遗传算法在城市空间增长中的量化方法研究

遗传算法在城市空间增长中的量化方法研究

于卓[1]2004年在《遗传算法在城市空间增长中的量化方法研究》文中研究指明随着社会与经济的发展,人类聚居的主要空间——城市也在不断的发展变化。为了不断改善和优化城市人们的生活质量及生活环境,城市规划管理越来越得到人们的重视,城市规划管理主要目的是促进城市空间协调发展,改善城市空间环境。显而易见,城市规划的制定是城市规划管理的前提,它是城市用地开发、城市改造、城市各项建设的重要管理依据,因此,城市规划的好坏对城市的发展有重要影响。城市空间增长分析是城市规划制订的重要基础和组成内容之一,本论文希望通过UG-GA模型建立辅助城市空间增长分析决策。为了建立和实践UG-GA模型,本论文进行了以下研究工作。 1.UG-GA模型研究背景分析 1) 数字城市规划体系研究 随着科学技术及电子信息技术的发展,为了提高城市规划的水平,使城市规划更加客观和科学,人们开始借助于电子计算机及相关技术改善城市规划手段。如今,信息技术在城市规划中的应用给城市规划及管理工作带来极大效益,逐渐渗透到城市规划管理工作的各个环节,成为城市规划管理工作中不可缺少的部分,并且形成一个相互关联、相互作用的数字城市规划体系。城市规划是一种基于已有历史过程数据及现有发展条件数据上的归纳、分析、推理及预测。人们希望通过城市表面的各种数据洞察城市发展规律,挖掘城市本质。因此,城市规划是最迫切探索GIS应用方法的领域,尤其是知识发现和数据挖掘思想的提出,给城市规划中GIS的应用带来新的启示,通过数字城市规划体系可以看出,GIS技术在城市规划分析中的应用是城市规划研究领域的另一个发展方向,而城市空间增长分析又是其中的一个重要内容。 2) 城市空间增长分析中系统工程与GIS有机结合的定量分析方法提出 由于我国现有的城市化水平,城市空间上的发展还是一个长期、重要的不可忽视的过程。城市空间增长分析涉及城市社会、经济、政治、地理等多个领域,是城市空间规划决策的基础。城市空间增长是一个复杂过程,由于其复杂性,多数时候只能定性描述,而定量分析是一种重要的分析方法,它能更清晰的表现大小、多少、强弱及增加或减少趋势等。虽然系统工程提供了量化分析的基本方法,但是缺少空间定位支持,难以进行

于卓, 吴志华, 许华[2]2008年在《基于遗传算法的城市空间生长模型研究》文中研究表明城市空间增长影响因素的多样和动态性使城市的空间生长在不确定中不断寻找平衡点,遗传算法思想正好从不同方面反映了这种城市空间增长的动态性理念。通过对空间增长适宜度的量化研究,试图找出通过遗传算法量化计算获得不同发展目标下的多种城市空间增长方案的方法和策略,并对该方法面临的实际问题及改进的思路进行了分析和探讨。

