CN110245847B - 一种基于停车场车位布局和车辆停车行为的评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于停车场车位布局及车辆停车行为的评价方法，其包括评价对象停车场提供其车位布局及车辆停车行为的相关数据；通过已给数据计算停车场运行估计的三个指标，分别是停车场停车效率、停车位时长利用率、停车位空间占有率；对评价对象停车场的情景条件、需求及功能特性等方面进行分析，根据分析状况选取所需指标来对停车场进行评价。该发明在基于车辆停车行为的基础上，从不同角度对由停车场车位布局导致的内部交通组织、设计的合理性进行综合性评价，并通过附例定量化计算比较不同停车场设计之间的差异程度，为评价现有停车场的设计合理性与规划建设高效运行的停车场提供依据。

Description

一种基于停车场车位布局和车辆停车行为的评价方法

技术领域

本发明属于城市交通规划管理领域，具体涉及一种基于停车场车位布局和车辆停车行为的评价方法。

背景技术

随着社会经济的飞速发展，越来越多的居民拥有私家车，私家车数量按指数的形式逐年增加，这不仅带来了城市交通拥堵压力问题，也为车辆驾驶员带来了“停车难”等问题。如何定性地从停车场内部交通组织、停车位布局方式、车辆停车行为进行分析以反映停车供需问题，以及定性定量地分析评价停车场运行设计已经成为停车场管理者亟需解决的主要问题，因此综合全面的评价停车场内部交通组织及设计的合理性是规划建设高效停车场的关键。

现有的评价体系多采用停车场周转率、停车场利用率标准差指数、停车场对交通周围影响等较为单一的指标对停车场进行评价，目前已有指标仅从停车场的社会经济效益、社会使用效益等方面评价停车场选址及其服务的合理性，并未对停车场内部交通组织及设计进行综合全面的评价。因此，有必要从停车场车位布局以及车辆停车行为的角度进行分析，提出停车场停车效率、停车位时长利用率和停车位空间占有率这三个指标，分别用以评价现有停车场对单个驾驶人停车取车的便利服务水平的高低、现有停车场内停车位供需平衡状况以及停车场内空间资源分布的合理性，并分析对象停车场所处情境和功能需求，从而达到从多角度、多方面考虑停车场内部设计的合理性，弥补现有评价指标的不足，改进现有停车场评价指标较为单一的现状。对不同停车场进行较为全面的分析，并针对停车场的评价指标依据所给附例进行定量化计算，比较出不同停车场设计之间的差异性，为评价现有停车场的设计合理性与规划建设高效运行的停车场提供依据。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明通过对停车场内车位布局及车辆的停车行为进行相关研究和分析，提出一种多角度、多方面评价停车场内部交通组织及设计合理性的方法，从而解决现有评价指标单一的现状。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于停车场车位布局和车辆停车行为的评价方法。

本发明基于停车场车位布局及车辆停车行为的评价方法内容包括：通过对停车场车位布局及车辆停车行为进行不同角度的分析，建立停车场停车效率、停车位时长利用率与停车位空间占有率三个评价指标，分析对象停车场的情境条件、需求及功能特性，根据分析状况选取相应指标，从而综合全面地评价停车场内部交通组织及设计的合理性。

(1)提出的停车场停车效率评价指标具体指停车场车辆停车的平均时间。

对某一停车场来说，单个驾驶人从停车场入口处至停车位并停放好车辆过程所用时间为t。设在某一时间段内，共有N位驾驶人驾车驶入该停车场进行停车，则对第i位驾驶人而言，其找到停车位并停放好车辆过程所用时间为t_i：

其中，S_i：第i位驾驶人从停车场入口处至停车位所行驶的最短距离，单位为m；

v：在某一时间段内，观测统计驶入停车场的N位驾驶人寻找停车位时的车辆行驶速度。采用数理统计的方法，将所观测数据绘成车速概率分布图。取车速概率分布图中概率最大时对应的行驶速度作为v值，单位为m/s；

t_c：在某一时间段内，观测统计驶入停车场的N位驾驶人在任一转弯弯道所用时间。取统计数据中的平均值，将其作为驶入停车场的N位驾驶人在任一弯道所用时间t_c，单位为s；

n_i：第i位驾驶人在寻找停车位时行驶的最短路线中包含的弯道个数；

t_p：在某一时间段内，观测统计驶入停车场的N位驾驶人在找到停车位后完成停车过程所用时间。取统计数据中的平均值，将其作为驶入停车场的N位驾驶人在任一停车位停车所用时间t_p，单位为s。停放时间t_p包含3种类型：一是驾驶人员停放水平式停车位所用时间；二是驾驶人员停放斜列式停车位所用时间，如停车位的倾斜角度为60°；三是驾驶人员停放垂直式停车位所用时间。

