基于交通影響分析的物流園區(qū)規(guī)模定位研究
交通影響分析，是指定量分析給定使用性質(zhì)和規(guī)模的土地在開發(fā)后對周邊交通系統(tǒng)所帶來的影響，以下是小編搜集整理的一篇探究物流園區(qū)交通量最優(yōu)化模型的論文范文，供大家閱讀參考。
摘 要：由于現(xiàn)有研究未考慮物流園區(qū)與周邊交通環(huán)境的關(guān)系而存在局限性，提出了基于交通影響分析的研究方法。以物流園區(qū)不能使路段流量超過其上限值為條件，建立了路網(wǎng)達(dá)到用戶均衡狀態(tài)時(shí)的物流園區(qū)交通量的最優(yōu)化模型，并采用改進(jìn)的遺傳算法求解，最后用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出物流園區(qū)的規(guī)模。經(jīng)算例驗(yàn)證，該方法對物流園區(qū)受周邊交通環(huán)境制約時(shí)的規(guī)模定位研究是可行、有效的。
關(guān)鍵詞：交通影響分析;路段流量;用戶均衡;遺傳算法
引 言
近年來，規(guī)劃建設(shè)物流園區(qū)已成為我國物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要主題，很多城市掀起了建設(shè)物流園區(qū)的熱潮。然而，一些物流園區(qū)項(xiàng)目未經(jīng)科學(xué)論證和統(tǒng)一規(guī)劃就盲目建設(shè)，導(dǎo)致園區(qū)建成運(yùn)營后嚴(yán)重惡化了周邊交通環(huán)境。另一方面，隨著城市化進(jìn)程日益加快，交通量持續(xù)大幅增加，我國城市交通狀況日趨嚴(yán)峻，這要求物流園區(qū)等城市重大建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃時(shí)必須充分考慮對周邊交通環(huán)境的影響。
規(guī)模定位是物流園區(qū)規(guī)劃的重點(diǎn)內(nèi)容之一，也是決定物流園區(qū)對周邊交通環(huán)境影響程度的重要因素之一。目前國內(nèi)外已有學(xué)者對物流園區(qū)規(guī)模定位做了相關(guān)研究。夏純歡[1]以分行業(yè)的物流量預(yù)測為基礎(chǔ)，按功能劃分物流園區(qū)的類型和作業(yè)區(qū)，探索了作業(yè)量同規(guī)模的聯(lián)系，推導(dǎo)出物流園區(qū)規(guī)模。程世東等[2]分析了貨物的種類數(shù)、周轉(zhuǎn)量等因素與占地面積的關(guān)系，從微觀層面給出了確定物流園區(qū)規(guī)模的經(jīng)驗(yàn)公式。李玉民等[3]用貨運(yùn)量代替物流量來確定物流園區(qū)總規(guī)模，從實(shí)物量的角度給出物流園區(qū)用地總規(guī)模的經(jīng)驗(yàn)公式。Eiich等[4]借助排隊(duì)論和非線性理論研究物流園區(qū)理想?yún)^(qū)位和規(guī)模，設(shè)計(jì)了雙層數(shù)學(xué)模型。但這些研究均未分析物流園區(qū)與周邊交通環(huán)境的關(guān)系，使得規(guī)劃的物流園區(qū)與周邊交通系統(tǒng)不匹配，物流園區(qū)規(guī)模不盡合理，因此存在一定的局限性。
交通影響分析，是指定量分析給定使用性質(zhì)和規(guī)模的土地在開發(fā)后對周邊交通系統(tǒng)所帶來的影響，以評判給定的土地其開發(fā)強(qiáng)度是否合適[5]，即判定建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)模是否合理。本文則基于交通影響分析，以周邊道路的服務(wù)水平不會(huì)因物流園區(qū)的建設(shè)而低于最低服務(wù)水平為條件，建立物流園區(qū)交通量最優(yōu)化模型，反推出路網(wǎng)處于用戶均衡狀態(tài)時(shí)路網(wǎng)容許的物流園區(qū)最大交通生成量，從而得出物流園區(qū)能夠處理的物流量，再根據(jù)公式計(jì)算物流園區(qū)的規(guī)模。
1 物流園區(qū)交通量最優(yōu)化模型的建立與求解
1.1 模型原理
在交通影響分析過程中，需要預(yù)測背景交通和建設(shè)項(xiàng)目交通。背景交通是指無建設(shè)項(xiàng)目時(shí)路網(wǎng)上各路段的交通量大小、構(gòu)成及分布，項(xiàng)目交通是指建設(shè)項(xiàng)目產(chǎn)生和吸引的交通量大小及方向。然后以背景交通量為路網(wǎng)“預(yù)荷載”，按四階段法的思路，將項(xiàng)目交通OD量在路網(wǎng)上進(jìn)行分配，得到有項(xiàng)目情況下路網(wǎng)的綜合交通量，再按照道路服務(wù)水平等級評判建設(shè)項(xiàng)目對路網(wǎng)的影響程度。
