超市停車(chē)場(chǎng)車(chē)位及停車(chē)路線優(yōu)化研究

◆史 媛

超市停車(chē)場(chǎng)車(chē)位及停車(chē)路線優(yōu)化研究

◆史 媛

（山西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西 046011）

隨著社會(huì)發(fā)展，停車(chē)場(chǎng)難停車(chē)越來(lái)越成為人們出行的一個(gè)難題，超市門(mén)口停車(chē)更是難上加難。本文針對(duì)超市現(xiàn)有的停車(chē)場(chǎng)，將停車(chē)場(chǎng)規(guī)劃為帶權(quán)路徑，計(jì)算各節(jié)點(diǎn)間行車(chē)的時(shí)間。利用算法對(duì)停車(chē)路線進(jìn)行優(yōu)化，尋找出最短時(shí)間停車(chē)路線，提高該停車(chē)場(chǎng)的效率。

時(shí)間最短；優(yōu)化；方法

伴隨著汽車(chē)數(shù)量的增長(zhǎng)，尋找一個(gè)車(chē)位越來(lái)越成為困擾人們的一個(gè)難題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，停車(chē)場(chǎng)越建越多。但是在城市用地很緊張的現(xiàn)狀下，每個(gè)停車(chē)場(chǎng)停車(chē)數(shù)量是有限的，如何在最短時(shí)間內(nèi)停車(chē)和出車(chē)成為每個(gè)停車(chē)場(chǎng)急需解決的問(wèn)題。于是尋找一個(gè)進(jìn)車(chē)和出車(chē)時(shí)間最短的車(chē)位就能夠極大提高停車(chē)場(chǎng)的泊車(chē)效率。

1 問(wèn)題的引出

以超市停車(chē)場(chǎng)為例，金威超市位于市廣場(chǎng)附近，地理位置比較好，人流量大，停車(chē)場(chǎng)面積有限，車(chē)位規(guī)劃如圖1所示。

圖1 超市停車(chē)場(chǎng)結(jié)構(gòu)圖

從圖中可以看出，整個(gè)停車(chē)場(chǎng)是一個(gè)不規(guī)則的圖形，右下角是天橋樓梯所在位置，沒(méi)有停車(chē)位設(shè)計(jì)。停車(chē)場(chǎng)的出口和入口都在天橋樓梯的左側(cè)，這里來(lái)往人流量大、車(chē)輛多，交通十分擁堵，車(chē)輛等待停車(chē)位的時(shí)間比較長(zhǎng)。在這樣的情況下想要提高停車(chē)場(chǎng)停車(chē)效率關(guān)鍵在于尋找一個(gè)最短時(shí)間的停車(chē)位，而不是距離入口最短的停車(chē)位。如果選擇距離最短路徑，那么在這條道路上會(huì)集中很多車(chē)輛，造成擁堵，反而那些離入口稍遠(yuǎn)的停車(chē)位道路上的車(chē)輛比較少，停車(chē)所用的時(shí)間較短。所以，尋找最優(yōu)車(chē)位應(yīng)該本著車(chē)流量小、時(shí)間最少的原則來(lái)確定停車(chē)路線，這樣才能減少車(chē)輛等待時(shí)間，提高停車(chē)場(chǎng)泊車(chē)效率。

2 構(gòu)建模型及測(cè)試

首先停車(chē)場(chǎng)的路線和停車(chē)位模型化。節(jié)點(diǎn)E表示停車(chē)場(chǎng)的入口和出口，P1~P6分別代表了汽車(chē)進(jìn)出停車(chē)場(chǎng)所要走的道路的交匯點(diǎn)。根據(jù)停車(chē)位分布情況，我們將P1~P6之間的道路進(jìn)行加權(quán)，車(chē)位多、車(chē)流量大的道路權(quán)值重，車(chē)位少、車(chē)流量小的道路權(quán)值輕。選擇停車(chē)位應(yīng)當(dāng)選取權(quán)值較小的道路上的車(chē)位，避開(kāi)權(quán)值大、車(chē)輛多的道路。權(quán)值根據(jù)車(chē)輛從P1行駛到各路口點(diǎn)所用的平均時(shí)間來(lái)設(shè)定，如表1所示。

表1 路口交叉點(diǎn)權(quán)值設(shè)定

P1是所有車(chē)輛出入必經(jīng)的道路節(jié)點(diǎn)，由于該停車(chē)場(chǎng)車(chē)位分布偏重左側(cè)，而且P4、P2、P5這三個(gè)點(diǎn)連接的直線沒(méi)有物理格擋，只是用停車(chē)三角錐拴上警戒線隔離。它緊鄰超市門(mén)口，人來(lái)人往，有些人會(huì)跨過(guò)隔離線步行，這些會(huì)增加車(chē)輛通行時(shí)間。所以從P1到P3、P1到P2、P2到P4、P2到P5道路的權(quán)值要大，P1到P6、P4到P3道路的權(quán)值小。由于該停車(chē)場(chǎng)的出入口都在一起，所以我們需要考慮到出車(chē)的時(shí)間，還要考慮每輛車(chē)在到達(dá)停車(chē)位后泊進(jìn)停車(chē)位的停車(chē)時(shí)間。

