（交通运输规划与管理专业论文）城市路外停车设施出入口设置研究.pdf

摘要 改革开放以来，特别是近1 0 年来。我国国民经济的飞速发展加剧了城市化、工业化进程，出行 需求的增加和生活水平的提高推动了小汽车进入家庭的步伐。居民出行方式的机动化趋势日益显著， 道路通行能力相对道路交通量已显得不足；而另一方面，尽管中国城市的停车设施有了较快的发展， 但与呈几何级数不断增长的停车需求相比，存在着明显的供应缺口，特别是路外停车场的出入口设 置不合理已经开始严重影响道路交通并趋于严重，同时路外停车场出入口设置不合理也严重影响到 停车设施的可达性 路外停车对道路交通的影响是不可避免的，主要体现在路外停车设施出入口的设置上，如何科 学、合理地设置路外停车设施出入口，寻求设置路外停车设施出入口的定量条件，可以使得动态交 通与静态交通整体效益达到最大化本论文将依托本论文将依托教育部新世纪优秀人才支持计划 ( n c e t - 0 7 - 0 1 7 6 ) 开展研究工作。 论文通过全面概述国内外路外停车研究、实践的历史和最新动态，归纳了国内外研究存在的不 足，提出了路外停车设施对交通流运行影响和延误、路外停车设施出入口设计方法几个方面进行深 入研究的方法，在以安全为前提的条件下使得设置路外停车出入口对动态交通和静态交通的综合影 响最小 通过现场观测记录方法对路外停车调查分析的基础上，分析了路段的交通特性和出入口驶入驶 出车辆的交通特性在调查的基础上考虑了三幅路和四幅路设置了路外停车出入口前后，不同流量 条件情况下的影响参数，并做微观定量分析，从路段车流运行速度等方面进行建模分析。对设置路 外停车设施出入口后的影响因素，在对路外停车设施出入口设置形式和停放车辆的驶入驶出频率进 行了细致的分析的基础上，引入延误作为反映设置路外停车设施出入口对动态交通流影响的依据。 在路外停车设施出入口的设置研究中，对路外停车设施出入口规划的各个因素进行了详细的分 析，分别包括出入口长度、数量、转角净空、位置及间距等方面。 最后，进行成果总结并展望了未来的研究方向。 关键词：路外停车；出入口；停车特征；延误；设置标准 a b s t r a c t n 培r a p i dd e v e l o p m e n to ft h ec o u n t r ye c o n o m ya c c e l e r a t e s t h ec o m o fu r b a n i z a t i o na n d i n d u s t r i a l i z a t i o ns i n c ei m p l e m e n t i n gt h ep o l i c eo fo p e na n dr e f o r m , e s p e c i a l l yi nt h ep a s t1 0y e a r s 1 1 i n c r e a s eo f w a f f i cd e m a n da n dt h ei m p r o v e m e n to f l i v i n gl e v e lp r o m o t et h es t e po f p e o p l eb u y i n gc a r s 1 1 幢 t r e n do f u s i n gp e r s o n a lo a r si sb e c o m i n gm o r ce v i d e n ta n dt h er o a dc a p a c i t y 锄tm e e tt h ed e m a n do f r o a d t r a f 6 c o nt h eo t h e rh a n d , a m 尬u g ht h ep a r k i n gf a c i l i t i e si nc h i n ac i t i e sh a v ed e v e l o p e dr a p i d l y , t h e r ei s 姐 e v i d e n tg a pb e t w e e nt h ed e m a n da n dt h es u p p l y ，e s p e c i a l l yo p t i o n a ls e t t i n gc u r bp a r k i n ga n de n t r a n c ea n d e x i tt ot h eo f f - s t r e e tp a r k i n gh a v ea f f e c t e dt h er o a dt r a f f i cs e r i o u s l y , i na d d i t i o n , t h ei n a d e q u a t es e t t i n go f e n t r a n c ea n de x i tt ot h eo f f - s t r e e tp a r k i n gh a v ea l s oa f f e c t e dt h ea c c e s s i b i l i t yt op a r k i n g 缸i n t y , w h i c