一种使无效交通减少的交通网络规划方法
【专利摘要】本发明提供的一种使无效交通减少的交通网络规划方法，包括根据规划区域确定规划区域内的交通网络节点，通过采集的交通需求信息获取不同交通方式的权重分配，根据所述权重分配规划区域内的交通网络节点间的交通方式；本发明中的一种使无效交通减少的交通网络规划方法采用无缝衔接来规划交通网络，以减少无效交通为目的，根据交通需求将不同的运输方式综合考虑，使换乘次数最少，步行距离最短，不仅提高了交通运输效率，还大大减少了无效交通，使客源、货源在这不同种类的运输方式之间无缝衔接，节约了运行时间，本发明将各种运输方式协调统一，避免了现有的传统运输方式独立分散的缺点，本发明以多目标来规划路网方案，真正实现了规划方案的最优化。
【专利说明】
-种使无效交通减少的交通网络规划方法
技术领域
[0001] 本发明设及交通规划领域，尤其设及一种使无效交通减少的交通网络规划方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济水平的提高，人们的生活水平得到大幅度改善，车辆的数量逐年剧 增，而相应的交通设施的建设速度已经远远落后于汽车的增长速度，伴随着交通需求的不 断增加，路网容量的扩大建设总是不及交通流量的增长，因此，合理规划交通网络显得尤为 重要。现有的交通规划方法主要分为W下两种：四阶段法和容量法。四阶段法是通过交通生 成、交通分布、交通方式的选择、交通流分配四个步骤对规划区域内路网流量进行目标年的 规划。容量法是根据路网瓶颈的最大容量限制来控制路网流量分配，通常用于桥梁隧道的 规划，具有一定的局限性。且W规划目标来落实规划方案较少，规划目标单一。上述规划虽 然是W交通需求进行规划，但都是W各自运输组织要求进行基础建设，使各种运输方式独 立、分散，缺乏整体协调性，运输方式衔接不合理，导致运输资源浪费，运输效率低，无效交 通增多，不仅产生了大量的不必要交通发生量，还造成了各种能源的无意义消耗，因此，亟 需一种新的交通网络规划方法，使交通网络在有限的时间和空间上提高路网的运转效率、 连接功能和服务水平。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本发明提供一种使无效交通减少的交通网络规划方法，W减少无效交 通为目标，减少现有规划方案中的运输资源浪费，愉树效率低的缺点。
[0004] 本发明提供的一种使无效交通减少的交通网络规划方法，包括
[0005] 根据规划区域确定规划区域内的交通网络节点，通过采集的交通需求信息获取不 同交通方式的权重分配，根据所述权重分配规划区域内的交通网络节点间的交通方式。
[0006] 进一步，还包括根据节点之间的交通方式获取对应交通方式下的效益参数，建立 无缝衔接目标约束函数，通过所述无缝衔接目标约束函数获取规划区域内的任意两个节点 间之间的最佳路线。
[0007] 进一步，所述效益参数包括对应交通方式下的运输时间和投入资金，所述无缝衔 接目标约束函数通过如下公式表示：
[000引 門=aTj+mj,
[0009]其中：門为约束函数，Tj为节点i与节点j之间路段的运输时间，Mj为路段的投入资 金；
[0010] Tj《Tmax，Tmax为节点i与节点j之间路段最长允许运输时间，
[00川 Mj《Mmax，Mmax为节点i与节点j之间路段允许最大投入资金；
[0012] 进一步，通过比较各路线的无缝衔接目标约束函数，获取不同交通方式的多种路 线中的最小的門值，根据最小的門值确定最优方案。
[0013] 进一步，所述交通需求信息通过交通量调查获取，所述交通量调查包括客流交通 量调查和货流交通量调查，通过所述交通量调查获取发生吸引量，确定节点的场站规模。
[0014] 进一步，所述节点包括起点、转点和终点，所述交通方式包括铁路运输、公路运输、 水路运输、航空运输和轨道运输。
[0015] 进一步，所述效益参数还包括运行速度、运输量和载客量，确定不同交通方式的权 重，并建立层次分析模型，通过所述层次分析模型获取权重向量。
[0016] 讲一击.诵讨下式获取允许投入资金，
[0017]
