（交通信息工程及控制专业论文）路边停车设计与管理方法研究.pdf

摘要 路边停车是三种主要停车方式之一，因为其停放车辆的便捷性，在我国很多城市中占着 相当大的比例。建立路边停车设计和管理体系是提高路边停年场的利用率，协调路边停车和 动态交通的关键所在。而国内在这方面的研究比较少，尚缺少系统的、完整的理论。本文正 是在此背景下展丌研究的。 本文首先详细的总结了国内外路边停车设计和管理的研究状况，提出了研究发展方向和 动态。随后，对路边停放车辆的交通特性进行了分析，通过实地调查的数据和数理统计方法， 建立了路边停车到达、离开以及车辆停放时间的分布函数。接着系统的分析了路边停车对信 号控制交叉口的影响。建立了路边停车的影响下的通行能力模型、饱和度模型、延误模型和 排队长度模型，并且分析了路边停车对路段通行能力和延误的影响，建立了数学模型。这些 模型的建立，比较完整的分析了路边停车对交通流的干扰，并且为路边停乍设计和管理体系 的建立奠定了理论基础。 在路边停车交通空间设计方面，本文首次比较系统的建立了路边停车空问设计体系。把 路边停午设计分为总体规划阶段，战略设计阶段和详细设计阶段，并对各个阶段的具体设计 方法进行了分析。奉文引入圈层法分析了路边停车对路例的影响，这不仅对路边停车的设计 有重要的指导意义，还可以应用于公共停午场和配建停车场，协调静态交通和动态交通之问 的平衡。 最后针对路边停车管理方式中最重要的一项一一路边停车收费展开研究和讨论，分析了 咪表对路边停乍需求的影响，提出了几点个人见解。 关键词：路边停乍；交通流特性；交通设计；停车管理；咪表收费 a bs t r a c t c u r b s i d ep a r k i n gi so n eo ft h em a i np a r k i n gm o d e si no u rc i t i e s b e c a u s eo fi t sc o n v e n i e n c e ， c u r b s i d ep a r k i n gh a st h eh i g hp r o p o r t i o ni na l lp a r k i n gm o d e s i ti st h ek e yo fi m p r o v i n gt h e u t i l i z a t i o no fc u r b s i d ep a r k i n ga n dc o o r d i n a t i n gt h ec u r b s i d ep a r k i n ga n dd y n a m i ct r a f f i cb y e s t a b l i s h i n gt h es y s t e mo fc u r b s i d ep a r k i n gd e s i g na n dm a n a g e m e n t b u tt h e r ei sl i t t l er e s e a r c ho n t h i sa s p e c ti no u rc o u n t r y t h et h e s i si sb a s e do nt h i sb a c k g r o u n d a tf i r s t ，t h et h e s i sr e v i e w st h ep r e v i o u sa c h i e v e m e n t si nt h ef i e l do fc u r b s i d ep a r k i n ga n d t h e nt h ep r e s e n td e v e l o p m e n ti sb r o u g h tf o r w a r d b a s e do nt h ed a t ag a t h e r e df r o mv a r i o u s c u r b s i d ep a r k i n ga n dm a t h e m a t i c a ls t a t i s t i c sp r i n c i p l e ，t h ep r o b a b i l i t yf u n c t i o no fp a r k i n gd u r a t i o n ， t h ep r o b a b i l i t yo fl e a v i n ga n da r r i v i n gv e h i c l e sn u m b e r si nat i m ei n t e r v a la r ed e d u c e d t h e nt h e c u r b s i d ep a r k i n g si m p a c t0 1 1d y n a m i ct r a f f i ci ns i g n a l i z e