基于需求的停車換乘點布局網(wǎng)絡(luò)模型研究

薛靖

摘要：當(dāng)停車換乘地點已知，從城市交通整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的角度來出發(fā)，以系統(tǒng)內(nèi)換乘點的建設(shè)和交通需求的總出行成本之和最低為最優(yōu)目標(biāo)，建立了基于需求的停車換乘點布局網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型，最后，借助Lingo商業(yè)軟件進(jìn)行算例分析，驗證了模型的有效性。

關(guān)鍵詞：交通需求管理；停車換乘；布局優(yōu)化；成本效益

1 引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)水平的提升，人均汽車擁有量大幅發(fā)提高，導(dǎo)致城市擁擠問題日趨嚴(yán)重。因此，為了能夠減小交通壓力，必須優(yōu)化城市換乘點網(wǎng)絡(luò)模型，為城市作出一份貢獻(xiàn)。停車與超車布局研究是停車換乘規(guī)劃的重要組成部分。停車換乘設(shè)施選址布局規(guī)劃的合理性直接關(guān)系到交通需求管理措施能否有效滿足交通需求。調(diào)節(jié)效果。文獻(xiàn)[1]對北京停車和轉(zhuǎn)移的需求進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移目標(biāo)主要是換乘點的通勤者。文獻(xiàn)[2]分析了北京現(xiàn)有停車換乘站存在的問題，并指出一些轉(zhuǎn)移點是緊張的，而另一些則缺乏功能，表明它們的布局不合理。

2 P&R布局優(yōu)化一般原則

停車換乘點的選址應(yīng)遵循一定的原則，可初步確定停車位和換乘位置，從而在一定程度上簡化了后續(xù)的布局優(yōu)化。主要原則如下：（1）停車轉(zhuǎn)運點應(yīng)位于城市客運量大的交通通道內(nèi)，并與大容量公交系統(tǒng)相連；（2）停車和轉(zhuǎn)運點應(yīng)在其服務(wù)中設(shè)定。最受歡迎的汽車旅行場所，以及服務(wù)范圍內(nèi)最大的汽車旅行吸引力；（3）停車轉(zhuǎn)接點可以為停車換乘者提供最大的便利，例如設(shè)置公交線路、軌道交通線路終端或附近。就北京而言，除了要遵循的主要原則外，還有一個原則，即在第四環(huán)中不設(shè)置停車轉(zhuǎn)接點。

3 P&R布局優(yōu)化模型

3.1 模型建立思路

根據(jù)停車場換乘地點的布局或優(yōu)化模型的一般原則，初步選定換乘站點，再通過定性定量的方法來得到一組可能的候選點。

考慮將城市區(qū)域劃分為兩部分，最初選擇的停車位和轉(zhuǎn)移位置之間的虛擬連接線作為分界線。在邊界線，即城市的中心區(qū)域，它將被視為一個吸引區(qū)域的交通需求。分界線以外的部分，即城市的郊區(qū)，被視為交通需求的發(fā)生區(qū)域。相應(yīng)地，可以在發(fā)生交通需求的區(qū)域（例如城市周圍的衛(wèi)星城市）中識別固定的交通需求點。

3.2 模型構(gòu)建

模型假設(shè)：（1）通過停車轉(zhuǎn)移方案已知從交通點O到交通引誘點D產(chǎn)生的OD的交通量；（2）交通發(fā)生點產(chǎn)生的交通量可以通過任何停車轉(zhuǎn)移點到達(dá)交通引誘點；（3）交通需求的所有發(fā)生點都在最初給定停車場的吸引力區(qū)域內(nèi)；（4）各交通發(fā)生點的交通需求量、備選站點的建設(shè)費用、停車換乘一次的費用、 → 和 → 的費率均已知且為定值。

設(shè)在一個城市的交通系統(tǒng)中，有m個交通發(fā)生點 ，n個交通吸引點 ，經(jīng)過初步選擇得到q 個待選停車換乘點 ，基于停車和換乘的最小費用和所有交通需求的總行駛成本構(gòu)建布局優(yōu)化模型。