吴颖[3]2007年在《小城镇道路网系统规划理论方法研究》文中指出近年来,我国城镇化速度加快,但由于小城镇自身的规模、性质、功能以及所处交通区位的特殊性,加上城镇道路网建设资金的限制,道路网规划只考虑区域公路网与城镇的衔接,而对于空间形态演化与小城镇道路网规模、结构功能匹配、城镇内部道路网体系考虑偏少,因此制约了区域城镇空间的有序扩展,从一定程度上牵制了区域经济的发展。本文针对中国小城镇道路网综合规划存在的问题,参照国内外先进经验,通过理论模型与实例测算,对小城镇的道路网系统规划理论作了较为深入的研究。论文首先通过分析国内外城镇化发展的差异,从中观的城镇体系空间角度重点探讨了叁类发展模式的城镇体系,应用了元胞自动机与改进遗传算法研究大城市周边小城镇交通系统发展与城镇体系空间演化互动机理,并构建修正模型,提出相应算法求解,为小城镇道路网系统规划研究提供理论框架基础。其次,论文主要研究了小城镇道路网系统规划理论,从道路网建设总体布局考虑,针对小城镇的交通需求,提炼出主要影响因素,构造系统要素逻辑关系矩阵,采用基于规划年城镇交通供需平衡方法确定该类小城镇道路网的总体规模;并根据小城镇自身的交通流特性与城镇发展的趋势,采用量化方法对小城镇道路网的级配结构合理性进行测算与诊断。另一方面从小城镇道路网系统布局规划考虑,探讨不同城镇发展模式下道路网布局与土地开发的互动关系,分析小城镇内外道路网布局,重点研究大城市周边型小城镇内部道路网布局,通过系统规划与微观设计改造,寻求适合我国小城镇慢行交通出行的城镇区域道路网规划与设计理论方法。随后,论文基于理论仿真原理构建了城镇用地规划和道路网设计一体化的多目标优化模型,生成多套布局规划方案,简化小城镇道路网规划优化、调整步骤。最后以昆山花桥镇为例,对小城镇的道路网系统规划的核心理论方法进行验证,论证了论文研究的实践意义。

杨珂[4]2017年在《都市圈多层次轨道交通系统规划研究》文中指出在城镇化快速发展背景下,我国大都市正逐步演化成都市圈。为了解决交通问题,都市圈已经建立或规划了城市轨道交通的网络骨架,但在都市圈轨道交通系统规划中仍然存在着若干亟待解决的问题。其一,都市圈轨道交通系统发展战略规划存在缺位问题,导致都市圈中各轨道交通系统功能定位模糊,运量等级层次划分不清晰。其二,轨道交通客流预测理论和方法的已有成果对于都市圈的多层次轨道交通系统不具有普适性,缺乏适应多样化客流出行需求的都市圈多层次轨道交通系统交通方式划分方法。其叁,都市圈各圈层用地性质、人口密度以及交通结构存在较大差异,要求差别化的配置轨道交通系统,常用的轨道交通系统制式选择方法已不完全适用都市圈相关要求。其四,既有各层次轨道交通系统车辆基地的规划是分网规划,各层线网相互独立,造成了资源不必要的浪费。都市圈多层次轨道交通系统线网是联合规划,互联互通,资源共享,需要有满足线网检修资源共享的车辆基地规划选址方法。针对上述问题,论文提出了都市圈多层次轨道交通系统规划研究框架,其中发展战略规划、客流预测和线网实施规划是目前的薄弱环节。发展战略规划奠定了都市圈多层次轨道交通系统规划的基础方向,客流预测是规划的重要前提。在实施层面的线网实施规划中,制式选择和车辆基地规划选址是最亟待解决的问题。论文的主要研究内容包括:(1)都市圈多层次轨道交通系统发展战略规划研究。分析了国外叁大典型都市圈轨道交通系统发展模式,及其对我国的借鉴建议;提出了我国都市圈多层次轨道交通系统发展战略规划的规划理念一—分层次规划理念和线网联合规划理念;给出了我国都市圈轨道交通系统体系框架及4个组成层次,研究了各层次轨道交通系统的相互关系和功能定位;最后以北京都市圈为例,运用上述理论研究了其多层次轨道交通系统发展战略规划。(2)都市圈多层次轨道交通系统的客流划分方法。基于满足都市圈各圈层居民多样化出行需求的基本理念,从需求和供给匹配的角度,分析了目前城市轨道交通客流预测的局限性;针对传统的轨道交通客流划分Logit模型中效用值的片面性和不适用性问题,提出了改进的Logit模型,给出了求解算法,并以北京都市圈为例对模型进行了验证。(3)基于熵值和集对分析的都市圈多层次轨道交通系统制式选择方法。主要解决目前普遍采用的绝对评价分析方法,对各种因素相互作用综合分析时缺乏发展的观点,在应用于都市圈多层次轨道交通系统制式选择时,导致的不适用问题。通过对不同轨道交通系统制式关键技术特征综合比较和适应性分析,提出影响制式选择的主要因素,构建评价指标体系;研究评价指标的量化处理和使用嫡值法来确定指标权重系数,提出了基于熵值和集对分析轨道交通制式选择方案比选方法,以广州都市圈为例对方法进行了验证。(4)基于线网检修资源共享的都市圈多层次轨道交通系统车辆基地规划选址方法。提出我国都市圈多层次轨道交通系统的车辆基地规划选址应考虑线网资源共享,给出了车辆基地规划目标,分析了选址决策的影响因素,给出了基于线网检修资源共享的双层规划选址模型,运用了遗传算法对模型进行了求解。并以兰州都市圈轨道交通车辆基地规划选址为例进行了验证。

