[发明专利]采用R语言的交通导向的商业用地优化配置软件

说明书

政策制定者常常面临一个具有挑战性的问题，即如何基于交通系统的表现进行土地利用布局，以便交通与土地利用的协调发展。常用的交通规划软件，如TransCAD、EMME和CUBE等都不能解决这一问题。本发明软件使用R语言实现了交通导向的商业用地最优化配置，此外，具有以下技术特点：1)开源免费：交通规划行业普遍使用的商业软件，都是国外软件，价格高昂，难以普及；2)易于操作：国外商业软件普遍界面复杂、应用繁琐，难以为一般的工程师和规划师掌握；3)矩阵算法快捷高效：国外商业软件多采用C语言开发，在进行算法实现时比较低效。本发明对规划人员和决策者评估各种土地利用政策和交通投资策略具有重要的参考价值。

技术领域：

本发明采用R语言编写了交通导向的商业用地优化配置软件，可以用于交通与土地利用的协调发展，属于交通规划技术领域。

背景技术：

土地开发的位置、规模、强度等是由政策制定者(通常是政府)决定的，而交通出行的产生、目的地、交通工具、路径等则是由出行者决定的，两者的层次并不相同。政府设计土地利用和交通政策，而出行者则在给定的交通网络上决定自己的出行行为，最后，交通系统系统的表现反馈给政策制定者，后者调整政策，如此迭代反馈进行，最后达到平衡状态，上层政策制定者做出最优的决策。这是一定典型的领导者-追随者问题，属于一种Stackerlberg博弈。在交通研究中，通常可以采用双层模型进行研究，即上层为领导者，下层为追随者。国内以土地利用作为政策变量的研究还很少，大多以其作为约束条件。赵彤和高自友^[1]采用双层规划模型描述了土地使用和城市交通离散网络设计之间的相互作用，希望能达到在一定的投资约束和土地使用约束条件下使整个交通网络中的系统总阻抗与居住用地的增加之差最小。陆化普等^[2，3]提出了能体现土地利用与交通系统循环反馈关系的模型，从交通系统总阻抗最小化的角度，对土地利用与交通系统的一体化规划进行了有益尝试。吴炼等^[4]则以路网最大承载力为政策目标，建立了双层规划模型，寻求土地利用的最优布局方案以使规划区建成路网能以一定的服务水平运行。

国外也对交通与土地利用的双层规划模型进行了研究。Meng等^[5]提出了一种土地利用与交通的综合模型，采用Lowry型土地利用模型将所有给定的活动分配到上层的各个住宅和就业区域，以交通分布和交通流分配的组合模型为下层模型。双层规划模型用于确定受网络容量约束的交通网络可以容纳的最大出行数。为了分析土地利用、交通网络和公共设施的综合布局，Lin和Feng^[6]建立了一个双层规划模型，其中上层模型为草图布局模型(SLM)，下层模型为交通分布和交通流分配的组合模型。Lee等^[7]提出了一个基于公平性的土地利用-交通问题(ELUTP)，旨在通过交通平衡状态的OD出行成本检验网络用户之间由于土地利用开发导致的收益分配以及相关的公平性问题。在由此建立的双层规划模型中，上层问题是使包含公平性约束的交通生成量最大化，下层问题则是交通分布和交通流分配的组合问题。Zhang等^[8]提出了一种土地利用开发和交通网络设计的综合模型，采用双层规划方法确定受预算和土地利用限制的交通网络可以容纳的最大出行数。Yim等^[9]建立了一个双层模型，其中上层模型使关于居住和就业分配的网络可靠性指数最大化，下层模型是具有长期出行成本函数的交通分布和交通流分配的组合模型。由于居住土地开发模式决定了人们的出行行为，Yin等^[10]建立了一个双层模型，用连续模型方法描述住房分配、交通量和二氧化碳排放之间的关系。在下层模型中，实现了交通系统的用户平衡条件。在上层模型中，优化了住房分配，以实现最低的二氧化碳排放量。Xu等^[11]利用基于活动的方法来研究土地利用分配和交通网络提升的优化问题，其中为了实现城市的可持续发展给出了投资预算和一些其他约束。他们提出了一种新的双层规划模型，以捕捉土地利用与交通网络发展之间的相互作用及其对活动-出行选择行为的影响。

参考文献：

[1]赵彤，高自友.(2003)交通离散网络设计与土地使用问题的组合模型及求解算法[J].土木工程学报36(7)，33-38.