[发明专利]基于轨道交通的停车换乘设施最优选址和容量确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于轨道交通的停车换乘设施最优选址和容量设计方法，属于交通管理与控制领域。

背景技术

停车换乘是城市公共交通系统可持续发展政策的重要组成部分，在西方国家得到了大范围应用。随着城市轨道交通的发展，我国大型城市也逐渐在规划、建设停车换乘设施。研究显示选址不合理的停车换乘场站反而会使乘坐公共交通通勤的人减少，从而对城市交通系统造成负面影响。停车换乘服务的就是通过鼓励通勤者使用小汽车和轨道交通相结合的交通方式作为他们上下班的出行选择，从而减少进入城市中心商业区的机动车数量，增加了公共交通的使用率，进而达到缓解城市交通拥堵现状的目的。虽然停车换乘已有40多年的发展历史，但它仍然是一个需要深入发掘的领域，然而有限的研究已经阐明由于网络、停车换乘设施选址和设计容量的不同，用户对停车换乘设施的使用情况是不同的，甚至可能消极地影响通勤者对换乘设施的使用。

在多模式混合交通系统中，出行者按照费用最低的原则进行交通模式、换乘地点和路径的选择，实现了自身利益的最大化，但从系统的角度出发，这种不考虑整体利益的个人选择行为会导致交通拥堵、环境污染、公用交通设备闲置等问题，那么就可能达不到政府的既定的目标。为此，为了实现交通资源最优配置的目的，吸引更多的通勤者使用停车换乘设施，交通管理部门通过改变多模式交通网络下换乘设施选址和容量限制来影响人们的出行选择。

停车换乘出行涉及到小汽车的使用和公共交通的换乘，而道路的拥堵状况、出行路线选择问题、选择不同路线或模式的出行质量等因素都会影响到小汽车的使用状况。停车换乘需要的是多模式相结合的出行方式，这样的路径选择在传统网络模型中是不被考虑的，而且有关研究停车换乘的网络模型最优化问题的文献是相对比较少的。

发明内容

技术问题：本发明提供一种能够实现停车换乘的选择和选址，使出行方式划分阶段和路径选择阶段的交通阻抗相一致，计算速度块，实施简单的基于轨道交通的停车换乘设施最优选址和容量确定方法。

技术方案：本发明的基于轨道交通的停车换乘设施最优选址和容量确定方法，包括如下步骤：

步骤1：设置网络参数、需求参数、候选换乘站点和遗传算法参数，迭代总次数m，其中初始迭代次数为0，所述遗传算法参数中包括初始可行解，即停车换乘规划方案的个数n；

步骤2：从候选的换乘站点中随机选择不超过规划数量的站点作为一种停车换乘规划方案，生成n个停车换乘规划方案作为初始可行解；

步骤3：对组内的每个停车换乘规划方案按照如下流程进行网络评估，确定双层规划模型中的上层目标函数值：

步骤3.1：根据停车换乘规划方案中的换乘站点布置，设定双模式交通网络；

步骤3.2：采用双层规划模型中的下层模型，即交通方式划分和交通分配组合模型确定双模式交通网络中的路段交通流量和出行者出行方式划分情况；

步骤3.3：根据步骤3.2中得到的路段交通流量和出行者出行方式划分情况，计算网络总出行成本；

检查换乘方案是否满足公交使用率和建设成本的约束，若同时满足两个约束，则将所述网络总出行成本作为双层规划模型中的上层目标函数值，否则对网络总出行成本施加惩罚成本后，将得到的结果作为双层规划模型中的上层目标函数值；

步骤4：根据目标函数值，选取方案优化概率最大的n/3个停车换乘规划方案；

步骤5：判断当前迭代次数i是否达到迭代总次数m，如是，则停止迭代，终止本方法，否则，进入下一步；

步骤6：在n/3个停车换乘规划方案中随机选择两个停车换乘规划方案，对这两个方案交叉配对产生新的规划方案，重复多次，产生n/3个新的规划方案；

步骤7：在n/3个停车换乘规划方案中随机选择n/3次停车换乘规划方案，每次选择一个规划方案，同一规划方案可以被选择多次，对每个停车换乘规划方案，即可行解(x，y)中的向量进行随机调整，得到n/3个新的规划方案；

步骤7：将所述步骤4、6和7得到的停车换乘规划方案组成一个新一轮的n个规划方案，然后返回步骤3。

进一步的，本发明方法中，所述步骤3.2的具体流程为：

a)基于自由流时间，利用交通方式划分和交通分配组合模型中的logit选择模型，将出行者的交通需求划分为完全使用轨道和非完全使用轨道两种出行模式，所述非完全使用轨道出行模式中包含小汽车出行和停车换乘两种出行方式；