基于路網(wǎng)承載力的停車配建指標

羅 赟，張玉嬌

(1.廣東省交通規(guī)劃設(shè)計研究院股份有限公司，廣東廣州510507；2.廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東廣州510000)

基于路網(wǎng)承載力的停車配建指標

羅 赟1，張玉嬌2

(1.廣東省交通規(guī)劃設(shè)計研究院股份有限公司，廣東廣州510507；2.廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東廣州510000)

城市規(guī)劃設(shè)計部門多采用類比法制定停車配建指標，雖然可操作性強，但是較為主觀。為優(yōu)化停車配建指標制定方法，基于城市交通模型的規(guī)劃年路網(wǎng)及OD，推算小區(qū)在過境OD下的剩余路網(wǎng)承載力；通過對多個小區(qū)進行有無小區(qū)分析法，以不同業(yè)態(tài)建筑產(chǎn)生的機動車交通需求不大于剩余路網(wǎng)承載力為約束條件，建立多個停車配建指標約束方程；同時以停車配建基本供應(yīng)量最大化建立目標函數(shù)，進而求解出合理的停車配建指標。以中山市翠亨新區(qū)中央商務(wù)區(qū)為例，建立停車配建指標計算模型，驗證了模型方法的可操作性。結(jié)果表明，基于城市路網(wǎng)宏觀模型，以路網(wǎng)承載力反推的停車配建指標，既適應(yīng)城市交通發(fā)展戰(zhàn)略，也可在一定程度上緩解由停車造成的交通擁堵。

交通規(guī)劃；停車配建指標；交通模型；道路承載力；停車需求；中山市

0 引言

城市中絕大部分停車位來自于建筑物配建停車場，配建指標直接決定建筑物配建停車位的供應(yīng)數(shù)量。城市中心區(qū)建設(shè)密度較大、交通擁堵問題嚴重，有必要建立合理的停車配建指標，使建筑停車規(guī)模與周邊路網(wǎng)承載能力相匹配，以保障交通正常運行。在城市用地規(guī)劃中，雖需要考慮交通供給和城市用地布局的匹配，但通常難以達到真正的平衡狀態(tài)，而停車配建指標卻能有效地協(xié)調(diào)用地與交通之間的矛盾。因此，確立科學(xué)合理的停車配建指標體系至關(guān)重要。在實際指標制定中，規(guī)劃設(shè)計部門多采用類比法，即參考類似城市指標，并結(jié)合自身城市特性進行分析制定，此方法可操作性強，但較為主觀，難以客觀的定量分析；同時部分學(xué)者通過對停車位功能、區(qū)位條件等影響因素的分析，從本體論的理念出發(fā)，對建筑物停車位的內(nèi)在需求特征進行功能劃分，并結(jié)合區(qū)位條件對建筑物停車配建規(guī)模進行修正計算[1]，此方法能較好地反映停車需求，但可操作性相對較弱，而且對城市路網(wǎng)的適應(yīng)性較弱。

越來越多的城市在進行城市交通規(guī)劃時建立了城市道路網(wǎng)宏觀交通模型(如基于四階段法或出行鏈建立的城市路網(wǎng)分配模型)，能夠有效模擬城市道路運行狀況，并將其不斷應(yīng)用到城市交通規(guī)劃的各個領(lǐng)域。但城市交通模型在停車配建指標方面的應(yīng)用較少，同時停車配建指標的制定也缺少較為科學(xué)的定量參考依據(jù)。鑒于此，本文以城市規(guī)劃用地和路網(wǎng)為對象，研究確定各小區(qū)周邊主要道路的剩余承載力，利用停車需求模型建立各小區(qū)的配建指標約束方程，通過優(yōu)化計算出的停車配建指標確定停車配建供應(yīng)方案，使城市土地利用和道路供給達到相對平衡的狀態(tài)。

1 停車配建指標：調(diào)節(jié)交通供給與土地利用的杠桿

交通系統(tǒng)發(fā)展會引起土地利用特征的變化，進而導(dǎo)致城市空間形態(tài)的變化；而土地利用特征的改變也會對交通系統(tǒng)提出新的需求，促使其不斷改進完善，進而引起交通設(shè)施、交通結(jié)構(gòu)和交通量分布特征的改變。因此，通過協(xié)調(diào)兩者的發(fā)展，可使交通供給與土地利用互相配合、互相促進，進而實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展[2]。