吴奕帆[5]2018年在《基于性能驱动的气候适应性城市开放空间优化设计》文中指出20世纪以来,随着全球性城市化进程的不断推进,城市业已成为人类生存与发展的重要外部环境。在此过程中,环境恶化、能源紧缺和气候变暖等生态环境问题也逐渐显露出来,人、城市与自然的矛盾日益尖锐。在此背景下,可持续发展理念及相应的绿色城市设计理论开始成为城市设计领域广泛关注的前沿课题。气候适应性城市设计是绿色城市设计领域的重要研究内容,有助于创造良好的微气候环境,节约资源,减少能耗,一定程度上缓减城市与自然的矛盾与对立,为人类营造一个诗意栖居的生活环境。针对气候适应性城市设计策略展开理论探索与研究具有积极的理论意义和应用价值。目前,国内外相关气候适应性城市设计的研究主要集中在宏观尺度(如城市热岛、城市风廊等)与微观尺度(如单一街道、建筑单体等)层面,将中尺度的城市街区作为研究对象的相关探讨还不足,特别是在与日益成为主流的性能驱动设计相结合的研究成果和实践案例尚不多见。基于此,论文以夏季和冬季室外舒适度均较为严峻的夏热冬冷地区的作为研究地区。首先针对地区气候特征进行介绍,并根据气候适应性设计原理归纳总结了该地区基本的城市设计策略。论文以城市开放空间作为研究的切入点,梳理了开放空间形态对微气候影响的基础理论,进一步凝练出与微气候相关的宏观、中观和微观层面的开放空间形态因子,为之后的研究展开理论铺垫。在技术手段上,论文引入目前参数化设计前沿领域中的性能模拟优化技术,该方法以性能为导向,使设计与评价一体化进行,通过计算机自动优化开放空间对环境响应的过程,以探究其对微气候的影响机制。在剖析了各软件平台的优劣势及技术特点后,论文将Rhino Grasshopper作为参数化建模手段及各软件集成平台,选取其插件Ladybug系列进行性能模拟,并对该款目前较为先进的分析软件进行了详细介绍。论文使用Grasshopper自带的Galapagos遗传算法作为优化手段,同时为基于气候适应性的开放空间优化设计制定了流程框架。基于上述技术策略,研究以南京为例,设置了250mx250m的街区作为实验对象,设定了冬夏两季、两种基础气候条件和优化方式,总计6组开放空间设计评价一体的优化实验,均取得了较顺利的结果。通过对各实验中开放空间优化过程、演变趋势及最优解进行解析,揭示了城市开放空间垂直布局、水平布局及其各形态因子对微气候的影响机制,并利用多元线性回归的分析方法得到各因子对微气候影响的量化数值。论文比对了不同季节及气候条件下影响的异同,总结出适应夏热冬冷地区的开放空间设计策略,并将其抽象形成一套基本模式语言。通过对建筑组合、街区和整体规划叁个层级的案例验证,初步证实了其通用性和可靠性。同时,该研究也为气候适应性城市设计提供了一整套全新实用的方案生成方法和优化策略,总结其优势和局限性,并对未来发展做出了进一步展望。