di n t e r s e c t i o ni sd e e p l yd i s c u s s e d t r a f f i c m o d e l st h a ts p e c i f i c a l l yd e a lw i t hc a p a c i t y , a v e r a g ed e l a y , q u e u el e n g t ha r ed e v e l o p e d t h e c u r b s i d ep a r k i n g si m p a c to ns e g m e n tc a p a c i t ya n dd e l a yi sa l s od i s c u s s e di nt h i sc h a p t e r a j lo f t h em o d e l sb u i l ti nt h i sc h a p t e ra r et h eb a s i so ft h es y s t e mo fc u r b s i d ep a r k i n g i nt h ea s p e c to ft h es p a c ed e s i g n ，c u r b s i d ep a r k i n gd e s i g ni sd i v i d e di n t ot h r e ep h a s e s d e t a i l e dd e s i g nw a y si ne v e r yp h a s ea r ed e s c r i b e d t h ec i r c l ew a yi si n t r o d u c e dt oa n a l y z et h e c u r b s i d ep a r k i n g si m p a c to nr o a dn e t w o r k t h ec o n c l u s i o no ft h i sr e s e a r c hn o to n l yc a nb eu s e d t ot h eg u i d a n c et ot h ec u r b s i d ep a r k i n gd e s i g n ，b u ta l s oc a nb eu s e dt ot h ep a r k i n gl o t a tl a s t ，t h ef u n c t i o no fm e t e r sa st h em o s ti m p o r t a n tm e a n so fm a n a g e m e n ti s d e e p l y d i s c u s s e d s o m ep e r s o n a lv i e w sa r ea d v a n c e da b o u tm e t e r si m p a c to np a r k i n gd e m a n d k e yw o r d s ：c u r b s i d ep a r k i n g ；c h a r a c t e r i s t i c so ft r a f f i cf l o w ；t r a f f i cd e s i g n ；p a r k i n g m a n a g e m e n t ；m e t e r s 同济大学申请硕i ：学位论文 图目录 图2 1 近交叉口路边停车设置示例8 图3 1 柏苑路路边停车场停车时间分布曲线图2 2 图3 2 银通街路边停车场停车时间分布曲线图2 2 图3 3 体育路路边停车场停车时间分布曲线图2 2 图3 _ 4 东裕路路边停车场停车时间分布曲线图2 3 图4 1 路边停乍路段到交叉口距离示意图一2 6 图4 2 进口方向路边停车对饱和流量的影响示意图2 7 图4 3 流率示意图3 0 图4 4 车辆到达离丌图3 0 图4 5 车均延误示意图3 5 图4 6 中山三路银通街交叉口示意图3 5 图4 7 车均延误随距离的变化图3 7 图4 8 车辆到达离开示意图4 0 图5 1 路边停车交通设计流程图4 9 图5 2 车辆驶入轨迹图l 4 9 图5 3 车辆驶入轨迹图2 4 9 图5 4 港湾式路边停车设计尺寸图4 9 图5 5 沿人行道设置的港湾式路边停车示意图5 0 图5 - 6 在机动年道与非机动车道间设置的港湾式路边停车示意图5 0 图5 7 沿机非分隔带设置的港湾式路边停乍示意图5 0 图5 8 沿机非分隔带设置的港湾式路边停车示意图5 l 图5 - 9 占用外侧机动乍道或机非混行车道停乍示意图5 l 图5 1 0 三块板道路占用非机动乍道停车示意图一5 l 图5 1 l 占用人行道停车示意图一5 2 图5 1 2 路边停车基本车位排列及其车位数计算方法5 3 图5 