基于需求的停車換乘點布局網絡模型研究

薛靖

摘要：當停車換乘地點已知，從城市交通整個網絡系統的角度來出發，以系統內換乘點的建設和交通需求的總出行成本之和最低為最優目標，建立了基于需求的停車換乘點布局網絡優化模型，最后，借助Lingo商業軟件進行算例分析，驗證了模型的有效性。

關鍵詞：交通需求管理；停車換乘；布局優化；成本效益

1 引言

隨著國民經濟水平的提升，人均汽車擁有量大幅發提高，導致城市擁擠問題日趨嚴重。因此，為了能夠減小交通壓力，必須優化城市換乘點網絡模型，為城市作出一份貢獻。停車與超車布局研究是停車換乘規劃的重要組成部分。停車換乘設施選址布局規劃的合理性直接關系到交通需求管理措施能否有效滿足交通需求。調節效果。文獻[1]對北京停車和轉移的需求進行了調查，發現轉移目標主要是換乘點的通勤者。文獻[2]分析了北京現有停車換乘站存在的問題，并指出一些轉移點是緊張的，而另一些則缺乏功能，表明它們的布局不合理。

2 P&R布局優化一般原則

停車換乘點的選址應遵循一定的原則，可初步確定停車位和換乘位置，從而在一定程度上簡化了后續的布局優化。主要原則如下：（1）停車轉運點應位于城市客運量大的交通通道內，并與大容量公交系統相連；（2）停車和轉運點應在其服務中設定。最受歡迎的汽車旅行場所，以及服務范圍內最大的汽車旅行吸引力；（3）停車轉接點可以為停車換乘者提供最大的便利，例如設置公交線路、軌道交通線路終端或附近。就北京而言，除了要遵循的主要原則外，還有一個原則，即在第四環中不設置停車轉接點。

3 P&R布局優化模型

3.1 模型建立思路

根據停車場換乘地點的布局或優化模型的一般原則，初步選定換乘站點，再通過定性定量的方法來得到一組可能的候選點。

考慮將城市區域劃分為兩部分，最初選擇的停車位和轉移位置之間的虛擬連接線作為分界線。在邊界線，即城市的中心區域，它將被視為一個吸引區域的交通需求。分界線以外的部分，即城市的郊區，被視為交通需求的發生區域。相應地，可以在發生交通需求的區域（例如城市周圍的衛星城市）中識別固定的交通需求點。

3.2 模型構建

模型假設：（1）通過停車轉移方案已知從交通點O到交通引誘點D產生的OD的交通量；（2）交通發生點產生的交通量可以通過任何停車轉移點到達交通引誘點；（3）交通需求的所有發生點都在最初給定停車場的吸引力區域內；（4）各交通發生點的交通需求量、備選站點的建設費用、停車換乘一次的費用、 → 和 → 的費率均已知且為定值。

設在一個城市的交通系統中，有m個交通發生點 ，n個交通吸引點 ，經過初步選擇得到q 個待選停車換乘點 ，基于停車和換乘的最小費用和所有交通需求的總行駛成本構建布局優化模型。

標函數（5）使整個城市交通系統的停車和換乘總成本最大化；從交通點I到每個候選換乘站K的交通約束到交通吸引點J的約束（6）等于點之間的OD交通焦耳。吸引點J和吸引點；從交通點I到候選停車轉接點K，約束（7）的交通量等于在交通點K交通點和每個吸引點J的發生點I之間的OD的傳遞；（8）從候選停車轉接點K到交通吸引點J的交通量等于在吸引點J上的每個點i和點k之間的OD轉移量；約束（9）來自I到從交通點到每個點的每個點。候選停車轉接點K的交通量等于I點的交通量，從交通發生點I到候選停車轉接點K的交通量和交通量受到約束（10），停車轉移點K等于交通吸引力。約束點J和約束（11）是從每個交通發生點i到候選停車轉接點K.的流量和小于候選K的通行能力；（12）表示候選點與交通量之間的對應關系。如果該點發生在候選點k上，則業務量不為0，則Xk=1，這意味著選擇了候選點k；約束（13）要求交通量均為非負。從發生點到停車轉移點到吸引點Cik和Ckj的單位交通率根據停車轉移者的行駛時間，燃料成本和行駛舒適度綜合測量。

目標函數（5）在整個城市交通系統中最大限度地提高停車和換乘的總成本；約束（6）從交通點I到每個候選換乘站K到交通吸引點J的流量等于點I吸引力之間的OD交通量。點J和吸引點；從交通發生點I到候選停車轉接點K約束的交通（7）等于OD在交通點K交通點和每個吸引點J的發生點I之間的轉移；約束（8）交通從候選停車換乘點K到交通吸引點J的IC量等于在點I和吸引點之間的每個點上的OD傳遞通量；約束（9）是從I點到交通點。每個候選停車轉接點K的交通量與I點的交通量相等，從交通點I到等待停止轉接點K的交通由等待停止（10）約束。轉移點K到交通引誘點J的交通量是相等的。約束（11）是從每個i到k的交通量之和都不大于候選點k的容量；約束（12）表達了候選點與交通量之間是一一對應的，若發生點到待選點 k的交通量不為 0，則 Xk=1，這表示待選點k被選中；約束（13）是關于交通量的非負約束。交通量從發生點通過停車換乘點到吸引點的單位費率Cik 和Ckj根據停車換乘者的出行時間、燃油費、以及出行舒適程度等多方面進行綜合度量。

4 結論

研究了停車換乘需求管理方案的停車換乘布局優化問題，建立了基于交通需求的停車換乘布局優化模型。該模型以最小總系統成本為優化目標，綜合考慮交通量、換乘點建設成本和停車換乘出行成本。在假設數據的基礎上，通過實例分析，利用所建立的布局優化模型，通過LINGO求解。結果表明，本文建立的模型對停車場和轉運站的布局優化具有一定的參考價值。植根于實際的計劃。

參考文獻

[1]劉燕，秦煥美，潘小松.北京市停車換乘需求調查與分析[J].交通運輸工程與信息學報，2011，9（3）：118-124.

[2]程左宏，北京市停車換乘措施存在的問題及對策研究[J].道路交通與安全，2010，（4）：4-8.