宁雄[6]2015年在《基于分布式CA和BP水质模型的城市空间增长边界研究》文中提出城市建设用地扩张带来区域土地利用结构变化,城市面源污染排放负荷增加,对流域水环境质量可能产生复杂而又长远的不利影响。模拟区域城市土地利用变化,预测上下游水质对城市区域污染排放的响应关系,定量分析城市空间扩张与水环境质量变化之间的特征规律,以下游控制断面水质达标为前提识别沿江城市安全距离,对于科学划定城市空间增长边界、从源头控制流域水环境风险具有重要意义。论文从城市土地利用变化出发,运用分布式元胞自动机模型(CA)和BP神经网络模型,构建城市土地利用变化及水质响应模拟模型。考虑土地利用变化的驱动和约束因素,在CA转换规则中实现对影响因素及作用机制的数学表达;借鉴水文模型,对传统集总式CA模型进行空间分区,不同区域选择不同参数;利用遗传算法的并行性特点,对分布式参数进行识别;分析参数空间灵敏性的差异,识别不同区域土地利用变化的控制因素。依据BP神经网络需求,概化河网和土地利用数据,建立关于排放量和排放位置的BP水质模型,分析城市间距对上下游水环境影响的大小,并以水质标准为约束反推上下游城市发展安全距离。研究选择长江沿岸的芜湖、马鞍山作为研究案例,对两地土地利用变化及沿江水质的变化进行模拟分析。研究表明,两地城市间距不断缩小,建成区呈现出连片建设的趋势,上游(芜湖)排放的污染物对下游(马鞍山)的水质安全产生了影响。2020年马鞍山建成区起始点断面COD和氨氮浓度分别为12.80mg/L和0.31mg/L,较2010年分别增长29.2%和23.2%,增幅超出同期污染物排放量的增长。为保证2020年马鞍山市饮用水安全,在不改变排放量的情况下,建议芜湖马鞍山的建成区之间保留3.17km以上的安全距离。

李云[7]2013年在《基于遗传算法的动态路径优化》文中指出随着世界经济、社会进步以及城市化进程的加快,城市机动车的数量也迅速增长,交通拥挤甚至阻塞现象频繁发生,交通环境不断恶化,这已成为影响社会发展的消极因素。因此,如何提高城市道路的利用率,减少车辆的行程时间,降低交通拥挤的发生率以及其带来的消极影响己成为各大城市急需解决的交通问题。动态路径优化是目前解决以上交通问题的最佳方法,它的基础是对城市道路进行数学建模,核心思想为动态路径优化算法,宗旨是通过智能终端引导车辆按最优化路线行驶,提升道路的利用率,减少通行时间,缓解交通拥挤。本论文算法正是全面考虑动态路径优化的基础、核心和宗旨进行设计将动态路径优化的宗旨贯穿于建立模型和设计算法的整个过程中。文章内容主要包括以下叁个部分:动态路网模型的建立、面向动态路网模型的改进遗传算法的研究以及该改进算法的收敛性分析和算例仿真。第一部分:动态路网模型是路径优化的依据,它的建立是整个优化过程的基础。本论文在详细介绍图论相关知识、交通流参数以及路权的标定方法的基础上,提出设计模糊控制器将间断交通流中交通流参数(平均行程速度和排队比)以及连续交通流中交通流参数(平均行程速度和流量)的实时值转化为取值区间为[0,1]的拥挤度,然后结合路段的实际长度计算得到路网中该边(路段)的动态路权,从而建立动态路网模型,为第二部分的动态路径优化作基础。第二部分:动态路径优化算法是动态路径优化的核心,算法的选择直接关系到动态路径优化的动态性、实时性和有效性。本论文对常用的最短路径算法进行比较分析后,选择遗传算法来进行路径优化,并对选择、交叉、变异算子进行改进,提出了面向动态路网模型的改进遗传算法。第叁部分:查阅文献明确遗传算法收敛性的定义,根据该定义分析了本论文改进遗传算法的收敛性,并推理得到该改进算法收敛于全局最优解的充分条件。最后对某市部分地图构成的路网做实验,通过Matlab仿真验证了本论文算法的动态性、实时性和有效性。

