停車誘導系統(tǒng)的誘導效果分析

1、第28卷第3期重慶交通大學學報(自然科學版)Vo.l28 No.3停車誘導系統(tǒng)的誘導效果分析張寶玉,張維全,吳玲玲2(1.重慶交通大學土木建筑學院,重慶400074;2.重慶交通大學交通運輸學院,重慶400074)摘要:介紹了誘導后即有完整停車信息下的多項logit停車選擇模型,其中共有4個停車場屬性的影響因素;構(gòu)建了誘導前即無停車信息下的停車選擇模型,包括停車尋泊路徑選擇的logit概率模型和把不確定信息下轉(zhuǎn)化為不完美信息的停車場選擇方法。在此基礎(chǔ)上對一個算例進行了模擬分析,得到了誘導前和誘導后各路段上的車輛數(shù)、各停車場的車位利用率以及排隊等待入庫的車輛數(shù)。關(guān) 鍵 詞:停車誘導系統(tǒng);效果;停

2、車選擇行為;logit模型;停車信息中圖分類號:U491 文獻標志碼:A 文章編號:1674-0696(2009)03-0594-06GuidanceEffectofParkingGuidanceInformationSystemZHANGBao yu,ZHANGWei quan,WULing ling2(1.SchoolofCivilEngineering&Architecture,ChongqingJiaotongUniversity,Chongqing400074,China;2.SchoolofTraffic&Transportation,ChongqingJiaoto

3、ngUniversity,Chongqing400074,China)Abstract:Inordertoquantitativelyanalyzetheeffectandbenefitofparkingguidanceinformationsystemandofferscientificbasistothedecision makingbeforetheimplementofparkingguidanceinformationsystem,firstly,themultinomiallogitmodelofparkingchoicemodelwiththewholeparkinginform

4、ationafterguidanceisintroduced,whichincludesfourinflu encefactorsofparkinglotsattributes;andthentheparkingchoicemodelwithouttheparkinginformationbeforeguidanceisconstructed,whichincludesthelogitprobabilitymodelofparkingroutechoiceandthemethodofparkinglotschoicethroughtransformingconvertinguncertainp

5、arkinginformationintoimperfectparkinginformation.Onthebasisofabovemodels,anactualexampleissimulatedandanalyzed,sothenumberofcarsontheeachsectionofstreet,theparkingutili zationrateofeachparkinglotandthenumberofcarswaitingforparkingbeforeandafterguidanceareobtained.Keywords:parkingguidanceinformations

6、ystem;effect;parkingchoicebehavior;logitmode;lparkinginformation1 引 言國內(nèi)的第一個停車誘導系統(tǒng)于2001年底在北京開通運行,隨后在上海、廣州、南京等城市也先后得到了推廣應用?？偟膩碚f,停車誘導系統(tǒng)在國內(nèi)實踐應用的時間還比較短,對其認識的深度和積累的經(jīng)驗還不夠,特別是停車誘導系統(tǒng)產(chǎn)生的效果和效益分析還是定性地進行估計。停車誘導系統(tǒng)屬于社會公益性項目,社會效益分析是其經(jīng)濟評價的重要組成部分,在誘導系統(tǒng)建設(shè)實施前投資者和決策者只有依據(jù)經(jīng)濟評價的結(jié)論才能合理地分析項目的可行性,從而進行科學的決策。文獻1介紹了在德國Frankfurt/

7、Main進行的3次停車調(diào)查,1次在誘導系統(tǒng)實施之前,2次在實施之后,用以比較停車誘導系統(tǒng)實施前后駕車出行者尋找停車位花費時間的變化。文獻2對日本JR線新宿站的停車誘導系統(tǒng)的實施效果進行了調(diào)查,結(jié)果表明誘導系統(tǒng)實施后主要商業(yè)區(qū)路段的車流量降低了30%左右,在車站西出口區(qū)域停車高峰時停車場內(nèi)的車輛有明顯的減少,停車需求在時間上的分布更加均衡化。文獻3從宏觀的角度出發(fā),結(jié)合PGIS特點,將PGIS評價指標體系分為3大類:成本指標體系、效益指標體系、技術(shù)指標體系,以及采用費用效益分析法對PGIS的成本效益進行評價,提出基于DEA的粗糙集綜合評價方法,對PGIS做出整體性的判斷。從已有的研究成果來看,對

