一种公共服务设施的选址方法及装置

本发明涉及区位问题领域，特别是涉及一种公共服务设施的选址方法及装置。

背景技术：

1、为提高公共服务均等化水平，实现人群全覆盖、服务全达标、均等享有、便利可及。公共设施规划基本原则主要包括科学界定公共服务半径、突出公平、量力而行、尽力而为等。在人口密度较大的城市地区，推进城市“一刻钟”便民生活圈建设，进一步提高公共服务水平。即居民到达便民服务相关场所的距离不超过15分钟。以居民为中心的生活圈公共服务设施规划布局，给区位问题带来了新的挑战。相关技术在设置服务设施时，若降低了居民与服务设施之间的距离，将会增加服务设施的数量；若降低了服务设施的数量，则会增加居民与服务设施之间的距离，可见相关技术中在社区生活圈公共服务设施规划方面尚存在一定局限性，无法综合考虑到上述的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种公共服务设施的选址方法及装置，实现了区域内的需求单元的需求都有服务设施满足，同时服务设置的建设成本与各个需求单元的通行距离的和达到最小值。降低了居民的通行成本，提高了居民的体验，同时也降低了服务设施的建设成本。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种服务设施的选址方法，包括：

3、确定区域内各个需求单元的需求量及位置，所述需求单元包括小区，所述区域包括不同人口密度下的生活区；

4、确定目标函数，所述目标函数为最小化所述需求单元到对应的服务设施的通行距离成本与所述服务设施的建设成本的和，所述服务设施包括便民服务中心及社区卫生服务中心，所述通行距离成本与需求单元到对应的服务设施的通行距离呈正相关；

5、在区域内的所述服务设施提供的服务满足所有所述需求单元的需求，且满足所述目标函数时，确定所述服务设施的数量、设置位置及服务量。

6、另一方面，确定目标函数，包括：

7、确定所述目标函数的表达式为

8、其中，i＝{1,2,...,n}为所述服务设施的集合，j＝{1,2,...,m}为所述需求单元的集合，fi为第i个所述服务设施的成本，yi表征第i个所述服务设施是否被选中提供服务，wj为第j个所述需求单元的需求量，cij为第i个所述服务设施与第j个所述需求单元之间的距离成本，所述距离成本与第i个所述服务设施与第j个所述需求单元之间的距离呈正相关，xij表征第j个所述需求单元是否分配给第i个所述服务设施。

9、另一方面，区域内的所述服务设施提供的服务满足所有所述需求单元的需求，包括：

10、在所述区域内的所有所述需求单元的需求总量不大于所述区域内的所述服务设施提供的服务总量，即时，确定所述区域内的所述服务设施提供的服务满足所有所述需求单元的需求；

11、其中，wj为第j个所述需求单元的需求量，xij表征第j个所述需求单元是否分配给第i个所述服务设施，j＝{1,2,...,m}为所述需求单元的集合，si为第i个所述服务设施的最大服务容量，yi表征第i个所述服务设施是否被选中提供服务。

12、另一方面，在所述区域内的所述服务设施提供的服务满足所有所述需求单元的需求，且满足所述目标函数时，确定所述服务设施的数量、设置位置及服务量，包括：

13、在所述区域内的所述服务设施提供的服务满足所有所述需求单元的需求，每个所述服务设施都能提供服务，且满足所述目标函数时，确定所述服务设施的数量、设置位置及服务量；

14、每个所述服务设施都能提供服务，包括：

15、对于当前区域内的任一所述服务设施，都满足

16、其中，xij表征第j个所述需求单元是否分配给第i个所述服务设施，i＝{1,2,...,n}为所述服务设施的集合，dij为第j个所述需求单元与第i个所述服务设施之间的距离，共有k个人口密度不同的区域，jk为第k个所述区域内的需求单元集合，rk为第k个所述区域内的最大服务半径。

17、另一方面，在所述区域内的所述服务设施提供的服务满足所有所述需求单元的需求，且满足所述目标函数时，确定所述服务设施的数量、设置位置及服务量，包括：

18、在所述区域内的所述服务设施提供的服务满足所有所述需求单元的需求，所有所述服务设施在推荐服务半径下提供的服务达到预设的覆盖率，且满足所述目标函数时，确定所述服务设施的数量、设置位置及服务量；

