（交通信息工程及控制专业论文）区域停车诱导系统综合评价研究.pdf

摘要 停车诱导系统作为智能交通系统的一个子系统，其投资数额大，涉及的技术全面且 可选方案多，对社会、经济和环境等方面会带来较大的影响。为了准确判断停车诱导系 统是否达到预期的设计目标与功能要求，以及达到了预期的何种效果层次，为项目实施 和管理部门的项目可行性研究、实施效果分析、方案比选以及已有系统的优化改造等提 供科学依据，本文建立了区域停车诱导系统综合评价指标体系及评价模型。 本文在对区域停车诱导系统进行分析研究的基础上，综合考虑经济、技术、社会和 环境等多方面因素的影响，调查整理出了区域停车诱导系统综合评价初选指标体系，并 采用基于d e m a t e l 方法的影响因素分析模型对初选指标间的直接影响关系进行调查 分析，建立了各初选指标间的直接影响矩阵和综合影响矩阵，利用其结果对初选指标体 系进行筛选优化，很好地避免了指标间相关造成的评价信息重复问题，建立了合理、有 效地区域停车诱导系统综合评价指标体系。 本文采用模糊a h p 综合评价方法建立评价模型。该方法将层次分析法的定量性和 客观性与模糊综合评价法的包容性有机融合，主要体现在首先将评价指标体系划分成递 阶层次结构，运用a h p 法确定各指标的权重，然后分层进行模糊综合评判，最后综合 出总的评价结果。采用a h p 法确定指标权重的过程中，利用基于d e m a t e l 方法求得 的各指标间影响关系的计算结果，确定指标间相对重要性判断矩阵。该评价模型既增加 了综合评价过程中的客观性，减少权重确定过程中人为因素的影响，又保持了指标的模 糊性。根据所建立的区域停车诱导系统综合评价指标体系及模型对西安市钟楼区域内停 车诱导系统进行了综合评价，验证了评价体系及模型的可靠性。 关键词：综合评价，d e m a t e l 方法，综合评价指标体系，模糊a h p 方法，综合评 价模型 a b s t r a c t a sas u b s y s t e mo fi n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m ，p a r k i n gg u i d a n c es y s t e m s i n v e s t m e n ti sl a r g ea n dt h et e c h n o l o g yt h a ti n v o l v e di sc o m p r e h e n s i v e ，i tw i l lh a v eag r e a t e r i n f l u e n c et ot h es o c i a l ，e c o n o m i ca n de n v i r o n m e n t i no r d e rt oa c c u r a t e l yd e t e r m i n ew h e t h e r t h ep a r k i n gg u i d a n c es y s t e ma c h i e v e st h ed e s i r e dg o a la n df u n c t i o n a lr e q u i r e m e n t s ，a n d w h e t h e ri ta c h i e v e st h ee x p e c t e de f f e c tl e v e l ，a n dp r o v i d e sas c i e n t i f i cb a s i s ，s u c h 弱p r o j e c t i m p l e m e n t a t i o n a n dp r o j e c t f e a s i b i l i t ys t u d y i nt h em a n a g e m e n t ，t h ee f f e c to ft h e i m p l e m e n t a t i o n ，t h es c h e m es e l e c t i o na n dt h eo p t i m i z a t i o no fe x i s t i n gs y s t e m ，e t c ar e g i o n a l p a r k i n gg u i d a n c es y s t e mc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ns y s t e ma n de v a l u a t i o nm o d e l si s p r o p o s e d b a s e do nt h er e g i o np a r k i n gg u i d a n c es y s t e m ，t h i st h e s i s c o n s i d e r st h ei n