1 3 ( a ) 行人过街横道离路边停车太近时产生不安全因素示意图5 5 图5 1 3 ( b ) 调整人行横道的结果示意图5 5 图5 1 4 单位车辆驶出时应确保的视距三角形5 5 图6 1 愉华街停车需求分布图6 2 图6 2 兴华街停车需求分布图6 2 图6 3 怡华街停车需求变化图6 3 图6 4 兴华街停车需求变化图6 3 路边停车设计与管理方法研究 表目录 表2 1 路边停车对市区道路容量的影响6 表3 1 安庆路分布拟合计算表一1 8 表3 - 2 检验分布表1 8 表3 3 各路边停车场到达分布函数表1 9 表3 4 各路边停车场驶离分布函数表2 0 表3 - 5 柏苑路数据整理表- 2 l 表3 - 6 各路边停车场累积频率汇总表2 l 表3 7 实际观测值和理论观测值比较一览表2 3 表3 8 各路边停车场停车时间分布函数表2 4 表3 - 9 各路边停车场停车时间分布百分比表2 5 表4 1 由于进口车道上停泊车辆，通过该进口的全部车辆的额外延误时间总和( m i n ) ：1 3 表4 - 2 中山三路一银通街车均延误计算值一览表( 交通模型计算结果) 3 6 表4 3 中山三路一银通街车均延误值一览表( 仿真结果) 3 6 表4 _ 4 美国、日本道路宽度修正系数3 8 表4 - 5 侧向净空对通行能力影响的修正系数3 9 表4 石路边停车驶入、驶离停车泊位所需时间一览表3 9 表5 - 1 交叉口服务水平4 7 表5 - 2 城市道路服务水平a 8 表5 3 各种设计方法一览表5 2 表5 4 路边停车驶入、驶离停车泊位所需时间一览表5 4 表6 1 停车价格对出行行为的影响5 9 表6 2 停车收费引起的车辆山行减少分析6 0 表6 - 3 雇员停车费的影响分析6 0 表6 4 停车费用对出行方式选择概率的影响6 0 表6 - 5 停车收费对出行行为的影响总结6 0 表6 - 5 停放指数比较表6 4 表6 7 弹性系数表6 4 表6 8 不同停车泊位时停车系统的各项指标6 6 声明尸明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取 得的成果，撰写成博士硕士学位论文：路垫壁奎退进皇笪堡友选硒 型。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献 的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未 加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名：琉麂 2 0 0 4 年3 月11 日 第一章概述 第一章概述 1 1 研究背景和问题的提出 与其他吸引了大量学者和交通工程师注意力的交通问题相比，路边停车在过去一直没有 被系统彻底的研究过。究其原因，主要是因为在过去，交通工程师们认为城市道路的主要功 能是增加道路通行能力和减少车辆延误。如果路边停车引起了通行能力的大量下降和延误的 增加，就应该将路边停车转入停车库或者停车场。但是现在交通工程师们已经意识到路边停 车的存在有时候又是必须的。如火车站附近，零售商店上下货物的地方。 不仅如此，随着社会经济的发展，路边停车已经慢慢溶入城市，成为城市一道独特的风 景线。从各国的路边停车管理经验来看，随着城市交通的发展，路边停车位在交通混乱时期 一般呈下降趋势；在动态交通治理较好以后，作为停车位重要补充的路边停车因其便利性会 呈增加的趋势。目前国际大都市普遍允许路边停车，有些城市路边停车的比重还相当大，如 欧洲的巴塞罗那、苏黎世、伦敦等1 8 个城市平均达到o 5 8 1 2 1 。 随着中国经济持续快速发展以及加入w t o 后私人购车高峰期的来到，停车将成为中国 交通首要要解决的问题。以深圳为例，从1 9 9 1 年1 2 月至1 9 9 7 年3 月的五年的时间里，深 圳市汽车数量由6 8 3 1 6 辆增至1 7 5 7 9 5 辆，平均年增长率为1 9 7 ，其中小汽车由3 9 8 8 9 辆增 至1 2 9 8 6 辆，年均增长率为2 5 2 1 。停车保有量的大量增长必将导致停车问题日益严重。 作为停车系统不可缺少的路边停车的位置也将上升至一个以前无法比拟的高度。 尽快完善停车设计规范，是适应城市停车发展的需要。近几年来国内开始着手停车场规 划与建设的研究，但是目前国内普遍感到缺乏有效的停车场规划方法，给从事停车场规划工 作的管理人员和管理部门带来困难，急需有关停车场的规划技术指导。目前我国很多大中 城市路边停车场的设定规范都是简单的套用欧美的一些设计标准，而中国和和这些国家的国 情存在着很大的差异，因而我国路边停车场设定的科学性还需要进一步的加强。 