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        基于需求的停車換乘點(diǎn)布局網(wǎng)絡(luò)模型研究

        2019-10-21 19:54:40薛靖
        關(guān)鍵詞:成本效益

        薛靖

        摘要:當(dāng)停車換乘地點(diǎn)已知,從城市交通整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的角度來出發(fā),以系統(tǒng)內(nèi)換乘點(diǎn)的建設(shè)和交通需求的總出行成本之和最低為最優(yōu)目標(biāo),建立了基于需求的停車換乘點(diǎn)布局網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型,最后,借助Lingo商業(yè)軟件進(jìn)行算例分析,驗(yàn)證了模型的有效性。

        關(guān)鍵詞:交通需求管理;停車換乘;布局優(yōu)化;成本效益

        1 引言

        隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提升,人均汽車擁有量大幅發(fā)提高,導(dǎo)致城市擁擠問題日趨嚴(yán)重。因此,為了能夠減小交通壓力,必須優(yōu)化城市換乘點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)模型,為城市作出一份貢獻(xiàn)。停車與超車布局研究是停車換乘規(guī)劃的重要組成部分。停車換乘設(shè)施選址布局規(guī)劃的合理性直接關(guān)系到交通需求管理措施能否有效滿足交通需求。調(diào)節(jié)效果。文獻(xiàn)[1]對(duì)北京停車和轉(zhuǎn)移的需求進(jìn)行了調(diào)查,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移目標(biāo)主要是換乘點(diǎn)的通勤者。文獻(xiàn)[2]分析了北京現(xiàn)有停車換乘站存在的問題,并指出一些轉(zhuǎn)移點(diǎn)是緊張的,而另一些則缺乏功能,表明它們的布局不合理。

        2 P&R布局優(yōu)化一般原則

        停車換乘點(diǎn)的選址應(yīng)遵循一定的原則,可初步確定停車位和換乘位置,從而在一定程度上簡(jiǎn)化了后續(xù)的布局優(yōu)化。主要原則如下:(1)停車轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)應(yīng)位于城市客運(yùn)量大的交通通道內(nèi),并與大容量公交系統(tǒng)相連;(2)停車和轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)應(yīng)在其服務(wù)中設(shè)定。最受歡迎的汽車旅行場(chǎng)所,以及服務(wù)范圍內(nèi)最大的汽車旅行吸引力;(3)停車轉(zhuǎn)接點(diǎn)可以為停車換乘者提供最大的便利,例如設(shè)置公交線路、軌道交通線路終端或附近。就北京而言,除了要遵循的主要原則外,還有一個(gè)原則,即在第四環(huán)中不設(shè)置停車轉(zhuǎn)接點(diǎn)。

        3 P&R布局優(yōu)化模型

        3.1 模型建立思路

        根據(jù)停車場(chǎng)換乘地點(diǎn)的布局或優(yōu)化模型的一般原則,初步選定換乘站點(diǎn),再通過定性定量的方法來得到一組可能的候選點(diǎn)。

        考慮將城市區(qū)域劃分為兩部分,最初選擇的停車位和轉(zhuǎn)移位置之間的虛擬連接線作為分界線。在邊界線,即城市的中心區(qū)域,它將被視為一個(gè)吸引區(qū)域的交通需求。分界線以外的部分,即城市的郊區(qū),被視為交通需求的發(fā)生區(qū)域。相應(yīng)地,可以在發(fā)生交通需求的區(qū)域(例如城市周圍的衛(wèi)星城市)中識(shí)別固定的交通需求點(diǎn)。

        3.2 模型構(gòu)建

        模型假設(shè):(1)通過停車轉(zhuǎn)移方案已知從交通點(diǎn)O到交通引誘點(diǎn)D產(chǎn)生的OD的交通量;(2)交通發(fā)生點(diǎn)產(chǎn)生的交通量可以通過任何停車轉(zhuǎn)移點(diǎn)到達(dá)交通引誘點(diǎn);(3)交通需求的所有發(fā)生點(diǎn)都在最初給定停車場(chǎng)的吸引力區(qū)域內(nèi);(4)各交通發(fā)生點(diǎn)的交通需求量、備選站點(diǎn)的建設(shè)費(fèi)用、停車換乘一次的費(fèi)用、 → 和 → 的費(fèi)率均已知且為定值。

        設(shè)在一個(gè)城市的交通系統(tǒng)中,有m個(gè)交通發(fā)生點(diǎn) ,n個(gè)交通吸引點(diǎn) ,經(jīng)過初步選擇得到q 個(gè)待選停車換乘點(diǎn) ,基于停車和換乘的最小費(fèi)用和所有交通需求的總行駛成本構(gòu)建布局優(yōu)化模型。

