城市軌道交通站點(diǎn)P&R停車場(chǎng)容量確定方法

蔣家盛，朱從坤

(蘇州科技大學(xué)，江蘇 蘇州 215011)

1 P&R停車場(chǎng)停車需求預(yù)測(cè)

根據(jù)P&R停車場(chǎng)用戶的出行目的，將用戶群體劃分成P&R使用者和非換乘使用者，并分別預(yù)測(cè)停車需求。

1.1 P&R停車需求預(yù)測(cè)

P&R停車需求分為通勤P&R停車需求與非通勤P&R停車需求，兩者的停車時(shí)間、車均載客數(shù)等不同導(dǎo)致停車場(chǎng)的周轉(zhuǎn)率與需要的車位數(shù)存在差異。使用多項(xiàng)Logistics回歸模型，預(yù)測(cè)P&R出行對(duì)軌交進(jìn)站客流的分擔(dān)率，提出P&R停車需求次數(shù)預(yù)測(cè)方法。

(1)分擔(dān)率模型建立

根據(jù)效用最大化理論，出行者在出行過(guò)程中會(huì)選擇已知方案中效用最大者。出行效用由確定效用和隨機(jī)效用共同構(gòu)成，確定效用是固定的，可通過(guò)量化影響出行的特定因素得到；隨機(jī)效用能夠?qū)Τ鲂羞x擇帶來(lái)一定影響，但隨機(jī)變化無(wú)法觀測(cè)得到。假設(shè)出行者選擇出行方案i的效用為Uin，則該效用函數(shù)確定項(xiàng)為Vin，隨機(jī)項(xiàng)為εin。則出行效用函數(shù)Uin=Vin+εin[1]。

假設(shè)不可觀測(cè)項(xiàng)εin具有獨(dú)立同分布特性，且服從二重指數(shù)分布，推導(dǎo)出多項(xiàng)Logit模型的基本形式，則出行者n選擇第i種出行方式的概率為

(1)

式中：Pin為出行者n選擇效用最大的第i種出行方式的概率；An為出行者n出行方案的集合；J為出行方式。

(2)

式中：βk為第k個(gè)特性變量的系數(shù)并反映其敏感程度；αi為出行方案i中的常數(shù)項(xiàng)；K為特性變量個(gè)數(shù)，個(gè)；Xink為出行者n選擇方案i的第k項(xiàng)特性變量；An為出行者n的出行方案的集合。

(3)

(4)

(5)

(6)

因式變換可得

(7)

(8)

(9)

(10)

又因?yàn)椋篜1n+P2n+P3n+P4n+P5n=1

(11)

聯(lián)立各式可得各種出行方式到達(dá)軌交站點(diǎn)的概率

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

對(duì)影響出行效用的變量進(jìn)行賦值處理，如表1所示。

表1 變量賦值表

使用SPSS軟件對(duì)效用函數(shù)進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，將收集到的調(diào)查問(wèn)卷樣本數(shù)據(jù)導(dǎo)入，把到達(dá)軌交站的出行方式設(shè)置成因變量，使用IBM SPSS Statistics軟件進(jìn)行分析，獲得多項(xiàng)Logit模型的特征變量參數(shù)估計(jì)值，為保證模型的可靠性，對(duì)模型輸出結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)[3]。

(2)P&R停車需求次數(shù)預(yù)測(cè)

根據(jù)軌道交通站點(diǎn)的進(jìn)站客流、車均載客數(shù)和自駕汽車對(duì)軌交客流的分擔(dān)率，計(jì)算P&R停車全天的需求次數(shù)。P&R停車需求次數(shù)計(jì)算公式

(17)

式中：DP&RUSE為P&R使用總需求次數(shù)，次；D1為通勤P&R使用需求次數(shù)，次；D2為非通勤P&R使用需求次數(shù)，次；μ為每輛車平均承載的人數(shù)，人；Narrival為軌道交通站點(diǎn)乘客進(jìn)站數(shù)量，人；Metrosharerate為對(duì)軌交進(jìn)站客流分擔(dān)率。

1.2 非換乘停車需求預(yù)測(cè)

把非停車換乘停車場(chǎng)的工作日使用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象，通過(guò)分析公共停車場(chǎng)服務(wù)半徑內(nèi)的土地開(kāi)發(fā)形態(tài)，建立多元回歸方程以預(yù)測(cè)P&R停車場(chǎng)非換乘停車需求次數(shù)[4]。