[001引其中，m表示节点的个数，Mi康示节点巧Ij节点j之间的总投资，F表示允许投入资 金O
[0019] 进一步，通过所述客流交通量调查获取起止点分布、出行方式、距离和时间，通过 所述货流交通量调查获取货运人、出货量、货物来往量和交通运输方式。
[0020] 进一步，根据所述交通量调查获取的发生吸引量，将交通网络各交通方式的节点 场站进行分类，获取每个交通方式分类对应的权重。
[0021] 本发明的有益效果:本发明中的一种使无效交通减少的交通网络规划方法采用无 缝衔接来规划交通网络，W减少无效交通为目的，根据交通需求将不同的运输方式综合考 虑，使换乘次数最少，步行距离最短，不仅提高了交通运输效率，还大大减少了无效交通，使 客源、货源在运不同种类的运输方式之间无缝衔接，节约了运行时间，本发明将各种运输方 式协调统一，避免了现有的传统运输方式独立分散的缺点，本发明W多目标来规划路网方 案，真正实现了规划方案的最优化。
【附图说明】
[0022] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
[0023] 图1是本发明的原理示意图。
[0024] 图2是本发明的站点选择示意图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：图1是本发明的原理示意图，图2 是本发明的站点选择示意图。
[0026] 如图1所示，本实施例中的一种使无效交通减少的交通网络规划方法，包括根据规 划区域确定规划区域内的交通网络节点，通过采集的交通需求信息获取不同交通方式的权 重分配，根据所述权重分配规划区域内的交通网络节点间的交通方式。在本实施例中，在 确定规划区域及规划期限后，确定W减少无效交通为目的的规划目标，本实施例中的无效 交通是指交通出行中并不能使出行效益增加甚至可能导致交易减少(如噪声、污染及能源 消耗)的不必要交通发生量。根据交通需求将铁路、公路、航空、水运和轨道五种运输方式综 合考虑，基于减少无效交通为目的使换乘次数最少，步行距离最短，舒适性与经济性并重为 最优目标，使客源、货源在运五种运输方式上无缝衔接，减少现有规划方案运输资源浪费、 运输效率低等缺点，使其在有限的时间和空间上提高路网的运转效率、连接功能和服务水 平。
[0027] 在本实施例中，根据节点之间的交通方式获取对应交通方式下的效益参数，建立 无缝衔接目标约束函数，通过所述无缝衔接目标约束函数获取规划区域内的任意两个节点 间之间的最佳路线。
[0028] 效益参数包括对应交通方式下的运输时间和投入资金，所述无缝衔接目标约束函 数通过如下公式表示：
[0029] 門=aTj+mj,
[0030] 其中：門为约束函数，Tj为节点i与节点j之间路段的运输时间，Mj为路段的投入资 金；
[0031] Tj《Tmax，Tmax为节点i与节点j之间路段最长允许运输时间，
[003^ M Mmax为节点i与节点j之间路段允许最大投入资金；
[0033] 通过比较各路段获取最小的門值，
[0034] 每种运输方式在节点i与j之间路段的运行时间T=(Tcj、Ttj、Taj、Tbj)，投入资金 为 M=(Mcj、Mtj、Maj、Mbj)，
[0035] S=min(pk) ,k = l、2...n。
[0036] 贝化方案为最优方案，
[0037] 其中
化j表示i到j之间的总投资，F表示允许 投入资金，通过无缝衔接目标约束函数可W使换乘次数最少，步行距离最短，将舒适性与经 济性并重为最优目标，使客源、货源在运五种运输方式上无缝衔接，减少运输资源浪费，提 高了运输效率。
[0038] 在本实施例中，交通需求信息通过交通量调查获取，所述交通量调查包括客流交 通量调查和货流交通量调查，通过所述交通量调查获取发生吸引量，确定节点场站规模。OD 调查(交通量调查)包括客流交通量调查和货流交通量调查，客流OD表可通过家访调查法、 收发表法、问卷法、登记车辆牌照等多种方法得到;货流OD表通常根据组织关系由主管单位 进行自上而下调查得到。由客流调查结果可知其起止点分布，出行的方式、距离、时间等重 要内容;货流OD调查可得到货运人、运出量、货物来往量、交通方式等数据，OD表如下所示。