通过上述给出的公式，计算驶入该停车场的N位驾驶人停放好车辆过程所用时间t_i，从得到的N个t_i值，可得到驶入该停车场的N位驾驶人停放车辆所用的平均时间为：

在运用上述公式评价某一停车场的停车效率时，通过停车场给出的车位布局方式、交通组织方式以及车辆停车行为数据计算停车效率评价指标的具体数值后，分析结果可得，所有车辆停车的平均时间越少，表明停车场的内部交通组织越优化，内部设计越合理，停车效率越高。

(2)停车位时长利用率，是指一天中所有在停车场停放车辆的停放时间总和占所有停车位被车辆停满24小时的百分比。

对某一停车场而言，单个停车位一天中被车辆停放的时长为

其中T_α为第α个停车位一天中被占用的时长，t_αi为一天中在第α个停车位停放的第i辆车的停放时长，n为一天中在第α个停车位停车的车辆数(时间单位均为h)。

停车位时长利用率β为：

其中T_α为第α个停车位一天中被占用的总时长，N为停车场停车位总数。停车位时长利用率用于衡量一个停车场所有停车位一天之中的使用情况。若计算得到的β数值越大，说明停车场内停车位利用效率越高，间接表明了该停车场内部交通组织及设计的合理性。

(3)停车位空间占有率，是指停车场中停车位的区域占地面积与车辆停车涉及面积的比值，其中车辆停车涉及面积是指停车位的区域占地面积与车辆停车位前方的行驶通道面积之和。单个停车位的区域面积计算过程为：

当0≤θ<90°时，

当θ＝90°时，S₁＝WL。

其中，S₁为单个停车位的区域面积，W为停车位宽度，L为停车位长度，θ (0°≤θ≤90°)为停车位的倾斜角度，即停车位的长度L与行驶通道的夹角大小。

单个车辆停车位前方的行驶通道面积计算公式为：

当0≤θ<90°时，

当θ＝90°时，S₂＝WR。

其中，S₂为单个车辆停车位前方的行驶通道面积，车辆在停车过程中行驶过的面积为停车位入口前方的面积，因此单个车辆停车位前方的行驶通道面积S₂为车辆行驶通道的最小宽度R与平行于通道方向的单个停车位入口宽度

的乘积；W为车辆停车位宽度，L为车辆停车位长度，R为通道的最小宽度，推荐停车场中轿车的最小转弯半径取 5.5m，最小转弯半径为汽车转弯时转向中心到汽车外侧转向车轮轨迹间的最小距离，停车场通道最小宽度与最小转弯半径有关，通道的最小宽度为R＝5.5-2.4cosθ。

车辆停车位空间占有率A_s为：

其中，S_1i为第i个停车位的区域面积，S_2i为第i个车辆停车位前方的行驶通道面积，N为停车场停车位总数。车辆停车位空间占有率用于度量停车场内停车位占地区域的有效程度，A_S数值越大表明停车位占地有效程度越高，停车场内车位布局越合理。

(4)总体评价：基于停车场车位布局及车辆停车行为的评价方法能够用于具体停车场的计算中。其中，通过获取停车场车位布局的相关数据如车辆在停车场内行驶过程的转弯次数及其时间、在停车位进行停车所花时间，以及获取车辆停车行为数据如车辆在停车场内的行驶距离、行驶速度可以计算得带停车场停车效率；获取停车场车位布局的相关数据如停车场车位总数及车辆停车行为数据如在停车场进行停放的所有车辆各自停放时间可以计算出停车位时长利用率；通过获取停车场车位布局的相关数据如单个停车位占地面积大小及停车场内通道面积可计算出停车位空间占有率。对上述三个评价指标设置不同的权重，从上述三个评价指标中选择1个或多个指标进行加权计算，根据计算结果对停车场进行综合评价。通过计算将得到的评价指标定量化，从停车场车位布局及车辆停车行为的角度出发，结合不同停车场的情景条件、需求及功能特性进行考虑，比较不同停车场设计之间的差异程度，并从中选取实际应用所需的评价指标，对停车场内部交通组织、设计的合理性进行综合性分析和评价，为评价现有停车场的设计合理性与规划建设高效运行的停车场提供依据。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益技术效果：

