[发明专利]一种基于多目标优化的机场集疏运路网规划方法

权利要求书

1.一种基于多目标优化的机场集疏运路网规划方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：将根据目标机场功能定位和上位规划确定的机场辐射范围作为研究区域，筛选出航空出行需求对应的节点；

步骤2：根据预设的区域内节点重要度评价指标，确定相邻节点间连接路段的重要度，并根据路段重要度，运用空间连通圆方法初步确定机场集疏运道路网架构；

步骤3：以总的出行时间最小和不同道路等级建设成本最低为目标，构建机场集疏运路网多目标路网优化模型，通过对模型求解得到最优路网规划方案组合。

2.根据要求1所述的一种基于多目标优化的机场集疏运路网规划方法，其特征在于：所述步骤1中，机场集疏运路网研究范围和节点通过城市国土空间规划、城市综合交通规划以及机场总体规划进行确定。

3.根据要求1所述的一种基于多目标优化的机场集疏运路网规划方法，其特征在于：所述预设的区域内节点重要度评价指标包括：

人口、城镇人均可支配收入、路网拥挤指数空间距离、到目标机场距离与到其他最近机场距离的比值以及出行时间。

4.根据要求1所述的一种基于多目标优化的机场集疏运路网规划方法，其特征在于：所述相邻节点连接路段重要度通过以下方法确定：

其中，ε_i表示路段i重要度；ξ_n表示评价指标n的权重系数；分别为路段i两端节点m、m’的第n个评价指标量化数值；是指节点m的第n个评价指标量化数值。

5.根据要求1所述的一种基于多目标优化的机场集疏运路网规划方法，其特征在于：所述空间连通圆方法包括：

设路段mm’中点为u，以mm’为直径画圆，对于任意节点e，当l_ue≥l_mm’/2时，即节点e在圆外部，则节点m和m’直接相连；其中，l_mm’、l_ue为路段mm’、ue的长度；

而当l_ue＜l_mm’/2时，节点e在圆内部，筛选出其中节点重要度最大节点e’作为过渡节点，使节点m先与节点e’相连，然后节点e’再与m’相连；

再分别以me’和e’m’为直接画圆，筛选圆内节点重要度最大节点直至圆内无其他节点。

6.根据要求1所述的一种基于多目标优化的机场集疏运路网规划方法，其特征在于：所述机场集疏运多目标路网优化模型通过以下方法确定：

minF(g_k，h_l)＝λ₁T(g_k，h_l)+λ₂C(g_k，h_l)

其中，T(g_k，h_l)为出行总时间，公式为：

C(g_k，h_l)为建设总成本，公式为：

λ₁、λ₂分别为出行总时间、建设总成本优化目标的权重；S(g_k，h_l)是指路网中某路段状态，是关于变量决策变量g_k、h_l的函数，g_k为改建成k等级道路，h_l为新建成l等级道路；t_i(S(g_k，h_l))为通过S状态下的路段i的时间；q_i为路段i上的交通量；L_i(S(g_k，h_l))为S状态下的路段i的长度；V_i(S(g_k，h_l))为行驶在S状态下的路段i的设计速度；M_i(S(g_k，h_l))为建设S状态下的路段i的成本；c_i(S(gk，h_l))为建造S状态下路段i的单位长度成本。

7.根据要求1所述的一种基于多目标优化的机场集疏运路网规划方法，其特征在于：所述步骤3中，约束条件为：

变量约束：

路网里程约束：

路段服务水平约束：

其中，Q_i(g_k，h_l)为路段i的通行能力，pcu/h；f_S为路段最高饱和度；B_Smin、B_smax路网最低、最长里程。