基于廣義費(fèi)用最小的最優(yōu)社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)選址模型

基于廣義費(fèi)用最小的最優(yōu)社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)選址模型

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，許多大城市的汽車(chē)擁有量與日俱增，停車(chē)難停車(chē)問(wèn)題首次出現(xiàn)在北京、上海等城市。上海、廣州等城市對(duì)停車(chē)進(jìn)行了專(zhuān)項(xiàng)研究，制定了適應(yīng)城市發(fā)展的布局指標(biāo)和發(fā)展政策，但一些土地利用方案沒(méi)有考慮土地利用或擅自使用土地利用。這些“歷史債務(wù)”通常無(wú)法自行解決，因?yàn)榭臻g不足。本文主要探討公共停車(chē)場(chǎng)選址規(guī)劃模型的建立,采用數(shù)學(xué)分析的方法對(duì)社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)的規(guī)劃布局進(jìn)行定量分析,以達(dá)到合理規(guī)劃我國(guó)城市內(nèi)社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)的選址布局。1城市臨時(shí)停車(chē)場(chǎng)供給總量將增加停車(chē)設(shè)施分為路邊臨時(shí)停車(chē)場(chǎng)、配建停車(chē)場(chǎng)和社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)3部分,其中以配建停車(chē)場(chǎng)為主。借鑒上海的研究成果,我國(guó)大城市的停車(chē)需求的遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo)是,75%左右由配建停車(chē)場(chǎng)解決,15%左右由社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)解決,而剩下的約10%由路邊臨時(shí)停車(chē)解決。由此可見(jiàn),社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)需求量=社會(huì)總停車(chē)需求-配建停車(chē)場(chǎng)供給量-路邊臨時(shí)停車(chē)場(chǎng)供給量。隨著城市機(jī)動(dòng)車(chē)保有量的逐年增長(zhǎng),社會(huì)總停車(chē)需求將不斷增長(zhǎng)。據(jù)國(guó)外研究表明,每增加1輛機(jī)動(dòng)車(chē),停車(chē)泊位應(yīng)增加1.2~1.5個(gè)。當(dāng)前,“鼓勵(lì)轎車(chē)進(jìn)入家庭”已經(jīng)被列入國(guó)家“十五”計(jì)劃綱要中,隨著國(guó)家一系列鼓勵(lì)私人轎車(chē)消費(fèi)的政策進(jìn)一步出臺(tái)及各種型號(hào)轎車(chē)的爭(zhēng)相上市,我國(guó)城市的機(jī)動(dòng)車(chē)會(huì)加速發(fā)展,社會(huì)總停車(chē)需求將相應(yīng)增長(zhǎng)。另外,就我國(guó)城市目前的普遍現(xiàn)象來(lái)看,路邊臨時(shí)停車(chē)和違章停車(chē)占市場(chǎng)份額的將近一半,路邊臨時(shí)停車(chē)場(chǎng)的逐步減少和違章停車(chē)的嚴(yán)格取締,將把大量的停車(chē)需求轉(zhuǎn)移給社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)。綜上所述,社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)的需求量在一定時(shí)期內(nèi)將呈迅速增長(zhǎng)趨勢(shì)。2社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)分析2.1公停車(chē)場(chǎng)在惡劣天氣停車(chē)中的應(yīng)用社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)與路邊停車(chē)相比不占用道路用地,便于集中停放,統(tǒng)一管理。社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)可通過(guò)完善的管理政策,給停車(chē)者以?xún)?yōu)良的服務(wù),可有效防止車(chē)輛被盜和被破壞,尤其室內(nèi)停車(chē)場(chǎng)為惡劣天氣停車(chē)提供更多的方便。另外,停車(chē)場(chǎng)可從事多種經(jīng)營(yíng),如提供洗車(chē)、打蠟和修理等服務(wù),為該地區(qū)增加一定的就業(yè)機(jī)會(huì)。與路邊停車(chē)相比,公共停車(chē)場(chǎng)停車(chē)不影響路上動(dòng)態(tài)交通,且對(duì)相鄰道路的動(dòng)態(tài)交通影響也較小。