城市交通系統(tǒng)與土地利用的互動作用存在一定的滯后性，導(dǎo)致在一定時期內(nèi)，交通供給與土地利用不匹配，因此需要通過相應(yīng)的措施進行調(diào)節(jié)。配建停車位是城市停車位的主體，所以停車配建指標的設(shè)定直接決定城市停車位的供應(yīng)。如果配建停車位供應(yīng)不足，雖然會造成停車困難，但也會抑制機動車發(fā)展，進而緩解交通擁堵問題；如果停車位供應(yīng)過量，將會誘導(dǎo)機動車無限制的發(fā)展，間接帶來交通擁堵、環(huán)境污染惡化等問題。

當用地所產(chǎn)生的交通需求與交通設(shè)施供給不匹配時，可以使用配建停車指標調(diào)控停車供應(yīng)，進而調(diào)節(jié)機動車出行量，減少因用地開發(fā)產(chǎn)生過度的停車需求引起的交通擁堵問題，保障土地利用與交通供給的協(xié)調(diào)，實現(xiàn)社會效益最大化。

2 研究思路

以規(guī)劃區(qū)域為研究對象，區(qū)域路網(wǎng)上承載的交通可分為過境交通(出行起訖點均在規(guī)劃范圍外)、內(nèi)部交通(出行起訖點均在規(guī)劃范圍內(nèi))和集散交通(出行起訖點之一在規(guī)劃范圍外)三類[3]。為便于研究，本文將每個交通小區(qū)的內(nèi)部交通和集散交通合并為相關(guān)交通。每個小區(qū)的OD數(shù)據(jù)可以拆分為過境OD和相關(guān)OD兩類(見圖1)。

城市交通承載力是指：一定時期內(nèi)，特定土地利用結(jié)構(gòu)下，在城市系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)不向惡性方向轉(zhuǎn)變、城市環(huán)境符合可持續(xù)發(fā)展的條件下，城市體系所能承受的交通系統(tǒng)最大發(fā)展規(guī)模，即交通系統(tǒng)的最大可承受容量[4]。本文所研究的交通承載力為小區(qū)周邊主要道路的承載力。計算方法主要由以下三部分構(gòu)成：

1）定義規(guī)劃小區(qū)為j，第k類用地類型的停車配建指標為xk，假設(shè)在沒有小區(qū)j的情況下，小區(qū)j的相關(guān)OD均設(shè)置為0，采用小區(qū)j的過境OD在規(guī)劃路網(wǎng)上使用用戶最優(yōu)平衡法進行交通分配，得出小區(qū)j的過境交通量。

2）以規(guī)劃用地及路網(wǎng)布局結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，在可接受的服務(wù)水平下，得出小區(qū)j周邊主要路段的最大服務(wù)交通量，其與小區(qū)j的過境交通量相減得出路段剩余承載力，再將各主要路段的剩余承載力相加即得出小區(qū)j的路網(wǎng)剩余承載力。

3）根據(jù)城市交通調(diào)查數(shù)據(jù)得出不同用地類型i的停車周轉(zhuǎn)率及高峰小時系數(shù)等停車特征指標，將用地規(guī)模換算為停車需求，再利用停車需求預(yù)測模型，將停車需求換算為交通規(guī)模。以交通規(guī)模不大于剩余路網(wǎng)承載力作為約束條件，建立各小區(qū)的停車配建指標約束方程；同時可以根據(jù)實際情況加入其他約束方程，通過求解得出停車配建指標(見圖2)。

3 模型建立

3.1 路網(wǎng)剩余承載力

1）道路承載力。

道路容量和服務(wù)水平從不同角度反映道路性質(zhì)和功能[5]。為計算路網(wǎng)剩余承載力，本文定義道路承載力為道路在可接受服務(wù)水平下的道路容量，即

式中：C為指定服務(wù)水平下的道路容量/(pcu·h-1)；L為單條車道基本通行能力/(pcu·h-1)；n為車道數(shù)/條；μ為可接受道路服務(wù)水平；η為車道折減系數(shù)；θ為交叉口折減系數(shù)。