8、停車誘導信息系統(tǒng)的誘導效果分析主要是通過系統(tǒng)實施前后的調(diào)查或者建立綜合評價指標體系的方法,雖然綜合評價指標體系中提到了效益指標,但沒有研究這些效益指標具體的計算方法。所以很難為停車誘導系統(tǒng)在實施前的可收稿日期:2009 03 16;修訂日期:2009 04 03作者簡介:張寶玉(1981 ),男,安徽宿州人,講師,博士,主要從事交通規(guī)劃、道路交通安全研究。E mai:lzbyresearchya第3期 張寶玉,等:停車誘導系統(tǒng)的誘導效果分析595行性分析提供直接的決策依據(jù),筆者擬從誘導前后駕車出行者不同的停車選擇行為的角度模擬分析停車誘導實施后的誘導效果和社會效益。停車誘導信息系統(tǒng)可以為社會和

9、交通使用者帶來可觀的社會效益,包括節(jié)約尋泊時間、節(jié)約入庫等待時間、減少路段擁擠、降低耗油量、降低空氣污染、減少交通事故等。其中后3種效益的計算涉及因素很多,很難進行定量計算,可以定性估算或略去不計,而前3種效益才是停車誘導系統(tǒng)產(chǎn)生的主要社會效益,所以下面以一個算例比較分析誘導前和誘導后的路段流量、排隊等待時間和停車場利用率的變化。假定當停車場i的停車位小于5個時,誘導顯示屏上便顯示!滿,此時停車場i的效用為0,被選擇的概率也為0。在計算過程中,各停車場的空余車位數(shù)不斷地減少,也就是說每個駕車出行者在選擇停車場時,停車場的特性都不一樣,是個動態(tài)的過程。為處理這種情況,設(shè)定每計算一定的樣本數(shù)便進行

10、駕車出行者的選擇分配,重新調(diào)整各停車場空余車位數(shù)的信息,這里取每10個樣本計算后調(diào)整空余車位數(shù)。利用公式(1),這里給出第1次計算和第2次計算的過程。第1次計算分配:n=12 誘導后的停車選擇行為假定誘導后駕車出行者能獲取完整的停車信息,這里應用根據(jù)SP調(diào)查得到的完整停車信息下的4停車選擇行為模型,見式(1):exp(Vnj)Pnj= j Anexp(V)nii An10這里Pn(1)是相等的,所以Pn(n)=CH(1)。exp(V1)=exp(-0.012#200-0.286#10+0.019#40+2.756#1)=0.175exp(V2)=0.143exp(V3)=0.028CH(1)=

11、0.5060.346CH(2)=0.143=0.4140.346CH(3)=exp(V3)=exp(V1)+exp(V2)+exp(V3)exp(V2)=exp(V1)+exp(V2)+exp(V3)exp(V1)=exp(V1)+exp(V2)+exp(V3)CH(1)=P10n(1)Vj=-0.012Dj-0.286Cj+0.019Sj+2.756Qj(1)式中,Pnj為駕車出行者n選擇停車場i的概率;Vni為駕車出行者n選擇停車場i的效用函數(shù)固定項;An為駕車出行者n選擇停車場的集合;Vj為停車場j的效用;Dj為停車場j到目的地的步行距離;Cj為停車場j停車收費價格;Sj為停車場j的空余

12、車位數(shù);Qj為停車場j的服務(wù)質(zhì)量。假定有一理想路網(wǎng)(圖1),街區(qū)的橫向和縱向長度均為200m,道路寬度均為15m,每個交叉口和路段均沒有交通管制措施,即車輛在交叉口可以右轉(zhuǎn)、直行、左轉(zhuǎn)和掉頭;不考慮路段的通行能力,誘導顯示屏前置交叉口70m;路網(wǎng)中有停車場P1、P2和P3,空余車位數(shù)分別為40,20和60個;各停車場的服務(wù)質(zhì)量均較好;收費價格相同,均為10元/小時;有一停車吸引點,假設(shè)在某一時段內(nèi)吸引停車100輛。完整停車信息時停車選擇模型是非集計模型,5這里要進行集計操作,采用原始集成法如下:N式中,CH(i)為駕車出行者選擇停車場i的集計預測比例;Pn(i)表示駕車出行者n選擇停車場i的概