hh a s m a d et h es t a t i c 仃a f 右cp r o b l e mi nm a n yc i t i e sb e c o m em o r ea n dm o r eo u t s t a n d i n g t h ei n f l u e n c eo f o f f o s t r e e tp a r k i n go l lr o a dt r a 佑ci si n e v i t a b l e ，w h i c hi sr e p r e s e n t e db yt h es e r i n go f e n t r a n c ea n de x i tt ot h eo f f - s t r e e tp a r k i n g , h o wt op l a nt h ee n t r a n o ea n de x i tt ot h eo f f a t r e e tp a r k i n g s c i e n t i f i c a l l y , s e tt h ee n t r a l l c ea n d e x i tr e a s o n a b l y , a n ds e e kt h er a t i o nc r i t e r i o nt os e te n t r a n c ea n de x i t , c a n m a x i m i z et h ed y n a m i ca n ds t a t i ct r a f f i cb e n e f i t s t h er e s e a r c hw o r ko f t h i sp a p e rw i l lr e l a yo nt h em i n i s t r y o f e d u c a t i o n s n e wc e n t m yt a l e n t ss u p p o r tp l a n ( n c e t - 0 7 - 0 1 7 6 ) t h i sp a p e rs u m m a r i z e st h eh i s t o r ya n dt h et r e n do f o f f - s t r e e tp a r k i n gt h e o r yb o t hi nh o m ea n da b r o a d t ob r i e f l yc o n c l u d et h es h o r t a g e t h em e t h o do f a n a l y z i n gt h ei m p a c ta n dd e l a yt ot r a f f i cf l o wr e s u l t e df r o m o f f s t r e e tp a r k i n g , a n dt h ed e s i g no fe n t r a n c ea n de x i t t h r o u g ht h ea n a l y s e s ，t h ew h o l ei m p a c to fs e t t i n g e l l t r a n c ea n de x i tt ot h eo f f - s t r e e tp a r k i n ga r em i n i m i z e d w i t ht h eo b s e r v a t i o no l lt h es p o tm e a n so fo f f - s t r e e tp a r k i n g ，t h et r a f f i cc h a r a c t e r i s t i c so ft h em a i n r o a da n de n t r a n c ea n de x i ta r ea n a l y z e d w i t l it h ea n a l y s i so fs t i l d yo b j e c t s r e s e a r c hc o n t e n t se f f e c tf a c t o r sa n dv a r i a b l e ss e l e c t i o n , t h et i t l e f l o wm o d e l sb e f o r eo ra f t e rs e t t i n ge n h a n c ea n de x i tt ot h eo f f s t r e e tp a r k i n ga r ee s t a b l i s h e d w i t h c o n s i d e r i n gt h ed i f f e m n tr o a dt r a n s e c t sa n df l o wc o n d i t i o n s t h ev e l o c i t ym o d e l so fr o a dn 锄cf l o wa l e a n a l y z e df r o mm i c r o - v i e