f l u e n c e c o m p r e h e n s i v e l yi ns u c hf a c t o r sa st h ee c o n o m y ，t e c h n o l o g y ，s o c i e t ya n de n v i r o n m e n t ，e t c ， a n da r r a n g e st h er e g i o n a lp a r k i n gg u i d a n c es y s t e mp r i m a r i e sc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ni n d e x s y s t e m ，a n dt h ed i r e c ta f f e c t i v er e l a t i o n s h i p so fe v e r yp r i m a r yi n d e xa r ei n v e s t i g a t e da n d a n a l y z e db yt h ea f f e c t i v ef a c t o ra n a l y s i sm o d e lb a s e do nd e m a t e lm e t h o d ，e s t a b l i s h e s t h ed i r e c ti m p a c tm a t r i xa n dt h ec o m p r e h e n s i v ei m p a c tm a t r i xo fe v e r yp r i m a r yi n d e x ， f i l t r a t e sa n do p t i m i z e st h ep r i m a r i e sc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mb yt h er e s u l t ， a v o i dt h ed u p l i c a t i o no fe v a l u a t i o ni n f o r m a t i o nc o r r e l a t i o nc a u s e db yt h er e l a t e di ni n d i c a t o r s t h et h e s i se s t a b l i s h e sar e a s o n a b l ea n de f f e c t i v e r e g i o n a lp a r k i n gg u i d a n c es y s t e m c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e m i nt h i st h e s i s ，t h em e t h o do ff u z z ya h p c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ni su s e dt oe s t a b l i s ht h e e v a l u a t i o nm o d e l t h i sm e t h o dm e r g e st h eq u a n t i t a t i v eo fa n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s sa n dt h e i n c l u s i v e n e s so ff u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n i tm a i n l yr e f l e c t so nf i r s t l yt h ee v a l u a t i o n i n d e xs y s t e mi sd i v i d e di n t os e c t o r so ft h ed e l i v e r ys t r u c t u r ea n du s ea h pt od e t e r m i n et h e i n d e xw e i g h t ，a n dt h e nd of u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n ，f i n a l l yo b t a i n e dt h ee v a l u a t i o n r e s u l t ss y n t h e t i c a l l y i nt h ep r o c e s so fd e t e r m i n i n gt h ei n d e xw e i g h tb yu s i n ga h pm