通过某一停车场给出的停车位布局方式、内部交通组织方式以及不同车辆停车行为的数据可计算停车场停车效率、停车位时长利用率和停车位空间占有率三个指标，分别用以评价现有停车场对单个驾驶人停车取车的便利服务水平的高低、现有停车场内停车位供需平衡状况以及停车场内空间资源分布的合理性。根据评价对象停车场的功能特性进行综合考虑，依据不同情境和应用需求下的停车场对三个指标分配的合理比重进行最优选择，从而多角度的评价停车场内部设计的合理性。现存评价方法通常适用于停车场的规划或选址工作，仅考虑停车场的长期社会及经济效益，没有考虑停车场内部设计的服务水平和运转效率等特征。本发明的应用，将弥补现有停车场评价体系的不足，为评价现有停车场的设计合理性与规划建设高效运行的停车场提供依据。

附图说明

图1为基于停车场车位布局及车辆停车行为的评价方法流程图；

图2为停车场停车位示意图；

图3为方案一停车场示意图；

图4为方案二停车场示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施案例对本发明的技术方案作进一步的说明。

本发明提出了停车场停车效率、停车位时长利用率、停车位空间占有率指标。其中，停车场停车效率具体指停车场车辆停车的平均时间。

停车场停车效率与以下数值有关：(1)车辆从停车场入口行驶至停车位过程的距离、速度；(2)车辆行驶至停车位过程中遇到的弯道数目、在每个转弯弯道所花的时间；(3)驾驶员进行停车时对不同布局停车位所花的时间。

停车位空间占有率与车辆停车位的区域占地面积及车辆停车涉及面积有关。其中，车辆停车位的区域占地面积与停车位的布局(即停车位的长度、宽度及倾斜角等)有关，车辆停车涉及面积与车辆行驶通道的最小宽度R有关。

停车位时长利用率数值大小与单个停车位一天中的停放时长以及停车场停车位总数有关，即该数值大小取决于具体车辆的停车时长，与停车场的停车位位置布局无关。车辆的总停放时间越长，停车位时长利用率就越高。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，本文将结合下面实施案例1与实施案例2两个面积相近的停车场对本发明作进一步的详细说明，并给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不受限于下述实例。

实施案例1

如图3所示，方案一停车场长92.20米，宽89.84米，面积为8,283.24m²，内部停车位分为8排，每排有25个停车位，共200个停车位。每排为倾斜角为60°的斜列式停车位，出口方向与车辆驶出方向一致。驾驶人员驶入该停车场和驶出该停车场路线分离，但在出入口处合在一起。停车场内部由上到下共有4条优化的运行停车路线。因此，对每一辆机动车而言，车辆行驶的路线为单向循环路线，因此可避免因对向车流造成的停车场内部堵塞现象，即车辆在该停车场内行驶速度较大。

在运用本发明停车效率评价方案一停车场时，需计算某一时间段内驶入该停车场的所有驾驶人寻找停车位并停放好车辆过程所用时间t，即需要该停车场提供其车位布局方式以及驾驶人具体的停车行为数据。在计算时间t时，需先观测统计以下数据：每位驾驶人从停车场入口处至停车位所行驶的最短距离S_i；驶入该停车场在寻找最佳停车位时行驶路线中包含的弯道个数n_i，n_i由停车场车位布局而定，本例假设均为2；在该停车场通过转弯弯道所用平均时间，假设平均值为t_c＝2s；在该停车场停放60°斜停车位所用平均时间，假设平均值为t_p＝5s；在该停车场内寻找车位时的车辆平均行驶速度，可根据车速概率分布图，取其中概率最大时对应的行驶速度作为v值，可得v＝22km/h。通过上述观测统计结果，可计算得到驾驶人在使用该停车场时，所有车辆停车总时间的平均值。

