[發明專利]多層級軌道交通換乘樞紐布局規劃方法

在審

• 申請號: 202110335570.6
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN112836999A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 呂穎;胡必松;陳希榮;馮威;張明;王智鵬;吳瓊;郎志峰;馬海超;戴隨喜;寧驥龍;丁海濤;張凌;張鵬;屈卓然;蘭奇
• 申請（專利權）人: 中鐵第一勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

本發明涉及一種多層級軌道交通換乘樞紐布局規劃方法，首先確定多層級軌道交通換乘備選樞紐站點集合，然后建立以新建換乘樞紐和改建換乘樞紐的投資費用、經營費用總和最小為優化目標的上層規劃模型，假設每個乘客選取時間和金錢消耗最小的換乘方案進行換乘，并建立以旅客出行成本消耗最少為目標函數的下層規劃模型，最后采用蟻群算法對所建立的雙層規劃模型進行求解。本發明能有效平衡樞紐建設、運營成本和旅客出行換乘成本，采用蟻群算法對模型求解得到城市多層級軌道交通換乘樞紐布局的最優解，可以科學、合理的求解出多層級軌道交通樞紐的選址方案，為城市多層級軌道交通規劃提供參考和支撐。

技術領域

本發明涉及軌道交通樞紐建設運營技術領域，具體涉及一種多層級軌道交通換乘樞紐布局規劃方法。

背景技術

換乘樞紐是各層級軌道交通間的紐帶，樞紐的合理布局既能夠降低投資方工程成本，又能夠減少旅客出行換乘的成本。而這兩個目的往往是相互矛盾的，對于投資者來說，減小換乘樞紐數量和換乘樞紐規模能夠降低工程成本；但是對于旅客來說會增加出行換乘成本降低出行舒適度。如何統籌兩者之間的關系，是多層級軌道交通一體化樞紐布局模型的關鍵。

目前對于多層級軌道交通換乘樞紐站場的選址和布局通常采用單純的數學物理方法，模型難以求出各種影響因素動態條件下的最優解。

發明內容

本發明的目的是提供一種多層級軌道交通換乘樞紐布局規劃方法，科學、合理地解決都市圈多層級軌道交通換乘樞紐選址問題。

本發明所采用的技術方案為：

多層級軌道交通換乘樞紐布局規劃方法，其特征在于：

所述方法包括以下步驟：

(A)確定多層級軌道交通換乘備選樞紐站點集合；

(B)建立以新建換乘樞紐和改建換乘樞紐的投資費用、經營費用總和最小為優化目標的上層規劃模型；

(C)假設每個乘客選取時間和金錢消耗最小的換乘方案進行換乘，并建立以旅客出行成本消耗最少為目標函數的下層規劃模型；

(D)采用蟻群算法對步驟(B)和步驟(C)所建立的雙層規劃模型進行求解。

步驟(A)中，所述的多層級軌道交通換乘備選樞紐站點為地鐵層級重要節點。

步驟(A)中，所述的多層級軌道交通換乘備選樞紐站點集合N，包含新建樞紐集合N₁和改建樞紐集合N₂；

其中，N₁＝{n_j,j＝1,2,...,n}，N₂＝{n_j,j＝n+1,n+2,...,n+m}，n為新建樞紐個數，m為改建樞紐個數；n_j＝{n_j1,n_j2}，當n_j1＝1時表示該備選站用于換乘市域鐵路，n_j1＝0時表示該備選站不能用于換乘市域鐵路，當n_j2＝1時表示該備選站用于換乘城際鐵路，當n_j2＝0時表示該備選站不能用于換乘城際鐵路。

步驟(B)中，所述的以新建換乘樞紐和改建換乘樞紐的投資費用、經營費用總和最小為優化目標的上層規劃模型，用下式表述：

S.T.

Z_j＝M_j+B_jN_j，當(j≤n)