e t h o d ， t h et h e s i su s e sm e t h o d sb a s e do nd e m a t e la c h i e v et h er e s u l t so ft h er e l a t i o n s h i pi n i n d e x e s ，e s t a b l i s h e st h er e l a t i v ei m p o r t a n tj u d g m e n tm a t r i xi ni n d e x e s t h ee v a l u a t i o nm o d e l n o to n l yi n c r e a s e st h eo b je c t i v i t yi nt h ep r o c e s so fc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n ，a n da l s o r e d u c e st h ei m p a c to fh u m a nf a c t o r si nt h ep r o c e s so fd e t e r m i n i n gi n d e xw e i g h t ，m e a n w h i l e ， m a i n t a i nt h ef u z z yo fi n d e x e s a c c o r d i n gt ot h ee s t a b l i s h e dr e g i o n a lp a r k i n gg u i d a n c es y s t e m c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e ma n dm o d e l ，c o n d u c t e dac o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nt o t h er e g i o no fc l o c kt o w e ri nx i a n ，i ta p p r o v e st h ee v a l u a t i o ns y s t e ma n dt h er e l i a b i l i t yo f m o d e l sa l ev e r i f i e d k e yw o r d s ：c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n ，d e m a t e lm e t h o d o l o g y , c o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o ni n d e xs y s t e m ，f u z z ya n a l y t i c a lh i e r a r c h yp r o c e s s ，c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n m o d e l 1 1 1 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。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的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：彤蛹 。稍年j 月 论文知识产权权属声明 | 7 日 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 ；一 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：韵媚 导师签名： 吁荔柳 夕 月 月 s 厂 年 年 憾 舫 埔 矽 长安大学硕j 二学位论文 1 1 研究背景与意义 第一章绪论 1 1 1 研究背景 随着城市经济的快速发展和人民生活水平的提高，快捷、便利的出行方式已成为人 们追求的目标，私人小汽车由于其灵活的f - i n 门运输而成为人们出行的首选工具。近年 来，中国汽车市场产销两旺，据统计，目前我国私人汽车的保有量已经突破1 0 0 0 万辆， 平均每1 2 0 多人就拥有1 辆私家车，我国已经进入私人购车时代。由此而引发的“停车 难 现象已成为城市交通中最为棘手的问题之一，同时也成为制约城市经济发展的“瓶 颈 。 据资料显示，在一些经济发达、私车拥有量居高的城市，大多存在着停车位紧缺问 题。