在停車(chē)場(chǎng)內(nèi),由于沒(méi)有快速行駛車(chē)輛的干擾,駛?cè)?、駛出停?chē)泊位的安全性遠(yuǎn)大于路邊停車(chē)。社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)分擔(dān)部分路邊停車(chē)后,也有利于周?chē)用裆瞽h(huán)境和周邊交通環(huán)境的改善以及該地區(qū)投資環(huán)境的改善。2.2社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)因?yàn)闊o(wú)法毗鄰出行者目的地,使停車(chē)者必須繞行,而且裝卸貨物非常不便,因而便捷性上遜于路邊停車(chē)和配建停車(chē)場(chǎng),尤其短時(shí)停車(chē)者不愿繞行,但有些配建停車(chē)場(chǎng)卻限定使用者范圍,不提供給外來(lái)者使用,對(duì)這種情況,公共停車(chē)場(chǎng)則具有優(yōu)勢(shì)。我國(guó)停車(chē)誘導(dǎo)系統(tǒng)的發(fā)展還處于初級(jí)階段,不熟悉當(dāng)?shù)厍闆r的司機(jī)常無(wú)法迅速找到公共停車(chē)場(chǎng),而且由出行者目的地到達(dá)公共停車(chē)場(chǎng)的繞行交通量也增加了路上交通負(fù)荷。社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)的一次性投資和維護(hù)費(fèi)用較大,尤其是用地緊張的大城市,而且成本回收較慢。由于我國(guó)停車(chē)收費(fèi)的不合理,路邊停車(chē)不計(jì)社會(huì)成本而因其建設(shè)成本低廉使得定價(jià)較低,社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)在價(jià)位上常競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)路邊停車(chē)。3停車(chē)場(chǎng)的選址社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)的建設(shè)不僅考慮用地面積還應(yīng)考慮運(yùn)營(yíng)后的經(jīng)濟(jì)效益,因而公共停車(chē)場(chǎng)的選址就成為非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)出行者而言,選擇停車(chē)場(chǎng)的原則是盡量靠近其出行目的地,而且停車(chē)費(fèi)用較少,然而對(duì)一個(gè)城市的總體規(guī)劃而言,各區(qū)位停車(chē)場(chǎng)的選址不僅要滿足該地區(qū)的停車(chē)需求,而且應(yīng)使社會(huì)總投資最省。社會(huì)停車(chē)場(chǎng)選址規(guī)劃的流程圖如圖1。4社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)布局模型的理論分析4.1停車(chē)場(chǎng)的設(shè)置對(duì)規(guī)劃區(qū)域進(jìn)行交通小區(qū)的劃分,大致依據(jù)區(qū)域內(nèi)的行政界限進(jìn)行初步劃分。根據(jù)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)靜態(tài)交通產(chǎn)生量和產(chǎn)生比較集中的源頭,對(duì)比可供選址地點(diǎn)和可建設(shè)的規(guī)模進(jìn)行更細(xì)一層的劃分,這一過(guò)程中應(yīng)注意產(chǎn)生量與供給量的匹配和出行者可接受的繞行距離,且每一個(gè)交通小區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)。由于公共停車(chē)場(chǎng)規(guī)模越大,建設(shè)和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用越高,而且受限于合理的服務(wù)半徑和區(qū)位用地性質(zhì)所能吸引的最大停車(chē)吸引量,各供選址的停車(chē)場(chǎng)位置應(yīng)分別討論其閾值,即設(shè)計(jì)停車(chē)位上限。由于選址和停車(chē)場(chǎng)規(guī)模不同,進(jìn)而交通小區(qū)劃分不同,因此形成不同的比較方案,各方案應(yīng)能分別適應(yīng)規(guī)劃區(qū)域總需求。小區(qū)劃分方案示意圖見(jiàn)圖2所示。4.2吸引停車(chē)量的影響在出行目的地有停車(chē)意向的車(chē)輛,若不能停放在路邊或配建停車(chē)場(chǎng),則需要繞行到社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng),繞行引起兩部分附加距離,即行駛距離和步行距離,這兩個(gè)過(guò)程各自產(chǎn)生時(shí)間損失、行動(dòng)不便、油耗(或體力消耗),即增加出行成本。