基于線性回歸算法的縣城停車需求預測研究
——以廣西北海市合浦縣為例

文＿范文陽（廣西交通職業技術學院，講師，碩士） 周 薇（廣西交通職業技術學院，土木建筑工程學院系主任，副教授、規劃師，碩士） 劉 芳（廣西交通職業技術學院，土木建筑工程學院副院長，教授） 覃 碩（廣西華信工程設計股份有限公司，規劃師）

自從國家實施西部大開發、精準扶貧戰略之后，廣西人民的生活水平不斷提高，縣城人民的私家車保有量逐年增加，隨之而來的“停車難”“停車貴”問題困擾著城市居民，也影響著縣城人民的生活。由于縣城缺乏前期規劃、無法正確預測停車需求，導致停車問題日益嚴重。目前，國內外對城市尤其是各大城市及城市商業中心停車需求預測研究較多，但對縣城的停車需求預測研究較少。基于此，本次研究主要以廣西壯族自治區北海市合浦縣城為例，對該縣城停車設施現狀進行分析研判，運用大數據進行預測，選擇不同的數據、變量因子進行計算，以期對相對落后的省份、縣城車位需求預測提供借鑒。

一、線性回歸算法

回歸算法是一種比較常用的機器學習算法，是監督型算法的一種，即通過數據進行建模，然后根據模型再次進行數據計算的一種方式。在多種回歸算法當中，線性回歸算法是比較普遍適用的，主要是通過直線具體描述數據的變化關系。其主要受自變量和因變量兩個因素共同的影響，其中兩個變量可以有多個影響因素，并且不同變量之間的強度也可以不一樣。

在王立穎的汽車保有量預測方法綜述中總結出停車需求預測的回歸算法分為五種類型，并指出社會經濟環境的關系難以用確定的函數關系表示，具有一定的隨機性，因此需要根據統計學的相關原理才能從中找到相應規律。

多元線性回歸是汽車保有量預算中運用的較為廣泛的算法。多元線性回歸模型是根據歷史數據用回歸方法把人口、建筑面積、高峰停車量等數據進行多元回歸，建立停車需求的多元線性模型，適用于時間、空間范圍廣的停車需求預測。國內研究者曾利用多元線性回歸收集天津近10年的數據，預測未來5年車位需求量，也有根據3個影響因子對江西省南昌市汽車保有量進行數據模型檢驗等，多元線性回歸會依據選取的影響因子不一樣，得到不同的結果。

線性回歸算法要得到最佳擬合直線，可以使用最小二乘法求解。在本次停車需求的預測中，主要運用多元線性回歸算法，結合停車需求中的規模、分布兩個主要影響因素，以及需求分布當中的城市停車發展策略、土地使用模式、路網容量等進行停車需求總量與預測分析。

二、停車設施現狀

（一）合浦縣概況

合浦縣位于廣西壯族自治區南部，是北海市通往內陸的一個中轉站，縣城陸地總面積2380平方千米，截至2019年全縣戶籍總人口110.24萬人，中心城區現已建成范圍5252公頃，人均建設用地129.60平方米，城市道路以209國道為交通主軸。根據廣西合浦縣交通運輸局提供的合浦縣2015—2019年汽車保有量數據及2020年合浦縣城汽車保有量35913輛，測算出2020年合浦縣城的汽車保有量千人指標為89輛/千人，2021年到2022年之后仍在不斷增加，鐵路和公路是合浦縣主要的交通運輸方式。

（二）停車場現狀問題總結

1.停車供需空間矛盾突出

目前，合浦縣城現有停車泊位數與汽車保有量的比率偏低。而在合浦縣中心城區，由于道路狹窄、路網密集、城區功能混雜，經濟社會活動頻繁，停車場較少，使得大量車輛只能停在路面，有的還占用消防通道，給社會治安秩序和消防安全帶來嚴重隱患。

2.停車供需時間矛盾突出

合浦縣城區停車問題主要集中在高峰時段，平峰時段基本不存在停車問題。產生停車問題的范圍主要集中在老城區，其他區域基本沒有突出的停車矛盾。采用大數據預測和統計分析得到社會公共停車設施的飽和度時間分布，主要有以下兩個特征:（1）一天之內，社會公共停車位飽和度隨時間變化呈上升趨勢，下午停車飽和度比上午大，14∶00點以后服務水平差，無法滿足停車需求。（2）總體來看，9∶00點以后的停車飽和度維持在0.60～0.80之間，服務水平中等，基本能滿足停車需求。

3.路內停車比例不高，難以滿足現狀停車需求

目前，合浦縣城區主要道路都設置路內停車，次路、支路較少或者未設置路內停車，無法滿足巨大的停車需求。

4.公共停車場缺乏

目前，合浦縣城缺乏公共停車場，現有12處配建停車場整體規模較小，遠不能滿足公共停車的需求。

5.規劃建設滯后

近年來，隨著合浦縣城經濟的不斷進步，人們生活的幸福感不斷增強，汽車的保有量也不斷增加，但是由于缺乏科學有效的規劃加上規劃短視，使得縣城停車場數量不足，同時部分停車場也存在信息化設備缺乏、更新不到位等問題。