        標(biāo)函數(shù)(5)使整個(gè)城市交通系統(tǒng)的停車和換乘總成本最大化;從交通點(diǎn)I到每個(gè)候選換乘站K的交通約束到交通吸引點(diǎn)J的約束(6)等于點(diǎn)之間的OD交通焦耳。吸引點(diǎn)J和吸引點(diǎn);從交通點(diǎn)I到候選停車轉(zhuǎn)接點(diǎn)K,約束(7)的交通量等于在交通點(diǎn)K交通點(diǎn)和每個(gè)吸引點(diǎn)J的發(fā)生點(diǎn)I之間的OD的傳遞;(8)從候選停車轉(zhuǎn)接點(diǎn)K到交通吸引點(diǎn)J的交通量等于在吸引點(diǎn)J上的每個(gè)點(diǎn)i和點(diǎn)k之間的OD轉(zhuǎn)移量;約束(9)來自I到從交通點(diǎn)到每個(gè)點(diǎn)的每個(gè)點(diǎn)。候選停車轉(zhuǎn)接點(diǎn)K的交通量等于I點(diǎn)的交通量,從交通發(fā)生點(diǎn)I到候選停車轉(zhuǎn)接點(diǎn)K的交通量和交通量受到約束(10),停車轉(zhuǎn)移點(diǎn)K等于交通吸引力。約束點(diǎn)J和約束(11)是從每個(gè)交通發(fā)生點(diǎn)i到候選停車轉(zhuǎn)接點(diǎn)K.的流量和小于候選K的通行能力;(12)表示候選點(diǎn)與交通量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如果該點(diǎn)發(fā)生在候選點(diǎn)k上,則業(yè)務(wù)量不為0,則Xk=1,這意味著選擇了候選點(diǎn)k;約束(13)要求交通量均為非負(fù)。從發(fā)生點(diǎn)到停車轉(zhuǎn)移點(diǎn)到吸引點(diǎn)Cik和Ckj的單位交通率根據(jù)停車轉(zhuǎn)移者的行駛時(shí)間,燃料成本和行駛舒適度綜合測(cè)量。

        目標(biāo)函數(shù)(5)在整個(gè)城市交通系統(tǒng)中最大限度地提高停車和換乘的總成本;約束(6)從交通點(diǎn)I到每個(gè)候選換乘站K到交通吸引點(diǎn)J的流量等于點(diǎn)I吸引力之間的OD交通量。點(diǎn)J和吸引點(diǎn);從交通發(fā)生點(diǎn)I到候選停車轉(zhuǎn)接點(diǎn)K約束的交通(7)等于OD在交通點(diǎn)K交通點(diǎn)和每個(gè)吸引點(diǎn)J的發(fā)生點(diǎn)I之間的轉(zhuǎn)移;約束(8)交通從候選停車換乘點(diǎn)K到交通吸引點(diǎn)J的IC量等于在點(diǎn)I和吸引點(diǎn)之間的每個(gè)點(diǎn)上的OD傳遞通量;約束(9)是從I點(diǎn)到交通點(diǎn)。每個(gè)候選停車轉(zhuǎn)接點(diǎn)K的交通量與I點(diǎn)的交通量相等,從交通點(diǎn)I到等待停止轉(zhuǎn)接點(diǎn)K的交通由等待停止(10)約束。轉(zhuǎn)移點(diǎn)K到交通引誘點(diǎn)J的交通量是相等的。約束(11)是從每個(gè)i到k的交通量之和都不大于候選點(diǎn)k的容量;約束(12)表達(dá)了候選點(diǎn)與交通量之間是一一對(duì)應(yīng)的,若發(fā)生點(diǎn)到待選點(diǎn) k的交通量不為 0,則 Xk=1,這表示待選點(diǎn)k被選中;約束(13)是關(guān)于交通量的非負(fù)約束。交通量從發(fā)生點(diǎn)通過停車換乘點(diǎn)到吸引點(diǎn)的單位費(fèi)率Cik 和Ckj根據(jù)停車換乘者的出行時(shí)間、燃油費(fèi)、以及出行舒適程度等多方面進(jìn)行綜合度量。

        4 結(jié)論

        研究了停車換乘需求管理方案的停車換乘布局優(yōu)化問題,建立了基于交通需求的停車換乘布局優(yōu)化模型。該模型以最小總系統(tǒng)成本為優(yōu)化目標(biāo),綜合考慮交通量、換乘點(diǎn)建設(shè)成本和停車換乘出行成本。在假設(shè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,通過實(shí)例分析,利用所建立的布局優(yōu)化模型,通過LINGO求解。結(jié)果表明,本文建立的模型對(duì)停車場(chǎng)和轉(zhuǎn)運(yùn)站的布局優(yōu)化具有一定的參考價(jià)值。植根于實(shí)際的計(jì)劃。

        參考文獻(xiàn)

        [1]劉燕,秦?zé)溃诵∷?北京市停車換乘需求調(diào)查與分析[J].交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào),2011,9(3):118-124.

        [2]程左宏,北京市停車換乘措施存在的問題及對(duì)策研究[J].道路交通與安全,2010,(4):4-8.

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