[发明专利]一种考虑环境影响的封闭小区开放决策方法

说明书

一种考虑环境影响的封闭小区开放决策方法，它属于城市规划决策技术领域。本发明解决了现有的封闭小区开放决策方法并未考虑交通环境因素以及不同的开放形式，导致现有方法的决策效果差的问题。本发明从道路使用者以及小区居民两种角度结合考虑来进行决策，在封闭小区开放决策中加入交通环境污染最优目标，将封闭小区开放决策细化，采用了封闭小区是否开放、单双行和限速三种决策，考虑封闭小区决策与道路车流量的相互影响机理，将汽车尾气、交通噪声纳入约束条件，建立了上层系统费用最优和下层用户均衡的封闭小区双层决策模型，并给出了模型的决策方式。本发明可以应用于封闭小区开放决策。

技术领域

本发明属于城市规划决策技术领域，具体涉及一种考虑环境影响的封闭小区开放决策方法。

背景技术

随着城市的发展，封闭小区的弊端逐渐显现，小区的封闭性分离了与城市交通的链接，导致城市道路可达性变差，对城市的可持续性发展产生较大影响。近年来，封闭小区的开放问题成为国内学者的研究热点，封闭小区的开放可以增加道路密度缓解交通压力，但也会带来交通环境污染。

从目前的研究可以发现，大多学者论述了封闭小区的不利影响，也有很多学者通过客观的方法对其整体效果进行了评估，但大部分研究关注的是封闭小区开放后对城市交通的影响，而忽略了封闭小区内部居民的感受，封闭小区开放后将带来交通环境污染，汽车尾气排放和交通噪声对人体健康的危害是不容否认的。

因此，由于现有方法在进行封闭小区开放决策时未考虑交通环境因素，且未考虑不同的开放形式，导致现有的封闭小区开放决策方法的决策效果较差。

发明内容

本发明的目的是为解决现有的封闭小区开放决策方法并未考虑交通环境因素以及不同的开放形式，导致现有方法的决策效果差的问题，而提出了一种考虑环境影响的封闭小区开放决策方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：一种考虑环境影响的封闭小区开放决策方法，该方法包括以下步骤：

建立封闭小区双层决策模型；

所述上层决策模型为考虑行驶时间最短、汽车尾气排放最少和交通噪声最小的封闭小区开放多目标决策模型；且所述上层决策模型的优化目标是：整个路网的出行者行驶时间费用、封闭小区开放后封闭小区内的汽车尾气排放费用以及封闭小区开放后封闭小区内的交通噪声费用的费用之和最小；

所述下层决策模型为出行者根据自身的出行行为和出行目的来选择出行方式的用户均衡模型，且所述下层决策模型的优化目标是：最小化用户自身的出行费用；

选择出行方式是指用户选择出行的路段，使自身的出行费用最小，出行费用包括出行者的时间价值、燃油费、过路费、停车费等；

上层决策模型利用遗传算法进行计算得到最优的封闭小区开放决策，在上层决策模型输出的开放决策下，下层决策模型利用Frank-Wolfe方法计算得到各路段交通流量；

进一步地，所述封闭小区开放决策包括封闭小区是否开放、单双行和限速三种决策；

进一步地，所述上层决策模型的优化目标的表达式为：

其中，E代表上层决策模型的目标函数，δ_y为0-1决策变量，0代表封闭小区不开放，1代表封闭小区开放，w₁，w₂，w₃分别为小型车行驶时间费用、汽车尾气排放费用和交通噪声费用三个目标的权重；代表未开放封闭小区时的车辆行驶时间费用；C_t代表开放封闭小区时的车辆行驶时间费用；代表小型车通过封闭小区时产生的汽车尾气排放费用；代表小型车通过封闭小区时产生的交通噪声费用；

进一步地，所述未开放封闭小区时的车辆行驶时间费用的表达式为：