wa s p e c t s t h es e t t i n gf o r mo f e n t r a n c ea n de x i tt ot h eo f f - s t r e e tp a r k i n ga n d a r r i v e 1 e a v of r e q u e n c ya r ea n a l y z e di nd e t a i lt oc l u s t e rt h e s ef a c t o r si n t os 肼i o b s t a c l er a t ea n dt i m eo b s t a c l e r a t e d e l a yi si n t r o d u c e dt or e f l e c tt h ec r i t e r i o no f s e r i n ge n w a n c ea n de x i t i nt h es t u d yo ft h ee n t r a n c ea n de x i tt oo f f s t r e e tp a r k i n gd e s i g n , s e v e r a lf a c t o r sc o n s i d e r e di nt h e p l a n n i n ga n dd e s i g no fe n t r a n c ea n de x i tt oo f f s t r e e tp a r k i i l g 他a n a l y z e di nd e t a i l a n dt h ef a c t o r sa r e t h el e n g t h , t h en u m b e r , c l e a r a n c e ，l o c a t i o n ，d i s t a n c ea n ds oo n i l lt h ee n do f t h i sp a p e r , t h ec o n c l u s i o n sa r cs u m m a r i z e da n df u t u r er e s e a r c hi s s u e sa r ep r o s p e c t e d k e yw o r d s ：o f f - s t r e e tp a r k i n g ；e n t r a n c ea n de x i t ；p a r k i n gc h a r a c t e r i s t i c s ；t r a f f i cf l o wd e l a y ；s e t t i n g s t a n d a r d 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示了谢意。 研究生签名： 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研 究生院办理。 研究生签名：、丝毖 导师签名：e t 期：丝1 第一章绪论 1 1 研究的背景及意义 第一章绪论 改革开放以来。特别是近1 0 年来，我国国民经济的飞速发展加剧了城市化、工业化进程，出行 需求的增加和生活水平的提高推动了小汽车进入家庭的步伐，居民出行方式的机动化趋势日益显著， 道路通行能力相对道路交通量已显得不足；而另一方面，尽管中国城市的停车设施有了较快的发展， 但与呈几何级数不断增长的停车需求相比，存在着明显的供应缺口，特别是随意的路外停车场的出 入口设置不合理已经开始严重影响道路交通并趋于严重，同时路外停车场出入口设置不合理也严重 影响到停车设施的可达性。 路外停车是城市整个停车设施的重要组成部分，是指利用行车道以外城市用地开辟的停车设施， 其表现形式可以分为狭义( 仅供车辆停放使用，如平面、立体、地下停车场等) 和广义( 兼具车辆 停放和出行端点功能，如建筑物配建停车设施) 两个方面这类停车场地由停车泊位、停车出入口 通道以及其他附属设施( 如排水、防火栓、修理站，电话通讯、绿化、生活设施) 组肼”。 出入口作为停车建筑内部和外部循环起来的关键，也是静态交通与动态交通相互转换的过渡阶 段。通过这些出入口，停放车辆在城市道路和停车场内部之间通行出入口的设置合理与否，一方 面直接关系到汽车的可达性( 汽车出入停车场的难易程度) ，如果路外停车设施布局不合理、出入 口交通不方便、出入口道长度过短以及出入口数量偏少，都会造成停车不便。妨碍了停车场的正常 使用，降低汽车的可达性。汽车可达性低，停车设施就不可能获得较高的利用率和经济效果。从这 方面讲停车场外部的道路交通条件的改善是提高停车场利用率的关键，应尽可能地将容量较大的停 车场( 点) 布置在交通干道附近 另一方面，出入口作为动、静态交通之间转换的媒介，它的设置关系到出入车辆对动态交通流 的影响。在一些大型建筑的配建停车场，其出入口经常设置在等级较高的道路上，出入停车场的车 辆严重影响了主路行车条件，不仅降低了主路的通行能力，而且成为主路的事故隐患。