按国际通行标准，公共停车场停位数( 不含基本停车位) 的比例应占车辆保有量的 3 0 左右，据2 0 0 2 年资料表明，北京拥有机动车约1 7 5 8 万辆，其中私车超过1 0 7 万辆， 城八区范围登记机动车8 0 多万辆，按上述标准计算，北京市机动车公共停车位应不少 于5 0 万个，城区不得少于2 4 万个，而北京市能够提供给社会的公共停车位只有1 1 8 万个( 含路侧停车位2 8 万个) 【1 】。据国务院发展研究中心预测，2 0 1 0 年我国汽车保有 量将超过5 6 0 0 万辆；2 0 1 4 年达到1 亿辆；2 0 3 0 年将达到3 1 5 亿辆，其中家用轿车比例 将上升到7 8 e 2 1 。对于快速发展的中国各个城市，停车位的短缺也随着城市经济的快速 发展和汽车数量的激增接踵而来。 国内外调查数据表明，城市路面车流中大约有1 2 1 5 左右的车辆是正在寻找停车 位的车辆，给道路交通带来了很大的负担。停车信息不足导致驾驶员在停车过程中由于 不了解状况而浪费时间寻找停车场，必然导致现有停车设施的利用率低下、违章占路停 车现象增多、大大降低道路通行能力，并容易引发交通拥堵。交通事故、能源消耗及环 境污染等问题。 为了缓解上述停车问题，人们提出了三类办法：扩大停车场设施的供给；进行停车 需求管理；提高现有停车设施的利用率，具体办法如图1 1 所示【3 1 。从近期的实际情况 考虑，我国大部分城市应该以扩大停车设施的供给为主，但是，受到土地资源、资金以 及体制等因素的限制，提高停车设施的容量将是一个缓慢渐进的过程。因此利用科技手 段促进现有停车设施的有效利用，是城市解决停车问题的一种必然选择。 第一章绪论 图1 1 解决停车难问题的办法 停车诱导系统( p a r k i n gg u i d a n c es y s t e m ，简称p g s ) j 下是利用科技手段提高城市 停车管理水平、缓解城市停车难问题的有效方法与途径，其通过信息发布设施提供实时 停车信息，引导驾驶者更方便、迅速地寻找停车位。 停车诱导系统作为智能交通系统( i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m ，简称i t s ) 的一 个子系统，理论上不能在实验室里准确再现，也很难采用大规模的实验来验证关键的理 论、模型及方法。而且停车诱导系统一旦作为新的交通基础设施或管理措施实施，必然 会在实施之后带来各种各样的影响和问题，相比传统的交通基础设施建设项目而言，停 车诱导系统的投资数额大，涉及的技术全面且可选方案多，对社会、经济和环境等方面 带来的影响也更加难以预料。因此，对停车诱导系统的实施效果或预期效果开展深入的 研究有可能减少停车负面影响、降低投资费用并带来更大的社会、经济和环境等诸多方 面的效益。对系统的实施效果进行分析所采用的常用方法就是停车诱导系统项目评价。 发达国家当前已配备了大量的城市p g s 投入运行，但由于其发展历史短、使用的 非确定性强，世界上的p g s 理论研究还非常有限，产生的成果资料相对较少，系统的 专题研究基本处于空白。据资料显示，目前我国p g s 研究存在的不足主要表现在：未 形成合理的p g s 效果评价指标和评价方法，无法准确评判p g s 所发挥的实际作用，难 以给p g s 未来的技术改进和市场发展提供指引4 1 。 因此建立合理、有效的评价指标体系，并对停车诱导系统项目的实施效果或预期效 果进行准确评价，目前已成为p g s 研究中规划人员、运营管理者和决策部门亟待解决 的难题。 1 1 2 研究意义 停车诱导系统是i t s 在停车领域的应用，其主要特征是系统建成度高，投资数额大， 2 长安人学硕十学位论文 对社会、经济、环境等方面会带来多方面的效益和影响，况且i t s 项目实施的效果本身 与人们自身的行为、喜好、对信息的反应等心理和生理因素有很大关系。如何对这类全 新的诸如停车诱导系统等i t s 项目的绩效进行预测和估计，如：“某个项目是否应该实 施? 、“应该如何实施? ”、“哪些因素是重要的，而哪些是可以忽视的? 等都已成为 i t s 项目大范围实施所面临的迫切问题。 停车诱导系统评价是通过对p g s 项目的经济、技术、社会和环境影响评价等，确 定停车诱导系统是否达到预期的设计目标与功能要求，以及诱导系统达到了预期的哪种 实施效果层次，旨在为停车诱导系统项目的可行性研究、实施效果分析、方案比选、投 资决策以及对已有系统的运营优化改造等提供科学依据，为诱导系统的项目开发提供理 论基础。 1 2 综合评价概述 1 2 1 评价与综合评价 评价是人类社会中一项经常性的、极为重要的认识活动。在我们的日常生活中，人 们经常要参照一定的标准( 有客观的标准，也有主观的标准；有比较明确的标准，也有 相当模糊的标准；有定性的标准，也有定量的标准) 对某一个或某一些特定的事物、行 为、认识、态度等“评价客体进行各种各样的评价，评价其价值高低或优劣状态，并 通过评价而达到对事物的认识，进而指导一定的决策行为。因此，“评价 就是人们参 照一定的标准对客体的价值或优劣进行评判比较的一种认知过程，同时也是一种决策过 程，它是人们认识事物的重要手段之一。 