李彦[8]2010年在《区域土地利用系统协同管理的理论与方法研究》文中进行了进一步梳理随着社会经济的快速发展,人地关系矛盾日益加剧,资源的稀缺性凸显。同时,人类活动对资源及环境的压力倍增。基于此,不同学科的学者开始致力于改善人地关系的研究。如何协调土地利用中经济增长、社会发展与环境保护之间的关系,通过土地利用规划手段有效化解土地需求与供给间的矛盾,并探索土地利用系统的可持续发展路径;如何合理地评价土地利用系统的协调状况,为系统的协同管理提供依据,以适时适度地千预土地利用系统组织,促进土地利用系统良性运行,已成为土地利用系统研究所关注的焦点。对于土地利用系统研究而言,其根本目的在于掌握系统的结构、功能与演化规律,在此基础上对系统施加人工干预,以达到土地利用综合效益最高与土地可持续利用之间的均衡。作为土地利用系统协同管理的主要手段,土地利用规划的重要性日益突出。我国自1987年开展第一轮土地利用规划以来,在过去的20多年间,土地利用总体规划在保护耕地、协调土地供需矛盾、改善土地利用行为对环境的负面影响等方面起到了重要的作用。新一轮土地利用规划在协调土地利用规划的弹性和刚性、加强规划的动态性等方面均有所改进,但是对于规划的对象——复杂的土地利用系统而言,对其认识还有待进一步深入。土地利用系统自身存在着引导系统演化的自组织机制,规划作为一种他组织手段的引入旨在通过技术、行政等手段的实施,适时适度地对土地利用系统的运行进行调控。因此只有在更加透彻地了解土地利用系统的复杂结构、内在演化机制的基础上,才能针对性地对土地利用规划的编制作出方法上的改进,对土地利用规划的实施提出保障措施。土地利用系统是一个复杂巨系统,传统方法已不能完全满足和适应复杂土地利用系统管理的需要,迫切需要新的与系统复杂性相适应的管理理念和方法的引入。复杂系统理论为研究土地利用系统协同管理提供了新的范式,将复杂性科学与土地利用系统管理研究相结合是研究区域土地可持续利用问题的有效途径。土地利用系统协同管理是一项综合性的研究课题,它以土地利用系统演化机制研究为基础、土地利用系统状态评价为前提、土地利用系统优化配置为核心、系统分析和数学模型为手段,以期最终达成生态、经济、社会协同发展的目标。与此同时,对土地利用系统协同管理的理论与方法研究能够促进自组织理论方法、非线性科学、灰色系统理论方法等多学科的应用与交叉,具有普适性的科学意义。本研究基于复杂系统视角,以协同学、灰色系统等理论为基础,运用物理—事理—人理方法论(wsR)构建了土地利用系统协同管理逻辑分析框架,遵循系统演化机制分析—系统状态评价—系统优化配置的思路,从物理(土地利用系统组织特征及演化机制、土地利用系统耦合协调状态评价)、事理(土地利用系统多目标优化配置)、人理(土地利用规划实施的动态跟踪管理)叁个维度对土地利用系统的协同管理问题进行了系统的分析,具体研究内容如下:(1)在对土地利用系统相关研究进行梳理的基础上,依据物理—事理—人理方法论(WSR)构建了土地利用系统协同管理的逻辑分析框架,并立足于土地利用系统规划调控这一具体手段,对规划过程中物理、事理、人理叁个维度的内涵及具体内容分别进行了阐释。(2)运用复杂系统理论切入物理维度的分析。揭示了土地利用系统的复杂性、不确定性、动态性、灰色性及自组织与他组织的复合性。进而,定性与定量相结合地揭示土地利用系统的演化机制。