[发明专利]多层级轨道交通换乘枢纽布局规划方法

说明书

本发明涉及一种多层级轨道交通换乘枢纽布局规划方法，首先确定多层级轨道交通换乘备选枢纽站点集合，然后建立以新建换乘枢纽和改建换乘枢纽的投资费用、经营费用总和最小为优化目标的上层规划模型，假设每个乘客选取时间和金钱消耗最小的换乘方案进行换乘，并建立以旅客出行成本消耗最少为目标函数的下层规划模型，最后采用蚁群算法对所建立的双层规划模型进行求解。本发明能有效平衡枢纽建设、运营成本和旅客出行换乘成本，采用蚁群算法对模型求解得到城市多层级轨道交通换乘枢纽布局的最优解，可以科学、合理的求解出多层级轨道交通枢纽的选址方案，为城市多层级轨道交通规划提供参考和支撑。

技术领域

本发明涉及轨道交通枢纽建设运营技术领域，具体涉及一种多层级轨道交通换乘枢纽布局规划方法。

背景技术

换乘枢纽是各层级轨道交通间的纽带，枢纽的合理布局既能够降低投资方工程成本，又能够减少旅客出行换乘的成本。而这两个目的往往是相互矛盾的，对于投资者来说，减小换乘枢纽数量和换乘枢纽规模能够降低工程成本；但是对于旅客来说会增加出行换乘成本降低出行舒适度。如何统筹两者之间的关系，是多层级轨道交通一体化枢纽布局模型的关键。

目前对于多层级轨道交通换乘枢纽站场的选址和布局通常采用单纯的数学物理方法，模型难以求出各种影响因素动态条件下的最优解。

发明内容

本发明的目的是提供一种多层级轨道交通换乘枢纽布局规划方法，科学、合理地解决都市圈多层级轨道交通换乘枢纽选址问题。

本发明所采用的技术方案为：

多层级轨道交通换乘枢纽布局规划方法，其特征在于：

所述方法包括以下步骤：

(A)确定多层级轨道交通换乘备选枢纽站点集合；

(B)建立以新建换乘枢纽和改建换乘枢纽的投资费用、经营费用总和最小为优化目标的上层规划模型；

(C)假设每个乘客选取时间和金钱消耗最小的换乘方案进行换乘，并建立以旅客出行成本消耗最少为目标函数的下层规划模型；

(D)采用蚁群算法对步骤(B)和步骤(C)所建立的双层规划模型进行求解。

步骤(A)中，所述的多层级轨道交通换乘备选枢纽站点为地铁层级重要节点。

步骤(A)中，所述的多层级轨道交通换乘备选枢纽站点集合N，包含新建枢纽集合N₁和改建枢纽集合N₂；

其中，N₁＝{n_j,j＝1,2,...,n}，N₂＝{n_j,j＝n+1,n+2,...,n+m}，n为新建枢纽个数，m为改建枢纽个数；n_j＝{n_j1,n_j2}，当n_j1＝1时表示该备选站用于换乘市域铁路，n_j1＝0时表示该备选站不能用于换乘市域铁路，当n_j2＝1时表示该备选站用于换乘城际铁路，当n_j2＝0时表示该备选站不能用于换乘城际铁路。

步骤(B)中，所述的以新建换乘枢纽和改建换乘枢纽的投资费用、经营费用总和最小为优化目标的上层规划模型，用下式表述：

S.T.

Z_j＝M_j+B_jN_j，当(j≤n)