19、所有所述服务设施在推荐服务半径下提供的服务达到预设的覆盖率，包括：

20、对于所述区域内的任一所述服务设施，都满足

21、其中，i＝{1,2,...,n}为所述服务设施的集合，共有k个人口密度不同的区域，jk为第k个所述区域内的需求单元集合，dij为第j个所述需求单元与第i个所述服务设施之间的距离，rk为第k个所述区域的推荐服务半径，wj为第j个所述需求单元的需求量，xij表征第j个所述需求单元是否分配给第i个所述服务设施，μ为所述预设的覆盖率。

22、另一方面，在所述区域内的所述服务设施提供的服务满足所有所述需求单元的需求，且满足所述目标函数时，确定所述服务设施的数量、设置位置及服务量，包括：

23、在所述区域内的所述服务设施提供的服务满足所有所述需求单元的需求，保留当前存在的所述服务设施的数量不小于预设数值，且满足所述目标函数时，确定所述服务设施的数量、设置位置及服务量；

24、保留当前存在的所述服务设施的数量不小于预设数值，包括：

25、对于所述区域内的所述服务设施，满足

26、其中，i＝{1,2,...,n}为所述服务设施的集合，yi表征第i个所述服务设施是否被选中提供服务，l为所述预设数值。

27、另一方面，在区域内的所述服务设施提供的服务满足所有所述需求单元的需求，且满足所述目标函数时，确定所述服务设施的数量、设置位置及服务量，包括：

28、生成多个初始解，所述初始解包括所述服务设施的数量、设置位置及服务量，所述初始解不一定满足在区域内的所述服务设施提供的服务满足所有所述需求单元的需求，且满足所述目标函数；

29、将多个所述初始解中对应的目标函数的值最小的作为最优解；

30、选择多个所述解中的一个作为当前解，并基于所述当前解中的一个需求单元构建大邻域模型；

31、采用求解器对所述大邻域模型求解，并基于所述大邻域模型的解更新所述当前解；

32、在更新后的所述当前解对应的目标函数的值不小于所述最优解对应的目标函数的值时，则不更新所述最优解；

33、判断是否达到预设的结束条件；

34、若未达到，则返回选择多个所述解中的一个作为当前解，并基于所述当前解中的一个需求单元构建大邻域模型的步骤；

35、若达到，则根据所述最优解确定所述服务设施的数量、设置位置及服务量。

36、另一方面，采用求解器对所述大邻域模型求解，并基于所述大邻域模型的解更新所述当前解之后，还包括：

37、在更新后的所述当前解对应的目标函数的值小于所述最优解对应的目标函数的值时，则将所述更新后的所述当前解作为最优解，并返回选择多个所述解中的一个作为当前解，并基于所述当前解中的一个需求单元构建大邻域模型的步骤。

38、另一方面，选择多个所述解中的一个作为当前解，并基于所述当前解中的一个需求单元构建大邻域模型，包括：

39、选择多个所述解中的一个作为当前解；

40、从所述当前解中随机选取一个需求单元作为随机种子，并获取与所述随机种子距离最近的n个已选中服务设施；

41、将n个已选中服务设施的集合设为i1，并将i1中的各个所述服务设施分配的所有需求单元的集合设为j*；

42、将距离j*中所有需求点最近的服务设施的集合设为i2，并将i1与i2的并集设为i*；

43、将所述需求单元的集合j*与所述服务设施的集合i*作为大邻域模型。

44、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种服务设施的选址装置，包括：

45、存储器，用于存储计算机程序；

46、处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述服务设施的选址方法的步骤。

47、本发明公开了一种公共服务设施的选址方法及装置，涉及区位问题领域，包括：确定区域内各个需求单元的需求量及位置，需求单元包括小区，区域包括不同人口密度下的生活区；确定目标函数，目标函数为最小化需求单元到对应的服务设施的通行距离成本与服务设施的建设成本的和，服务设施包括便民服务中心、社区卫生服务中心和图书馆等公共服务设施；在区域内的服务设施提供的服务满足所有需求单元的需求，且满足目标函数时，确定服务设施的数量、设施位置及服务量。该发明实现了需求全覆盖，降低了居民的通行成本，兼顾居民间公平性，同时也降低了公共服务设施的建设成本。