另一個(gè)是車(chē)輛依據(jù)選定路線駛出停車(chē)場(chǎng)經(jīng)過(guò)各停車(chē)位的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間和駛?cè)胪＼?chē)場(chǎng)的時(shí)間一致，同樣采用公式1，只不過(guò)系數(shù)會(huì)改變，取值為，系數(shù)k表示車(chē)輛駛出停車(chē)場(chǎng)的系數(shù)，它的取值如公式3。車(chē)輛駛出停車(chē)場(chǎng)，停車(chē)場(chǎng)的車(chē)輛數(shù)目沒(méi)有變動(dòng)，會(huì)增加路徑的擁堵情況，但是人們期望駛出的車(chē)輛快速離開(kāi)，會(huì)優(yōu)先讓行駛出的車(chē)輛，所以其系數(shù)值會(huì)小一些。最終將二者系數(shù)相加取整得出最終的停車(chē)時(shí)間T。

以P1為起點(diǎn)，假設(shè)空閑車(chē)位的集合P={s11，s16，s23，s32，s35，s36，s43}，設(shè)道路上車(chē)輛數(shù)目大于5輛，計(jì)算各節(jié)點(diǎn)有向圖如圖2。用T表示停車(chē)場(chǎng)內(nèi)P1到各空閑停車(chē)位時(shí)間值的集合。t（，）表示從停車(chē)位[]到相鄰?fù)＼?chē)位[]的時(shí)間值，采用公式4得出，（，）表示停車(chē)位[]到下一個(gè)停車(chē)位[]所在道路的距離，（，）表示停車(chē)位[]到停車(chē)位[]的路徑上的行駛速度。

我們將入口P1和各空閑車(chē)位設(shè)計(jì)成一張有向圖，如圖2。每條邊上的權(quán)值根據(jù)上述公式計(jì)算得出，kx（i）選取車(chē)流量較大時(shí)的值，n大于5。

用算法尋找最短時(shí)間路徑，具體的步驟如下：

（1）設(shè)U為最短路徑節(jié)點(diǎn)集合。初始化集合U，U的初始值為：0，將所有車(chē)輛必經(jīng)的節(jié)點(diǎn)P1加入集合U中，計(jì)算P1到集合P中各節(jié)點(diǎn)的時(shí)間值，[]的值為P1到所對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)s[i]的時(shí)間。

（2）從選取值最小的節(jié)點(diǎn)[]，[]滿足條件：，其所對(duì)應(yīng)的時(shí)間為[]，將s[i]加入集合U中，則[]就是當(dāng)前從P1到其時(shí)間最短的節(jié)點(diǎn)。

（4）重復(fù)步驟2和3，直到P中所有節(jié)點(diǎn)都加入U(xiǎn)中，則得出從P1到空車(chē)位集合P各節(jié)點(diǎn)最短時(shí)間路徑。

以圖2所示的停車(chē)位權(quán)值有向圖為測(cè)試背景圖，在VC++6.0軟件中編寫(xiě)代碼測(cè)試，可以得到節(jié)點(diǎn)P1到集合P={s11，s16，s23，s32，s35，s36，s43}中各節(jié)點(diǎn)的最短時(shí)間路徑，測(cè)試結(jié)果如圖3所示，整理得到表2。

圖3 測(cè)試結(jié)果

表2 整理結(jié)果

從測(cè)試結(jié)果看出，采用改進(jìn)后的算法車(chē)輛行駛的路程有所加長(zhǎng)，但是它考慮到了車(chē)位分布和車(chē)輛所在道路擁堵的情況，避開(kāi)權(quán)值大的路段，分流了擁堵路段的車(chē)流，縮短停車(chē)時(shí)間。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)超市特定停車(chē)場(chǎng)的停車(chē)效率進(jìn)行研究，采用求時(shí)間最短的Dijkstra算法將停車(chē)場(chǎng)各條路徑標(biāo)權(quán)，不是尋找最短路徑，而是考慮車(chē)位分布、道路擁堵等因素尋找時(shí)間最短的停車(chē)路徑，減少車(chē)主等待時(shí)間，提高了停車(chē)效率。

[1]李偉，余森，王偉.基于時(shí)間最短路徑的停車(chē)場(chǎng)車(chē)位引導(dǎo)算法[J].自動(dòng)化儀表，2015，36（8）：23-25.

[2]李宗正，張民，張偉，秦玉蓮，刁少文.基于停車(chē)時(shí)間最短的車(chē)位引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2017（1）：102-103.

[3]彭紅星，解鳳玲.改進(jìn)Dijkstra算法在停車(chē)誘導(dǎo)系統(tǒng)中的應(yīng)用與仿真[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2011，31（S2）：63-66.

[4]張玉杰，田碩.Dijkstra優(yōu)化算法在停車(chē)場(chǎng)車(chē)位引導(dǎo)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2014，22（1）：191-193.

[5]馮璐璐.基于物聯(lián)網(wǎng)的停車(chē)泊位誘導(dǎo)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2013.

[6]楊嘉華.基于雙向最短路徑的大型停車(chē)場(chǎng)停車(chē)路徑優(yōu)化算法[J].信息技術(shù)與信息化，2016（9）：58-59.

[7]張玉杰，田碩.地下停車(chē)場(chǎng)智能化照明與停車(chē)引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化儀表，2014，35（4）：64-67.