這里把增加的出行成本分別定義為Fi和Gi,把在i處規(guī)劃建設(shè)和運(yùn)營(yíng)公共停車(chē)場(chǎng)的費(fèi)用定義為Qi,則該停車(chē)場(chǎng)的社會(huì)總成本為Pi=Fi+Gi+Qi,規(guī)劃范圍內(nèi)所用公共停車(chē)場(chǎng)總的社會(huì)成本為∑Pi。式中:Fi與公共停車(chē)場(chǎng)的吸引停車(chē)量和車(chē)輛由出行目的地到達(dá)公共停車(chē)場(chǎng)的繞行距離有關(guān);Gi與公共停車(chē)場(chǎng)的吸引停車(chē)量和乘客由公共停車(chē)場(chǎng)步行至目的地的距離有關(guān)。公共停車(chē)場(chǎng)的吸引停車(chē)用該區(qū)域吸引停車(chē)量Ni與該區(qū)域可提供的泊位Mi的差來(lái)表示。式中:Fi——交通小區(qū)i內(nèi)車(chē)輛為停車(chē)?yán)@行而增加的成本;γij——交通小區(qū)i內(nèi)第j個(gè)用地性質(zhì)的權(quán)重,1≤γij≤10;Nij——交通小區(qū)i內(nèi)第j個(gè)用地性質(zhì)吸引的停車(chē)量;Mij——交通小區(qū)i內(nèi)第j個(gè)用地性質(zhì)可提供的泊位量;Lij——交通小區(qū)i內(nèi)第j個(gè)用地性質(zhì)吸引停車(chē)到達(dá)公共停車(chē)場(chǎng)的最短路徑;m——交通小區(qū)i內(nèi)有m個(gè)停車(chē)吸引源。式中:Gi——交通小區(qū)i內(nèi)車(chē)輛為停車(chē)而步行返回目的地增加的成本;βij——交通小區(qū)i內(nèi)第j個(gè)用地性質(zhì)的權(quán)重,1≤βij≤10;L′ij——交通小區(qū)i內(nèi)第j個(gè)用地性質(zhì)吸引的停車(chē)乘客步行返回目的地的最短路徑;S′——行人步行單位距離的平均費(fèi)用。γij、βij與用地性質(zhì)相關(guān),反映出行者為到達(dá)該小區(qū)內(nèi)的j而必須繞行停車(chē)和步行返回的意愿和愿意支付的代價(jià),如γij、βij根據(jù)j的用地性質(zhì)為餐飲、大型百貨、行政辦公或銀行而相應(yīng)不同。另外,βij還與車(chē)輛乘載率、出行者的年齡、負(fù)重(如到大型百貨購(gòu)物的出行者)和出行者的身體狀況(如到醫(yī)院的出行者)等因素有關(guān)。Lij與L′ij可能不同,如有些國(guó)家為方便出行者停車(chē)后步行到達(dá)目的地而修建了專(zhuān)門(mén)的步行通道。4.3目標(biāo)函數(shù)的定義以綜合廣義費(fèi)用最小建立公共停車(chē)場(chǎng)選址規(guī)劃優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)為Fi、Gi、Qi≥0式中:Pk——第k個(gè)方案的社會(huì)總成本;D——規(guī)劃區(qū)域停車(chē)總需求;Sk——第k個(gè)方案提供的總供給。4.4停車(chē)場(chǎng)且最短路徑該模型建立的假設(shè)前提包括:已知規(guī)劃區(qū)域內(nèi)預(yù)測(cè)停車(chē)需求量;所有可供選址的位置均已知;區(qū)域內(nèi)各用地性質(zhì)的未來(lái)發(fā)展規(guī)模確定;各公共停車(chē)場(chǎng)服務(wù)水平和收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)相同;每個(gè)停車(chē)者都能按最短路徑到達(dá)停車(chē)場(chǎng)且最短路徑是在交通不擁擠的狀態(tài)下搜尋的;不計(jì)道路擁擠時(shí)對(duì)繞行車(chē)輛增加的社會(huì)成本;不考慮停車(chē)場(chǎng)的周轉(zhuǎn)率;不考慮不同時(shí)段不同區(qū)位的吸引強(qiáng)度不同從而造成各停車(chē)場(chǎng)的停車(chē)高峰不同等。針對(duì)上述假設(shè),有些假設(shè)可通過(guò)一些辦法稍作彌補(bǔ)。各公共停車(chē)場(chǎng)不同的服務(wù)水平和由于服務(wù)以及區(qū)位地價(jià)不同所造成的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)不同,可通過(guò)設(shè)置不同的權(quán)重來(lái)適應(yīng)。最短路徑可根據(jù)停車(chē)場(chǎng)停車(chē)到達(dá)較集中的時(shí)段內(nèi)的周?chē)煌ㄇ闆r進(jìn)行搜尋。道路擁擠時(shí)對(duì)繞行車(chē)輛增加的社會(huì)成本,可通過(guò)設(shè)置不同的權(quán)重來(lái)適應(yīng)。至于停車(chē)場(chǎng)的周轉(zhuǎn)率和停車(chē)高峰與平峰,可在規(guī)劃停車(chē)場(chǎng)時(shí)分析不同時(shí)段的停車(chē)需求,適當(dāng)調(diào)整建設(shè)泊位數(shù)。5基于廣義費(fèi)用最小的最優(yōu)社會(huì)公共