標(biāo)函數(shù)（5）使整個城市交通系統(tǒng)的停車和換乘總成本最大化；從交通點I到每個候選換乘站K的交通約束到交通吸引點J的約束（6）等于點之間的OD交通焦耳。吸引點J和吸引點；從交通點I到候選停車轉(zhuǎn)接點K，約束（7）的交通量等于在交通點K交通點和每個吸引點J的發(fā)生點I之間的OD的傳遞；（8）從候選停車轉(zhuǎn)接點K到交通吸引點J的交通量等于在吸引點J上的每個點i和點k之間的OD轉(zhuǎn)移量；約束（9）來自I到從交通點到每個點的每個點。候選停車轉(zhuǎn)接點K的交通量等于I點的交通量，從交通發(fā)生點I到候選停車轉(zhuǎn)接點K的交通量和交通量受到約束（10），停車轉(zhuǎn)移點K等于交通吸引力。約束點J和約束（11）是從每個交通發(fā)生點i到候選停車轉(zhuǎn)接點K.的流量和小于候選K的通行能力；（12）表示候選點與交通量之間的對應(yīng)關(guān)系。如果該點發(fā)生在候選點k上，則業(yè)務(wù)量不為0，則Xk=1，這意味著選擇了候選點k；約束（13）要求交通量均為非負(fù)。從發(fā)生點到停車轉(zhuǎn)移點到吸引點Cik和Ckj的單位交通率根據(jù)停車轉(zhuǎn)移者的行駛時間，燃料成本和行駛舒適度綜合測量。

目標(biāo)函數(shù)（5）在整個城市交通系統(tǒng)中最大限度地提高停車和換乘的總成本；約束（6）從交通點I到每個候選換乘站K到交通吸引點J的流量等于點I吸引力之間的OD交通量。點J和吸引點；從交通發(fā)生點I到候選停車轉(zhuǎn)接點K約束的交通（7）等于OD在交通點K交通點和每個吸引點J的發(fā)生點I之間的轉(zhuǎn)移；約束（8）交通從候選停車換乘點K到交通吸引點J的IC量等于在點I和吸引點之間的每個點上的OD傳遞通量；約束（9）是從I點到交通點。每個候選停車轉(zhuǎn)接點K的交通量與I點的交通量相等，從交通點I到等待停止轉(zhuǎn)接點K的交通由等待停止（10）約束。轉(zhuǎn)移點K到交通引誘點J的交通量是相等的。約束（11）是從每個i到k的交通量之和都不大于候選點k的容量；約束（12）表達(dá)了候選點與交通量之間是一一對應(yīng)的，若發(fā)生點到待選點 k的交通量不為 0，則 Xk=1，這表示待選點k被選中；約束（13）是關(guān)于交通量的非負(fù)約束。交通量從發(fā)生點通過停車換乘點到吸引點的單位費率Cik 和Ckj根據(jù)停車換乘者的出行時間、燃油費、以及出行舒適程度等多方面進(jìn)行綜合度量。

4 結(jié)論

研究了停車換乘需求管理方案的停車換乘布局優(yōu)化問題，建立了基于交通需求的停車換乘布局優(yōu)化模型。該模型以最小總系統(tǒng)成本為優(yōu)化目標(biāo)，綜合考慮交通量、換乘點建設(shè)成本和停車換乘出行成本。在假設(shè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過實例分析，利用所建立的布局優(yōu)化模型，通過LINGO求解。結(jié)果表明，本文建立的模型對停車場和轉(zhuǎn)運站的布局優(yōu)化具有一定的參考價值。植根于實際的計劃。

參考文獻(xiàn)

[1]劉燕，秦?zé)?，潘小?北京市停車換乘需求調(diào)查與分析[J].交通運輸工程與信息學(xué)報，2011，9（3）：118-124.

[2]程左宏，北京市停車換乘措施存在的問題及對策研究[J].道路交通與安全，2010，（4）：4-8.