一方面通过系统演化轨迹及分叉类型、土地利用结构熵等方面对土地利用系统演化进行宏观分析;另一方面通过灰色建模方法建立协同学方程对土地利用系统的演化进行模拟,从微观上实现对系统序参量的识别。(3)根据协同学理论建立土地利用系统耦合协调度评价模型。通过理论模型对土地利用系统演化状态及协调演化类型进行逻辑判断。进而,挖掘序参量中的隐含信息,采用序参量有序度法建立耦合协调度评价模型,并结合子系统特征指数分析,对土地利用系统的耦合协调度进行了综合判定。(4)立足于事理维度,进行土地利用系统多目标优化配置。在土地利用结构优化方面,采用灰色多目标规划模型,在体现系统自组织性、不确定性的同时,突出了多目标协同的要求,运用多目标遗传算法对模型进行求解,易于实现规划方案的动态调整。依据生态优先理念,在进行土地利用敏感性评价及生态基础设施识别的基础上划定禁止建设区,通过土地利用分区管制进一步实现对土地利用布局的优化。(5)立足于人理维度,探讨了土地利用规划实施动态跟踪管理的实现。理念的更新包括土地利用规划实施的过程管理及土地利用计划管理手段的改进两个方面。研究构建了规划实施预警系统,并从土地利用计划台账管理与动态监测相结合、建设用地预审及动态管理等方面提出了土地利用计划管理的改进方法。此外,强调建立参与式土地利用计划的规范化运行程序、切实实施土地利用计划的监督检查,以保障规划的有效实施。(6)对扬州市土地利用系统进行了实证研究。通过分析土地利用系统的发展演化,在对系统耦合协调度进行判定的基础上,确定未来土地利用系统优化配置的方案,并提出了土地利用系统协同管理的对策建议。研究得出以下结论:(1)采用复杂系统理论方法对土地利用系统进行研究是适宜并有效的。基于wsR方法论的土地利用协同管理逻辑分析框架能够为区域土地利用系统规划调控提供整体性的分析思路。(2)土地利用系统演化过程中要重点关注序参量及子系统间的协调。序参量是土地利用系统协调发展的主宰者,确定系统的序参量有助于通过实施相应的管理手段和方法、把握系统的发展方向;但同时也要注意弥补系统组织中的“短板”,因为任一序参量或子系统发展的滞后都会造成系统耦合协调度的降低。(3)灰色多目标土地利用结构优化与生态优先的土地利用分区管制相结合能够有效实现区域土地利用优化配置。灰色多目标优化模型结合多目标遗传算法求解能够较好地实现多目标间的协同;以土地利用结构熵增最小作为规划方案的决策标准能够实现不同情景下的方案比选,得到合理的土地利用结构;在生态敏感性评价及生态基础设施识别基础进行的土地利用分区及布局调整,有利于缓解土地利用的生态矛盾。(4)土地利用系统的适应性调控要依靠土地利用规划实施的动态反馈来实现。土地利用规划的实施是一个验证规划实施效果,并进一步根据动态反馈改进规划的过程。依此,才能实现土地利用规划对土地利用系统动态涨落的适应性调控。在规划实施过程中,土地利用计划不仅是规划目标调整的基础和依据,还应当成为土地利用规划参与宏观调控的抓手。(5)对土地利用系统的协同管理要真正做到“通物理、明事理、谙人理”。土地利用协同管理包含土地利用系统内部各子系统之间的协调、土地利用系统自组织演化与他组织规划的协调、土地利用系统规划编制与实施管理过程中的协调等多个层面。在达到系统自身协调发展的同时,要兼顾管理过程中利益关系调整及规划实施的动态跟踪,以提出合理、及时的调控措施,通过子系统演化过程中的自组织与规划实施过程中的他组织耦合实现土地利用系统的协调、可持续发展。