另外，许多 停车场出入口设置在道路的出入口处，大大降低了交叉口的通行能力，增加了交叉口的冲突点，使 交叉口事故频发，环境污染严重从这方面讲，路外停车场出入口应该设置在交通流量不太大的支 路上。 综合两方面考虑，路外停车场的设置对城市动态交通的直接影响主要在于车辆进入停车场地的 便利性和停车场出入口的设置对相关路段上交通流的影响程度。不同的停车场规模，不同的车辆驶 入( 驶出) 率、不同周边道路交通流条件的出入口组织设计都会有所不同良好的交通组织不仅可 以为出入停车场的车辆提供高效服务，增加停车场的可达性，同时也可以最大程度地减少由于出入 口的设置而产生的对相关道路的交通干扰，提高通行能力。本论文在现有道路设置与路外停车场选 址确定的情况下，以路外停车设施出入口和接入路段交通流的总延误最小为目标，分析路外停车设 施出入口对接入主路的动态交通影响。考虑路外停车设施出入口与相邻接入道路在数量、位置、间 距等方面的不同组合条件，结合交通流特性，研究建立主路及出入口车辆延误及排队模型，最后提 出城市路外停车设施出入口的设置方法。本论文将依托教育部新世纪优秀人才支持计划 l 东南大学硕士学位论文 0 s l c e t - 0 7 - 0 1 7 6 ) 开展研究工作 1 2 国内外研究和应用概况 1 2 1 国外研究概况 “停”与“行”虽然是互为依存，但是无论在研究时间，还是在理论体系上，前者都逊于后者 国外对停车问题的研究始于2 0 世纪4 0 年代的美国，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。 在路外停车场方面，作为停车规划理论重要内容的建筑物配建停车指标的研究，美国交通工程 师协会( i t e ) 就定期更新发表停车产生率( p a r k i n gg 胁m t i ) 口】报告，在其1 9 8 7 年的第二版中，共收集 了1 4 5 0 种各种类型用地样本的独立停车调查数据，包括“种用地对每类用地都给出了停车需求的 范围、回归公式和曲线图，非常的详尽和细致。 在停车布局规划研究方面，a n o n 嗡城市停车设施的选址和设计的原则进行了探讨。研究内容 细致到如何设计残疾人的停车位及出入口道；j a v i d l 4 通过预测的乘客数、职工数、以及高峰小时的 客流量等因素来进行盐湖城国际机场的停车设施泊位规模的规划，其研究成果对城市交通换乘枢纽 的停车规划颇具借鉴价值；美国的j o s e p h c o p p e n l a n d e r t s j 提出了单目标选址模型，以停车便利性为 唯一目标。 在停车场设计方面，1 9 9 1 年4 月刊的专业停车杂志上刊登过一篇停车设施设计指南州， 它也成为一份便利的停车业信息资讯。几经修改，有了现在最新的( 2 0 0 4 年版停车场设计要素”j 其中对路外停车设施的出入口设置提出了一些原则性的要求 在出入口接入管理研究方面，国外有很长的历史。出入口管理策略是为保证路网中交通流的安 全、速度和效率而对出入i = 1 通道、中央分隔带、立交，平交口等设施的选址、布局，设计等进行系 统控制的方法。美国明确地提出这一概念以后，经过最近2 0 多年的工程实践经验的累积以及理论上 的研究整理形成了比较系统的理论与实践体系。1 9 5 5 年在艾森豪威尔总统的重视下，建立一个国家州 际公路网己经成为国家经济发展的首要大事。这时，联邦政府针对公路网逐渐形成的状况，提出公路出 入口三级控制方案1 8 1 。其中。“完全控制”应用于洲际公路网，“部分控制”应用于一般高等级公路， “无控”应用于其他大部分公路系统。从1 9 8 1 年美国科罗拉多州州公路委员会颁布关于道路出入口 控制标准和方法的州法令开始至今。1 9 8 1 年的州法令己经将a m ( a c c e s sm a n a g e m e n t ) 策略同时应 用于公路与城市道路，并且提出根据道路等级的不同，a m 控制技术水平也相应不同；同时要求a i d 控制策略必须适应土地发展战略和城市规划目标。随着交通基础设施建设规模的日趋减小。人们更 加重视更为先进有效的交通管理策略。 美国城市土地利用学会( u l i ) 编著的( t h e d e m e n s i o n so fp a r k i n g 【9 】从交通影响的角 度提出了出入口规划设计步骤，出入口规划应当考虑以下因素：总平面内车道的数量和位置、出入路 线的数量、停车设施中单向交通、充足的车道宽度和转弯半径、适当的车辆占地、环境和视距要求 及车道的交通控制等。 出入口管理指南( a mm a n u a l ) ( 1 “、出入口管理手册( a mh a n d b o o k ) 1 】和密歇根州【1 2 1 的出入口管理 2 第一章绪论 指南( t h ea c c e s sm a n a g e m e n tg u i d e b o o k - m i c h i g a nd o t ) 都对出入口间距、上游转角净空、 下游转角净空、u 形转弯的设置、联合通道、车种限制和沿街道路等关键技术有大量研究。