1 2 研究目的与意义 1 2 1 研究目的 本项目的研究目的是：根据我国城市道路交通的现实情况和发展趋势，探索路边停车的 运行特性、静态交通与动态交通的互相影响规律，以交通设计理论及交通管理理论为基础展 开研究，提出路边停车交通优化设计理论和应用技术，为城市交通管理决策提供理论支持与 实用规范的核心技术。 1 2 2 研究意义和实用价值 由于我国城市道路条件，机动车运行规律都与很多欧美国家存在差异。很多欧美国家的 第一章概述 交通设计、控制和管理理论与经验在我国都不能很好的发挥作用。路边停车作为交通体系的 一部分，它的重要性一直没有得到正确的认识，其自身的交通设计、对动态交通产生什么样 的影响、如何正确设置咪表等等，这些问题都无法明确的得出结论。因此，研究路边停车交 通流特性，建立路边停车交通设计、管理的理论与方法，是解决我国目前城市路边停车交通 问题的关键所在。 路边停车问题是一个复杂的问题，涉及交通流理论、设计、管理等多个方面，解决城市 路边停车问题也需要从多方面入手。从宏观规划上，应该合理规划路边停车泊位占停车总泊 位的比例，合理的选取路边停车的位置，尽量与路外停车场不重叠，不冲突，保证停车场的 充分利用；从微观设计上，应规范路边停车场的标志标线，保证路边停车的进出合理性和有 序性，减少路边停车对路段动态交通的干扰；在控制管理上，应采取收费杠杆，采用经济手 段来解决停车拥挤地区问题。然而在实践上。对于如何科学规划路边停车设计，如何减少路 边停车对动态交通的干扰，如何有效管理路边停车，提高其服务水平，目前尚未形成一套全 面、完善的理论对这些问题进行回答。本论文希望在这些方法有所突破，形成一套路边停车 交通设计和管理方面盼比较全面、完善的理论，与我国的城市交通发展相适应。 理论是为了解决实际问题。本论文拟在前人j i ：作的基础上，通过对城市停车系统的研究， 形成科学的路边停车设计理论与方法体系，为路边停车交通设计、管理和控制提供相应的理 论支持，为改善我国各城市普遍存在动态一静态的交通问题提供科学的依据，这是本论文的 最终目的和意义所在。 1 3 研究内容和方法 1 3 1 研究内容 本论文章节安排如下： 第一章概述 介绍了研究背景，分析了本文的研究目的和意义，并提出了本文的技术路线。 第二章路边停车研究现状和发展趋势 首先对国内外的路边停车交通研究现状给予比较全面的总结分析，找出研究存在不足的 地方，明确研究方向和研究重点。通过对我国路边停车现状、存在问题的分析，进一步显示 本论文的研究的紧迫性、重要性和应用价值。 第三章路边停车交通特性分析 根据对上海、中山、合肥的实地调查得剑的人量数据，分析了路边停车的运行特性。用 数理统计方法拟合了路边停车到达分布、驶离分布和停车时间概率分布表达式。这些特性的 准确描述是以下章节深入研究的前提条件。 第四章路边停车对动态交通的影响分析 通过建立数学模型，分析了路边停车对信号控制交义口四个基本参数的影响，包括通行 能力、排队长度、车均延误和饱和度：接着分析了路边停车对路段通行能力的影响，并且建 2 第一章概述 立了由于路边停车的到达驶离造成路段交通流的延误的模型。 第五章路边停车空间设计方法 建立了路边停车交通空间设计体系，将路边停车设计分为总体规划阶段、战略规划阶段 和详细设计阶段。对各种路边停车设计方法进行了比较。并且运用圈层法初步分析了路边停 车对路网的影响。 第六章路边停车管理方法 本章以中山为实例，初步研究了设置咪表收费对路边停车需求的影响。并且引入排队论 分析研究路边停车场的运营情况，对路边停车收费问题提出了自己的几点思考。 第七章结论 总结论文的成果和创新点，对有待进一步研究的问题点进行简要分析并提出展望。 综上所述，本论文的主要研究内容是： 拟合路边停车到达分布，驶离分布和停车时间分布； 建立路边停车影响下的交叉口通行能力、排队长度、车均延误和饱和度计算模型； 冷 建立路边停车影响下的路段通行能力模型和延误模型； 提出规范的路边停车交通设计方法： 令 初步研究路边停车对路网的影响； 初步分析咪表对路边停车需求的影响。 1 3 2 研究方法 本课题主要采用的研究方法为： 夺 交通现场调查与录象采集数据相结合： 令 数学和运筹学方法根据大量的数据，本课题将结合各种数学、运筹学工具， 得出理论模型。 实验交通学及仿真方法通过仿真的方法，模拟路边停车对机动车的影响，并 对仿真的可靠性做了评价： 1 3 3 技术路线 以路边停车设计为重点，以路边停车和动态交通的相互关系为主线，注重分析停车管理 的协调作用。力求用综合的观点、系统的分析、科学的推导，实现研究目标。具体技术路线 为： 1 对国内外的路边停车场的设计及管理理论进行分析，指出其优缺点，为进一步研究指 明方向； 2 对路边停车的运行特性做了详细的考察和观测，建立了相应的模型，标定模型参数； 3 采用仿真模型和数学模型相结合的方法，对路边停车和动态交通的相互影响做了详细 的分析，建立了路边停车影响下通行能力模型，排队长度模型等模型： 4 提出路边停车设计的技术标准； 5 总结国内外城市路边停车管理的经验，提出了设置咪表的准则。 