张伟[9]2016年在《区域水资源水量水质统筹优化配置及其对策研究》文中提出我国水情复杂,水资源问题由来己久,特别是随着工业化、城镇化的快速发展和全球气候变化的影响加大,水量和水质性缺水更加严峻,水污染严重、水生态环境恶化等问题更加突出。2011年中央一号文件提出要建立史上最严格的水资源管理制度,建立并界定对水资源开发利用的控制、用水效率控制、水功能区限制纳污“叁条红线”。那么如何在“叁条红线”水资源管理制度的约束下,在既保持人与水的自然和谐关系,又兼顾水资源贫富区域的社会公平与经济效益的条件下,解决水资源在地区间、用水主体间和各用水目标间的优化分配问题成为实现新时期经济发展目标迫切需要解决的重大问题。本文从水资源“量”与“质”统一的角度对水资源配置内涵进行扩展,提出水量水质统筹优化配置的概念,并以此为基础对区域水资源优化配置展开研究。(i)首先进行理论分析,对区域水量水质统筹优化配置的相关概念进行辨析,通过用水主体博弈论证水量与水质统筹分配的必要性与科学性,模型结果表明:基于水资源水量水质统筹优化配置的模式下,全流域的总均衡取水量与排污量将小于单纯依据水量进行配置下的总均衡取水量与排污量,从而从定性和定量两个角度论证水量与水质统筹分配的必要性与科学性;其次,为了最大限度的提高水资源的利用效率,提出了从水资源全生命周期视角构建区域水量水质统筹优化配置的优化模型,并验证该理论方法用于水量水质统筹优化配置中的可行性和有效性;最后针对区域水量水质统筹优化配置模型的大系统、多目标、非线性等的特点,提出了改进的MOPSO求解算法,并通过与经典多目标算法的对比分析,从定性角度验证了该求解算法的优越性;(ii)在水资源水量水质供需系统构建与预测中首先以徐州市为例对区域进行子区划分和水功能分区、水源和用水部门分类,在此基础上对区域水资源供需系统进行分解。其次,根据社会经济的发展水平、节水措施的实施以及水情所具有不确定性,在多情景模式下按不同节水方案、不同降水保证率、不同社会经济发展情景对徐州市各用水部门的需水量和各水源的可供水量进行预测,在此基础上进行现状水平年和规划水平年的一次供需平衡分析;最后对现状水平年的水质可利用量进行分析,并对规划水平年的水质可利用量进行预测,从而为水量水质统筹优化配置奠定理论和实证基础;(iii)构建区域水量水质统筹优化配置模型,依据水资源生命周期理论对区域水量水质统筹优化配置的目标进行识别,对水资源生命周期各阶段的目标函数及约束条件进行具体评价与量化,在形式上较完整地反映了区域水量水质统筹优化配置的原则与决策机制。最后针对本文提出的改进MOPSO求解算法,通过与经典多目标算法的对比分析,从定量角度验证了在区域水量水质统筹优化配置模型中该求解算法的优越性,并进行算法设计和流程分析;(iv)以江苏省徐州市为例进行实证分析,研究MOPSO算法在水资源配置中的应用步骤,并充分考虑水情、节水措施及社会经济发展情景等动态因素对水资源优化配置的影响,运用优化模型对多情景模式下徐州市规划水平年的不同方案集进行了优化计算,得到了水量水质在各子区的分配关系,获得不同水平年下供需方案的水资源优化配置结果。最后通过对优化配置方案的供需平衡分析、目标分析和敏感度分析验证水量水质统筹优化配置模型和求解方法的有效性;(v)针对优化配置结果中水量水质供需严重不平衡现象和可能发生的水资源突发事件,提出了一般、应急对策建议和相应的保障措施。首先根据水量水质统筹优化配置结果提出相应的一般对策建议,在此基础上针对区域干旱、洪涝和水污染等水资源突发事件,分别设计水量和水质应急预案,以期做到水量和水质优化管理的事前控制,最大限度降低水量和水质供需缺口,提高水资源利用价值,也为政府部门制定应急预案提供了一定的理论依据。除此之外,为了保证区域水资源系统以最优的状态运转,从工程措施和非工程措施两个层面,提出保障水资源优化配置目标实现的“硬件”和“软件”保障措施。

