基于多目標(biāo)優(yōu)化模型的城鎮(zhèn)小學(xué)學(xué)區(qū)調(diào)整規(guī)劃.pdf

1、城市學(xué)區(qū)是城市基礎(chǔ)教育資源空間均衡分配的一種體現(xiàn)，國內(nèi)城市中小學(xué)學(xué)生是以就近入學(xué)原則被派入所在學(xué)區(qū)的公立學(xué)校。隨著城市人口的不斷增加，適齡入學(xué)兒童也在不斷增加，大中城市公立小學(xué)有限的學(xué)位數(shù)無法滿足周圍所有的適齡入學(xué)兒童都能夠就近入學(xué)，導(dǎo)致就近入學(xué)難和跨學(xué)區(qū)擇?，F(xiàn)象比較普遍。如何動態(tài)劃分學(xué)區(qū)或自動派位保證盡可能多的學(xué)生就近入學(xué)，是值得研究的空間優(yōu)化問題。
　　本文通過對廣州市天河區(qū)現(xiàn)狀學(xué)區(qū)學(xué)位的供需情況進(jìn)行了研究分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀學(xué)校學(xué)

2、位普遍存在供需不均衡現(xiàn)象，有必要對現(xiàn)狀學(xué)區(qū)的劃分進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。為了保證更多的學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)就近入學(xué)以及適齡兒童能夠更好的選擇學(xué)校入讀，本文基于經(jīng)典區(qū)位設(shè)施模型擴(kuò)展構(gòu)建學(xué)校學(xué)區(qū)的派位優(yōu)化模型，包括公立學(xué)位有限的就近入學(xué)覆蓋最大模型、公立學(xué)位有限的就近入學(xué)覆蓋最大可達(dá)性最優(yōu)模型以及入學(xué)距離最短費(fèi)用最低的公立私立混合派位模型。依托GIS交通網(wǎng)絡(luò)路徑分析的結(jié)果，采用線性規(guī)劃算法、多目標(biāo)遺傳算法對三個(gè)優(yōu)化模型進(jìn)行求解運(yùn)算，并分別通過ArcGIS位置

3、分配分析和權(quán)重法對模型運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，證明了優(yōu)化模型的有效性和結(jié)果的準(zhǔn)確性,研究成果分析如下：
　?。?）采用線性規(guī)劃算法對公立學(xué)位有限的就近入學(xué)覆蓋最大模型進(jìn)行優(yōu)化求解，得出了周圍居民區(qū)適齡入學(xué)兒童步行20 min、30 min、40 min的學(xué)區(qū)優(yōu)化派位結(jié)果，分析發(fā)現(xiàn)隨著步行時(shí)間的增加，學(xué)區(qū)范圍擴(kuò)大、學(xué)位自動派位數(shù)逐漸增多，覆蓋鄰近居民區(qū)的適齡學(xué)生數(shù)越多。通過ArcGIS位置分配分析對模型運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，證明了模型的有效性

4、和結(jié)果的準(zhǔn)確性，最后根據(jù)不同情況下的優(yōu)化學(xué)位數(shù)得出了該模型下適齡學(xué)生步行40 min的學(xué)位數(shù)優(yōu)化最大，并作為該模型的派位最優(yōu)方案，并依托GIS技術(shù)得到了公立學(xué)校學(xué)區(qū)優(yōu)化的分布圖。
　?。?）采用多目標(biāo)遺傳算法求解公立學(xué)位有限的就近入學(xué)覆蓋最大可達(dá)性最優(yōu)模型，得到了同時(shí)滿足入學(xué)覆蓋最大和可達(dá)性最優(yōu)兩個(gè)目標(biāo)的最優(yōu)解集（即Pareto鋒線）。通過權(quán)重驗(yàn)證法對模型運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，證明了該模型的有效性和結(jié)果的準(zhǔn)確性，最后取覆蓋總適齡學(xué)生數(shù)

5、最多和其對應(yīng)的總時(shí)間情況下派位的結(jié)果為派位最優(yōu)方案，并依托GIS技術(shù)形成了公立學(xué)校學(xué)區(qū)優(yōu)化的分布圖。
　?。?）采用多目標(biāo)遺傳算法求解入學(xué)距離最短費(fèi)用最低的公立私立混合派位模型，得到了滿足入學(xué)總距離最短和入學(xué)總費(fèi)用最低兩個(gè)目標(biāo)的最優(yōu)解集（即Pareto鋒線）。通過權(quán)重驗(yàn)證法對模型運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，證明了該模型的有效性和結(jié)果的準(zhǔn)確性，最后取入學(xué)總體時(shí)間（距離）最短和費(fèi)用總體最低的某個(gè)最優(yōu)解，并確定該解下派位的結(jié)果為派位最優(yōu)方案，并依