3 第一章概述 1 4 本章结语 本章阐述了论文论题的来源、背景，论文研究的目的及意义。 然后，对论文的整体架构及内容给予描述，对论文的关键技术提出了清晰的研究思路和 技术路线。 本章参考文献 【l 】k u o y a n gc h a n g as i m u l a t i o nm o d e lf o ra n a l y s i n ga i r p o r tt e r m i n a lr o a d w a yt r a f f i ca n dc u r b s i d e p a r k i n g 【2 1 清华大学杭州市交通管理规划2 0 0 1 【3 1 薛博深圳市停车若干问题研究深圳市城市交通发展理论与实践亚太新闻出版社 【4 】何政军停车需求、供应及分布理论研究同济大学硕士论文1 9 9 4 4 第二章路边停车研究综述 2 。1 背景 第二章路边停车研究现状和发展趋势 停车与行为虽然是互为依存，但无论在研究时间，还是在理论体系上，前者都逊于后者。 4 0 年代，美国揭开了停车研究的序幕，接着西欧、苏联和日本等国也开展了研究，得出了 一些停车理论和解决问题的方法。日本1 9 6 0 年颁布的停车法，确定了停车场建设的法律 依据，同时其道路交通法、城市规划法等也对停车作了一系列的规定，从建设、管理 到运行系统化。我国在停车问题上的研究只是近二十年的事情。八十年代初引起人们重视， 八五年北京、上海、天津、广州、西安等十几个城市对城市公共建筑吸引的停车量进行调查， 期望在调查资料的基础上得出城市大型公共建筑配建停车泊位规范。七五计划期间，武汉城 建学院在对我国大城市的商业区停车调查的基础上，对城市停车场分类，规划布局理论和停 车场( 库) 配建标准进行了研究1 。 纵观国内外的停车研究，可以看到国外的研究系统性比较强，早期主要集中研究停车建 设标准，法规等，而从近年的论文来看，多半是集中在停车行为研究和停车诱导系统( p a r k i n g g u i d a n c es y s t e m ) 这两个方面。国内的停车研究起步较晚，但是也取得了自己的一些成果。 其中代表性的有：北京工业大学关于大城市停车管理模式的研究“1 ；西安建筑科技大学关 于居住小区内部停车问题的研究”1 ；同济大学道路与交通工程研究所的关于停车规划、。政 策和确定宾馆停车泊位数的一些研究成果“h ”。 2 2 国内研究现状 国内路边停车的研究主要集中在路边停车对动态交通的影响“m 1 ，路边停车交通设 计8 1 和停车收费这三个方面n o 1 脚。 2 2 1 路边停车对动态交通的影响研究回顾 邹贞元在城市静态交通管理理论与应用中提到路边停车最大的缺点就在于对动态交 通的影响，减少道路容量导致交通拥挤。路边停车占用道路面积，减少道路有效宽度，降低 道路使用功能。一般来讲，允许路边停车，道路容量将减少2 0 - 一2 5 ，路宽越小容量减少 的比例越大。详见表2 1 。 5 第一二章路边停车研究综述 表2 1 路边停车对市区道路容量的影响 道路宽度 单行道( - t - 次h )双行道( 车次h ) 禁止路边两侧路边 容量减少 减少百分禁止路边 两侧路边 容量减少减少西分 ( m ) 停车停车值比( )停车停车量比 l l6 6 8 0 4 2 2 02 4 6 03 6 8 35 6 0 03 6 8 01 9 2 03 4 2 9 1 27 7 4 05 2 4 02 5 0 03 2 3 06 4 6 04 3 8 02 0 8 03 2 2 0 1 48 8 0 0 6 3 8 02 4 2 02 7 5 07 3 2 05 0 8 0 2 2 4 03 0 6 0 1 59 9 0 07 4 8 02 4 2 02 4 4 48 2 2 05 8 6 02 3 6 02 8 7 l 1 71 1 0 0 08 6 5 0 2 3 5 0 2 1 3 69 1 0 06 6 4 02 4 6 02 7 0 3 1 81 2 1 2 09 7 8 32 3 3 71 9 2 89 9 6 07 3 6 02 6 0 02 6 1 0 广州市停车管理研究课题组开展了一次路边停车实验。他们认为路边停车总的看来对于 道路的运行效率和安全性都有很强的负面影响，这种负面影响主要是通过“摩擦”效应来实 现的。“摩擦”效应体现在从停放车辆经过的行驶车辆必须密切注意该车辆是否要打开车门， 是否有后退或离开的行为倾向，是否有车主或旅客下车。该项研究在1 5 0 米长的实验路段仅 放置一台车，结果表明外车道的通行率( 车次p a ) 由2 2 5 减少到1 8 0 ，迫使内车道山2 4 0 增 加到2 8 5 。