[0039]
[0040] 在本实施例中，节点包括起点、转点和终点，所述交通方式包括铁路运输、公路运 输、水路运输、航空运输和轨道运输。通过所述交通量调查获取的发生吸引量将交通网络各 交通方式的节点场站进行分类，获取每个交通方式分类对应的权重，依据OD调查得到的发 生吸引量确定节点场站规模，每种交通方式场站的分类如下：
[0041 ] (1)火车站分类：
[0042] ( - )按作业性质火车站按作业性质分为客运站、货运站和客货功能兼备的客货运 站巧中。
[0043] (二)根据列车作业的性质根据列车作业的性质可分为编组站、区段站、中间站、越 行站和会让站5种。
[0044] (=)车站按业务量，地理条件划分车站按业务量，地理条件划分为特，一，二，=， 四，五等站。例如，按业务量划分日均上下车及换乘旅客在60000人W上为特等客运站，中转 行包在20000件W上为特等客运站。
[0045] (2)汽车站分类：
[0046] 按车站所担负的任务量，W及它在国家政治、经济方面的地位来划分，车站可分为 特等站、一等站、二等站、=等站、四等站、五等站共六个等级。
[0047] 按车站技术作业的不同来划分，可分为编组站、区段站和中间站。编组站和区段站 又统称为技术站。
[004引按业务性质来划分，可分为客运站、货运站和客货运站。
[0049] (3)港口分类：
[0050] 按用途分为商港、军港、渔港、避风港等；
[0051 ]按所处位置分为河口港、海港、河港等。
[0052] (4)飞机场分类：
[0053] 按机场所在城市的性质、地位和在全国航空运输网络中的作用，将机场分为I、n、 虹、IV类。
[0054] I类机场，即全国经济、政治、文化中屯、城市的机场，是全国航空运输网络和国际航 线的枢纽。
[0055] n类机场，即省会、自治区首府、直辖市和重要经济特区，经济发达人口密集的机 场具有跨省、跨地区的航线。
[0056] 虹类机场，指经济比较发达或一般开放城市的机场，运类机场在民用通航机场所 占的比重较大。
[0057] IV类机场，除了上述=类之外的机场都统称为IV类机场，IV类机场也称为支线机 场。
[0化引交通方式特点：
[0059] (1)对外的综合交通体系 「00601
[0063] 交通网络规划可分为起点S、转点T=(TlT2-'Tn)和终点E。
[0064] 例如起点选择火车表示为St、汽车Sc、飞机Sa、轮船Sb,转点1选择汽车表示为Tlc, 转点2选择飞机T2a，W此类推，终点选择火车表示为化、汽车Ec、飞机化、轮船化。
[00化]在本实施例中，由专家分别对运些元素赋予自己的权重分配，统计成矩阵，对每一 准则内的因素两两比较，根据每一元素与各元素比较结果建立层次分析模型，通过所述层 次分析模型获取权重向量。
[0066] W每种运输方式的特点确定各自的权重，权重的确定有很多方法，如灰色关联法、 模糊分析法、层次分析法等等。下面W层次分析法为例。
[0067] ①由专家分别对运些元素赋予自己的权重分配；
[0068] ②统计成矩阵Dij;
[0069] ③用层次分析法(AHP)确定权重，将其分为=层，第一层为目标层:减少无效交通， 第二层为准则层:铁路、公路、航空、港口…第=层为方案层，
[0070] 对每一准则内的因素两两比较，例如铁路和公路比较优势相同为1，较高为3,高为 5,明显高为7,非常高为9,2、4、6、8是介于1、3、5、7、9之间的情况。
[0071] 把与铁路有关的所有元素都与之比较，把每一元素与各元素比较结果排成一行得 至Ij矩阵D=(dij)nXn,设Ui与Uj比为dij.Uj与Ili比为dji=l/dij
[0072] ④建立层次分析模型
[0073]
[0074] ⑤将矩阵列向量归一化后用下式计算各列向量的算术平均。
[0075]
[0076] 得到权重向量W=(W1W2. . .Wn)。
[0077] 在本实施例中，根据OD调查可知客、货流的期望运行时间W及运行成本，由上述权 重可确定相邻站点间交通方式，下面列举一个具体实施例加 W说明：