2）過境交通量。

假設(shè)規(guī)劃年OD數(shù)據(jù)已知，城市用地情況和城市交通情況基本穩(wěn)定，以規(guī)劃年OD為基礎(chǔ)，將小區(qū)j的相關(guān)OD數(shù)據(jù)剔除，得到其過境OD。利用TransCAD的交通分配模塊，采用用戶最優(yōu)平衡分配法進行交通分配，得出小區(qū)j周邊主要道路i的過境交通量Fji。小區(qū)相關(guān)交通量的加載會導(dǎo)致小區(qū)周邊道路的飽和度上升，從而影響過境交通量在路網(wǎng)上的分布，因此利用過境OD分配得出過境交通量與實際過境交通量有一定偏差。由于本文在計算時將道路承載力設(shè)定為道路容量的0.85或者以下，確保小區(qū)周邊道路的暢通，降低了因缺少小區(qū)相關(guān)OD數(shù)據(jù)對過境OD分配結(jié)果造成的影響，因此可以忽略此影響。

3）小區(qū)剩余路網(wǎng)承載力。

小區(qū)j周邊主要道路的剩余承載力之和

式中：Cj為小區(qū)j周邊路網(wǎng)的剩余承載力/(pcu·h-1)；Cji為小區(qū)j周邊主要道路i的道路承載力/(pcu·h-1)；Fji為小區(qū)j周邊主要道路i的過境OD分配交通量/(pcu·h-1)。

3.2 停車需求預(yù)測模型

停車需求產(chǎn)生的直接原因是居民機動交通出行，因而，停車需求模型中的停車需求量應(yīng)為交通量的函數(shù)[6]。常用的停車需求預(yù)測模型主要是根據(jù)停車周轉(zhuǎn)率及停車利用率等特征，將交通量與停車規(guī)模聯(lián)系起來，即

經(jīng)轉(zhuǎn)換得

式中：pjk為小區(qū)j中第k類用地配建停車位/個；Cjk為小區(qū)j中第k類用地產(chǎn)生的機動車交通量/(pcu·h-1)；?k為第k類用地全天停車周轉(zhuǎn)率/次；βk為高峰小時系數(shù)；α為車位利用率。

3.3 剩余承載力約束模型

目標函數(shù)

圖2 研究框架Fig.2 Research framework

式中：C'j為小區(qū)j內(nèi)其他停車位產(chǎn)生的交通需求/(pcu·h-1)(如公共停車場及路內(nèi)停車位等，利用停車需求模型計算，若沒有則為0)。代入?yún)?shù)轉(zhuǎn)換得

式中：Sjk為小區(qū)j中k類建筑的建筑面積/m2。小區(qū)j中不同業(yè)態(tài)建筑產(chǎn)生的機動車交通需求應(yīng)小于周邊路網(wǎng)的剩余路網(wǎng)承載力。

由公式(5)的約束條件1可知，約束方程與小區(qū)數(shù)量保持一致，小區(qū)劃分越精細，停車配建指標越能反映更多條道路承載力。但小區(qū)劃分過于精細會增大工作量，且可能出現(xiàn)一些無效的約束條件。因此，小區(qū)劃分在遵循四階段法的同時，應(yīng)盡量讓小區(qū)數(shù)量等于需要求解的停車配建指標數(shù)量；若出現(xiàn)約束條件少于求解指標數(shù)量的情況，可采取類比方法，為次要停車配建指標進行人工賦值(例如，可根據(jù)多個經(jīng)濟發(fā)展水平類似城市的指標，加權(quán)平均得到停車配建指標)，以確保模型約束方程與求解參數(shù)相一致。

圖3 翠亨新區(qū)功能分區(qū)Fig.3 Function distribution of Tsuihang New District

3.4 模型求解

模型求解應(yīng)遵循以下步驟：1)以規(guī)劃年OD數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對小區(qū)j拆分出過境OD和相關(guān)OD；2)利用TransCAD的交通分配模塊，反推小區(qū)j周邊路網(wǎng)的剩余承載力；3)利用停車需求模型將小區(qū)j內(nèi)各業(yè)態(tài)的停車規(guī)模轉(zhuǎn)換為機動車交通量；4)建立以停車供應(yīng)最大化為目標函數(shù)，路網(wǎng)剩余承載力為約束條件的約束模型；5)利用LINGO軟件求解線性方程，得出理論最優(yōu)停車配建指標。