对车速的影响体现在：外车道山9 0 6 m s 下降到5 6 1 m s ，下降了3 8 j ，车道服务 水平山a 级下降到b 级。但是该试验是在不考虑交叉口的情况下进行的。 同济大学岗商吾教授课题组在1 9 9 7 年5 月对上海市黄浦区南京两路上有无路边停车的 路段进行了埘比调查，调畲结果表明有路边停年路段的平均行程年速比无路边停车路段下降 了2 6 ，通行能力下降了2 7 ，服务水平在e 级和d 级之问波动，牟辆运行常处于堵塞状 态。 这些研究针埘的是路段上路边停车对交通流的影响，但是这些研究都三 进行了一些数据 的统计，没有形成系统的理论成果，对于路边停乍交通设汁与管理的指导意义刁i 是很强，研 究成果的适用性也不是很广泛。 东南大学梁军、李旭宏等于2 0 0 3 年对路边停车对路段交通流的影响进行了详细的研究， 建立了计算路边停乍造成路段交通流延误的2 种模型。 第一种模型认为，当前后车辆的到达相互独立时，假设交通流服从泊松分布，将问题简 化为条服从泊松分布的交通流，受到一次时间为t 秒的阻断，交通流受到多大的延误。最 后计算出在出时问内车流发生总延误为： d = l s = 三；2 = 五2 a t 2 2 = , i xa t 2 其中五为到达率，缸为时间区问的长度。对于双向两- 乍道道路的某一方向，当路段交 通流服从泊松分布时，如果l 小时内发生甩，次停车到达，力2 次停车出发，一次停车到达中 断交通流出秒，一次停乍出发中断交通流f ，秒，则对于路段交通流的一个方向，i 小时 内车流发生的总延误为： d = ，l i z a t ；+ 厅2 五a t ； 6 第二章路边停车研究综述 为 在实际情况下，受阻车辆发生停车一启动过程，产生停车一启动延误，因此停乍总延误 d = 刀tx 名f ? + 2 xa t lx d + 以2x 彳f ；+ 元x f 2xd = 2 x ( n i f ? + ，z 2 f ；) + 见d ( f l + & 2 ) 其中，名为到达率；为停车到达次数；挖2 为停车出发次数；& l 为一次停车到达中断交 通流的时间；出2 为一次停车到达中断交通流的时问；d 为停车及起动延误。 第二种模型认为，当交通流中前车与后车的到达相互不独立时，采用流体力学的理论来 描述车流的特征。一条车道，其交通量为q 。，密度为毛，速度为，在x 点发生一次停车 出入。停车出入过程中，车辆发生集结，产生个交通流集结的波w l ，波速为“。i ，此时交 通流密度为k 2 ，交通量为q 2 ( q 2 = o ) 。停车出入共耗时t 秒，停车出入过程完成后，车辆开 始消散，产生一个交通流疏散的波，其波速为“。2 ，此时，交通流密度为也，交通晕为q 3 。 求停车出入全过程对交通流造成的总延误。 总延误为：d = ( 忌i t 2 “i ) 2 【l + 兰丛+ ( 兰丛) 2 _ 一】 “w 2 甜w 2 兰生一l - “w 2 该研究建立了路段上路边停牟的进出埘交通流延误的影响的模型，具有定的实际意 义。但是在第一个模型中假定路边停车的到达服从泊松分布，这一点没有经过实际情况的证 明。并且该方法直接套用排队论的计算公式计算延误值，这一点显然是不合理的。冈为受阻 车辆放行之后的行驶过程并不是像排队论所描述的服从某种分布。 2 1 2 路边停车设计研究回顾 国内对路边停牟的交通设计研究不多，并且很少上升到理论的层次。同济大学杨晓光教 授对其进行了一定的研究，并提出了自己的一些设计方法8 。 城市道路交通设计指南中指出，路边停车设计应依据道路网布局和交通组织要求进 行，同时考虑交通流量、车道数、道路宽度、路口特性、公共设施及两侧士地使用状况等因 素。原则上，凡存在停车会影响交通安全与通畅的地点，均应禁止路边存车。某地点能否允 许路边存车，取决于该处的道路条件及行车与存车需求的相对重要性，具体来说有如下几点 原则： 交通性干道、需要榷宽都用于通车的道路上，应禁i ：路边存车。 住宅区、事务办公中心、商业区等，需要大量存乍地区，尽可能提供路边存午空问。 在市中心区，除尽可能在路边划出允许存- 乍的地点外，尚必须在存牟时问上加以严 格限制，。以提高这些存乍地点的存乍周转率。 当两交叉口距离较近情况下，设置路边停车车位要保证不影响交叉口排队。如图 7 第- 二章路边停乍研究综述 2 1 所示，图中各参数含义如下： d 一交叉口间距离； l l 前方交叉口进口道最大排队长度加l5 2 0 m ； l 2 上游交叉口对向进口道最大排队长度加1 5 2 0 m ； d 允许设置路边停车区段长度。 显然，d = d l i l 2 。 般，如果d 2 0 m ，则不宜设置路边停车车位。 图2 - 1近交叉口闯路边停车设置示饲 该研究对路边停车设计进行了阐述，但是基本上没有定量的说明该如何设置路边停车， 因而对路边停车设计实施的意义不是很大。 