城市群城际铁路线网的构建方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于轨道交通规划技术领域，具体设及一种城市群城际铁路线网的构建方 法。
【背景技术】
[0002] 城市群城际铁路线网构建，是指在城市群空间范围内构建层次性的城际线路，连 接分散的空间节点，并根据地理区位特征合理选择线路走向，即设法用逻辑的供给线去沟 通点和面上的运输需求，实现运输供需在空间上的平衡。城际铁路线网结构应该协调于城 市群的空间分布特征，并与城市群总体发展规划、综合交通规划合理衔接，呈现出网络性、 独立性、交互性等特征，因此需要适宜的构建方法予W技术支撑。现有的路网构建方法较 多，皆选取影响线网布局的关键要素为主线进行，但未考虑区域的分类特征对线网规划的 影响W及城际铁路线网的层次性特点，W定性判断结果居多；而城市群是结构特征鲜明的 实体，对路网规划提出新要求，需要从理论上探索有效的、定量判断的构建方法。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种城市群城际铁路线网的构建方法，提高城际铁路线网确 定的合理性和适应性。
[0004] 本发明所采用的技术方案是： 城市群城际铁路线网的构建方法，其特征在于： 由W下步骤实现： 步骤一：节点选择与层次划分： 根据节点的发育程度、枢纽性质、政治地位的综合因素选择主要的路网节点； 选取反映节点重要性的关键指标构建重要度模型，计算节点的重要度，并W此为依据 采用聚类分析法对节点进行层次划分； 步骤二：线路连接及调整： (1) 在得到各节点重要度的基础上，根据节点之间的空间距离距离，计算节点之间连接 线路的重要度，定量化衡量各层次规划线路的重要性，进一步确定所有待连接节点对之间 的线路建设紧迫度，按照从大到小的顺序依次排序； (2) 设定不同等级节点之间的综合联系阀值，筛选出满足综合联系约束的节点对，并按 照建设紧迫度的大小依次进行连线，确定交通走廊的数量及空间走向，确定符合城市群空 间发展战略的线网布局形态，得到初始架构方案； 步骤=:网络完善与优化： 根据主要交通走廊的分布特征W及既有线路的布局特征，对规划线路的空间走向进行 合理调整，与既有通道有效衔接； 步骤四：构建城市群城际铁路线网架构模型： W线路规划建设的紧迫度最大作为线路连接判断的目标，线网连通度满足要求为目标 约束，考虑节点之间连接约束的限制条件建立线网架构模型，建立架构模型如下：
步骤一中，节点重要度的计算由W下步骤实现： (1) 根据路网节点发展的主要推动要素，选取反映节点相对重要性的关键指标，具体包 括人口规模、经济总量、客货运量、行政等级、枢纽性质； (2) 根据各指标对节点地位的综合影响强度，建立节点重要度计算模型：
式中： Zi-第i个节点的综合重要度； 而.，-第i个节点第j个可W量化的指标(经济、人口、可货运量）； -城市群内各节点第j个指标的均值；ar第j个指标的权重； 0 1-第i个节点的行政等级系数，具体按直辖市、副省级市、地级市化及县级市四个等 级划分，等级越高、取值越大； 入1-第i个节点的功能定位系数，若节点具有枢纽节点性质、国防性质、资源性影响其 功能定位的重要性质，则赋予其取值大于1的修正系数，否则取值为1。
[0005] 步骤一中，采用聚类分析法划分节点层次由W下步骤实现： (1) 聚类分析法，即K-均值聚类分析方法，将n个数据对象给出K个划分，通过迭代把 节点划分到不同的集合中，使集合内部节点之间的相似度很大，而集合之间对象的相似度 很小；相似度根据一个集合内部节点对象间的平均距离计算得到； (2) 输入城市群内各节点的重要度值，根据城市群规模确定划分层次的数量，计算各节 点重要度之间的距离，并将距离小的节点划分到一个层次，确定各层次的节点构成。
[0006] 步骤二（1)中，线路重要度的计算由W下步骤实现： 线路重要度计算如下：