6.停車管理水平落后

停車計時收費設施不全，甚至有些道路停車不收費，導致汽車流通率下降，整體停車管理水平滯后。

三、停車需求預測

（一）汽車保有量預測

根據合浦縣2015—2019年汽車保有量數據，依據回歸算法，使用增長率法和增長數法測算合浦縣城的汽車保有量。

1.合浦縣汽車保有量

根據表1數據，結合線性回歸算法，測算得到2015年至2019年平均增長率為1.1354，測算得出2020年合浦縣汽車保有量為109846×1.1354=124719輛。

表1 合浦縣2015—2019年汽車保有量 （單位：輛）

2.合浦縣城汽車保有量預測

（1）增長率法。根據表2提供的數據，2020年合浦縣城汽車保有量為35913輛。測算得到2015年到2020年間合浦縣城汽車保有量年均增長率為10%。2021年至2025年每年增長率取10%，則2025年合浦縣城汽車保有量為35913×（1+0.1）5=57838輛。

表2 合浦縣城汽車保有量增長率法測算表 （單位：輛）

（2)增長數法。根據表3測算得到2015年到2020年合浦縣城汽車保有量年均增長數為3217輛。則2025年合浦縣城汽車保有量為19828+3217×10=51998輛。綜合增長率法及增長數法兩種預測法，取兩組測算方法的平均值，最終得出合浦縣城2025年汽車保有量為54918輛。

表3 合浦縣城汽車保有量增長數法測算表 （單位：輛）

根據汽車千人保有量=汽車保有量/人口，則2025年合浦縣城汽車保有量千人指標表見表4。

表4 合浦縣城汽車總量預測及千人指標表

（二）停車需求總量分析

1.技術路線與方法

因為汽車保有量預測與停車需求成正比，呈線性增長的關系，基于常用的線性回歸算法，當車輛的規模一定時，根據土地使用規劃及人口就業增長、停車特征等，生成停車模型，在需求目標的控制下根據修正系數，結合路網條件、未來停車需求、停車場的配件規模，合理配置路邊停車、公共停車、配建停車等，預測技術路線如圖1所示。

圖1 停車需求預測流程圖

2.停車需求影響因素

（1）停車需求規模影響因素。經過長期的調研與總結，影響停車規模最根本的因素是汽車的保有量，是一種正比例的關系。當地交通需求管理、車輛停放的特點等很大程度影響著居民的出行方式。

（2）停車需求分布的影響因素。當市縣級城市的停車需求區域穩定且在一個水平值上時，主要受以下因素的影響。

一是城市停車發展策略。各市縣城市停車發展策略不一致，使得汽車出行、停放等受到城市停車發展策略的影響。

二是土地使用模式。不同土地的使用模式，會影響停車位的設置、車輛的出行和分布停放。

三是路網容量。許多市縣城市由于前期規劃不合理，無法滿足汽車停車需求，且道路很少允許進行改擴建；即使道路允許改擴建，但緩解交通擁堵問題只是暫時的，新建、改建停車場僅能解決汽車停車問題，隨著人們生活水平不斷提高，路網容量得不到增加，停車問題始終無法解決。在交通需求不斷增加的情況下，城市道路網絡的承受能力是有限的，汽車保有量應與城市路網承受能力相適應，當城市路網基本形成后，應控制汽車保有量規模，否則城市交通問題會愈加嚴重。

四是綜合修正系數。綜合以上影響因素，引入δ綜合修正系數，進行停車需求分析預測，公式如下：

其中:α表示區位開發影強度響；β為車輛保有水平；γ為泊位利用率；一般停車總量是需求的1到1.50倍。本次預測按照綜合修正系數1.30倍考慮，即停車位需求為汽車保有量的1.30倍，社會公共停車場泊位按停車位需求總量的0.20倍計算。

3.停車泊位總體需求預測

根據多元線性回歸算法原理，考慮各項因素綜合修正系數后得到停車位需求量預測見表5、表6。

表5 合浦縣城汽車停車位需求總量

表6 合浦縣城汽車社會公共停車位需求總量

根據合浦縣城實際情況，結合同類研究城市停車場規劃建設實踐表明，泊位總量為汽車保有量的1.30倍為宜，因此到2025年預測合浦縣城汽車保有量為5.49萬輛，則泊位總數為5.49×1.30=7.14萬個為宜。

社會公共停車場停車需求總量宜為城市汽車保有量的20%左右，新增的社會停車位總量=社會公共停車位需求總量-社會公共停車位總量。

根據調研所知，現有停車位路內停車3132個車位，路外停車388個車位，總計3520個停車位，結合停車需求到2025年汽車泊位總量約為54918×0.20=10984個，預計需要新增10984-3520=7464個車位。

四、結語

經過大量的數據收集研究，運用線性回歸算法作為汽車保有量以及車位預測的常用算法，得出縣城停車需求預測，具有一定的借鑒價值。同時該研究聚焦縣城，對后續縣城規劃發展有一定的促進作用。在測算中也可加入比值預測法等方法，通過預測合浦縣城所在城市北海市的汽車保有量，綜合兩種預測法繼續進行測算，在后續的研究中將會通過控制其他變量因素或采用其他方式不斷進行預測檢驗，以期得到更大進步。