13、率;N為駕車出行者的數(shù)量。在停車選擇概率模型中,停車場空余車位數(shù)的數(shù)值在調(diào)查時設(shè)置為5100個,而在實際情況下,CH(i)=Pn=1Nn(i)=0.0800.346用總量10乘以各選擇概率四舍五入后便得到選擇各停車場的駕車出行者分別為5、4、1。第2次計算分配:計算方法同第1次,只是把停車場P1、P2和P3的空余車位數(shù)調(diào)整為35,16和59個。根據(jù)假設(shè)的條件按上述方法依次計算樣本對停車場的選擇概率,當停車場i的空余車位數(shù)小于5時從選擇肢中排除掉停車場i,對其他的停車場進行概率選擇,最后分別累加得到各停車場的選擇比例,計算分配結(jié)果見圖1。3 誘導前的停車選擇行為假定誘導前駕車出行者沒有獲取任何停

14、車信息,無停車信息下的停車選擇行為分為停車尋泊路596重慶交通大學學報(自然科學版) 第28卷-DkP(k)=D-i i=1DDk=dk+hkdk+0.5dk+0.25dkdk=k+ k+ k 每條路段i的中點都超出dk= 500m尋找范圍dk 其它0 確定路段i沒有停車場或k= 中點超出500m范圍1 其它hk0.5hk+0.khk=k+ k+ k(2) hwk 其它式中,P(k)為駕車出行者選擇第k種行車方向的概率;Dk為期望停車場到目的地的距離;D為所有行車方向上期望停車場到目的地距離的平均值; 為分配參數(shù),與可供選擇的行車方向有關(guān),根據(jù)駕車出行者選擇行車方向的調(diào)查數(shù)據(jù)通過模型的參數(shù)估計

15、獲取;K為所有行車方向的總數(shù);dk為行車方向k上期望停車場到目的地的距離;hk為在交叉口行人過街時與等待時間等價的步行距離;dk(1)、dk(2)、dk(3)分別為第k條行車方向上第1條路段、第2條路段和第3條路段的中點到目的地的距離,假設(shè)后一條路段的重要性是前一條的1/2; k(1)、k(2)、 第2k(3)分別為第k條行車方向上第1條路段、條路段和第3條路段上有停車場的期望;i=1、2、3;為了不出現(xiàn)即使離目的地的距離很遠駕車出行者也有可能繼續(xù)尋找停車場的現(xiàn)象,所以如果行車方向上所有路段的中點到目的地的距離都超過500m時,停車場到目的地的距離假定為無窮大,在實際計算過程中可取一個極大的數(shù)

16、值代替無窮大,這時駕車出行者便不期望在這個行車方向上繼續(xù)尋找停車場即駕車出行者選擇此行車方向的概率為0;如果路段i沒有被尋找過,那么駕車出行者便期望此路段上有停車場,這里期望值取1,即 ;如k(i)=1果路段i是駕車出行者已經(jīng)尋找過的路段并且此路段上沒有停車場或者路段的中點到目的地的距離超過500m,此時路段i對駕車出行者來說是無效的即 ;hk(i)為行車方向k上第i條路段上的期k(i)=0望停車場到目的地所經(jīng)過交叉口的等待時間,假設(shè)后一條路段的重要性是前一條的1/2;為簡化問題,;hk= dk=圖1 有完整停車信息時的停車選擇分配結(jié)果3.1 停車尋泊路徑的選擇當目的地無法進行停車時,沒有任何

17、停車信息的駕車出行者將繼續(xù)向前尋找停車場直到一個交叉口,如果在這個過程中仍沒尋找到停車場,駕車出行者面臨尋泊路徑選擇問題,包括直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和掉頭4種行車方向。由于駕車出行者對周邊的停車信息并不清楚,只能以假定這4種尋泊路徑上有停車場的概率是相同可能性的,所能考慮的因素只能是期望停車場到目的地的距離,而且期望停車場位于路段上任何一點的概率又是等同的,那么期望停車場的地點應該位于行車方向路段上的中點。從效用上分析,往往駕車出行者考慮的并不是僅期望在行車方向上第1條路段上尋找到停車場,還會考慮到前景效用,如行車方向上的第2條路段上是否有停車場,如果有那么期望停車場和目的地的距離和其他選擇相比是否