3.5 模型適用條件

由于區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展會對停車配建指標產(chǎn)生較大影響，因此不同區(qū)域適宜采用不同的停車發(fā)展策略(例如停車適度滿足策略、適度控制策略、嚴格控制策略等)。而不同的停車發(fā)展策略應(yīng)采用不同的停車配建指標計算方法。本文基于路網(wǎng)承載力計算停車配建指標，計算模型更適用于路網(wǎng)基本穩(wěn)定的城市中心區(qū)域。

4 案例分析

4.1 案例背景

翠亨新區(qū)位于中山市東部，東臨珠江口，南連珠海市，規(guī)劃范圍包括中山市的南朗鎮(zhèn)、馬鞍到及東部臨海區(qū)域，總規(guī)劃面積為230 km2；翠亨新區(qū)是國家實踐文化交流方式的創(chuàng)新基地，兩岸四地現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)合作示范區(qū)，廣東省綠色新興產(chǎn)業(yè)基地，珠江西岸新型城市化先行區(qū)，中山市引領(lǐng)轉(zhuǎn)型升級的城市副中心。根據(jù)總體規(guī)劃，翠亨新區(qū)將塑造中央商務(wù)區(qū)、文化交流區(qū)、英才培育區(qū)、國際旅游區(qū)、轉(zhuǎn)型示范區(qū)、先進智造區(qū)六大功能板塊(見圖3)。中央商務(wù)區(qū)位于翠亨新區(qū)中心位置，用地性質(zhì)主要以商業(yè)、辦公用地為主。

根據(jù)翠亨新區(qū)總體規(guī)劃的功能分區(qū)、交通需求特征、城市交通條件等因素，將規(guī)劃片區(qū)劃分成103個交通小區(qū)(見圖4)，其中中央商務(wù)區(qū)包含9個小區(qū)。

4.2 中央商務(wù)區(qū)停車配建指標計算

4.2.1 過境交通量分配

以108號小區(qū)為例，首先根據(jù)翠亨新區(qū)綜合交通規(guī)劃模型得出規(guī)劃年OD，同時去除與108號小區(qū)相關(guān)的OD值得出過境OD，并通過TransCAD進行交通分配(見圖5)。

4.2.2 剩余路網(wǎng)承載力計算

由翠亨新區(qū)規(guī)劃路網(wǎng)可知，108號小區(qū)主要對外道路為2條主干路、2條次干路及3條支路。根據(jù)公式(1)計算出每條道路的道路容量(主干路3 000 pcu·h-1，次干路2 000 pcu·h-1，支路800 pcu·h-1)，同時設(shè)定可接受飽和度為0.85，因此108號小區(qū)的路網(wǎng)承載力為10 540 pcu·h-1。用108號小區(qū)的路網(wǎng)承載力減去其過境交通量得出路網(wǎng)剩余承載力為3 750 pcu·h-1。

圖4 交通小區(qū)劃分Fig.4 Deviation of traffic analysis zones

圖5 過境OD分配結(jié)果Fig.5 Results of through traffic OD distribution

4.2.3 機動車交通需求

108號小區(qū)的主要用地類型為商業(yè)、行政辦公、商務(wù)辦公、居住四種類型，假設(shè)這四種類型用地的停車配建指標依次為x1，x2，x3，x4，根據(jù)公式(3)和公式(4)可得小區(qū)機動車交通量(區(qū)域內(nèi)無公共停車場)

根據(jù)108號小區(qū)各類用地的建筑面積，參考相關(guān)用地的停車周轉(zhuǎn)率、高峰小時系數(shù)、停車位利用率等相關(guān)信息，計算得出108號小區(qū)商業(yè)、行政辦公、商務(wù)辦公、居住四類用地反推的機動車交通量分別為1 230x1，654x2，2 110x3，623x4，則108號小區(qū)用地規(guī)模反推的機動車交通量C108=1 230x1+654x2+2110x3+623x4。

