[发明专利]基于多智能体离散选择模型城市动态微观仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿真方法，尤其涉及一种基于多智能体离散选择模型城市动态微观仿真方法。

背景技术

城市动态微观仿真是一个由一系列城市相关因素影响的复杂计算过程。

对城市土地利用的变化进行建模可以帮助人们理解城市发展的机制同时还可以检验现有的城市理论。

城市动态微观仿真过程中会模拟出城市系统中不同实体的行为。

比如，土地开发者会构造新的建筑或者对已有的建筑重新修整，政府土地规划部门会通过实施土地利用计划,城市扩张界限,环境保护法规来规范土地利用。

政府部门也会建设基础设施，包括影响不同地点互通模式的交通基础设施，会反过来影响房屋购买者对不同住址的选择。

因此，对城市动态进行微观仿真，具有现实的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于多智能体离散选择模型城市动态微观仿真方法，该仿真方法利用现有的土地利用政策或者城市规划方案来进行分析和仿真预测，并将仿真结果反馈给土地利用的决策者让决策者做出是否采纳新的土地利用政策，该仿真方法可以对新推出的土地规划政策的可行性进行很好地评估，尽量减少土地资源的浪费。

本发明所采用的技术方案是：一种基于多智能体离散选择模型城市动态微观仿真方法，其特征在于：该方法以多智能体为中心，结合地理信息系统，利用城市环境数据，作为影响城市居民对家庭住址选择以及土地开发利用的影响因素，将这些影响因子带入MNL模型的效用函数计算出居民对家庭住址选择的选择概率以及土地价格，从而可以模拟城市人口动态、城市土地利用变化。

按上述方案，该仿真方法的具体步骤为：

步骤一：将MNL模型的效用函数与城市环境数据相结合建立MNL离散选择模型，所述的城市环境数据为历年的城市人口统计数据、所研究城市地区内的人口增长、就业机会、土地价格的微观经济假设以及当地调控每块土地开发类型管辖者所制定的规划政策；

步骤二：将步骤一中的MNL模型的效用函数计算出居民对家庭住址选择的选择概率，从而模拟城市居民对家庭住址的选择，建立城市居民住址选择模型。

在上述步骤二中建立城市居民住址选择模型的步骤为：

步骤A、将城市居民的统计数据结合GIS空间数据计算出住址的效用值；

步骤B、计算出N*M（N是居民数，M是选择项数）的住址选择概率；

步骤C、根据步骤B的N*M（N是居民数，M是选择项数）的住址选择概率得出概率累和区间；

步骤D、利用蒙特卡罗方法产生概率分布是（0，1）上均匀分布的M个随机数，将随机数带入步骤C中的概率累和区间，得出供城市居民选择的N个住址；

步骤E、选择随机数落入概率区间所对应的住址，供决策者参考。

在上述步骤A中的住址的效用值的计算步骤为：

1）、计算第i个微观变量对应的权重系数：

wi=(xi-x‾)(yi-y‾)Σ(xi-x)2]]>

在上式中，x_i表示第i个微观变量，该微观变量是和居民属性特质相关的，表示所有微观变量的平均值，y_i表示第i个效用值，该效用值是利用MNL模型的效用函数计算出来的，表示所有效用值的平均值，分母表示所有微观变量值的均方差之和；w_i表示第i微观变量对应的权重系数；