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申请/专利权人：广州市交通规划研究院有限公司

摘要：本发明提供一种基于客流效益和土地价值的站点功能级配优化方法，包括以下步骤：关键指标选取和定量关系构造；根据不同客流效益指标的重要程度赋予权重并建立优化模型的加权目标函数；需要根据选用指标的合理取值范围和设施容量建立约束条件；使用PSO算法求解需要优化站点的土地利用指标最优组合，获得站点间功能级配最优化方案。本发明计算结果精度高、计算速度快，适用于大量复数站点同时优化的场景，可以提高轨道交通站点设施周边用地规划或优化的科学性和合理性。

主权项：1.一种基于客流效益和土地价值的站点功能级配优化方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：1关键指标选取和定量关系构造：首先选择和定义三类指标，分别包括：客流效益指标、站点周边土地利用指标和站间功能级配指标；先建立站点周边土地利用和站间功能级配指标的定量关系，再建立客流效益指标与站点周边土地利用和站间功能级配指标的定量关系；客流效益指标选用线路日均客流强度、线路早高峰进站小时系数和线路早高峰单向最大断面不均匀系数，分别用P1、P2和P3表示；站点周边土地利用指标选用沿线站点800米覆盖常住人口和沿线站点800米覆盖就业岗位，分别用L1和L2表示；站间功能级配指标选用同类型站点集中程度和非就业类站点占线路站点数量比例，分别用S1和S2表示；设某一线路的站点周边土地利用指标向量、站间功能级配指标向量和客流效益指标向量分别为L＝{Lk|k＝1,2,…}、S＝{Sk|k＝1,2,…}和P＝{Pk|k＝1,2,…}，Lk、Sk和Pk是所述三类指标选用的第k个站点周边土地利用指标、站间功能级配指标和客流效益指标；线路日均客流强度P1表示日均客运量与线路总里程的比值；线路早高峰进站小时系数P2表示7～9时线路所有站点的进站总量与这些站点日均进站总量的比值；线路早高峰单向最大断面不均匀系数P3表示早高峰单向最大断面客流量与最大断面所在方向各断面平均值的比值，即： 式中，H表示线路中最大断面所在方向的断面集合，vh表示断面h的早高峰断面流量；所述定量关系构造包括如下步骤：站间功能级配和站点周边土地利用的定量关系表示为F1·，客流效益和站点周边土地利用、站间功能级配两者的定量关系表示为F2·，有以下关系：Sk＝F1LPk＝F2S,L在优化模型建立前先确定F1和F2以构造目标函数；对于居住或就业类站点，按照站点800米范围内覆盖的常住人口L1与就业岗位L2的比值进行划分，若L1大于或等于L2，站点视作为居住类站点，否则视作为就业类站点；位于重要交通枢纽或高校聚集区域的站点视作为枢纽类和高校教育类站点；先根据L1与L2确定站点类型，再根据上述S1和S2的定义，计算S1和S2的具体数值，完成S1＝F1L和S2＝F1L的具体流程；对于F2，使用多元线性回归构造站点周边土地利用指标、站间功能级配指标与客流效益指标的定量关系式，根据定量关系式完成P1＝F2S,L、P2＝F2S,L和P3＝F2S,L的具体流程；2优化模型建立：根据不同客流效益指标的重要程度赋予权重并建立优化模型的加权目标函数，加权目标函数由多个选用的客流效益指标组合而成；所述优化模型建立包括如下步骤：设线路中周边需要优化调整的站点集合为A，集合A中不包含枢纽和高校就业类站点，对于线路包含的站点ii∈I，它的第k个土地利用指标现状和调整后数值分别为lk,i和l'k,i，其中l'k,i作为优化模型的决策变量；目标函数为不同客流效益指标的加权总和；设有二元变量μk，当Pk作为负向指标时，即Pk越大，客流效益越差，μk＝-1，否则，μk＝1；设Pk对应的重要度权重为αk，构造的目标函数Y如下： 式中，|P|表示客流效益指标的数量；模型需要多种约束进行限制，所需要的约束为：1土地利用约束：站点i第k个土地利用指标调整后数值l'k,i对应的调整值下限和上限分别为mL,k,i和ML,k,i，表示开发程度变化的上下限，因此第k个土地利用指标Lk的变化约束表示为：Lk＝∑i∈IAlk,i+∑i∈Al'k,il'k,i的变化约束表示为：l’k,i＝lk,i,i∈IAmL,k,i≤l′k,i≤ML,k,i,i∈A2客流效益指标约束：设第k个客流效益指标Pk变化的下限和上限分别为mP,k和MP,k，Pk的取值范围约束表示为：mP,k≤Pk≤MP,k3站点服务能力约束：设l'i＝{l'k,i|k＝1,2,…}，土地利用指标转化为站点进站量的定量函数、方法或模型表示为f1，站点i∈I服务能力上限为MSERV,i，则有以下约束：0≤f1l′i≤MSERV,i以部分城市中心区域客流饱和站点的覆盖量作为上限，MSERV,i取值为10万人口和岗位之和；4线路断面运能约束：设线路包含站点间的出行需求OD矩阵为D，土地利用指标和D转化为线路所有断面的定量函数、方法或模型表示为f2，线路所有断面的运能向量为MCAP,h，则有以下约束：0≤f2L,D≤MCAP,hMCAP,h根据线路制式对应的车型运载能力与高峰小时发车对数决定，若线路仍处于在建或者规划状态，高峰小时发车对数按国内城市轨道交通系统普遍的发车对数最大极限作为高峰小时发车对数；5站间功能级配约束：设第k个站间功能级配指标Sk变化的下限和上限分别为mS,k和MS,k，Sk的取值范围约束表示为：mS,k≤Sk≤MS,k优化模型表示为： 3优化模型求解：建立目标函数后，根据选用指标的合理取值范围和设施容量建立约束条件，以沿线土地价值未充分发挥、客流效益低的线路和站点作为优化对象求解模型，制定此类线路站点的改善策略，以提升站点所在线路的运营效益；使用PSO算法求解需要优化站点的土地利用指标最优组合，获得站点间功能级配最优化方案。

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