18、更近或更遠。本文假設(shè)駕車出行者考慮行車方向的3條路段,第1條路段為從開始選擇的行車方向的交叉口到下一個交叉口之間的路段,第2條路段為下一個交叉口中所有可選擇路段的中點到目的地最近的一條,第3條路段以同樣的規(guī)律選取。如果期望停車場到目的地之間要經(jīng)過交叉口,那么期望停車場到目的地的距離還要加上與行人過街等待時間等價的步行距離?；谝陨戏治?理論上來說駕車出行者總是選擇期望停車場到目的地距離最短的行車方向,但由于交通狀況的隨機性和駕車出行者心理變化的復雜性,其選擇的行車方向并不一定是期望停車場到目的地距離最短的行車方向,往往帶有不確定性。也可以說,期望停車場到目的地距離越短的行車方向,駕車出行者選擇

19、的可能性就越大,反之就越小。因此駕車出行者選擇行車方向的概率可用Logit概率選擇模型計算。4第3期 張寶玉,等:停車誘導系統(tǒng)的誘導效果分析597hk(i)表示與等待時間hwk(i)等價的步行距離; 為等待時間轉(zhuǎn)換為步行距離的權(quán)重系數(shù),需經(jīng)過調(diào)查分析得到。43.2 停車場的選擇如駕車出行者按以上方式進行尋找但始終沒有發(fā)現(xiàn)停車場,而且最后沒有可選擇的行車方向即各停車方向選擇的概率均為0,那么便不再尋找停車場,此時假定其進行違章停車;如駕車出行者在尋找過程中發(fā)現(xiàn)了停車場,便對停車場進行評估進而決定是否在此停車,若駕車出行者對發(fā)現(xiàn)的停車場并不滿意便期望尋找到一個更符合自己要求的停車場。此時駕車出行者

20、對周邊其他停車場信息的了解分為兩種情況,一是仍舊沒有其他的停車信息;二是在尋找過程中掌握了部分停車信息。對這種不確定信息條件下的選擇應轉(zhuǎn)換為風險條件下的選擇,即把不確定信息轉(zhuǎn)化為不完美信息。這里采用公式(1)的停車場效用模型,也就是說對于公式(1)中各影響因素的大小由不確定信息轉(zhuǎn)化為各因素的分布概率,并設(shè)定這個分布概率為離散性分布,稱之為先驗概率。先驗概率的確定方法為:對于掌握部分信息的情況,需要確定駕車出行者根據(jù)所觀察到的現(xiàn)象對停車場各因素的一個主觀概率;對沒有其他影響因素信息的情況,便認為停車場各因素中每種事件發(fā)生的可能性是相同的即概率相同。完全停車信息下停車選擇行為和在尋找過程中選擇停車

21、場的行為是不同的,前一種情況下各停車場的空余泊位數(shù)會對駕車出行者的停車選擇產(chǎn)生影響,而后一種情況駕車出行者只會考慮期望停車場有沒有空位,即停車場有、無空位才會影響駕車出行者的停車選擇。面對這樣的問題,需對公式(1)做部分改進。若停車場沒有空位,駕車出行者如要進行停車必須花費一定的等待時間,此時把等待時間轉(zhuǎn)化為步行距離納入到停車場到目的地的距離這一因素考慮,如果有空位那么等待時間為0,轉(zhuǎn)化為步行距離也為0。空余車位數(shù)因素在這里就失去了意義,為了使模型可以繼續(xù)使用這里假定空余數(shù)對于任一停車場均為一個定值。對于其他影響因素分別求得各因素的期望值后,代入到停車選擇模型中,從而確定駕車出行者選擇停車場的