2 1 3 路边停车收费研究回顾 日i j 仃国内对路边停车定价研究方面，相关文献有晏克菲( 1 9 9 1 ) 纠1 等人完成的“上海 市中心区机动车停牟管理与对策研究报告”及哈尔滨t 业大学的安石、三f 健等人发表的关于 政府管理及企业管理下的路边停车定价的两篇文章o 1 。以及同济大学汤小鸿硕士论文城 市中心区停乍收费定价研究“。 其中，城市中心区停车收费定价研究对大城市c b d 路边停车定价方法进行了研究， 建立了路边停车定价的收费模型。模型的建立运用微观经济学理论，以实现社会效益的最大 化为目标。模攫考虑了路内、路外停车价格差异所引起的停车需求的相互转化，并在分析停 车行为选择基础上，以社会效益的最大化为目标建立路边停车定价模趔。该模型具有一定的 现实意义。它提出了政府进行路边停车收费的目标应该是实现社会福利的最大化，讨论了不 同的供需情况下最优的路边停车管理对策并推导路边停车收费与否的边界条件；当路边停车 供不应求且停车者支付愿意大于路外停年供给的单位成本时，应该发展路外停乍设施：假定 路外停车市场是完全竞争时，本模型以社会效益最大化为目标进行分析得到城市中心区路边 停车收费定价的结果是：使路边停车价格应等于对应的路外停车设施收费价格。 8 第二章路边停车研究综述 2 3 国外研究现状 2 3 1 概述 美国、西欧、口本等国从6 0 年代起就开始将路边停车作为一个系统来研究，建立了很 多数学模型和仿真模型研究和模仿路边停车系统。“ 叭1 。6 1 7 0 年代，t i l l e s 和f a a 把排队论引入路边停车系统。排队论，也称随机服务系统理论， 是研究服务系统因需求拥挤而产生等待现象，以及合理协调需求与服务关系的一种数学理 论。排队系统通常山三个部分组成：输入过程，指要求服务的“顾客”到达排队系统内的时 间闯隔服从怎样的一种概率分布；排队规则，指到达的顾客按怎样的次序接受服务；服务方 式，指有多少服务台能同时接纳顾客及顾客被服务的时问服从什么形式的概率分布。在路边 停车系统中，把车辆停放在停车场看作是车辆在接受服务，每个停车车位是一个服务台，车 辆的停放时间看成是服务时间，并且当停车场停满汽车时，后来的汽车会在路上排队等候。 当年辆进入系统需要接收服务时，如果刚好有个空的停车位，则车辆会马上占据这个空位， 服务完毕，车辆离开，空位被释放出来，在排队的第一辆车( 最早到达的车) 会立刻占据这 个空位，整个系统的运行就是重复以上所述的过程。但是排队论在路边停| 牟系统中的应用也 有很大的局限性。例如：交通现象是一个连续的过程，乍辆每时每刻都在改变自己的运行状 态，很难用常规的排队论来解释服务台( 停车位) 和队列( 道路上车辆) 的关系。由于排队 模秘的一些缺陷，专家们开始尝试在仿真模攫基础上建立排队模燃来模拟路边停年。下文将 介绍几种仿真模型。 1 9 6 9 年，w e b s t e r 在他的博士论文中第一次建立了路边停乍的仿真模型。他的仿真模型 是以一条双向四车道，6 6 0 英尺长，含有2 0 个路边停牟位的城市道路为基础的。研究的重 点主要放在进出停车场的车辆对路段交通流的“摩擦”影响。模荆中，一个方向的两条车道 一条用来停车，另一条行驶乍辆。模型假设需要停放的乍辆会选择离它最近的空余牟位停放。 但是这个模型最大的缺点就是最后没有标定( 至少在论文中没有提到) ，并且假设在停放车 辆停靠离开的整个时间段内，直行车流会被阻截在路上而不会选择对向道路行驶，以避开阻 塞。这一点与实际情况是很不相符的。 s a l t z m a n 在1 9 9 4 年建立了包含一个街区的路边停乍模型，随后在1 9 9 7 年，将它改进为 包含四个街区的路边停车模型。这个模型主要收集了以下六个方面的信息：1 驾驶员能够找到 空余停车位的概率2 驾驶员找到空余停车位所花的时问：3 停车位平均周转率；4 在设有 咪表的停乍处停车，却拒绝交钱的驾驶员占总体驾驶员的百分比：5 由于超过应有停放时 问而被罚款的车辆的总数；6 一天中的停车总费用。建立这个模型主要是用来评价路边停 车的以下几个方面：1 采取怎样的措施能够使驾驶员更加快速的找到路边停车位；2 新的 咪表技术是如何影响驾驶员的停车行为的。s a l t z m a n 的模型主要是从宏观上来分析停车者的 心理冈素和行为特征。 以上主要介绍了各种数学理论和模型在路边停车系统中的应用。每种理论和模型都有自 己的侧重点，去解决路边停车不同方面的问题。下面章节将重点介绍研究成果。 9 第、二章路边停车研究综述 2 3 2 国外研究成果回顾h 7 川， 2 3 2 1 路边停车对动态交通的影响研究回顾 韦伯斯特等学者对路边停车造成的信号控制交叉口车辆延误进行了详细的研究。当交叉 口进口道通道被临时停泊的车辆局部阻塞时，进口通道的饱和流量将明显下降，其后果是导 致进口通道饱和度的突然增大。同样道理，一旦临时停泊的车辆离开，饱和度又会发生一次 突变，又恢复到正常的数值。