發明采用mixed?Logit(混合分對數)模型。?

交通分配方面，每一個出行者將選擇起終點間出行成本最低的方式和路徑。當網絡達到平衡時，出行者無法通過變更出行方式和路徑來降低出行成本。用戶平衡模型實現了理論上?的最優，然而實際上用戶往往基于隨機的意念出行成本進行決策，故采用隨機用戶平衡模型(SUE)。?

(2)上層模型?

政府部門在規劃公共自行車租賃點布局時，需要根據所在地區出行需求特征，選擇最優布局方案，使得總出行成本和設施建設成本最小。同時，依據公共自行車租賃點布局的原則，建立三個約束條件：租賃點間距、密度和使用量。?