22、概率。影響因素的先驗概率均為離散型分布,各因素期望值的計算方法如下:D%j=C%j=Q%j=PPi Di CdijDji+l F!PjlFjl+DWjjciCjiQjiPiQjqiDWj= PjsWj(3)式中,D%j為停車場j到目的地的期望距離;D為停車場j到目的地距離所有可能性(事件)的集合,可取代表性的幾個數(shù)值;Dji為集合D中第i個事件;Pjdi為其概率;F為尋找到停車場j所可能需要時間的集合,Fjl為集合F中第l個事件;Pjl為其概率;!為駕車尋找時間轉(zhuǎn)化為步行距離的權(quán)重系數(shù),需經(jīng)過調(diào)查分析得到;DWj為期望等待時間轉(zhuǎn)化的步行距離;C%j為停車場j的期望停車費用;C為停車場j的所有可

23、能性收費價格的集合,Cji為集合C中第i個事件;Pjci為其概率;Q%j為停車場j的期望服務(wù)質(zhì)量;Q為停車場j的所有可能性服務(wù)質(zhì)量的集合,Qji為集合Q中第i個事件;Pjqi為其概率;Wj為在停車場j的等待時間,對每個停車場可取平均等待時間;Pjs為停車場j沒有車位的先驗概率; 為等待時間轉(zhuǎn)換為步行距離的權(quán)重系數(shù)。得到其他停車場各影響因素的期望后,并把已知的停車場的各影響因素的確定值一起代入公式(1)求得駕車出行者選擇各停車場的概率。如果按上述思路和模型進行分析計算,會出現(xiàn)部分駕車出行者一直期望選擇其他停車場而永遠選擇不了停車場進行停車,為避免這種情況發(fā)生,假設(shè)駕車出行者做出兩次選擇后便失去耐

24、心,不再期望尋找其他停車場,而在已知的停車場中按選擇概率模型從中選擇一個停車場。根據(jù)公式(2)公式(3)的參數(shù)要求,假設(shè)行人過街等待時間均為50s,一般來說步行速度約為1 2m/s,人們對等待時間的容忍對步行時間要長,這里假定權(quán)重系數(shù) 取0.6; 的取值要根據(jù)調(diào)查獲取,這里取為12;為簡化計算,設(shè)尋找到另一停車場需要的時間為90s,!取0.8,轉(zhuǎn)化為距離為72m,另一停車場到目的地的期望距離統(tǒng)一取250m;排隊等待時間取均值600s, 為0.6,轉(zhuǎn)化為距離為360m,另一停車場有空位的概率取0.5;假定停車場有空位駕車出行者便決定停車,如駕車出行者發(fā)現(xiàn)排隊車輛超過3輛便放棄排隊轉(zhuǎn)而尋找另一停車

25、場。其他假設(shè)條件同誘導后的停車選擇行為中的假設(shè)。到達停車場發(fā)現(xiàn)無空位后是否排隊等待的概率計算即把等待時間與尋找另一停車場的期望時間、有無空位概率和期望等待時間轉(zhuǎn)化的距離及期望距離代入到停車選擇模型中計算即可。這里利用公式(2)給出一個駕車出行者在交叉口尋泊路徑選擇的計算過程。駕車出行者在交叉口尋泊路徑選擇:取第一次路徑選擇,即有100輛車在交叉口B2598重慶交通大學學報(自然科學版) 第28卷-Dk按公式P=進行計算,kDi-Di=1為右轉(zhuǎn)、直行、左轉(zhuǎn)和掉頭。=127D右轉(zhuǎn)=.93D直行=146.73290+245#0.5+200#0.25D左轉(zhuǎn)=154.23D掉頭=139.23127.9+

26、146.7+154.2+139.2D=1424-12#P(右轉(zhuǎn))=-12#+-12#1421421=0.589-12#+-12#142142P(直行)=0.120,P(左轉(zhuǎn))=0.064,P(掉頭)=0.227用總量100乘以各選擇概率四舍五入后便得到選擇右轉(zhuǎn)、直行、左轉(zhuǎn)和掉頭的車輛分別為59,12,6和23輛。分別對每條路段上的車輛到達交叉口時計算其行車方向的選擇,然后計算停車場各影響因素的期望值并確定其選擇概率,直到每輛車均找到了停車位并進行停車為止,最后累加各路段上每次分配的車輛數(shù),得到每條路段上的車輛數(shù)。計算分配結(jié)果見圖2。4 誘導前后的結(jié)果比較從圖1和圖2可以看出誘導后只有一條路段上