4.2.4 停車約束方程

根據(jù)剩余路網(wǎng)承載力和停車產(chǎn)生的機動車交通量的計算結(jié)果，可得出108號小區(qū)的停車約束模型為

同理可得中央商務(wù)區(qū)的其他8個交通小區(qū)的停車約束模型，同時以停車供應(yīng)量最大化為目標函數(shù)，用LINGO軟件求解，通過迭代計算，得出翠亨新區(qū)中央商務(wù)區(qū)部分業(yè)態(tài)推薦停車配建指標(見表1)。

表1 部分業(yè)態(tài)推薦停車配建指標Tab.1 Recommendation of parking quota indicators

隨著中山市的經(jīng)濟發(fā)展，2010版中山市停車配建指標已不能適應(yīng)交通發(fā)展需求，中山市的機動車發(fā)展策略已經(jīng)由原來的停車適度滿足轉(zhuǎn)換為停車適度控制。因此，停車配建指標需根據(jù)城市的發(fā)展階段及區(qū)域來確定，具有一定的動態(tài)可變性。此外，本文中的OD分布是在城市交通發(fā)展戰(zhàn)略的基礎(chǔ)上得出，不同的城市交通發(fā)展戰(zhàn)略對于OD分布有一定影響，因此通過OD分布，城市交通發(fā)展戰(zhàn)略可間接影響停車配建指標。

5 結(jié)語

本文嘗試依托城市交通規(guī)劃構(gòu)建的道路網(wǎng)宏觀交通模型，利用路網(wǎng)剩余承載力反推停車配建指標，并結(jié)合案例對所提方法進行驗證。研究結(jié)果表明，該方法可以為城市停車配建指標的制定提供定量支撐，使城市土地利用和交通供給協(xié)調(diào)發(fā)展。本文的研究方法是在城市交通發(fā)展戰(zhàn)略基礎(chǔ)上，基于路網(wǎng)承載力反推停車配建指標，此計算結(jié)果既適應(yīng)了城市交通發(fā)展戰(zhàn)略，也可在一定程度上緩解由停車所造成的交通擁堵。與常用的類比法相比，本文方法客觀性較強，能夠更好地適應(yīng)城市自身交通發(fā)展特性；與基于停車需求的計算方法相比，由于本文研究方法是基于宏觀路網(wǎng)模型，可操作性相對較強，能全面考慮城市不同區(qū)域的差異性，而且對于路網(wǎng)的適應(yīng)性較強。

然而，該方法也存在一定的不足，例如相關(guān)交通量的加載會影響過境交通量在路網(wǎng)上的分布，從而對剩余路網(wǎng)承載力的計算結(jié)果產(chǎn)生一定影響，有必要進一步深入研究。

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A Road Network Capacity Analysis-Based Approach to Determine Parking Quota

Luo Yun1,Zhang Yujiao2
(1.Guangdong Province Communications Planning&Design Institute Co.,Ltd.,Guangzhou Guangdong 510507,China;2.Guangdong Communication Polytechnic,Guangzhou Guangdong 510000,China)

Analogy method is usually applied to formulating parking quota indicators by urban planning institutes which is often suspected due to its subjective judgments.Based on network and OD generated from demand model,this paper proposes an optimization approach which uses remaining capacity of each zone as constraints to maximum parking quota;by analyzing if there is an analysis zone,use the traffic scale no greater than the remaining road capacity as a constraint condition,establish multiple parking quota constraint equations;meanwhile,establish the objective function based on maximum of parking quota supply to reach the reasonable parking quota indicators.The CBD of Tsuihang New District,Zhongshan is used as the case study to verify the capability of proposed method.The results reveals that using network capacity to estimate parking quota indicators works well with urban transportation development strategy,and is able to effectively reduce traffic congestion,to some extent.

transportation planning;parking quota indicators;demand model;remaining road capacity;parking demand;Zhongshan

2014-10-16

羅赟(1988—)，男，江西吉安人，碩士，工程師，主要研究方向：交通規(guī)劃咨詢、節(jié)能減排評估。E-mail:15902052951@126.com