对大型 公共建筑机动车出入口的布局有很大的帮助 1 2 2 国内研究概况 国内对停车问题的研究起步较晚，改革开放以来，特别是进入九十年代后，由于国内很多大中 城市的停车矛盾日益突出，因此对各方面的研究的力度均有所加大 国内对停车问题的研究始于2 0 世纪8 0 年代。起初的研究工作是以停车调查为主，代表性的有武 汉城建学院对风景区停车吸引量的调查和社会停车合理容量规模的研究，他们还对城市停车场的分 类、规划布局理论和停车场( 库) 标准进行了初步研究；同济大学进行了上海市停车调查，提出了中心 区占路停车现状分析及对策建议；北京的研究者也较早的涉及到了停车设施性质问题。进入2 0 世纪 9 0 年代，伴随着我国许多大中城市停车状况的恶化，对停车问题研究的广度和深度也开始逐渐加大。 参与研究的单位主要是有交通专业的各大院校，研究的重点集中在停车需求预测、建筑物停车设施 配建指标，社会停车场的规划、城市中心区的停车政策、停车管理模式等方面我国公安部和建设 部于1 9 9 8 年联合发布了停车场建设和管理暂行规定 、停车场规划设计规则( 试行) 两个行政规 定，促进了停车场的规划、设计、建设和管理工作。近几年来，人们对城市停车问题不断加深，静 态交通已经成为人们关注的一个热点问题，同时也是个难点问题。目前，交通领域内对停车问题的 研究出现了前所未有的繁荣，从停车的硬件设施研究到停车需求量预测等软件问题的研究都达到了 前人难以企及的高度和深度。 在路外停车的规划方面，武汉城建学院子9 0 年代初进行了社会停车场选址规划思路的探讨”习； 台湾的邱原明教授在对台北市大安区的停车布局规划时建立了以“最大程度满足停车场需求”和“总 社会成本最小”为目标的多目标加权选址模型【1 4 】；邹志云提出确定性和非确定性两类社会公共停 车场的选址方法，运用物流中心选址的基本原理，对单个停车场的选址问题进行了研究，给出了非 确定性社会公共停车场选址的数学模型；南京市交通所在对南京市停车规划的研究中提出了注重规 划的宏观控制性与近期规划的可操作性相结合的路外公共停车设施布局规划的思路州；陈峻在土地 开发受到严格限制、停车设施的选址规划只能在有限位置进行的条件下，设计了约束型多目标规划 模型；对于土地使用相对宽松、停车设施规划不受位置限制的区域，设计了无约束非线性选址规划 模型【1 7 1 8 l ；崔华芳等【1 f l 2 0 提出了渐进优化选址技术和多目标模糊优选技术的应用 此后，国内对路外停车规划模型的研究还有：陈峻等1 2 l 魄出了多层次、多目标的规划模型，并在 上海市浦东新区社会停车场规划中得到应用，取得了良好效果；於吴等【2 2 魄出基于遗传算法的停车 设施选址规划，他们的研究为复杂和大容量选址规划计算提供了新的思路；凌镭等田1 建立了停车场 规划的多点区域分配一迭代寻优选址法，这种方法一次能确定多个停车场的选址工作，并能一次确 定其分别可以为哪些区域提供服务，是一种比较适用的停车场选址方法，已在昆山市交通管理规划 中得到较好的应用；吴素丽等i “】在考虑交通系统总体效益的基础上，对社会公共停车场的规划布局 进行定量分析，提出基于广义费用最小的最优社会公共停车场选址模型，该模型能确定城市内社会 公共停车场的合理布局和各自的规模，并给出晟优解；郭涛，杨涛f 2 5 】在已有停车场和至少新建一个 3 东南大学硕士学位论文 停车场的实际背景下提出多目标规划模型。并设计了遗传算法模型具有推广性和实际价值，为定 量研究停车场选址提供了依据。 在出入口设置方面，与停车设施相关的或可类比的有：城市道路交通规划设计规范驯对机 动车公共停车场出入口的设置在视距、转向、与交叉口和桥隧道起止线的最短距离、各泊位容量下 的出入口数以及出入口间的最小距离提出了要求；朱胜跃1 2 7 j 从出口类型、间距、数量方面考虑。探 讨分析了如何合理设置快速路出入口，以便更好地发挥城市快速路的交通功能，得出结论为应根据 出口分流能力来安捧入口，出入口数量不必一一对应，出口数量应多于入口数量，以此来控制入口 流量略低于出口流量，充分发挥快速路效益；陈光勤，彭国雄【硎研究了单位开口离交叉i e i 的远近对 出口道通行能力和服务水平的影响，其成果对于合理规划城市道路单位开口位置有一定的应用价值； 翁勇，陈先龙，王波口9 】分析了不同管理和收费方式的停车库出入口的服务效率。结合实例，运用排 队论，确定了停车库出入口设置服务台数的计算方法，为汽车库建筑设计规范做了一个补充； 东南大学交通学院陈峻刚从分析城市道路路外停车设施l i t a 口对城市动态交通的影响入手，运用排 队论方法进行了停车场入1 3 道长度的设计，设计了停车场出入口交通组织方式。并根据不同路外停 车场规模、不同车辆驶入( 驶出) 率、不同周边道路交通流条件对停车场出口道设置的影响，进行 了停车场出口道通行能力及服务水平计算方法研究和评价分析；郑全，王志巍p 1 1 从整体出发，研究 了隧道出入口及周边道路网的关系，调整周边道路功能，保证中环线主线和上中路隧道交通通畅； 从局部入手，通过隧道入i ：l 设计、调整交通控制策略等手段，消除隧道与相接道路及周边道路的交 通瓶颈。