27、的車輛數(shù)有所增加,其它各路段上的車輛數(shù)明顯地減少,各停車場車位利用率更加均衡,也沒有出現(xiàn)車輛排隊等待入庫的情況,具體結(jié)果見表1。表1 停車誘導前后的比較分析名稱路段A1&A2路段A2&A3路段A2&B2路段A3&B3路段B1&A1路段B2&A2路段B3&A3路段B1&B2路段B2&B1路段B2&B3路段B3&B2路段B3&B4路段B2&C2路段B3&C3路段C1&B1路段C2&B2路段C3&B3路段C1&C2路段C2&C1路段C2&C3

28、路段C3&C2路段C3&C4路段C4&C3路段C2&D2路段C3&D3路段D1&C1路段D2&C2路段D2&D1路段D3&D2P1排隊車輛P2排隊車輛P3排隊車輛P1車位利用率P2車位利用率P3車位利用率誘導后0000016003648048000100000000000000000090%80%80%誘導前073223062162265798134565013421282849320032103301330100%100%57%減少的車輛數(shù)0732230461622293181-145650342128284932003

29、2103301圖2 無停車信息時的停車選擇分配結(jié)果第3期 張寶玉,等:停車誘導系統(tǒng)的誘導效果分析599由表1中的數(shù)據(jù)分析和駕車出行者尋泊時所選擇的路徑(可由公式(2)計算分配得到),再根據(jù)背景流量和路阻函數(shù)便可以計算誘導后減少尋泊時間、節(jié)約排隊時間和降低路段擁擠產(chǎn)生的效益。以上是單個停車吸引點的情況,吸引點的停車量可由建筑用地的性質(zhì)和面積求出。對于多個停車吸引點的情況,可以劃分為多個的單個吸引點來計算,因為停車選擇是個動態(tài)過程,在計算多個停車吸引點時可以采用多階段分配的方法,即每個階段分析一定量的車輛數(shù)后修正模型中的各參數(shù),然后進行下一階段分析,最后累加各階段的計算結(jié)果即可。益,從而為誘導系統(tǒng)

30、的實施提供理論上的支撐。文中的算例比較簡單,對模型的計算可由手工操作完成,如運用到實踐中去應結(jié)合地理信息、計算機數(shù)學等技術(shù),提高工作效率;另外,文中無停車信息下的停車選擇行為模型中各參數(shù)值沒有經(jīng)過調(diào)查數(shù)據(jù)的檢驗,所以應進一步結(jié)合實際的調(diào)查結(jié)果進行標定分析。參考文獻:1 PolakJW,AxhausenKW.MeasuringtheEffectivenessofParkingGuidanceSystems:aCaseStudyofFrankfurtMainCCenterforTransportationStudies:Proceed ingsfromtheInternationalConfere

31、nceonAdvancedTech nologiesinTransportationandTrafficManagement,Sin gapore:NanyangTechnologicalUniversity,1994:343 350.2 HisamitsuK,KunimichiT,HisaoA.ConceptofaParkingGuidanceSystemandItsEffectsintheShinjukuAreaCVehicleNavigationandInformationSystemsCon ference,SeattleIEEE:1995:67 74.3 季彥婕.城市停車誘導信息系統(tǒng)規(guī)劃及關(guān)鍵技術(shù)研究(博士學位論文)D.南京:東南大學,2006.4 張寶玉.信息化停車誘導系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與應用研究(博士學位論文)D.上海:同濟大學,2008.5 劉燦齊.現(xiàn)代交通規(guī)劃學M.北京:人民交通出版社,2001.5 結(jié) 論在停車誘導系統(tǒng)實施前,定量化地分析停車誘導系統(tǒng)的誘導效果是計算其社會效益的前提,并由此進行項目的經(jīng)濟評價。分析了駕車出行者在誘導后即有完整停車信息下的停車選擇行為,構(gòu)建了誘導前即無停車信息下的停車選