一种基于最优公交平均站间距的公交线网密度计算方法技术

本发明专利技术提供一种基于最优公交平均站间距的公交线网密度计算方法，通过GIS软件优化公交站点覆盖率计算方法，然后寻找公交线网站点覆盖率与平均站间距之间的关系，推导最优平均站间距计算公式，基于站点覆盖率和平均站间距的研究，优化公交线网密度计算方法，最后厘清路网结构与线网密度的关系。此专利可以优化、指导公交线网评价指标，提升、改善公交线网布局方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于最优公交平均站间距的公交线网密度计算方法
本专利技术适用于交通规划领域，涉及一种基于最优公交平均站间距的公交线网密度计算方法。
技术介绍
近年来，随着城市交通拥堵的愈发严重，公共交通愈发的受到重视，公共交通规划实施、公交线网规划布局的指导性、科学性等显得尤为重要。公交站点覆盖率、平均站间距、公交线网密度等公交线网关键指标，由于目前国家规范施行时间较长，关键指标的适应性有待进一步提升。公交站点覆盖率是衡量公交总体发展水平及出行便捷性的重要指标。公交站点覆盖率亦称公交站点服务面积率。站点覆盖率是指公交站点服务覆盖面积占城市建成区面积的百分比。常规计算方法即以公交站点为圆心，用合理的步行距离(分别取300米、500米)为服务半径作圆，计算其覆盖面积以及城市建成区面积，则公交覆盖率的计算式为式中，ai为第i个公交站点的覆盖面积；n为公交站点数量；A为城市建成区面积，即在城市面积中除去未开发及在技术上不适合公共交通服务的面积。常规的站点覆盖率计算原理相对简单，可归结为多个圆叠加后的面积求和计算问题。但是在实际项目中操作，遇到的问题远不止如此理想化。首先面积求和不是所有覆盖面积的代数和，而是几何合并后的面积；覆盖面积超过建成区范围的部分也应扣除；覆盖面积容易形成不规则多边形，计算难度加大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于最优公交平均站间距的公交线网密度计算方法，以提升、改善公交线网布局方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于最优公交平均站间距的公交线网密度计算方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤S1、首先利用GIS软件，获得公交站点覆盖率的计算方法；步骤S2、研究站点覆盖率与平均站间距之间的关系，分不同情况构建不同公式，通过站点覆盖率的要求对平均站间距提出合理区间值；步骤S3、通过不同线路长度、不同平均乘距对最优平均站间距的影响分析，得到最优平均站间距；步骤S4、基于乘客出行时间最小的目标，计算最优公交线网密度。进一步地，步骤S2中，假设公交线网平均间距为l，站点服务半径为r，线格内站点服务覆盖区域为Sr，则站点覆盖率f＝Sr/l2，确定300m覆盖率不低于70％，500m覆盖率不低于100％时公交线网平均间距和平均站间距。进一步地，步骤S3中，根据以下公式计算最优平均站间距其中T为乘客总出行时间，N为站点数量，N≥2，Q为线路客流，vp为乘客步行速度，L为线路总长，D为站间距，a为公交线路与客流分布间距，α为线路平均乘距与线路总长比值，tC为每站清空时间(重新汇入车道延误)，tA为每次加减速损失时间。进一步地，步骤S4中，根据以下公式计算最优公交线网密度其中α为线路平均乘距与线路总长比值，A为公交线网服务的区域面积，μ为线路重复系数，tC为每站清空时间(重新汇入车道延误)，tA为每次加减速损失时间，δ为公交线网密度，W为公交车辆数，v1为公交运营速度，vP为乘客步行速度。本专利技术的计算方法适用于方格网状的城市路网，其他路网格局的道路需要进行变形、异化处理。本专利技术通过GIS软件优化公交站点覆盖率计算方法，然后寻找公交线网站点覆盖率与平均站间距之间的关系，推导最优平均站间距计算公式，基于站点覆盖率和平均站间距的研究，优化公交线网密度计算方法，最后厘清路网结构与线网密度的关系。本专利技术可以优化、指导公交线网评价指标，提升、改善公交线网布局方法。附图说明图1为本专利技术的流程图。图2为理想化的公交站点与线网结构。图3为站点加密后理想化的公交站点与线网结构。图4为站间距与乘客总出行时间关系示意图。图5为公交车站分布与均值客流分布示意图。图6为平均乘距、线路总长对平均站间距关系图。图7为不同线路总长下平均站间距和平均乘距与总长比值关系图。图8为不同客流与线路间距下平均站间距和平均乘距与总长比值关系图。图9为公交车站分布与梭形客流分布示意图。图10为理想化公交线网布局。具体实施方式下面根据本专利技术的具体实施例对本专利技术进行详细描述。本专利技术提供了一种基于最优公交平均站间距的公交线网密度计算方法，利用站点覆盖率、平均站间距、线网密度等三个指标一步步推演的计算，得到最优公交线网密度计算的公式。