□葉奕辰 錢文雯 杜牧青

（河海大學(xué)土木與交通學(xué)院 江蘇 南京 210098）

基于多目標(biāo)優(yōu)化的校園停車功能泊位規(guī)劃

□葉奕辰 錢文雯 杜牧青

（河海大學(xué)土木與交通學(xué)院 江蘇 南京 210098）

大學(xué)校園的停車設(shè)施需同時服務(wù)于高校教師、部分學(xué)生以及社會車輛，停車需求大、矛盾突出。因為落后的規(guī)劃與管理，所以產(chǎn)生了泊位緊缺、車輛隨意停放等問題，進而影響校園環(huán)境的整潔和文明。本文將通過理論與實踐相結(jié)合的方法，在設(shè)計并實施一系列調(diào)查后，構(gòu)建了泊位功能劃分模型，對校園內(nèi)部停車泊位作出必要的功能劃分，從而有效地利用現(xiàn)有的停車資源、提高校園停車?yán)眯屎透纳仆＼嚟h(huán)境，達到停車供需平衡,優(yōu)先服務(wù)校園內(nèi)部師生并適當(dāng)對社會車輛提供服務(wù)的目的。

停車管理；校園停車；功能泊位

近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和收入水平的逐步提高，私家車保有量迅速增長，城市停車問題逐漸引起大家關(guān)注。我國多數(shù)城市停車問題突出，究其原因，一是城市建設(shè)早期不存在停車不足問題，二是規(guī)劃者缺乏長遠考慮，對快速機動化所帶來的影響估計不足。

同樣，大學(xué)校園也存在“停車難”問題。因教師群體私家車擁有量快速增長，同時學(xué)校作為教育研究機構(gòu)需為眾多來訪者提供停車設(shè)施，故停車需求量大。此外，校園道路狹窄，可停車空間小，加上缺乏科學(xué)的管理手段，泊位不僅緊缺，違規(guī)停車情況也非常嚴(yán)重，急需一個方案解決這一難題。

針對這一難題，國內(nèi)學(xué)者萬重杰、許景飛建立變系數(shù)線性規(guī)劃模型進行解決[1];徐小丹、陳峻運用共享策略的雙層規(guī)劃模型實現(xiàn)停車的供需平衡[2];馬亮、馬健霄、顏桃為提出分區(qū)規(guī)劃治理的思想[3]。雖然不同學(xué)者從不同角度運用不同方法對問題作出創(chuàng)造性的解決，但均未從不同服務(wù)人群的需求這個角度進行考慮。區(qū)別于社會停車，校園停車對停車位的要求有周轉(zhuǎn)率高和優(yōu)先服務(wù)教職工的特點，基于這一不同，本項目以河海大學(xué)清涼山校區(qū)為例，通過理論與實踐相結(jié)合的方法，設(shè)計并實施一系列調(diào)查后，提出功能泊位劃分方案，確定各類車輛的數(shù)目及位置，節(jié)省校內(nèi)停車資源。

1 泊位功能的提出

影響停車需求的因素有很多，主要包括工作崗位數(shù)、機動車保有量和結(jié)構(gòu)、停車管理政策等。然而，這些因素中，大部分都是從停車行為的外部環(huán)境來進行考慮的，實際上，對于需求起決定性的因素往往來自于停車行為的內(nèi)在特性。

目前對停車配建的研究基本上仍是圍繞著本客體均衡論的方法來展開的。這種方式的缺陷在于，沒有討論設(shè)施內(nèi)在特性對停車需求的支配作用，一旦交通環(huán)境發(fā)生變化，便無法適應(yīng)隨之而來的需求變化，如果要使設(shè)施的停車配置能夠承受交通環(huán)境的某種變化范圍時，比較有效的辦法就是采用本體論方法來提高這方面的內(nèi)穩(wěn)性[4]。因此，在對建筑物停車配建進行研究時，在對外部環(huán)境考慮的同時更要對內(nèi)在特性進行重點分析，本文重點研究泊位功能對停車需求的影響。

不同出行目的會造成對停車泊位需求的差異，這種不同泊位對應(yīng)的需求差異就是泊位功能。不同的泊位功能實際上對應(yīng)著不同的停車需求本質(zhì)。按照服務(wù)群體來說 ,可以分為對內(nèi)和對外服務(wù)功能。一般而言，上班、上學(xué)等剛性出行的停車需求穩(wěn)定。筆者對河海大學(xué)的教職工、學(xué)生以及來訪者（調(diào)查人數(shù)為148）進行了停車意向調(diào)查，如表1所示。