宋玲[10]2013年在《独立居住地块容积率“值域化”研究》文中研究表明容积率是反映土地使用强度的综合指标,它由社会、经济、环境等因素共同决定。相关研究表明合理的容积率应该是一个区间值,容积率“值域化”方法不仅对容积率进行区间控制,而且以保障公共利益为核心目标,因而能够实现对容积率指标科学合理的调控。本文研究的是理想状态下(假设地块独立存在,不考虑外部因素的影响)独立居住地块容积率“值域化”调控方法。文章首先对国内外容积率调控方法和国内容积率“值域化”方法进行了分析,在此基础上对影响居住用地容积率的相关因子进行了筛选,选取人口密度、日照、公共绿地、停车位这四个最能体现公共利益的影响因子,并分别构建了每个变量因子影响下容积率“值域化”的约束模型:“居住人口密度—容积率”约束模型设≥规min(设为居住用地规划的人口规模,规min为规范规定的人口规模最小值),得出容积率的下限值为0.5;“日照标准容积率”约束模型,即基于“非线性”遗传算法的独立居住地块最大包络体分析及其所对应的最大容积率推算,得出容积率的上限值是7;“公共绿地面积—容积率”约束模型设≥配(设为居住用地规划公共绿地面积,配为规范要求配置的公共绿地面积,),得出容积率的上限值是6.2“;停车位—容积率”约束模型设≥配(设为设计停车位个数,配为规范要求的配置停车位个数),得出在地下停车以及地面机械停车两种方式下的容积率上限值,分别是5.4(地下停车)和7.3(地面机械停车)。在此基础上,对所有的单因子容积率约束模型进行了迭加,最终确定它们共同作用下容积率的综合值域区间为(0.5,6.2),容积率下限值为0.5,容积率上限值是6.2(这是在假设住区设置地面机械停车库情况下的值,若只考虑地下停车则为5.4)。最后,本文以西安市高新技术产业开发区(以下简称西安高新区)部分已建的居住用地为实例模型,对研究数据进行了验证,在对模型样本的容积率现状进行评价与总结的基础上提出相应的调整意见,使西安高新区未来居住用地的开发充分体现土地的高效利用,并保障居民的公共利益。本文以保障公共利益为前提的独立居住地块容积率“值域化”研究,是从技术层面对目前城市规划价值取向转变的一次探索,需要在未来的研究中对技术方法做进一步的优化与完善,从而更好地实现居住用地容积率指标调控过程中维护公共利益的核心目标。

参考文献:

[1]. 遗传算法在城市空间增长中的量化方法研究[D]. 于卓. 武汉大学. 2004

[2]. 基于遗传算法的城市空间生长模型研究[J]. 于卓, 吴志华, 许华. 城市规划. 2008

[3]. 小城镇道路网系统规划理论方法研究[D]. 吴颖. 南京林业大学. 2007

[4]. 都市圈多层次轨道交通系统规划研究[D]. 杨珂. 北京交通大学. 2017

[5]. 基于性能驱动的气候适应性城市开放空间优化设计[D]. 吴奕帆. 东南大学. 2018

[6]. 基于分布式CA和BP水质模型的城市空间增长边界研究[D]. 宁雄. 清华大学. 2015

[7]. 基于遗传算法的动态路径优化[D]. 李云. 太原理工大学. 2013

[8]. 区域土地利用系统协同管理的理论与方法研究[D]. 李彦. 南京农业大学. 2010

[9]. 区域水资源水量水质统筹优化配置及其对策研究[D]. 张伟. 中国矿业大学. 2016

[10]. 独立居住地块容积率“值域化”研究[D]. 宋玲. 西安建筑科技大学. 2013

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