[007引如图2所示，已知0点到D点间路线有n条，每一条有m个节点，节点i与j间的交通方 式是四种汽车C、火车t、飞机a、轮船b，节点间距离确定每种运输方式的设计车速已知，可得 到每种运输方式在节点i与j的运行时间，分别为T= (Tcj、Ttj、Taj、Tbj)，投入资金为M = (Me j、Mt j、Maj、Mb j)，可建约束函数：
[0079] 門=aTj+mj,
[0080] 其中；
[0081 ] Tj《Tmax，Tmax为此路段最长允许运输时间，
[0082] ,Mmax为此路段允许最大投入资金。
[0083] 使得門最小，则i到j间可选此方式，依次进行下一节点间计算，直至D点，可计算出 n种路线的P值。
[0084] 通过下式：
[00化]S=min(pk) ,k = l、2...n。
[0086] 贝化方案为最优方案，
[0087] 其 C
[0088] 根据上述模型得到的方案k即为最终规划方案。
[0089] 最后说明的是，W上实施例仅用W说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可W对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 一种使无效交通减少的交通网络规划方法，其特征在于:包括 根据规划区域确定规划区域内的交通网络节点，通过采集的交通需求信息获取不同交 通方式的权重分配，根据所述权重分配规划区域内的交通网络节点间的交通方式。2. 根据权利要求1所述的一种使无效交通减少的交通网络规划方法，其特征在于:还包 括根据节点之间的交通方式获取对应交通方式下的效益参数，建立无缝衔接目标约束函 数，通过所述无缝衔接目标约束函数获取规划区域内的任意两个节点间之间的最佳路线。3. 根据权利要求2所述的一种使无效交通减少的交通网络规划方法，其特征在于:所述 效益参数包括对应交通方式下的运输时间和投入资金，所述无缝衔接目标约束函数通过如 下公式表示： Pj = aTj+mj， 其中:Pj为约束函数，Tj为节点i与节点j之间路段的运输时间，Mj为路段的投入资金； T j < Tmax，Tmax为节点i与节点j之间路段最长允许运输时间， Mj<Mmax，Mmax为节点i与节点j之间路段允许最大投入资金；4. 根据权利要求3所述的一种使无效交通减少的交通网络规划方法，其特征在于:通过 比较各路线的无缝衔接目标约束函数，获取不同交通方式的多种路线中的最小的Pj值，根 据最小的Pj值确定最优方案。5. 根据权利要求1所述的一种使无效交通减少的交通网络规划方法，其特征在于:所述 交通需求信息通过交通量调查获取，所述交通量调查包括客流交通量调查和货流交通量调 查，通过所述交通量调查获取发生吸引量，确定节点的场站规模。6. 根据权利要求5所述的一种使无效交通减少的交通网络规划方法，其特征在于:所述 节点包括起点、转点和终点，所述交通方式包括铁路运输、公路运输、水路运输、航空运输和 轨道运输。7. 根据权利要求6所述的一种使无效交通减少的交通网络规划方法，其特征在于:所述 效益参数还包括运行速度、运输量和载客量，确定不同交通方式的权重，并建立层次分析模 型，通过所述层次分析模型获取权重向量。8. 根据权利要求7所述的一种使无效交通减少的交通网络规划方法，其特征在于:通过 下式获取允许投入资金，其中，m表示节点的个数，Mi j表示节点i到节点j之间的总投资，F表示允许投入资金。9. 根据权利要求6所述的一种使无效交通减少的交通网络规划方法，其特征在于:通过 所述客流交通量调查获取起止点分布、出行方式、距离和时间，通过所述货流交通量调查获 取货运人、出货量、货物来往量和交通运输方式。10. 根据权利要求6所述的一种使无效交通减少的交通网络规划方法，其特征在于:根 据所述交通量调查获取的发生吸引量，将交通网络各交通方式的节点场站进行分类，获取 每个交通方式分类对应的权重。
【文档编号】G06Q10/04GK105956687SQ201610255729
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】韩直, 关菲菲, 余小南, 李远哲
【申请人】招商局重庆交通科研设计院有限公司