满足周边地区过江的需求，减少隧道交通对周边地区交通的冲击；哈尔滨大学交通研究所 裴玉龙提出了城市停车场出入口设置应遵循4 个原则 3 2 1 ：符合行车视距要求、右转出入车道、出入 口距交叉1 3 和桥隧坡道起止线一定距离出入c l 宣布置在次要道路上；周智勇，陈峻，王埘”1 研究了 基于排队论的出行车辆停放的接收条件；陈竣等【蚓研究了客运场站的交通发生特点，给出了对现状 已有客运场站和待规划客运场站进行交通影响分析的步骤和研究重点，利用交通流车辆穿插理论进 行了客运场站的出入口以及相邻路段动态交通影响分析计算方法研究，并在此基础上提出交通组织 设计的方法；范学军彤1 从城市道路路外停车设施出入口对城市动态交通的影响入手，通过对影响停 车场规模的各因素的分析，运用排队论方法。在保证路段上动态交通具有优先权的基础上，计算出 某一区域内单个停车场在一定服务水平下的停车场规模；卓曦1 3 川从提高大型公共建筑可达性，保障 城市交通安全与快捷的目的出发，对城市区域内大型公共建筑机动车出入1 3 进行了布局选址和交通 组织研究，成果主要包括对大型公共建筑机动车出入口间距影响因素分析，以及在此基础上提出的 出入口间距设置原则和建立的间距设置模型 1 3 研究目的与主要研究内容 1 3 1 主要研究内容 参照国内外研究现状。拟定本文的主要研究内容如下： 1 ) 停车场周边道路特性及交通流特性调查 考虑路外停车设施出入口与相邻接入道路( 不同横断面形式、不同道路等级) 在数量、位置、间距 4 第一章绪论 等方面的不同组合条件：道路单侧一单停车场设施出入口、道路单侧一组合出入口、道路双侧一组 合出入口形式，对前两种情况进行调查，整理分析路外停车设施出入口与连接道路的交通特性( 包括 停车场泊位容量、到达率和离去率等) 2 1出入口与主路连接处车辆运行影响因素分析 这个部分主要包括三个方面的内容：一是主路车辆运行的影响因素分析；二是路外停车设施出 入口车辆运行的影响因素分析：三是出入口与主路连接后形成的一个类似无信号t 型交通交叉口的影 响范围的确定 3 )路外停车设施出入口对连接道路的动态交通影响模型研究 基于内容1 ) 、2 ) ，找出具有典型意义的横断面形式下的典型代表的路外停车设施出入口接入形式， 结合交通流特性，研究建立：主路车辆延误模型及路外停车设施出入口车辆排队延误模型 钔设置路外停车设施出入口方法研究 基于内容1 ) 、2 ) 和3 ) ，以路外停车设施出入口和接入路段交通流的总延误最小为目标，利用其约 束条件确定路外停车设施出入口设置相关要素。 1 3 2 研究技术路线 1 ) 确定研究目标 即本研究要建立路外停车设施出入口和接入路段交通流的总延误最小模型和挖掘其在停车设施 设计中的应用； 2 ) 收集查阅现有的国内外停车设施研究成果及实际应用现状，对现有的成果进行总结，找出 目前理论研究成果的不足； 3 )在现有的理论成果基础上，立足于本学科的特点，确定论文研究的主要内容，和所要达到 的目标，这是开展论文工作的纲领； 4 )针对论文开展的研究工作，进行相关的调查，获取所需的数据资料，并进行定性与定量分 析，为论文的研究提供依据； 5 ) 综合应用交通工程、交通流理论弘7 l 、排队论p 叼、等领域知识，采用定性分析与定量模型研 究相结合的方法，建立相关模型和求解； 本论文各部分的研究工作并非各自独立的，而是相互关联，使论文形成一个完整的组织结构， 针对本论文研究的主要内容，拟采用的方法和组织结构图如下所示： 5 东南大学硕士学位论文 1 3 3 论文的章节安排 图l - l 方法和组织结构图 按照研究内容和技术路线安捧，本论文分为6 个章节。大致安排如下： 第一章为概述，介绍本文的研究目的和意义，总结了国内外对路外停车出入口系统的研究现状， 并进行了评述，找出其存在的不足。在此基础上，明确了研究内容重点和研究的技术路线。 第二章为城市路外停车设施出入口车辆运行基本特性分析。在现场人工观测和拍摄记录的基础 上对路外停车流的交通特性( 主要包括出入口处车辆的到达离去率等) 进行分析，为后续章节理论 分析作准备。 第三章为与城市路外停车设施出入口相连接的主路车辆运行特征进行分析。在对影响主路车辆 运行的相关因素进行分析后的基础上，结合详细地调查，对主路上的交通流进行分析 第四章对路外停车设施出入口与主路接驳处车辆进行微观分析，分别建立主路车辆的延误和停 车设施驶出车辆的延误。 第五章的内容是：以主路车辆延误和出入口驶出车辆延误总和最小为目标，利于模型的约束条 件确定出入口的相关要素的设置。 第六章结论，总结全文的研究成果，对未来进一步需要研究的地方进行展望。 这样，论文各个章节研究内容将密切相关，形成前后呼应、完整紧凑的组织结构。 6 第二章城市路外停车设施出入口停车流特性分析 第二章城市路外停车设施出入口停车流特性分析 路外停车设施与道路交通系统之间的主要表现在交通流量( 包括交通系统的流量、设施出入口 的流量等) 和出入口之问的协调关系。在设计路外停车设施的过程中，良好的出入口布置是一个重 要因素，如果设计不当，将对停车设施内部和连接道路的交通产生严重影响。研究分析驶入驶出路 外停车设施出入口的停车流的特性对合理布置出入口有很重要的作用。为此，在调查分析的基础上， 本章分析了路外停车流的交通特性。