[發明專利]一種基于單位距離步行舒適度的城市步行路徑規劃方法

有效

• 申請號: 202010114814.3
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111288994B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 黃鐸;連曉珊;李曉君;刁海暉;孫陽
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

1.一種基于單位距離步行舒適度的城市步行路徑規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)構造單位間隔點

利用Arcgis的構造點工具，設置點的間隔距離，形成以規定間隔均勻分布在步行路徑上的單位間隔點；

2)打斷步行路徑

以步行路徑數據為基礎，采用Arcgis的疊加分析模塊，通過相交分析，在步行路徑相交處形成相交點，得到相交點數據；利用相交點數據和步驟1)得到的單位間隔點，基于Arcgis的數據管理工具包中的按位置選擇圖層工具，剔除在相交點規定范圍內的間隔點，形成調整后的單位間隔點數據，利用Arcgis的點處分割線工具，用調整后的單位間隔點均勻地打斷步行路徑，生成單位距離步行路徑；

3)確定單位距離步行舒適度評價指標體系

考慮活動人群對步行環境的體驗需求，以及數據的可獲取性和可量化性，從不同角度選取多項評價指標，再根據指標對步行環境的影響程度確定不同指標的總評價分值，并根據同一指標中，參與計算要素的影響比重確定不同層級的分值，形成多層次的指標評分標準；

通過以下步驟確定單位距離步行舒適度評價指標體系：

3.1)考慮活動人群對步行環境的體驗需求，以及城市規劃設計數據的可獲取性和可量化性，并從步行環境的安全性和舒適性角度選取六項評價指標，包括：地下車庫出入口密度、道路交叉口密度、天橋密度、公共空間覆蓋度、林蔭率和遮陰率；

3.2)根據評價指標對步行環境的影響程度確定不同指標的總評價分值，并根據同一指標中，參與計算要素的影響比重確定不同層級的分值，形成多層次的指標評分標準；其中，安全性評價的指標總權重為54分，各項指標權重均為18分，其評分標準主要考慮是否存在影響甚至是威脅步行者生命安全的要素，若是正向指標，存在要素則賦予18分，不存在要素則賦予0分，而負向指標反之；而舒適性評價的指標總權重為36分，各項指標權重均為12分，其評分標準主要考慮參與計算要素的覆蓋長度，若是正向指標，按照覆蓋長度占比25％、50％、75％為分割點，分別賦予3分、6分、9分、12分，而負向指標反之；

4)建立舒適度評價模型，計算得到單位距離步行舒適度綜合評價分值，即單位距離步行舒適度；

基于Arcgis的模型構建器，運用數據管理工具包與空間分析工具包，設置各工具的參數，并通過數據連接符連接各項評價指標計算流程，建立舒適度評價模型，計算得到單位距離步行舒適度綜合評價分值，即單位距離步行舒適度；

各項評價指標計算公式如下：

式中，S_i為第i項指標的計算結果，L_i為第i項指標中參與計算要素的輻射范圍與單位距離步行路徑的覆蓋長度，L_sum為單位距離步行路徑的總長度；

上述單位距離步行舒適度的計算公如下：

式中，C為單位距離步行舒適度，即各評價指標分值的總和；n為評價指標的總個數；F_i為第i項評價指標的分值；

5)確定步行阻抗值

賦予單位距離步行路徑基本阻抗分作為步行路徑的距離成本，將單位距離步行舒適度與滿分的差值作為步行路徑的舒適度成本，兩種成本累加值作為步行路徑的阻抗值；

所述步行阻抗值的計算公式如下：

式中，R為步行的總阻抗值；N為單位距離步行路徑的總數；C_L為單位距離步行路徑基本阻抗分，即步行路徑的距離成本；C_S為單位距離步行舒適度評分的滿分；C_i為第i段單位距離步行舒適度綜合評分；(C_S-C_i)為步行路徑的舒適度成本；

6)確定最優步行路徑

以單位距離步行路徑的舒適度評價結果為基礎數據，采用Arcgis的網絡分析模塊，通過構建網絡數據集和創建路徑分析圖層，設置步行阻抗值，并基于步行的起點和終點，生成步行最優路徑。