现实社会生活中，对一个事物的评价常常要涉及多个因素或多个指标，评价是在多 因素相互作用下的一种综合判断。我们知道，评价的依据就是指标，由于影响评价的因 素往往是众多而复杂的，如果仅从单一指标上对被评价事物进行评价不尽合理，因此往 往需要将反映评价事物的多项指标的信息加以汇集，得到一个综合指标，以此来从整体 上反映被评价事物的整体情况，这就是多指标综合评价方法。 多指标综合评价方法是对多指标进行综合的系列有效方法的总称。它具备以下特 点： ( 1 ) 评价包含了若干个指标，这多个评价指标分别说明被评价事物的不同方面； ( 2 ) 评价方法最终要对被评价事物做出一个整体性的评判，用一个总指标来说明被评 价事物的一般水平。 3 第一章绪论 一般地说，构成综合评价问题的要素有以下几个方面【5 】： ( 1 ) 评价目的：对某一事物展开综合评价，首先要明确为什么要综合评价，评价事物 的哪一方面，评价的精确度要求如何，等等。 ( 2 ) 被评价对象：评价的对象通常是同类事物( 横向) 或同一事物在不同时期的标线 ( 纵向) 。这一步的实质是明确对象系统。评价对象系统的特点直接决定着评价的内容、 方式以及方法。 ( 3 ) 评价者：评价者可以是某个人( 专家) 或某团体( 专家小组) 。 ( 4 ) 评价指标：所谓指标是指根据研究的对象和目的，能够确定地反映研究对象某一 方面情况的特征依据。每个评价指标都是从不同侧面刻画对象所具有的某种特征。所谓 指标体系是指由一系列相互联系的指标所构成的整体。它能够根据研究的对象和目的， 综合反映出对象各个方面的情况。 ( 5 ) 权重系数：简称权重，是指标对总目标的贡献程度，刻画评价指标之间的相对重 要性的大小。权重系数确定的合理与否，关系到综合评价结果的可信程度。 ( 6 ) 综合评价模型：所谓多指标综合评价，就是指通过一定的数学模型将多个评价指 标值“合成”为一个整体性的综合评价值。 ( 7 ) 评价结果：输出评价结果并解释其含义，依据评价结果进行决策。 评价是为了决策，而决策需要评价。从某种意义上讲，没有评价就没有决策。综合 评价是科学决策的前提，是科学决策中的一项基础性工作。可以看到，综合评价这种定 量分析技术已经得到广泛的认同，它为人们正确认识事物、科学决策提供了有效地手段。 1 2 2 综合评价基本过程 综合评价是一项复杂的统计活动过程( 物理过程) ，同时也是一个定量的思维过程。 作为一个物理过程，完整的综合评价可以分为如下几个阶段1 6 ： 1 确定评价目的； 2 建立评价指标体系：具体包括评价目标的细分与结构化，指标体系的初步确定， 指标体系的整体检验与单体检验，指标体系结构的优化，定性变量的数量化等环节； 3 选择评价方法与模型：具体包括评价方法选择，权数构造，评价指标体系的标准 值与评价规则的确定； 4 综合评价实施：具体包括指标体系数据搜集，数据评估，必要的数据推算【1 l 】、评 价模型参数求解等； 4 长安大学硕j 二学位论文 5 对评价结果进行评估与检验，以判别所选评价模型、有关标准、有关权值、甚至 指标体系的合理与否。若不符合要求，则需要进行一些修改甚至返回到前述的某一环； 6 评价结果分析与报告：具体包括评价结果的书面分析，撰写评价报告，提供与发 布评价结果，资料的储备与后续开发利用。 上述综合评价物理过程如图1 2 所示： 确定评价目的 确定评价指标体系 ( 目标分解、指标初选与精选、结构优化、景化) 确定评价方法与模型 ( 方法选择、权数构造、参照标准值、评价规则) 搜集评价数据、实施综合评价 ( 数据搜集、校验、必要的推算、模犁参数分解) 对评价结果进行评估与校验卜不合格 合格 图1 2 综合评价物理过程 作为一个思维过程( 心理过程) ，综合评价与一般的统计活动过程一样，是一个“定 性一定量一定性 的辩证认知过程。 第一次的定性过程其实就是要求明确评价目标，以及评价目标向评价指标体系的转 化过程。定量过程是多指标综合评价的核心，通过数量方法实施对现象的总体情况进行 综合评估，输出量化的评价值、或是排序值、或是序次，或是定量分类结果，或是定量 识别结论。最后的定性过程则是综合评价结论的更高层次的归结，将综合评价结果与具 体现象的背景情况相结合，为有关决策与管理活动提出参考性建议，从而发挥统计的整 体功能( 信息、咨询、监督) 。 1 3 i t s 项目综合评价研究现状 通过对国内外现有文献的研引7 ，8 ，+ ，1 2 1 ，发现在以往的i t s 项目评价研究中存在一些 明显的不尽完美之处，主要表现为： 5 第一章绪论 ( 1 ) 能科学、全面和系统地反映i t s 项目影响特征的评价指标体系尚未建立。 ( 2 ) 评价指标的测度量化模型和方法还很不规范，成本效益数据比较匮乏。 ( 3 ) 用于评价的方法种类还比较少。 