物流園區(qū)是貨物的集散中心，因此項(xiàng)目交通以貨物運(yùn)輸產(chǎn)生的交通為主。根據(jù)貨物的OD表可得出貨運(yùn)量的空間分布特性，再結(jié)合車輛出行比例、滿載率各類車輛的運(yùn)量、轉(zhuǎn)換系數(shù)等因子將貨運(yùn)量OD表轉(zhuǎn)換成物流園區(qū)與各OD點(diǎn)間的交通分布[6]。與交通影響分析不同的是，該模型將OD量作為能分配到路網(wǎng)上交通量的上限值而非實(shí)際值，并按照Wardrop第一原理——用戶均衡原理，逐漸為路段分配流量。若某路段上的綜合交通量達(dá)到上限值——路段最低服務(wù)水平時(shí)的交通量，則停止交通分配，此時(shí)分配到路網(wǎng)的OD量之和即為物流園區(qū)的最大交通量。因?yàn)榻?jīng)過該路段的某條路徑必定是某OD對的最短路徑，若再繼續(xù)分配，則必選擇該最短路徑，使該路段的交通量超過上限值。若直到所有OD量都分配到路網(wǎng)上時(shí)，所有路段交通量都沒超過上限值，表明物流園區(qū)不會(huì)對周邊交通環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響，則物流園區(qū)的最大交通量即為所有OD量之和。
在此模型中，假設(shè)物流園區(qū)建成運(yùn)營之前和之后的路網(wǎng)高峰小時(shí)重疊。在實(shí)際運(yùn)用中，如果物流園區(qū)建成運(yùn)營之后的路網(wǎng)高峰小時(shí)發(fā)生變化，則須研究路網(wǎng)交通變化規(guī)律，確定新的高峰小時(shí)。
1.2 變量說明
1.3 模型建立
物流園區(qū)交通量的最優(yōu)化模型可描述如下： 式(1)為目標(biāo)函數(shù)，表示物流園區(qū)的交通產(chǎn)生量、吸引量之和最大化;式(2)和式(3)表示各路段的綜合交通量不能超過路段交通量上限值;式(4)和式(5)表示OD對r，s間第k條路徑上的廣義阻抗費(fèi)用，α和β為常數(shù);式(6)和式(7)為用戶均衡原理的數(shù)學(xué)表達(dá)式;式(8)表示OD對r，s間實(shí)際的項(xiàng)目交通量應(yīng)不超過項(xiàng)目交通量需求;式(9)表示路徑流量的非負(fù)約束。
1.4 基于改進(jìn)遺傳算法的模型求解
傳統(tǒng)遺傳算法在應(yīng)用中存在很多局限性，如過早收斂、接近最優(yōu)解時(shí)收斂較慢。因此，本文對算法做了一些改進(jìn)，采用改進(jìn)的遺傳算法求解上一節(jié)建立的最優(yōu)化模型，算法具體步驟如下：
1)利用罰函數(shù)法將模型轉(zhuǎn)化為無約束的最優(yōu)化模型：
2 物流園區(qū)規(guī)模的確定
物流園區(qū)規(guī)模定位是物流園區(qū)規(guī)劃的一個(gè)重要內(nèi)容，但由于影響規(guī)模定位的因素很多，目前還沒有一套成熟的標(biāo)準(zhǔn)和方法。一種普遍采用的方法是，先將貨運(yùn)量轉(zhuǎn)化為物流需求，再利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出物流園區(qū)的規(guī)模。因此，先根據(jù)車輛出行比例、滿載率各類車輛運(yùn)量、轉(zhuǎn)換系數(shù)等因子，將上一節(jié)求出的物流園區(qū)最大交通量轉(zhuǎn)化為貨運(yùn)量[10]，從而得到物流園區(qū)在周邊交通環(huán)境制約情況下的最大物流量，最后得出物流園區(qū)的規(guī)模。
在求得物流園區(qū)與各小區(qū)間的允許項(xiàng)目交通量后，根據(jù)各類車輛出行比例、轉(zhuǎn)換系數(shù)，可計(jì)算出物流園區(qū)與各小區(qū)間各類車輛的出行數(shù)。
物流園區(qū)的每日處理的貨運(yùn)總量：
其中，P為高峰時(shí)貨運(yùn)量占全天貨運(yùn)量的比例。物流園區(qū)規(guī)模的計(jì)算公式：
其中：S為物流園區(qū)規(guī)模(單位：公頃);γ為物流園區(qū)周轉(zhuǎn)系數(shù)，由物流園區(qū)的類型決定;ε為物流園區(qū)單位生產(chǎn)能力用地參數(shù)(單位：公頃/萬噸)，表示每日處理一噸貨物需要物流園區(qū)的面積;λ為物流園區(qū)作業(yè)場面積占總面積的比重。
3 案例分析