表1 校園停車意向調(diào)查單位：人

由表1可知，學(xué)校停車不合理的根本原因，是內(nèi)部服務(wù)與外部服務(wù)存在明顯的矛盾，即校內(nèi)多數(shù)車輛為外來車輛，校內(nèi)人員停車需求明顯不足，以致多數(shù)教職工采取亂停亂放的行為，使校園停車滿意度降低。因此，對泊位功能進行劃分，首先滿足校園內(nèi)部的停車需求可以更好地響應(yīng)不同建筑的停車需求特性，從而增加停車的適應(yīng)性與內(nèi)穩(wěn)性。

2 泊位功能劃分模型

基于上述的調(diào)查分析，為滿足校園內(nèi)部的停車需求，建立如下的泊位功能劃分模型。

假設(shè)有k類不同的人員，變量定義如下：

Z——現(xiàn)有停車位總數(shù)

Ni——第i類人員的停車需求量，其中i=1,2,…,k

wi——第i類人員的服務(wù)權(quán)重系數(shù)，其中i=1,2,…,k。

Ci——第i類停車泊位數(shù)量，其中i=1,2,…,k

αi——第i類停車泊位的周轉(zhuǎn)率，αi=Si/Ci，其中i=1,2,…,k，Si為調(diào)查期第i類人員的實際停車量

△Ci——第i類泊位的缺少量，即需求與供給的差，△Ci=αiNi-Ci，其中 i=1,2,…,k

yi——第i類泊位的閑置數(shù)量，，其中i=1,2,…,k

可得模型如下：

關(guān)于模型的目標(biāo)函數(shù)，是根據(jù)調(diào)查得到的供需關(guān)系進行選取的。當(dāng)調(diào)查得到的需求量小于供給量，則說明供過于求，此時多出來的泊位沒有被利用到，造成資源的浪費，因此選Min∑iyi作為目標(biāo)函數(shù)，讓閑置的泊位盡可能少，提高資源的利用率；當(dāng)調(diào)查得到的需求量大于或等于供給量，則某一類人群或某幾類人群的需求得不到或剛好得到滿足，所以目標(biāo)函數(shù)采用Min∑iwi△Ci，應(yīng)讓泊位缺少量盡可能小，盡可能讓多的人可以停車。對于wi,主要是區(qū)別不同人群的服務(wù)水平，本文采用層次分析法進行求解[5]。對于約束條件，第i類停車泊位數(shù)量Ci，應(yīng)為大于等于0的整數(shù)，且總和應(yīng)少于現(xiàn)有停車位總數(shù)。此外，該優(yōu)化模型屬于線性規(guī)劃模型，因為約束矩陣的秩小于等于約束變量的個數(shù)，所以該模型是有解的[6]。因此，在獲取調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，配合專門的數(shù)學(xué)求解軟件，即可確定不同類型的泊位數(shù)目。

3 案例分析

以河海大學(xué)清涼山校區(qū)土木樓前停車場為例，在停車調(diào)查中，運用車輛間歇式調(diào)查法進行調(diào)研，對河海大學(xué)西康校區(qū)內(nèi)的科學(xué)館樓前路外停車場進行了包括以下三個方面在內(nèi)的調(diào)查：停車設(shè)施供應(yīng)調(diào)查、車輛停放實況調(diào)查和停車者意向調(diào)查[7]。結(jié)合停車設(shè)施供應(yīng)調(diào)查和車輛停放實況調(diào)查所獲數(shù)據(jù)，可得表2。

表2 停車者意向調(diào)查結(jié)果表

由表2可知，科學(xué)館門前的停車場僅有15個停車位，車位布置方式如圖1所示，供給遠遠不能滿足需求，存在嚴(yán)重的車位不足、亂停亂放現(xiàn)象。具體來看，問題集中表現(xiàn)為:停車容量不足;停車標(biāo)志標(biāo)線設(shè)置不明顯;車位劃分不合理;校內(nèi)停車管理不嚴(yán)等。故有必要對當(dāng)前停車環(huán)境做出改善，并運用泊位功能劃分模型重新進行設(shè)計。重新設(shè)計的車位布置方式如圖2所示。

圖1 停車場泊位現(xiàn)狀圖

圖2 停車場泊位設(shè)計圖

由于只有教職工和來賓，采用層次分析法求解對應(yīng)服務(wù)權(quán)重，得到的結(jié)果如下表3。

表3 服務(wù)權(quán)重結(jié)果表

圖3 停車場泊位分配圖

按照上述數(shù)據(jù)和模型輸入Lingo，得到應(yīng)給教職工安排37個車位，給來賓安排4個車位的結(jié)果。并由此得到圖3的停車場泊位分配圖。