通過(guò)不同用地類型停車吸引量的對(duì)比，得出影響停車需求次數(shù)的變量包括商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地XB(×1 000 m2)、工作辦公用地XM(×1 000 m2)、居住用地XR(×1 000 m2)、文體學(xué)校用地XC(×1 000 m2)，建立關(guān)于停車需求次數(shù)為因變量的多元線性回歸方程

D3=β0+β1XB+β2XM+β3XR+β4XC

(18)

式中：D3為公共停車場(chǎng)的停車需求次數(shù)需求為因變量；Xi為與用地分類相關(guān)能夠影響公共停車場(chǎng)停車次數(shù)的自變量；βi為影響公共停車場(chǎng)停車需求次數(shù)的常數(shù)項(xiàng)和自變量系數(shù)[5]。

選取非停車換乘的公共停車場(chǎng)，利用其工作日停車需求次數(shù)與附近土地利用情況，使用SPSS軟件進(jìn)行模型參數(shù)標(biāo)定，為保證模型的可靠程度，對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)，包括方程整體顯著性檢驗(yàn)、變量顯著性檢驗(yàn)及擬合優(yōu)度檢驗(yàn)。

2 基于分類停車周轉(zhuǎn)率的容量計(jì)算方法

2.1 P&R使用泊位容量

P&R使用泊位容量由供給通勤P&R使用和非通勤P&R使用的泊位數(shù)量共同構(gòu)成，假設(shè)通勤P&R使用者占據(jù)P&R使用者的比例為λ1，非通勤P&R使用者占比為λ2，布設(shè)P&R使用的車位數(shù)量計(jì)算公式

(19)

式中：λ1為不同類別P&R使用占比，且λ1+λ2=100%；CP&RUSE為布設(shè)P&R使用的車位數(shù)量，個(gè)；μ為車均載客數(shù)量，人；Ci為布設(shè)的車位數(shù)量，個(gè)；Di為停車需求次數(shù)，次；Ri為分類停車周轉(zhuǎn)率；Narrival為軌道交通站點(diǎn)乘客進(jìn)站數(shù)量，人；Metrosharerate為對(duì)軌交進(jìn)站客流分擔(dān)率。

2.2 非換乘停車泊位容量

非換乘停車泊位容量是為非換乘停車布設(shè)的泊位數(shù)量，非換乘停車泊位容量計(jì)算公式

(20)

式中：C3為非換乘停車使用的P&R泊位數(shù)，個(gè)；XM為公共停車場(chǎng)300 m范圍內(nèi)工作辦公用地，1 000 m2；XR為公共停車場(chǎng)300 m范圍內(nèi)居住用地，1 000 m2；XC為公共停車場(chǎng)300 m范圍內(nèi)文體用地，1 000 m2。

2.3 P&R停車場(chǎng)容量

P&R停車場(chǎng)的容量為布設(shè)P&R停車的泊位數(shù)量與布設(shè)非換乘停車的泊位數(shù)量之和，P&R停車場(chǎng)容量計(jì)算公式

(21)

式中：CP&R為P&R停車場(chǎng)停車泊位總數(shù)，個(gè)。

3 案例分析

為提高推廣性和實(shí)用性，選擇蘇州軌道交通2號(hào)線陸慕站P&R停車場(chǎng)(臨時(shí)P&R停車場(chǎng))和大灣站P&R停車場(chǎng)(具有改建規(guī)劃)容量進(jìn)行規(guī)劃，并通過(guò)蘇州軌道交通蘇E行平臺(tái)獲取軌交站點(diǎn)工作日進(jìn)站客流數(shù)據(jù)[6]。

表2 工作日進(jìn)出站客流

3.1 需求預(yù)測(cè)模型標(biāo)定結(jié)果

(1)對(duì)蘇州軌道交通2號(hào)線大灣站和陸慕站的進(jìn)站乘客分別隨機(jī)發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷，獲取出行者的性別、學(xué)歷、年齡、月收入、家庭擁有汽車數(shù)量、對(duì)P&R停車換乘的了解程度等數(shù)據(jù)，采用MNL回歸對(duì)自駕汽車、步行、自行車/電動(dòng)車、常規(guī)公交與出租/接送的分擔(dān)率及分擔(dān)人數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)結(jié)果如表3所示。