式中： IP,，-节点i与节点j之间的线路重要度； Zi、Z,-分别为节点i与节点j的重要度；ly-节点i与节点j之间的空间距离，虹1; 考虑影响线路规划的其它定性因素，如开发线路、资源型线路，对线路重要度进行修 正，得到表征线路重要性的综合重要度：
式中： ki，-线路功能定位的修正系数，当线路的规划主要决定于其特殊性质判定时，取值大于 1，否则取值为1。
[0007]步骤S中，线路空间走向的调整包括W下步骤： (1) 提取同一方向上的节点，若某个方向上的线路由多个路段连接而成，则将各个节点 依次连接成边，去掉重复边； (2) 若节点对之间存在多条线路，在能力富余的前提下，W尽可能多的覆盖中间节点 为原则进行归并，即判断线路之间的极坐标角之差，若其小于规定阀值，则认为两条线路功 能、走向一致，进行归并。
[000引本发明具有W下优点： 1、 采用定性分析与定量计算相结合的方法系统分析城际铁路线网架构的关键影响因 素，实现主要影响因素的量化处理，提高构建结果的科学准确性； 2、 对线网架构要素进行系统分析，综合节点的发育程度指标W及功能定位指标建立节 点重要度计算模型，确定节点选择及层次划分标准；根据节点之间的交流强度、线路功能定 位设计线路连接机制，并根据线路重要度确定规划连接顺序，有效量化设计线路的相对重 要性，实现节点到线路的合理过渡； 3、 分析线路连接的主要目标W及线网规划的目标约束，综合城市群空间结构特征W及 路网演化规律构建线网架构模型，并根据城市群的地理区位特征、通道布局现状调整线路 的布局走向，实现线网结构与城市群空间结构的协同演化。
【附图说明】
[0009] 图1是城市群城际铁路线网架构流程图； 图2是关中城市群城际铁路线网架构过程示意图； 图3是关中城市群城际铁路线网架构方案示意图。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细的说明。
[0011] 本发明针对城市群的空间特征，分析城际铁路线网构建的关键要素，在线网构建 目标和约束条件的指导及约束下构建线网架构模型，并结合线网演化规律设计架构流程， 对节点的选择及分类、线路的连接及分层、网络的优化及调整进行系统设计，W此得到适用 于城市群空间特征的线网架构方案，而且能够根据城市群的分类特征进行调整，为城市群 城际铁路线网构建提供有力的定量计算支持。
[0012] 本发明设及的城市群城际铁路线网的构建方法，分析路网结构的构成要素，包括 具有可识别性的点、线、面区位要素，共同构成区域路网的空间相互作用系统；研究线网演 化的一般流程，即按照节点等级将其依次加入到路网中，继而根据节点之间的关联强度建 立连接关系而形成线路，直至不满足约束条件得到初始网络，最后根据区域的空间区位特 征、现状路网布局形态进行调整优化，确定线网架构的基本模式为：节点选择、线路连接、网 络优化。
[0013] 本发明具体由W下步骤实现： 步骤一：节点选择与层次划分： 根据节点的发育程度、枢纽性质、政治地位的综合因素选择主要的路网节点； 选取反映节点重要性的关键指标构建重要度模型，计算节点的重要度，并W此为依据 采用聚类分析法对节点进行层次划分。
[0014] 节点重要度的计算由W下步骤实现： (1) 根据路网节点发展的主要推动要素，选取反映节点相对重要性的关键指标，具体包 括人口规模、经济总量、客货运量、行政等级、枢纽性质； (2) 根据各指标对节点地位的综合影响强度，建立节点重要度计算模型：
式中： Zi-第I个节点的综合重要度； Ri,-第i个节点第j个可W量化的指标(经济、人口、可货运量）； -城市群内各节点第j个指标的均值；ar第j个指标的权重； 0 1-第i个节点的行政等级系数，具体按直辖市、副省级市、地级市化及县级市四个等 级划分，等级越高、取值越大； 入1-第i个节点的功能定位系数，若节点具有枢纽节点性质、国防性质、资源性影响