4 方案評價

對于改善之后的設(shè)計方案應(yīng)作出評價，采用以下評價指標(biāo)[8]進行評價。

(1)停車能力(輛);(2)泊位周轉(zhuǎn)率;(3)平均停車時間(小時);(4)停車場利用率(%);(5)平均停車集中指數(shù);(6)教職工需求滿足百分比(%)

通過調(diào)查以及分析，可得到表4。

表4 停車評價數(shù)據(jù)表

從停車泊位的數(shù)量前后調(diào)整來看，由表4知，停車能力現(xiàn)為15輛，而停車需求量為73輛，說明停車供給與停車需求差距懸殊；擴充后，停車能力可達41輛，停車供給增多，明顯緩解停車難的問題。對于平均停車時間和停車場利用率，二者前后差別不大，但泊位周轉(zhuǎn)率明顯發(fā)生變化。泊位周轉(zhuǎn)率現(xiàn)為1.00，說明調(diào)查期間內(nèi)，調(diào)查區(qū)域的停車泊位利用率相對較低，一是反映出車輛長期停放的現(xiàn)象，二是反映出當(dāng)前停車泊位使用不合理的情況；改善后的泊位周轉(zhuǎn)率為1.56，每個車位的利用率明顯得到提高，能夠適應(yīng)人們的停車需求。對于高峰小時停車集中指數(shù)，現(xiàn)為4.71，相較于一般水平明顯偏高，側(cè)面論證車位數(shù)不足而停車需求過高的不平衡關(guān)系，要解決該問題，一要對現(xiàn)有車位進行改造，二需加強校內(nèi)停車秩序管理；改善后的平均停車集中指數(shù)為3.24，擁擠程度明顯降低，明顯緩解停車不足問題。

從泊位功能劃分實施效果來看，對于教職工群體，現(xiàn)狀只有31.30%的需求能得到滿足，因無進行泊位功能劃分，加上來賓占用多數(shù)停車位，使相當(dāng)一部分教職工因車位被占而亂停亂放；經(jīng)泊位功能劃分后，教職工群體有88.04%的需求能得到滿足，因限制來賓占用車位，使教職工有位可停，從而減少亂停亂放的現(xiàn)象，提升了教職工對停車場的滿意度，實現(xiàn)了先服務(wù)教職工，后服務(wù)來賓的目標(biāo)。結(jié)束語

本文以優(yōu)先滿足教職工需求為優(yōu)化依據(jù)進行泊位功能劃分，為校園停車現(xiàn)狀提供一套規(guī)范準(zhǔn)則。綜合考慮教職工車輛和社會車輛的停車需求和停車時長，結(jié)合學(xué)校內(nèi)外建筑物及交通運行情況來制定方案，能在用地空間少，停車場改動小，管理制度實施力度小的情況下，有效地優(yōu)化校園停車位，大大提高校園停車效率。

本文以河海大學(xué)清涼山校區(qū)為例，首先對停車設(shè)施及需求進行調(diào)查，在此基礎(chǔ)上對泊位作必要的功能劃分，這將有效改善校園的停車現(xiàn)狀，減少停車時間浪費和不文明現(xiàn)象的出現(xiàn)。在已有的校園內(nèi)停車設(shè)施上進行微調(diào)，分配停車功能標(biāo)識，以相應(yīng)的校園停車管理規(guī)定相輔，可快速高效地投入應(yīng)用，達到停車狀況的理想狀態(tài)。

[1]萬重杰,許景飛.校園停車政策的數(shù)學(xué)模型[J].工程數(shù)學(xué)學(xué)報,2003,20(8):31-34.

[2]徐小丹,陳峻.基于動態(tài)停車泊位共享策略的雙層規(guī)劃模型[D].南京:東南大學(xué)，2015.

[3]馬亮、馬健霄、顏桃為.大學(xué)校園停車規(guī)劃與管理研究[J].現(xiàn)代交通技術(shù),2011,8(1):76-79.

[4]李林波,王曼,董治,吳兵.基于泊位功能和區(qū)位條件的停車配建方法[J].中國公路學(xué)報,2010,23(1):112-115.

[5]許樹柏.層次分析法原理[M].天津：天津大學(xué)出版社,1988.

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[7]王煒，過秀成.交通工程學(xué)[M].南京：東南大學(xué)出版社，2003.7：128～129.

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1004-7026（2017）14-0074-03

TP18

A

10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.14.049

葉奕辰（1995-），男，廣東肇慶人，本科生，主要研究方向為交通運輸規(guī)劃與管理。

錢文雯（1996-），女，江蘇鹽城人，本科生，主要研究方向為交通運輸規(guī)劃與管理。

杜牧青，講師，主要研究方向：交通運輸規(guī)劃與管理。