数据驱动下的绿色出行规划:宁波骑行路网研究的实践启示与展望 - PenJing8

数据驱动下的绿色出行规划:宁波骑行路网研究的实践启示与展望

2023-10-16 王超凡2
核心提示:本研究基于多源数据与改进蚁群算法,构建多目标组合优化模型,成功应用于宁波市高密度城区骑行路网规划。结果表明,该方法能有效识别骑行热点街道与关键节点,提升存量道路空间利用效率,并为步行系统、绿道网络等城市更新项目提供可迁移的技术框架。研究不仅验证了数据驱动与数学建模在替代传统经验式规划中的优势,还为宁波三江口核心区的绿色交通协同布局提供了实践依据。未来工作将从三方面深化:一是完善问题建模,纳入坡度、空气污染暴露、交通拥堵等现实约束与目标;二是优化算法参数设定,引入层次分析法结合专家与公众意见科学确定权重;三
结论与展望

摘要:本文总结基于多源城市数据与改进蚁群算法的多目标组合优化骑行路网规划研究成果,指出方法在高密度城市的应用价值及对绿色交通规划的借鉴意义,并从问题建模、算法参数设定、数据集完善三方面提出未来研究方向。

关键词:骑行路网规划;多目标组合优化;改进蚁群算法;多源数据;绿色出行;高密度城市

研究结论

本研究通过耦合多源城市数据,考虑现实条件限制,利用改进蚁群算法求解多目标组合优化的骑行路网规划问题,来促进以自行车为代表的绿色出行。研究结果表明,该方法可较好地应用于骑行路网规划问题。

在高密度城市空间中,该方法不仅能够识别出需要进行骑行路网建设和改造的重点路段,有助于提高存量道路空间的利用效率,还可以迁移到其他城市规划问题中,如步行道规划、管网规划等,算法获得的结果可作为高密度城区背景下城市更新的重要理论依据。更重要的是,该方法融入数学建模与数据驱动思想,在针对传统的基于经验主义的规划方法上做出提升,对促进新兴城市规划方法发展具有重要的理论意义。同时,本研究获得的现状分析结果能够较好地反映当前宁波市街道空间的使用状态,识别出骑行需求热点。

此外,算法得到的规划方案能够较好地联通当前城市中骑行的热点街道与节点,加强片区间的交通联系,促进城市核心区域的协同发展,这也对宁波市未来的绿色交通规划、绿道规划及开放空间改造具有重要的实践借鉴意义。未来研究可从以下3个方面进行深化改进。

城市骑行路网规划设计的3个结论与展望
城市骑行路网规划设计的3个结论与展望

1)完善问题建模

在现实的骑行路网规划实践中,追求的目标可能更为丰富,例如,可以在目标中引入衡量交通拥堵的指标以实现交通拥堵最小化,还可以考虑不同道路的空气污染排放量来实现骑行者在骑行过程中的空气污染暴露最小化。此外,实践中受到的限制条件也更多样,如坡度,自行车骑行道不应被规划在较陡的坡道上以避免因地形带来的交通事故。因此,未来可引入更丰富的目标与限制条件,使算法获得的结果更加贴近现实。

2)优化算法参数设定

本研究仅采用试凑法来设定算法的超参数,而未探究参数设定背后的理论依据。未来可深入探究参数设定背后的理论依据,使其更具有科学性。在多目标组合优化时,本研究仅依据各目标的优先级来决定权重大小,未来研究可以参考专家、群众的建议,采用层次分析法,使各目标的权重设定更为合理。

3)完善所用数据集

本研究所用数据集为哈啰提供的时间跨度为一周的骑行数据集。然而,用较短时间跨度的数据集估算出的骑行需求可能具有特殊性,难以反映不同时期宁波市道路空间使用状态的稳定特征。

此外,除哈啰外,宁波市的骑行者可能会使用其他运营商提供的共享单车服务,如美团、青桔,因此当前估算的骑行需求可能与现实存在差距。未来可以引入由多方运营商提供的、时间跨度更长的单车出行数据集,来刻画更为完整的城市骑行生态网络。

常见问题

本研究的主要结论是什么?
通过耦合多源数据与改进蚁群算法求解多目标组合优化骑行路网规划问题,方法可较好应用;能识别重点路段、提高存量道路利用效率,可迁移至步行道规划等,为高密度城区城市更新提供理论依据;融入数学建模与数据驱动思想,提升传统经验规划方法,对新兴方法发展有理论意义;现状分析反映宁波街道使用状态、识别骑行需求热点;规划方案联通热点街道与节点,促进协同发展,对宁波绿色交通、绿道及开放空间改造有实践借鉴意义。
未来研究在完善问题建模方面的方向是什么?
引入更丰富目标如交通拥堵最小化、骑行空气污染暴露最小化,增加限制条件如坡度限制,使算法结果更贴近现实。
未来研究在优化算法参数设定上的改进点有哪些?
探究超参数设定理论依据以提升科学性;多目标优化时参考专家建议,用层次分析法使权重设定更合理。
未来研究在完善数据集上的措施是什么?
采用多方运营商提供的、时间跨度更长的单车出行数据集,以刻画更完整的城市骑行生态网络,减少短期与单一运营商数据的局限性。
该方法对高密度城市空间有哪些应用价值?
可识别骑行路网建设改造重点路段,提高存量道路利用效率,迁移至其他城市规划问题,为高密度城区城市更新提供理论依据。
该方法对宁波市的实践借鉴意义体现在哪些方面?
现状分析反映街道使用状态与骑行需求热点,规划方案联通热点街道与节点,加强片区间交通联系,促进核心区协同发展,对绿色交通规划、绿道规划及开放空间改造有重要实践意义。
 
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