假设交叉口行车条件是稳定不变的，即乍流的通过流景围绕一 同定的平均值随机波动，韦伯斯特等学者对于饱和度发生上述这种突变时车流受阻情况做过 模拟试验，以寻求饱和度突变导致车流排队长度和延误时间的变化规律。得出结果，当饱和 度在0 9 以下变动，即使初始排队长度小至0 ，排队长度的变化经过很少的几个周期之后便 重新稳定在一个同定的数值上，即重新达到一个新的平衡状态。然而，当饱和度变动范嗣超 过0 9 ，排队长度的变化就大不相同了一。在0 9 l 时，重新达到平衡就需要更长的时间了。当x l ，l 时，排队长度随时问的增长几乎成直线上升。 只要饱和度的最终变化值不超过0 9 ，那么在饱和度的突变发生后，排队长度立即达到 个新的稳定水平。这里所谓的“立即：显然是近似而言，不过对于交叉口的实际设计：f 作 来说，这种近似的结论是可以被接受的。既然如此，由于饱和度突变所导致乍辆的额外延误， 便可山f 韦伯斯特的延误时问计算公式推出： l k d ：c h ( 1 - 2 ) 2 ( x - x ) t + ( x - x ) ( x + x - x x ) t ( 2 1 ) 2 ( 1 一厶) ( 1 一z x )2 0 一工) ( 1 一x ) 、 式中：d 一一由于进口乍道被临时停泊的车辆阻塞t 秒，致使通过该进口的全部午 辆增加的额外延误总和( s ) ； x 一进口乍道上停泊乍辆后。该进口的饱和度； x 一一进口车道上停泊车辆之前，该进口的饱和度； a = 鱼= u ，该进口的绿信比； c g 一该进口车辆平均到达率。如c 以s 记，则q 以v e h s 为单位。 同样，当x i 1 时，可近似认为排队长度随时间增长而呈直线增长。据此，通过该进 口全部车辆增加的额外延误时间总和可近似地表示为： a d ：q ( x - 1 ) f ( x - 一x ) t z ( 2 2 ) 2 x 2 ( 1 一工) 、 根据式2 1 和2 2 计算所得出一些数据。在进口乍道上，靠近停车线附近停放- 午辆引起 乍辆的额外延误是相当可观的。例如：一条宽6 m 左右的进e l 车道上停放一辆车，其位置距 1 0 第一二章路边停车研究综述 停车线2 3 m 。进1 ：3 车道上的交通量为1 , 2 0 0 p c u h 时，车辆的额外延误总和可达1 , 0 0 0 m i n 。由 此可见，在进口通道上，尤其是靠近停车线的地方应当是竭力禁j e 的。 此外韦伯斯特就如何估算停泊车辆对其它车辆造成的额外延误所持续的时问进行了研 究。也就是停泊车辆的停泊时间加上额外排队长度之内的车辆疏散所需时间。当x i 时， 停泊车辆的有效影响持续时间为t ： ，( g a s ) r 工一一 a s q 式中：s 一有停泊车辆存在时的进口车道饱和流景； s 一无停泊车辆时的进口车道饱和流量。 上面两个公式所给的计算结果，均为全部车辆额外延误时间总和。在进口道上，受停泊 车辆阻滞影响最严重的车辆，即为停泊车辆开始起动并准备离去的那一瞬间到达停车线的那 辆车( 这里，仍然采用前面曾用过的假定，即车辆到达停车线才加入排队) 。这辆车的额外 延误时问最长，其额外延误时间可按下式计算( x 1 时) ： 1 d 。= x ( 1 一专) 丁 a 式中各项符号的含义同前，不再赘述。 以上考虑的是路边停车的进出对动态交通的影响，另外，韦伯斯特对路边停车的静态停 放对有效宽度的损失也进行了详细的研究。如果在靠近信号交叉口的路段，路边停车将会大 大降低停车线附近的有效宽度，路宽损失为 l w = ( 0 ) 式中l w 路宽损失 z _ 从交叉口停车线到路边最近停车的距离 k 绿灯信号时问( s ) 韦伯斯特对于路边停车造成的延误损失做了相当多的实验，并且形成了理论体系，这是 值得我们借鉴的。在第四章路边停车对动态交通的影响分析中，都会以韦伯斯特的研究为基 础深入下去。 2 3 2 2 路边停车设计 英国在确定路边停车的情况时，有过这样几个准则：1 0 米宽街道，双向车流不超过4 0 0 辆d , 时可以停车；单行线街道，若车流少于6 0 0 辆d , 时，且相邻步道上人流不拥挤、过街者 不多时，允许单向停车：在一天内流量变化的街道上，当流量低于某一水平时，并不妨碍交 叉路口，不引起不适当的延误。可根据具体情况确定停车点。 美国在这方面也有自己的规定。“统一车辆法典”和“加利福尼亚车辆法典”，均禁i 卜在 下列地方停车或停放车辆，除非依照交通法令或为了避免与之冲突的车辆。这些地方包括： 人行道上；在双侧停车的道路上，两排停放车辆之间的车行道；在有下列情形之一的外缘车 道上；在交叉口范围之类；在道路进出口前面；在人行过街道范f 嘲内；消火栓前后各4 5 m 1 l 第二章路边停车研究综述 范嗣内；在行人安全岛与相邻道牙之间；在立有标志或路缘画线禁止停车的地方；在桥梁或 隧道处。“统一车