在运用本发明停车位空间占有率中，需要计算停车场中车辆停车位的区域占地面积 S₁与车辆停车位前方的行驶通道面积S₂的大小。即需要通过停车场基本属性算出停车位空间占有率的大小。其中，图3中的斜列式停车场中，停车位的倾斜角度θ＝60°，单个停车位规格为长度5.0m，宽度2.2m，从而可以算出停车场中每个停车位的区域面积为 S₁＝13.79m²，车辆行驶通道的最小宽度R＝4.3m，车辆停车位前方的行驶通道面积为 S₂＝18.92m²。

在运用本发明的停车位时长利用率中，需要得到一天中每个停车位被不同车辆停放的时长，计算所有车位一天中被车辆停放的累计总时长。假设在一天中累计有400辆车进出该停车场，且车辆在停车位的平均停放时长为4小时。

实施案例2

如图4所示，方案二停车场长98.52米，宽84.08米，面积为8283.56m²，内部停车位被分为8排，每排有20个停车位，两侧通道各放置20个停车位，停车场共200个停车位。所有车位均为垂直式停车位。停车场内部车道均为双向两车道，每排停车位中均有通道供车辆行驶通过，车道宽度为4.76米，内部车辆停车所需通道宽度为5.5米，不同车辆行驶线路存在交叉现象，即车辆在该停车场内行驶速度较小。

在运用本发明停车效率评价方案二停车场时，需计算某一时间段内驶入该停车场的所有驾驶人寻找停车位并停放好车辆过程所用时间t，即需要该停车场提供其车位布局方式以及驾驶人具体的停车行为数据。在计算时间t时，需先观测统计以下数据：每位驾驶人从停车场入口处至停车位所行驶的最短距离S_i；驶入该停车场在寻找最佳停车位时行驶路线中包含的弯道个数n_i，n_i由停车场车位布局而定，驾驶人选择不同的路线寻找停车位时，n_i取不同值；在该停车场通过转弯弯道所用平均时间，假设平均值为t_c＝2s；在该停车场停放垂直式停车位所用平均时间，假设平均值为t_p＝10s；在该停车场内寻找车位时的车辆平均行驶速度，可根据车速概率分布图，取其中概率最大时对应的行驶速度作为v值，可得v＝14km/h。通过上述观测统计结果，可计算得到驾驶人在使用该停车场时，所有车辆停车总时间的平均值。

在运用本发明停车位空间占有率中，需要计算停车场中车辆停车位的区域占地面积 S₁与车辆停车位前方的行驶通道面积S₂的大小。即需要通过停车场基本属性算出停车位空间占有率的大小。其中，图4中的垂直式停车场中，单个停车位规格为长度5.0m，宽度2.2m，从而可以算出停车场中每个停车位的区域面积为S₁＝11.00m²；内部车辆行驶通道的最小宽度R＝5.5m，车辆停车位前方的行驶通道面积为S₂＝12.10m²；两侧车辆行驶通道宽度为9.54m，其停车位前方的行驶通道面积为S₂＝15.40m²。

在运用本发明的停车位时长利用率中，需要得到一天中每个停车位被不同车辆停放的时长，计算所有车位一天中被车辆停放的累计总时长。假设在一天中累计有400辆车进出该停车场，且车辆在停车位的平均停放时长为3小时。

对本发明的评价指标进行计算，表1为两个示例停车场的评价指标结果：

表1

从表格的结果可对比出，方案一停车场停车的平均时间比方案二中停车场停车平均时间少，表明方案一停车场停车效率高，停车场内部交通组织优化，内部设计越合理；方案二停车场的车辆停车位空间占有率比方案一停车场停车位空间占有率高，表明其停车位占地有效程度较高；如例中所示，当两个停车场内停车位的平均停放车辆次数相同时，按照现有的停车场周转率指标计算，得到的数值相同，无法直接比较出停车场的利用效率高低。但停车位时长利用率的高低还与车辆的停放时长有关，从表1数据可以得到，方案一停车场的停车总时长较长，因此其停车位时长利用率较高。

最后，设计者可根据不同停车场的需求、功能特性等方面进行指标的考虑和选择。例如，设计的停车场需要用于停车换乘、需要具有进行快速集散的功能，可选择停车效率高的停车场设计方案。