圖1是某市規(guī)劃的`一個(gè)物流園區(qū)的區(qū)位圖，該園區(qū)將于2015年建成，其貨物流向主要有6個(gè)，為圖中標(biāo)記的第1～6個(gè)小區(qū)。經(jīng)預(yù)測，目標(biāo)年各方向的高峰小時(shí)貨運(yùn)量需求如表1所示，目標(biāo)年各條路段的高峰小時(shí)背景交通量和負(fù)荷度如圖1所示。
通過建立模型并計(jì)算得出目標(biāo)年各條路段的高峰小時(shí)綜合交通量和負(fù)荷度，如圖2所示。從圖2可以看出，有3條路段的負(fù)荷度已經(jīng)達(dá)到了0.75(用黑色五角星標(biāo)記)，為路段允許的最大負(fù)荷度。此時(shí)，實(shí)際的高峰小時(shí)項(xiàng)目交通量已經(jīng)達(dá)到最大值。由式(13)和(14)求得物流園區(qū)與各方向之間的實(shí)際貨運(yùn)量，如表2所示。
由式(15)和(16)求得物流園區(qū)每日處理的貨運(yùn)量為Q=3 042t，物流園區(qū)規(guī)模為S=215.28(ha)。
4 結(jié)束語
物流園區(qū)不是一個(gè)孤立的系統(tǒng)，其發(fā)展必須與所處的交通系統(tǒng)相適應(yīng)。因此，確定合理的物流園區(qū)規(guī)模時(shí)必須考慮周邊道路流量變化情況。本文在利用傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算物流園區(qū)規(guī)模的方法基礎(chǔ)上，以交通分配的用戶均衡為原則，建立了物流園區(qū)交通量的最優(yōu)化模型，并結(jié)合交通影響分析，保證了路段流量在上限值范圍內(nèi)。改進(jìn)的遺傳算法克服了傳統(tǒng)算法的一些不足，提高了運(yùn)算效率和準(zhǔn)確度。算例表明本文的思路和方法對物流園區(qū)受周邊交通環(huán)境制約時(shí)的規(guī)模定位研究是可行、有效的。
參考文獻(xiàn)：
[1] 夏純歡. 城市物流園區(qū)合理規(guī)模與布局選址研究[D]. 成都：西南交通大學(xué)(碩士論文)，2008：16-33.
[2] 程世東，劉小明. 時(shí)空消耗法求解物流園區(qū)規(guī)模[J]. 公路交通科技，2005(8)：142-144.
[3] 李玉民，李旭宏，毛海軍，等. 物流園區(qū)規(guī)劃建設(shè)規(guī)模確定方法[J]. 交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)，2004，4(2)：76-79.
[4] Eiichi Taniguchi， Michihiko Noritake， Tadashi Yamada， et al. Optimal size and location planning of public logistics terminals[J]. Transportation Research Part E， 1999，35(3)：207-222.
[5] 建設(shè)項(xiàng)目交通影響評價(jià)課題組. 建設(shè)項(xiàng)目交通影響評價(jià)[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.
[6] 彭馳. 物流園區(qū)交通影響分析研究[D]. 長沙：長沙理工大學(xué)(碩士論文)，2007：17-20.
[7] 楊平，鄭金華. 遺傳選擇算子的比較與研究[J]. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2007，43(15)：59-62.
[8] 馮冬青，王非，馬雁. 一種擴(kuò)大交叉規(guī)模的自適應(yīng)遺傳算法[J]. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2008，44(9)：73-75.
[9] 葉甲秋，樓佩煌. 改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法及其在系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)中的應(yīng)用[J]. 電工電氣，2010(3)：29-32.
[10] 馬玉紅. 物流園區(qū)交通影響分析方法研究[D]. 長春：吉林大學(xué)(碩士論文)，2008：18-20.
【基于交通影響分析的物流園區(qū)規(guī)模定位研究】相關(guān)文章：
2.基于內(nèi)容分析法的云會(huì)計(jì)發(fā)展影響因素研究論文
3.鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)模以下工業(yè)統(tǒng)計(jì)研究分析
4.基于公司治理的內(nèi)部審計(jì)機(jī)構(gòu)定位研究會(huì)計(jì)論文