如果认为规划门制定的土地利用方案将会得以有效地执行与落实,即未来土地的使用性质基本已经明确,那么用地决策不再是突出问题。同时,过于粗陋的分类负荷的负荷密度指标给用地仿真类SLF方法带来的不利影响却显得更为严重。为此,基于负荷密度指标的SLF方法得到了更多重视,特别是在最近5年内,已经出现了十多篇专门讨论这类方法的论文 。
负荷密度指标法一般先把负荷分类(如居民、商用、市政、医疗等),然后在待预测区域内按功能小区边界生成元胞,最后通过预测各分类负荷密度,并结合用地信息来计算每个元胞的负荷值,从而实现SLF。因该方法先对负荷分类,后给待测地块分区(即生成元胞),故又称之为分类分区法。
所谓功能小区是指一片用地类型相同的地块或街区,其中包括1个或多个负荷类型相同的电力用户。基于其生成的元胞内只含一个类型的负荷。该类方法的核心就是在各类用地面积及其位置已知的条件下,求取分类负荷密度指标。
传统的负荷密度指标的求取通常采用经验法、简单类比法,以及粗略估算分类负荷平均密度法。这样做在实际应用中难以满足精度的要求。
1)直观法。
所谓“直观法”就是利用所搜集和存储的相关数据与信息,依据规划人员的经验和主观判断来确定负荷的大小及其分布。
涂色法(coloring book)是直观法中的一个典型代表,这个古老的方法是以专家的历史经验为依据,主观地估计出各元胞的负荷密度,并按照负荷密度大小,为元胞涂上与之相对应的不同颜色。
2)分类负荷平均密度指标法。
有文献认为分析元胞负荷变化的特征是研究该类方法的基础,元胞内不同种类负荷的构成变化及其增长情况决定了元胞负荷的增长,元胞负荷等于计及同时率的所有构成负荷的代数和。该方法在预测过程中将所有元胞内相同性质负荷聚合成一类,通过预测分类负荷平均密度,结合市政规划方案中的用地信息,并根据各元胞内分类负荷所占的面积,最终分别计算出各元胞的负荷值。其实质是把各个元胞的负荷预测转化为分类负荷及其分布的预测。
该类方法的思路是,首先通过大量调研,搜集并整理相关数据,对负荷进行精细分类,形成尽可能全面的负荷密度指标样本库,并按类确定影响负荷密度的主要因素,构建分级的负荷密度标准样本指标集;然后在待预测区域内按照功能小区的边界生成元胞;最后根据已经规划好的用地信息及元胞的输入特性,对各元胞进行正确的属性分类,并与标准样本指标集相对照,从而获取各元胞的负荷密度指标。
1)基于双层贝叶斯分类模型的负荷密度指标法。
考虑到决定负荷密度的各属性之间并非完全独立,传统分类器的分类效果并不理想。利用基于样本训练完成的分类模型,对各元胞依据其输入特征进行合理分类,从而获得其类标签,即负荷密度指标。其实现步骤如下:
根据负荷特性对该负荷进行分类令对每一细分负荷建立分类模型令按细分负荷类型进行大量样本数据的采集令对已经生成的样本集根据其类标签划分等级令收集待预测元胞的属性值并利用双层贝叶斯分类模型计算其属于各等级的概率令采用类内相似度方法进行负荷密度的修正。
该方法在实际应用中必将面临如何收集和处理大量样本数据的问题,因为样本的数量、质量、分布,及其对模型的训练效果,都会影响到其预测精度。另外还需要修正环节才能给出量化结果。
2)基于模糊理论的负荷密度指标法。
针对在求取负荷密度指标时采用经验法或简单类比法难以满足精度要求的问题,有文献把模糊理论引入到负荷密度指标的求取过程当中。其基本思路是先尽可能多地搜集样本数据,并且在此基础上构建分级标准指标集(一般分为5级);然后利用模糊理论对待测元胞的相关属性数据进行分析评判,确定其归属范围;最后对所选取的负荷密度指标进行细微调整。
3)基于AHP和TOPSIS的负荷密度指标法。
为了避免因通过经验或简单类比所获得的负荷密度指标不能满足精度要求,也为了降低在确定隶属度函数时由主观因素导致的不利影响,有文献把层次分析(AHP)法和逼近理想解排序(TOPSIS)法引入到负荷密度指标的求取过程当中。其基本思路是采用AHP法确定评价指标的权重,并运用TOPSIS法对评价指标进行规范化和排序计算,对影响负荷密度指标的因素实现量化,最后使用类内相似度法修正负荷密度指标。
在实际使用AHP的过程中,由于信息不完备,当通过两两比较量化评价指标时,会出现不确定的主观判断,对此若采用点值来表述并不合适。
1)基于VAI的负荷密度指标法。
对于无历史数据的新、老城区的SLF问题,有文献提出了一种基于空区推论(VAI)的空间负荷预测分类分区实用法。其基本思路是用老城区的分类负荷总量减去有历史负荷数据的老城区的分类负荷总量得到无历史数据的老城区的同类负荷总量,用规划中的整个城区的分类负荷总量减去老城区的分类负荷总量得到新城区的分类负荷总量,再结合城市用地规划方案即可分别求出无历史数据的新、老城区各类负荷的平均密度。其中分类负荷总量是以负荷发展曲线为基础求取的。
2)基于饱和密度与相对系数的负荷密度指标法。
针对新开发地块的SLF问题,有文献提出了一种基于饱和负荷密度和负荷相对系数的负荷密度指标求取方法。其基本思想是在大量调研,搜集并整理样本数据的基础上,通过对各类负荷(分为11类)发展规律的研究,估算分类负荷的饱和负荷密度,确定不同时间的分类负荷相对系数,并计及同类负荷内部同时率,结合预先按照功能小区的方式生成元胞,从而推算出元胞的负荷密度指标。
虽然该方法的思路清晰,原理简单,但是其在实际应用中的可操作性值得讨论。例如,如何判断样本中一些数据就是饱和负荷密度值