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研究生: 楊宗育
Yang, Zong-Yu
論文名稱: 利用模糊多目標模式應用於大眾運輸導向發展之規劃:以高雄捷運為例
A Fuzzy Multi-objective Optimization Model Used For Planning Transit Oriented Development: An Example Of Kaohsiung Rapid Transit
指導教授: 潘南飛
Pang, Nan-Fei
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2024
畢業學年度: 112
語文別: 中文
論文頁數: 112
中文關鍵詞: 多目標最佳化模糊數學規劃大眾運輸導向發展(TOD)高雄捷運
外文關鍵詞: Multi-objective optimization, fuzzy mathematical programming, Transit-Oriented Development(TOD), Kaohsiung Rapid Transit
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  • 大眾運輸導向發展(transit-oriented development, TOD)是一種永續的城市發展規劃準則,旨在提升大眾運輸系統的使用頻率,並多方面強化土地機能利用效率,包含居住與商業機能等,以大眾運輸系統作為都市發展的主幹,活化都市機能,同時減少私人運具的使用,達到經濟與環境雙贏的局面。高雄捷運作為臺灣仍在蓬勃發展中的大眾運輸系統之一,若未來的新建路線能應用TOD理念於實務之上,將能對城市帶來許多正面效益。
    本研究提出多目標最佳化數學模型計算各交通分區的活動量,並估算捷運系統的旅次產生與總旅運時間。此模式以林楨家和李家儂(2005)提出的數學模式作為基礎進行修改,在原有的目標函數中加入轉運時間縫隙進一步衡量其對旅運時間的影響,並應用模糊數學規劃以模擬旅次產生率與轉運時間縫隙的不確定性。其目標函數包含「最大化活動種類」、「最大化旅次總量」以及「最小化旅運總時間」。「最大化活動種類」一式旨在評估某分區各活動間之間的便捷性,並在規劃時配置盡可能多的活動數量;「最大化旅次總量」一式能估算規劃後的旅次數量,根據旅次發生率、活動量與搭乘率估算旅次總量,以配置活動來提升民眾對大眾運輸的搭乘意願;「最小化旅運總時間」則能評估各分區之間的交通可及性。

    Transit-Oriented Development (TOD) is a sustainable urban development planning principle aimed at increasing the frequency of public transportation use and enhancing land use efficiency in multiple aspects. By using the public transportation system as the backbone of urban development, TOD revitalizes urban functions while reducing the use of private vehicles, achieving both economic and environmental benefits. Kaohsiung Metro, as one of Taiwan's burgeoning public transportation systems, can bring numerous positive impacts to the city if future new lines apply TOD concepts in practice. This study proposes a multi-objective optimization mathematical model to calculate the activity levels of various traffic zones and estimate the trip generation and total travel time of the metro system. The model is based on the mathematical model proposed by Lin and Li (2005) and is modified by adding a transfer time gap to the original objective functions to further assess its impact on travel time. Fuzzy mathematical programming is applied to simulate the uncertainties in trip generation rates and transfer time gaps. The objective functions include "maximizing the variety of activities," "maximizing the total number of trips," and "minimizing the total travel time." The "maximizing the variety of activities" function aims to evaluate the convenience between various activities in a zone and allocate as many activities as possible during planning; the "maximizing the total number of trips" function estimates the number of trips after planning by calculating the total number of trips based on trip occurrence rates, activity levels, and ridership rates to encourage public transportation use; and the "minimizing the total travel time" function assesses the accessibility between zones.

    摘要 ii Extend abstract iii 誌謝 vii 目錄 viii 表目錄 xi 圖目錄 xii 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究範圍與限制 3 1.4 研究流程 4 1.5 研究架構 5 第二章 文獻回顧 6 2.1 大眾運輸規劃導向發展 6 2.1.1 大眾運輸導向發展(TOD)之概念 6 2.1.2 大眾運輸導向發展之特性 6 2.1.3 大眾運輸導向發展之手段 9 2.2 各國的TOD案例 10 2.2.1 臺灣——士林站TOD開發案 10 2.2.2 日本——東京TOD規劃 13 2.2.3 新加坡TOD規劃 15 2.2.4 美國—加州TOD規劃 16 2.3 土地規劃模式 17 2.4多目標最佳化 21 2.4.1. 基因演算法 22 2.4.2. 模擬退火法 23 2.4.3. 類神經網路 24 2.4.4. node-place 模型 24 2.5模糊多目標線性規劃 26 2.5.1. 目標式係數明確,限制式係數與常數模糊 26 2.5.2. 目標式係數模糊,限制式係數與常數明確 26 2.5.3. 目標式係數與限制式係數模糊,限制式常數明確 27 2.5.4. 目標式係數、限制式係數與常數皆模糊 27 2.6小結 28 第三章 研究方法 29 3.1 TOD規劃衡量標準 29 3.2 土地使用規劃模式 31 3.3 多目標式線性規劃 33 3.4 模糊數學規劃 34 3.5 小結 38 第四章 模式建立 39 4.1 符號定義 39 4.2 明確多目標最佳化模型 40 4.3 模糊多目標最佳化模型 43 第五章 案例研究 45 5.1 現行營運之路線 45 5.1.1 參數選擇 46 5.1.2 案例結果 55 5.2 現行路線加上興建及預計興建之路線 56 5.2.1 參數選擇 57 5.2.2 案例結果 60 第六章 結論與建議 62 6.1 結論 62 6.2 研究建議 63 參考文獻 65 附錄 71

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    網路資源
    1. 高雄市政府民政局:https://cabu.kcg.gov.tw/Web/
    2. 高雄捷運全球資訊網:https://www.krtc.com.tw/
    3. 臺北大眾捷運股份有限公司:https://www.metro.taipei/

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