表3 進(jìn)站客流分擔(dān)率及分擔(dān)人數(shù)預(yù)測(cè)結(jié)果

通過(guò)對(duì)回歸模型參數(shù)的標(biāo)定和檢驗(yàn)，將未通過(guò)檢驗(yàn)的參數(shù)項(xiàng)剔除，最終可以得到以辦公、居住、文體為自變量的回歸模型，變量t檢驗(yàn)值分別為0.047、0.031及0.012,均<0.05；回歸模型的可決系R2=0.822，擬合效果較好；F檢驗(yàn)的P值<0.05，方程整體通過(guò)檢驗(yàn)、模型可靠。

多元回歸模型及非換乘停車需求次數(shù)如下所示

y=1.152XM+1.094XR+1.547XC

(22)

表4 非換乘停車需求次數(shù)

3.2 車均載客數(shù)

目前針對(duì)蘇州市小汽車車均載客數(shù)的研究以及官方發(fā)布相關(guān)數(shù)據(jù)較少，基于調(diào)查問(wèn)卷回收的有關(guān)數(shù)據(jù)分析車均載客數(shù)量，調(diào)查結(jié)果如表5所示。

表5 采用小汽車與軌交P&R出行時(shí)車上總?cè)藬?shù)

假設(shè)3人及以上使用P&R時(shí)為常見(jiàn)的5座小汽車滿載狀態(tài)，車均載客數(shù)量如表6所示。

表6 P&R使用者車均載客數(shù)量表

3.3 分類停車周轉(zhuǎn)率及停車目的比例

根據(jù)P&R停車場(chǎng)的實(shí)際使用情況以及整體周轉(zhuǎn)率，選取了整體周轉(zhuǎn)率相近的四個(gè)軌道專用P&R停車場(chǎng)分析分類停車周轉(zhuǎn)率及停車目的比例，分別是蘇州軌交4號(hào)線龍道浜P&R停車場(chǎng)、2號(hào)線大灣站、陸慕站P&R停車場(chǎng)、4號(hào)線支線天鵝蕩路P&R停車場(chǎng)。

表7 P&R停車場(chǎng)工作日停車次數(shù)及停車目的比例

根據(jù)停車調(diào)查結(jié)果，計(jì)算不同類別的平均停車時(shí)長(zhǎng)、平均停車周轉(zhuǎn)率以及平均停車目的比例，計(jì)算結(jié)果如表8所示。

表8 停車時(shí)長(zhǎng)、分類停車周轉(zhuǎn)率及停車目的比例

3.4 停車場(chǎng)容量測(cè)算

具體測(cè)算過(guò)程：首先，根據(jù)多項(xiàng)logit模型計(jì)算P&R停車對(duì)軌交進(jìn)站客流的分擔(dān)人數(shù)，通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù)確定車均載客數(shù)，將P&R停車需求人數(shù)轉(zhuǎn)換成停車需求次數(shù)。其次，通過(guò)多元線性回歸模型確定非停車使用停車需求次數(shù)，隨即得到P&R停車場(chǎng)的停車需求總次數(shù)。最后，通過(guò)調(diào)查蘇州市P&R停車場(chǎng)的實(shí)際使用情況得到不同類別P&R使用占比及分類停車周轉(zhuǎn)率，基于分類停車周轉(zhuǎn)率測(cè)算泊位設(shè)置數(shù)量。

表9 P&R停車場(chǎng)泊位設(shè)置數(shù)量

4 結(jié) 語(yǔ)

根據(jù)軌道交通站點(diǎn)P&R停車場(chǎng)使用對(duì)象的出行目的，將P&R停車場(chǎng)用戶分為P&R停車使用者和非換乘停車使用者，并通過(guò)建立多項(xiàng)Logit回歸模型和多元線性回歸模型預(yù)測(cè)P&R停車場(chǎng)的停車需求次數(shù)，提出基于分類停車周轉(zhuǎn)率的P&R停車場(chǎng)容量確定方法。該方法可為城市軌道交通站點(diǎn)P&R停車場(chǎng)的停車泊位數(shù)量確定提供量化依據(jù)。