同时本次调查结果将为第三、四章的工作内容提供直接的数据 支持基础，对于其他后续章节的研究具有铺垫作用 2 1 出入口与主路的接驳形式及对路段车流影响因素分析 2 1 1 出入口设置形式 通过对停车设施的大量调查，一般路外停车设施的出入口与周围道路的连接采用一个非信号控 制的t 型交叉口，而这些交叉1 3 由于停车设施的规模及交通集散情况主要设计为如下六种形式： 停车设施的出入1 3 为同一车道( 包括仅右进右出和左、右进左、右出) ，形式如图2 一l ( a ) 、( b ) ； 停车设施的出入口分别设有专用车道( 包括仅右进右出和左，右进左、右出) ，形式如图2 - i ( c ) 、 c d ) ； 停车设施的出入口分别设置，严格分离( 包括仅右进右出和左，右进左、右出) ，形式如图2 - 1 ( e ) 、 ( f ) 囵 囵 ( c ) 7 东南大学硕士学位论文 f 3 + 一四 鬲 囵 ( f ) 圈2 1出入口与主路接入形式图 标注：f i 、f 2 、f 3 、f 、f 5 、f 6 表示各交通流转向； 表示路外停车设施。 这六种接驳形式有其各自的交通特点，详细介绍请见后续章节 2 1 2 路段设置出入口前后车辆运行状态 在完全理想的条件下，即不考虑其他交通工具和环境因素相互作用对路段车流的影响，在设置 城市路外停车设施出入口前，车辆在路段上的运行过程是非常简单的当路段有路外停车设施出入 口时，路段车流运行状态可以按“过上游交叉口一以路段设计车速匀速一匀减速进入接驳处影响区 一出入口对路段车流“摩擦”影响及车辆到达驶出“阻滞”影响一匀加速离开接驳处影响区一以路 段设计车速匀速前进一过下游交叉口”来描述。如图2 2 所示( 图中中v 表示路段设计车速，v 。表示 uu 车流在接驳处影响范围内速度) ；而当路段没有路外停车设施出入口时，路段车流运行状态可以按“过 上游交叉口一匀速前进一过下游交叉口”来描述，如图2 - 3 所示。也就是说在完全理想的条件下路段 车流在路段的运行状态是十分稳定的。 圈2 - 2 完全理想的条件下车流在路段上的运行状态 ( 路段上有路外停车设施出入口时) 8 图2 3 完全理想的条件下车流在路段上的运行状态 ( 路段上没有路外停车设施出入口时) 第二章城市路外停车设施出入口停车流特性分析 然而，以上描述的仅是假设的理想条件下的情形，在路外停车设施出入口一般设在次干道或支 路上，这些道路交通形式条件复杂，机动车和非机动车往往存在冲突情况即使不考虑交叉口的影 响，道路路段上的各种干扰因素也使得机动车无法自主决定运行状态，车流在路段上行驶往往难以 保持如上所述的稳定状态。调查表明。在我国绝大多数城市，路段车流在路段的行驶速度要远远低 于路段设计车速，通常在1 5 - - 2 5 k m h 3 9 ，如果考虑交叉口的影响，则车流在道路上的平均速度还要 低。 2 1 3 路段设置路外停车设施出入口对车流影响因素分析 路段设置路外停车设施出入口后，对其在路段行驶有可能产生影响的因素主要有路外停车设施 出入口与主路的接驳形式、停放车辆的驶入驶出方式和停放车辆在驶入驶出率等，下面分别对这些 影响因素进行简单分析。 l 诎入口与主路的接驳形式，出入口与主路的接驳形式主要有六种。即停车设施的出入1 ：3 为同 一车道( 包括仅右进右出和左、右进左、右出) ，形式如图2 i ( a ) 、 ( b ) ；停车设施的出入口分别 设有专用车道( 包括仅右进右出和左、右进左、右出) ，形式如图2 1 ( c ) 、( d ) ；停车设施的出入 口分别设置。严格分离( 包括仅右进右出和左、右进左、右出) ，形式如图2 - l ( c ) 、( f ) 形式c a ) 、( b ) 为最简单的一种，它通常使用于小规模、小周转率的停车设施，前者表示主 路无中央分隔带( 在本文中指三幅路) ，车辆既可以右转驶入驶出路外停车设施出入口，又可以左 转驶入驶出路外停车设施出入口；后者表示主路有中央分隔带( 在本文中指四幅路) ，车辆只能右 转驶入驶出路外停车设施出入口。因其出入口为同一车道，这样驶入驶出的车辆在出入口道上会相 互影响，所以必须保证在同一段时间内进出车辆尽可能不要同时使用出入口。 ( c ) 、( d ) 表示停车设施的出入口分别设有专用车道，此种形式的出入口设置相较于图2 一i ( a ) 、( b ) ， 驶入驶出车辆在出入口道上影响较小，但同时需要更多的用地来满足更宽的出入口道宽度的设置要 求。 ( e ) 、c o 表示路外停车设施的出入1 ：3 分别设置，严格分离。驶入驶出的方式分别是既能右转驶入 驶出出入口又能左转驶入驶出出入口和仅能右转驶入驶出出入口两种形式。 因为路外停车设施出入口与主路连接处所形成的形式类似具有主路优先条件下的无信号t 型交 叉口，理论上交叉口的各运动方式的优先等级规定如下【柏】： 优先等级为l 的车流具有绝对的优先权，它不需要让行其他的车流； 优先等级为2 的车流必须让行优先等级为i 的车流； 优先等级为3 的车流必须让行优先等级为2 和i 的车流。 在路外停车设施出入口与主路连接所形成的t 型交叉口处，理论上各种车流的优先等级划分是这 样的： 等级i ：主路直行与右转，即交通流f 1 、f 2 、f 3 。