本發(fā)明公開了一種基于啟發(fā)式算法的區(qū)域禁貨道路劃定方法，首先對研究范圍內(nèi)的路網(wǎng)進(jìn)行抽象解析，然后設(shè)定貨車通行總成本、社會成本以及運輸成本的計算公式，接著將社會成本和運輸成本因素融入到啟發(fā)式算法中，并利用啟發(fā)式算法迭代得到允許貨車通行的路徑，最后運用系統(tǒng)最優(yōu)原理將貨車在允許通行的路徑上進(jìn)行分配，得到貨車行駛的最優(yōu)路徑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于交通運輸規(guī)劃與管理領(lǐng)域。具體涉及一種基于啟發(fā)式算法的區(qū)域禁貨道路劃定方法。

背景技術(shù)

人口的持續(xù)涌入帶來的是郊區(qū)城鎮(zhèn)呈現(xiàn)“城市化”特征，土地開發(fā)強度不斷加大，建設(shè)用地突破舊有的城鎮(zhèn)范圍，持續(xù)向外擴(kuò)張。在此過程中，城郊道路交通特征發(fā)生顯著變化。由于道路沿線用地類型發(fā)生變化，原本承擔(dān)了大量過境交通的城郊道路逐漸承擔(dān)短途交通，客、貨交通混行現(xiàn)象日益嚴(yán)重，交通事故頻發(fā)的同時也帶來了噪音、尾氣污染等問題，嚴(yán)重影響了城鎮(zhèn)居民的正常生活。

解決上述問題的關(guān)鍵在于合理劃定禁貨區(qū)域，將客、貨運交通從空間上有效分離。越來越多的郊區(qū)城鎮(zhèn)政府也意識到這一點，著手實施禁貨政策。例如，2018年12月天津市西青區(qū)張家窩鎮(zhèn)開始對部分區(qū)域?qū)嵤┲兄匦拓涇嚪謺r段禁止通行的交通管制措施。

目前地方政府僅僅靜態(tài)地針對一個相對完整區(qū)域?qū)嵤┙浗煌ü苤拼胧?，對于如何科學(xué)地規(guī)劃禁貨區(qū)域并沒有經(jīng)過詳細(xì)論證，所制定出的方案也存在不合理性。關(guān)于此方面的相關(guān)學(xué)術(shù)研究成果也較少。如果禁貨區(qū)域過大，會無形中增加貨車運輸成本，而禁貨區(qū)域過小，則無法有效降低貨車通行所帶來的社會成本(例如交通安全、環(huán)境污染等)，導(dǎo)致無法達(dá)到禁貨的目的。

貨車在不同路徑通行，所帶來的社會成本與自身的運輸成本也隨之不同。如何能夠找到貨車最優(yōu)行駛路徑成為劃定區(qū)域禁貨范圍的關(guān)鍵問題。

基于上述原因，本發(fā)明創(chuàng)新性地基于啟發(fā)式算法尋找貨車行駛最優(yōu)路徑方案，進(jìn)而根據(jù)得到的最優(yōu)路徑來劃定區(qū)域禁貨道路。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種在客貨交通混行條件下，快速劃定某區(qū)域內(nèi)需要實施禁貨交通管制措施道路的方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種基于啟發(fā)式算法的區(qū)域禁貨道路劃定方法，包括以下步驟：

步驟一、將研究區(qū)域確定為郊區(qū)城鎮(zhèn)范圍內(nèi)的路網(wǎng)；

步驟二、采用原始法對區(qū)域路網(wǎng)進(jìn)行解析，將路網(wǎng)中的交叉口抽象為點，數(shù)量為m，點集合為G，并為每個點賦予編號，范圍從1到m；將相鄰的兩點之間路段抽象為直線段，數(shù)量為n，并為每條路段賦予編號(i,j)，其中i∈(1～m-1)，j∈(2～m)，ij；然后在解析完的抽象路網(wǎng)上任意選取兩點作為貨車的出發(fā)地A和目的地B；

步驟三、以人口密度作為計算依據(jù)，計算一輛貨車行駛單位距離對不同用地類型產(chǎn)生的社會成本大小的賦值具體方法為：

第一步，首先統(tǒng)計出研究區(qū)域內(nèi)所有用地類型，接著計算出每種用地類型范圍內(nèi)、某一工作日24小時內(nèi)的平均人口密度，公式如下：

D_f＝p_f/A_f

其中f∈(1～e)，e表示研究區(qū)域內(nèi)所有用地類型個數(shù)；D_f表示第f種用地類型人口密度；p_f表示第f種用地類型范圍內(nèi)、某一工作日全天每一個小時末的總?cè)丝跀?shù)統(tǒng)計之和；表示第f種用地類型范圍內(nèi)、全天第q個小時末總?cè)丝跀?shù)，q∈(1～24)；A_f表示第f種用地類型面積；

第二步，將各類用地平均人口密度按從小到大順序排序，并分別與各類用地平均人口密度中的最小值D_min進(jìn)行比值，最后將比值結(jié)果全部四舍五入取正整數(shù)，作為一輛貨車行駛單位距離對不同用地類型產(chǎn)生的社會成本大小的賦值最小取1；