基本信息
- 项目名称：
- 免费自行车交通系统服务网点布局规划
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 免费自行车交通系统有利于改善城市居民的出行状况,减缓城市交通拥挤而促进城市交通可持续发展，且能有效促进节能减排，实现“低碳生活”。因此研究免费自行车交通系统服务网点布局规划极具现实意义。 本文先基于假设状况，从该状况出发，由理论到实际不断深入，使本文提出的方法得以运用于实践中。本文虚拟一个综合对公共自行车布局产生影响的各类因素的地区，力图使理论研究符合现实状况。
- 详细介绍：
- 免费自行车交通系统有利于改善城市居民的出行状况,减缓城市交通拥挤而促进城市交通可持续发展。因此研究免费自行车交通系统服务网点布局规划极具现实意义。 本文先基于假设状况，从该状况出发，由理论到实际不断深入，使本文提出的方法得以运用于实践中。本文虚拟一个综合对公共自行车布局产生影响的各类因素的地区，力图使理论研究符合现实状况。 本文将自行车的车辆流动归结成单周期借出－归还模型，运用本文提出的等级划分标准法，将人口密度、超市及地铁站分布、十字路口分布等因素合理有机地联系起来。进而应用改良的BP神经网络算法，建立了求解模型。经过训练与预测，对问题中的数据吻合良好，经过数据的整合分析，推广到100个网点与3600辆自行车条件下的网点布局问题，也取得了合理的预测结果。最后，限定条件的布局方案下，给出了基于BP神经网络的模型，同样有着良好的效果。 在理论的计算上，我们可以通过扩展理论计算在现实中运用。本文作为普适性的布局规划方案，在这个基础上，我们可以提出一系列的布局建议。 关键词：免费自行车 布局规划 借出-归还 等级划分 指标得分 BP神经网络
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撰写目的和基本思路
- 气候变化、生态恶化已越来越关系到人类的生存与活动，作为一种“低二氧化碳排放”的绿色交通形式，在许多城市中正受到越来越多的推崇，我国城市公共自行车系统发展很快，而在免费公共自行车服务的实施过程当中，网点的设立与车辆的数量控制是其最核心的实施前提，也是迫切需要寻找好的解决方案的难题。在问题中的某地区推行免费公共自行车服务，给定了该地区的面积与城市人流分布，建立模型来解决网点的分布与车辆的合理安排。
科学性、先进性及独特之处
- 首先我们从模拟一块地区的实例，综合考虑实际因素与各种状况，总结了人口密度等诸方面因素。运用提出的“借出-归还”模型，等级划分模型与神经网络模型，从理论到实际上形成有力的说服力实现布局的规范规划，为现实提供参考。 通过自己创新的“借出-归还”规划模型与地点人流综合评分制度，与新兴的神经网络算法。综合MATLAB，SPSS等软件得出行之有效的改良方案，极具前瞻性。
应用价值和现实意义
- 租赁点应依据城市人口密度，综合考虑用地性质、城市交通特征、布点间距、车辆购置数等，以满足居民的多样化交通需求。本文使用的划分等级思想并综合运用BP神经网络算法，相当合理地吻合了当前公共自行车服务地现状，而且将其进一步地用于对网点的分布与车辆的安排数量上，取得了相当合理的结果。因为处于起步阶段，需要在网点建设与车辆合理调控安排不断完善使公共自行车走上更加健康而有序的发展道路。
学术论文摘要
- 由以上分析，可将服务网点优劣的评价指标细分为居住人口、地铁分布、超市分布带来的人流量以及十字路口分布所影响的交通情况。各指标的分析如下： 人口密度可根据已知条件计算得到，而在此模型中，我们将每个服务网点的面积取定为1，这对结果不造成影响。根据假设7，可认为该区域的人口分布与国家平均水平一致，故将使用者调整系数取值为0.7204。出行调整系数是居民每天平均回家的次数，同样我们可在国家统计局的官方网站上得到，中国居民平均每天回家的次数为1.79，这里我们可将居住人口出行系数取值为1.79。由此可计算得到居住人口吸引的人流量。 地铁的人流量在高峰期与非高峰期的差异较大，因此日均人流量应采用人口流量的期望值，由假设5可知，每天的高峰期合计为3个小时，高峰期与非高峰期的人口流量采用已知流量范围的中间值计算，计算公式为：地铁日均人流量= ，其中，10.5小时为每天免费自行车的服务时间（7:00 17:30）。考虑到地铁对周围人流量的影响具有辐射作用，与地铁站距离越近，受其人流量的影响越大，
获奖情况
- 第十一届广东省挑战杯终审决赛答辩三等奖 第十二届华南理工大学挑战杯校内赛三等奖 第三届华中地区数学建模邀请赛二等奖
鉴定结果
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参考文献
- 【 1672-5328（2009）04-0021-09 】 耿雪、田凯、张宇、黎晴，巴黎公共自行车租赁点规划计， 城市交通，第四卷，22~29，第四期2009年7月 【ISBN 978-7-118-06671-5】廖琴、郝志峰、陈志宏，数据挖掘与数学建模，北京：国防工业出版社，2010年 【1006-0022（2010）】钱俭、郑志峰、冯雨峰，杭州公共自行车设施现状调查与思考，规划广角，第26卷，71~76，2010年第一期 【1672-5328（2009）04-0045-06】郭敏辉、钟明，上海市公共自行车系统规划与实践，城市交通，第七卷，45~50，第四期2009年7月 【1008-3383（2009）08-0199-02】朱强、郭晟，广州市公共自行车交通系统实施策略研究，黑龙江交通科技，199~202，2009年第八期
同类课题研究水平概述
- 免费自行车交通系统有利于改善城市居民的出行状况,减缓城市交通拥挤而促进城市交通可持续发展。因此研究免费自行车交通系统服务网点布局规划极具现实意义。 由于在国内属于新兴的解决交通问题的方案，发展并未如国外成熟与有效。不过出于环保，交通堵塞等一系列问题，自行车租赁绝对是一个有效的方法。 在国外，法国等国家已经有一系列的行动。根据法国 1996 年颁布的《大气保护和能源合理使用法》规定，巴黎大区市政府提出了未来城市交通出行规划。从2001年起，巴黎市区开始大力推广公共交通以及步行、自行车等无污染的出行方式。为了鼓励更多的人利用自行车出行，2007年，巴黎从政府层面启动了公共自行车租赁服务。 中国的杭州是最早使用公共自行车的城市之一。杭州市政府推出的公共自行车租赁系统正是出于节约道路资源、减少环境污染、缓解“市民出行难”、打造“绿色杭州”的目的而提出的一种低碳交通方式。2008年 9月 ,上海市政规划院出台了首个区级“ 非机动车交通网络规划研究 ” ,虹口区被列为申城首个非机动车网络试点 ,上海浦东的上钢街道、 三林街道、 张江街道、 陆家嘴街道等社区将作为新区首批试点 ,实行自行车免费租赁、 异地借还。按规划 ,到 2010年 ,上海市将有 1 500个专用的租车网点 ,投入自行车近 6万辆。规划还确定 ,上海将建成自行车廊道 25条 (13纵 12横 ) ,自行车廊道基本和主要干道平行 ,构成中心城区非机动车网络骨架 ,进而缓解主干道的交通压力。 在广州，随着亚运的举行，也有越来越多的公共自行车点以供地铁接驳。 不过，在众多的布局方式中有着太强的主观性，针对这方面的布局规划研究并不多，一般是通过需求式的方法来解决。 而本作品的解决方案有着其新颖性，主要通过人工智能的神经网络算法来统筹规划，有着其现实实践性。