它们可以自由经过交叉口，通行能力按路段计 算； 等级2 ：主路左转与出入口右转。即交通流f 4 、f s 。f 4 和f 5 与主路直行车0 姐1 分别有穿越和合流 冲突，因此它们能否通过或顺利合流主要视f i 的间隙而定； 9 奎塑查兰堡主兰垡堡苎 等级3 ：出入口的左转，即交通流f 6 ，与f i 、f 3 和f 冲突，f 6 能否顺利左转要同时考虑这三者提 供的公共间隙 从道路的横断面形式方面考虑。与路外停车设施出入口连接的道路形式主要有四种：一幅路、 二副路、三幅路和四幅路。与一幅路连接，如果停车随意进出。会对人行道上的行人和路段车流( 包 括机动车车流和非机动车车流) 产生很大的影响，在允许左转驶入或驶离路外停车设施出入口时会 对对向的路段车流造成很大的影响，如果一幅路为交通流量不大的支路，加以合理控制，则对支路 的交通影响较小：与二幅路连接，除了不会对对向的交通流产生影响外，其他影响后果类似与一幅 路连接的形式；与三幅路连接，路段上的机非车流很好的分隔开了，进出停车设施出入口的车辆对 非机动车流的影响相对较小，但对对向车辆造成的影响仍然存在；与四幅路连接，是四种形式中交 通流冲突种类数最为简单的一种。既避免了对路段上的非机动车流和人行道上的人流造成影响，同 时又因为中央分隔带的存在而避免对对向交通流造成的影响，但因为四幅路的横断面形式一般适用 于主干路，这就说明，与路外停车设施出入口连接的主路车流不仅车流量大，而且速度快，这点从 安全方面考虑是非常危险的。 停车场( 库) 出口设在不同等级的道路上，对汽车的可达性有较大的差异。我国的城市道路规划标 准指出：城市高速路和快速路强调通过性交通。禁止两侧用地直接开口；主干路以通过性交通为主 原则上禁止两侧用地直接开口；次干路和支路以进出性交通为主允许两侧用地直接开口】。通过实 地考察发现城市中心区的路外停车设施出入口与主路接驳形式多为主路是机非车道分隔形式，即图 2 - k a ) - ( o 。考虑到实际调查的可操作性等方面原因，本文最终决定主要研究对象为图2 一i ( e ) 、( f ) 两种 形式 2 ) 停放车辆驶入驶出方式，停放车辆驶入驶出方式主要有右转驶入右转驶出出入口、左转驶入 左转驶出出入口。不同的驶入驶出方式对主路的干扰的程度不同，很明显左转驶入驶出出入口时需 要穿越对向机动车流，从而给主路交通带来了更大的干扰主路的交通流量越大，干扰程度越严重。 3 ) 停放车辆到达和驶出频率，停放车辆的到达和驶出均会对路段车流产生阻滞影响，单位时间 内车辆到达和驶出频率越高，对路段车流影响越大，因此，停放车辆到达和驶出频率是路外停车流 交通特性调查的重要参数。 2 2 路外停车流交通特性调查分析 2 2 1 路外停车调查方案说明 1 ) 调查原则 为了解路外停车流的交通特性，首先要制定内容详细的现场观测表，再选择具有典型意义的路 外停车设施出入口与主路接驳形式的停车设施现场调查，停放车辆交通特性调查包括车辆驶入驶出 运行特征、车辆驶入驶出出入口的时间量分布。 2 ) 调查地点与方法 论文作者于2 0 0 7 年4 月中旬对南京城市中心区3 个典型的路外停车场进行了连续3 小时的间断式 ( 5 分钟间隔) 观测。调查表格的详细内容见附表i i ，调查明细见下表2 一1 第二章城市路外停车设施出入口停车流特性分析 表2 i 城市路外停车流调查明细 序号停车设旌主路道路横断面形式调查时段 l 中央商场地下停车场 四幅路。本向二机动车道 1 5 ：o o 1 8 ： 2金山大厦停车场四幅路，本向二机动车道 9 ：o o 1 2 ： 3华江饭店三幅路。本向三机动车道 l l ：0 0 1 4 ：0 0 2 2 2 路外停车流的交通特性调查分析 路外停车流的交通特性主要包括车辆到达驶离的运行特征。车辆的停放时间分布。车辆停放累 计量，高峰停放指数和泊位利用率等。本论文着重针对车辆的运行特征和停放时问展开讨论。根据 典型路外停车设施出入口与主路接驳形式的调查，分析路外停车流的交通特性。这些特征可以进而 推广到其他城市这一节包括二部分内容：第一部分是对路外停车设施出入口车辆到达和驶出分布 进行研究，给出5 分钟车辆到达和驶离的概率分布；第二部分为车辆进出出入e l 的时间量分布这些 特性的准确描述是考虑路外停车流对动态交通的影响，路外停车设施设置方法研究的基础。 路外停车车辆到达和驶离概率分布 路外停车到达和驶离概率分布是指一定时间间隔内到达和驶离的车辆数有什么样的统计规律， 一般用统计分布来表示，如泊松分布，二项分布，负二项分布等。路外停车设施出入口车辆的到达 分布和停车设施内外的交通组织与管理状况是否适应是停车管理成功的重要条件所以，应对停车 设施出入车辆的到达驶离分布进行统计分析。下面以南京市洪武北路与中央商场地下停车场出入口 接驳形式的实测数据为例进行分布拟合。拟合一般分为两步，先找出合适的分布，再确定分布的参 数。 表2 - 2 实测四幅路路外停车场出入口以5 m i n 间隔观测到达离去车辆数数据( 单位：v e w 5 m i n ) &计算实测数据的数学期望和方差，找出合适分布 实测数据的数学期望肌= 专薹坼= l ( 1 x | + l x z ，+ +