研究不同情况下站点覆盖率与平均站间距的关系，通道站点覆盖率的规划要求对平均站间距提出合理区间值。通过不同线路长度、不同平均乘距对最优平均站间距的影响分析，得到最优平均站间距。基于乘客出行时间最小，计算最优公交线网密度。1、公交站点覆盖率公交站点覆盖率是衡量公交总体发展水平及出行便捷性的重要指标。公交站点覆盖率亦称公交站点服务面积率。(1)常规计算方法站点覆盖率是指公交站点服务覆盖面积占城市建成区面积的百分比。常规计算方法即以公交站点为圆心，用合理的步行距离为服务半径作圆，计算其覆盖面积以及城市建成区面积，则公交覆盖率的计算式为式中，ai为第i个公交站点的覆盖面积；n为公交站点数量；A为城市建成区面积，即在城市面积中除去未开发及在技术上不适合公共交通服务的面积。站点覆盖率计算原理相对简单，可归结为多个圆叠加后的面积求和计算问题。但是在实际项目中操作，遇到的问题远不止如此理想化。首先面积求和不是所有覆盖面积的代数和，而是几何合并后的面积；覆盖面积超过建成区范围的部分也应扣除；覆盖面积容易形成不规则多边形，计算难度加大。(2)GIS软件方法改进以上实际操作问题，不仅对于站点覆盖率计算难度增加，同时人工计算繁琐费时更极易导致计算错误，必须通过信息技术手段加以改进。通过GIS软件平台，改进站点覆盖率的计算方法，实现覆盖率的精确计算与计算结果的可视化显示表达。ArcGIS是GIS技术开发的软件平台之一，具有强大的地图制作、空间数据管理、空间分析、空间信息整合、发布与共享的能力。其中ArcGISforDesktop是一个集成了众多GIS应用的软件套件，提供用于地理信息的制作和使用。通过ArcGISforDesktop中空间分析工具可以将公交站点与城市道路、用地等数据转化为地理信息，进行站点覆盖区域的叠加分析。(3)站点合理覆盖区域探讨根据现行的《城市道路交通规划设计规范》(GB50220-95)中3.3.2条规定，公共交通车站服务面积，以300m半径计算，不得小于城市用地面积的50％；以500m半径计算，不得小于90％。实际项目规划中，规划目标选用更高的站点覆盖率，即达到300m站点覆盖率70％，500m站点覆盖率100％。本节以上的研究正是基于规范中对于站点覆盖率的定义进行的，然而在实际中真正的站点覆盖区域可能并非规范中的自然站点覆盖区域。通过ArcGISforDesktop中输入的矢量信息，以公交站点为中心，300m或500m步行距离为最大搜索距离，从而得出更为贴近实际的站点覆盖情况。因为根据实际情况，通过最短距离直接穿越地块的可能性较低，大部分情况还是通过道路网作为主要路径，导致实际的覆盖面积可能小于自然站点覆盖面积。另外，现行的公交站点覆盖率仅仅从空间上表示覆盖区域，但实际上对于不同的人口、岗位分布的情况并没有考虑。人口、岗位的覆盖情况更能直接反映公交的服务品质。(4)永嘉公交规划实例通过ArcGISforDesktop，将永嘉县城的规划用地与规划公交站点等矢量数据输入转为化地理信息，根据规划公交站点以及服务半径进行覆盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于最优公交平均站间距的公交线网密度计算方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤S1、首先利用GIS软件，获得公交站点覆盖率的计算方法；步骤S2、研究站点覆盖率与平均站间距之间的关系，分不同情况构建不同公式，通过站点覆盖率的要求对平均站间距提出合理区间值；步骤S3、通过不同线路长度、不同平均乘距对最优平均站间距的影响分析，得到最优平均站间距；步骤S4、基于乘客出行时间最小的目标，计算最优公交线网密度。

【技术特征摘要】
1.一种基于最优公交平均站间距的公交线网密度计算方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤S1、首先利用GIS软件，获得公交站点覆盖率的计算方法；步骤S2、研究站点覆盖率与平均站间距之间的关系，分不同情况构建不同公式，通过站点覆盖率的要求对平均站间距提出合理区间值；步骤S3、通过不同线路长度、不同平均乘距对最优平均站间距的影响分析，得到最优平均站间距；步骤S4、基于乘客出行时间最小的目标，计算最优公交线网密度。2.如权利要求1所述的一种基于最优公交平均站间距的公交线网密度计算方法，其特征在于，步骤S2中，假设公交线网平均间距为l，站点服务半径为r，线格内站点服务覆盖区域为Sr，则站点覆盖率f＝Sr/l2，确定300m覆盖率不低于70％，500m覆盖率不低于100％时公交线网平均间距和平均站间距。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：高克林，王重元，
申请(专利权)人：上海市政工程设计研究总院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31