从上述评价方法可得，在面积大致相等的不同停车场下，本发明的评价指标能够通过定量化的计算比较出停车场之间的优劣程度，对以往评价指标较为单一的情况现状进行改进，从不同角度考虑，对停车场内部设计及运行效率进行较为全面的评价，从而为停车场的规划建设提供依据。

Claims (1)

1.一种基于停车场车位布局及车辆停车行为的评价方法，其特征在于，通过对停车场车位布局及车辆停车行为进行不同角度的分析，计算停车场停车效率、停车位时长利用率与停车位空间占有率三个评价指标，对上述三个评价指标设置不同的权重，从上述三个评价指标中选择1个或多个指标进行加权计算，根据计算结果对停车场进行综合评价；

停车场停车效率指标，具体指停车场车辆停车的平均时间，计算方法如下：

对某一停车场来说，单个驾驶人从停车场入口处至停车位并停放好车辆过程所用时间为t，设在某一时间段内，共有N位驾驶人驾车驶入该停车场进行停车，则对第i位驾驶人而言，其找到停车位并停放好车辆过程所用时间为t_i：

其中，S_i：第i位驾驶人从停车场入口处至停车位所行驶的最短距离，单位为m；

v：在某一时间段内，观测统计驶入停车场的N位驾驶人寻找停车位时的车辆行驶速度，采用数理统计的方法，将所观测数据绘成车速概率分布图，取车速概率分布图中概率最大时对应的行驶速度作为v值，单位为m/s；

t_c：在某一时间段内，观测统计驶入停车场的N位驾驶人在任一转弯弯道所用时间，取统计数据中的平均值，将其作为驶入停车场的N位驾驶人在任一弯道所用时间t_c，单位为s；

n_i：第i位驾驶人在寻找停车位时行驶的最短路线中包含的弯道个数；

t_p：在某一时间段内，观测统计驶入停车场的N位驾驶人在找到停车位后完成停车过程所用时间，取统计数据中的平均值，将其作为驶入停车场的N位驾驶人在任一停车位停车所用时间t_p，单位为s，停放时间t_p包含3种类型：一是驾驶人员停放水平式停车位所用时间；二是驾驶人员停放斜列式停车位所用时间；三是驾驶人员停放垂直式停车位所用时间；

计算某一时间段内驶入停车场的N位驾驶人停放车辆过程所用时间t_i，从得到的N个t_i值，可得驶入该停车场的N位驾驶人停放车辆所用的平均时间为T_a：

停车位时长利用率，即一天中所有在停车场停放车辆的停放时间总和占所有停车位被车辆停满24小时的百分比，计算方法如下：

对某一停车场而言，单个停车位一天中被车辆停放的时长为

其中T_α为第α个停车位一天中被占用的时长，t_αi为一天中在第α个停车位停放的第i辆车的停放时长，n为一天中在第α个停车位停车的车辆数，时间单位均为h；

停车位时长利用率β为：

其中，T_α为第α个停车位一天中被占用的总时长，N为停车场停车位总数；

停车位空间占有率，即停车场中停车位的区域占地面积与车辆停车涉及面积的比值，其中车辆停车涉及面积是指停车位的区域占地面积与车辆停车位前方的行驶通道面积之和，单个停车位的区域面积计算过程为：

当0≤θ＜90°时，

当θ＝90°时，S₁＝WL；

其中，S₁为单个停车位的区域面积，W为停车位宽度，L为停车位长度，θ为停车位的倾斜角度，即停车位的长度为L的边与行驶通道的夹角大小，0°≤θ≤90°；

单个车辆停车位前方的行驶通道面积计算公式为：

当0≤θ＜90°时，

当θ＝90°时，S₂＝WR；

其中，S₂为单个车辆停车位前方的行驶通道面积，单个车辆停车位前方的行驶通道面积S₂为车辆行驶通道的最小宽度R与平行于通道方向的单个停车位入口宽度

的乘积；W为车辆停车位宽度，L为车辆停车位长度，R为通道的最小宽度；

车辆停车位空间占有率A_s为：

其中S_1i为第i个停车位的区域面积，S_2i为第i个车辆停车位前方的行驶通道面积，N为停车场停车位总数；

所述通道的最小宽度为R＝5.5-2.4cosθ。

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