综上所述，在i t s 项目评价研究中亟待研究和解决的课题是： ( 1 ) 根据i t s 项目产生的各种影响，构建一个科学实用而且具有通用可比性的i t s 项 目评价指标体系，其实质就是寻找一组具有典型代表意义，同时能全面反映i t s 各方面 影响的特征指标。 ( 2 ) 进一步规范和完善评价指标的测度量化方法。为了将i t s 项目评价目标具体化， 我们应用一些可测量的定量指标将其明确地表征出来，以便进行定量分析和评价；对难 以量化的定性指标可通过现场或网上问卷调查等方式获取。 ( 3 ) 将更多的多目标评价方法引入i t s 项目评价研究中，并针对这些模型的各自优缺 点扬长避短，构建综合集成的评价方法体系。 目前关于多目标评价的方法很多，这些方法在项目评价工作中展示了各自的优点， 同时也暴露出各自的不足和缺陷，在i t s 项目评价工作中，可通过对上述评价方法的对 比、分析，利用其各自的优缺点和互补性，将不同的模型加以改造处理后，按系统集成 的方式针对不同的i t s 项目有选择地构建不同的多目标集成模型，可以兴利除弊，能较 好地解决i t s 项目评价问题。 1 4 论文主要研究内容 本文首先介绍停车诱导系统综合评价的研究背景、意义以及综合评价概述及发展动 态，并给出区域停车诱导系统的体系结构，分析系统中关键技术的实施办法。在对停车 诱导系统进行经济、技术、社会和环境等方面影响因素全面分析的基础上，针对目前停 车诱导系统中存在的评价指标体系方面的欠缺和不足，初选区域停车诱导系统综合评价 指标体系，并采用d e m a t e l 方法对初选指标体系进行筛选优化，建立合理、有效的区 域停车诱导系统综合评价指标体系，在此基础上采用模糊a h p 方法建立综合评价模型， 并通过对西安市钟楼区域停车诱导系统进行综合评价验证评价体系及模型的可靠性。 6 长安大学硕十学位论文 第二章区域停车诱导系统概述 2 0 世纪6 0 年代末7 0 年代初出现的先进的出行者信息系统( a d v a n c e dt r a v e l e r i n f o r m a t i o ns y s t e m ，简称a t i s ) 确立了交通出行信息体系。其借鉴发达的计算机、互联 网、多媒体、通信、控制、电子、地理信息系统等现代综合高新科学技术，逐步开拓形 成了覆盖内容更全面、划分功能更细致的多个子系统，城市停车诱导系统就是其中之一。 2 1 系统定义、实施目的及工作原理 2 1 1 系统定义 停车诱导系统是以促进停车场及相邻道路的有效利用为目的，通过多种方式向驾驶 员提供停车场的位置、使用状况、路线以及相关道路交通状况等信息，诱导驾驶员最有 效地找到停车场的系统【2 0 1 。 2 1 2 系统工作原理 停车诱导系统是利用先进的信息通信手段，对所收集的信息( 停车位信息、路网信 息及车辆信息等) 经控制中心计算机处理，并将有用信息( 停车场名称、有效停车位情 况、方位、路网交通状况等) 通过多种发布方式传往停车场、车载设备、路边查询设备、 个人便携设备、可变信息板、互联网及广播等，诱导驾驶员最有效地找到停车位。 2 1 3 系统实施目的 ( 1 ) 提高现有停车设施利用率，有效利用停车资源； ( 2 ) 减少违章占路停车现象，提高道路通行能力； ( 3 ) 减少道路上的“寻泊”交通量，缓解区域交通拥挤，提高交通系统的效率； ( 4 ) 改善停车场经营条件，提高商业区域经济活力； ( 5 ) 在空间上合理分散交通流，降低停车场周边道路的交通拥堵和交通事故发生率； ( 6 ) 减少能源消耗，缓解区域内环境污染等问题； ( 7 ) 作为智能交通系统的一部分，促进智能交通系统的发展与完善。 2 2 系统总体结构及功能模块 2 2 1 区域划分的必要性及原则 将诱导系统的服务范围划分成若干个区域，每个区域设立一个区域级系统管理端， 7 第二章区域停车诱导系统概述 发挥区域控制中心的作用，不仅可以从战略上避免由于停车诱导系统产生新的局部拥堵 问题，而且可以根据停车诱导系统的服务对象区域，将诱导信息由简到繁，最后再由繁 到简分层发布，使得被诱导对象始终处于最佳的诱导信息之中。 当前，我国大部分停车诱导系统是作为智能交通系统示范工程的一部分，在城市停 车问题突出的区域首先进行规划建设的，属于区域性停车诱导系统。区域性停车诱导系 统是探索停车诱导系统发展道路中的一个必然存在阶段，是全市停车诱导系统规划建设 的基础。 停车诱导系统区域划分应遵循以下原则2 1 】： 每个小区的范围不宜过大，应当限制在6 _ 8 个街区以内，最好在边长为5 0 0 米左 右矩形区域内； 小区内包括的主要设施不宜过分集中； 每个小区内的停车场容量和停车需求大致相等； 小区内应当避免有行人流量大的道路穿越； 通往停车场的诱导路线尽量避免出现左转； 干线道路类型明确的条件下，以干线道路为分区的界线。 2 2 2 系统总体结构 根据诱导区域面积的大小和关联性，停车诱导管理中心可设为多级或单级。多级停 车诱导系统总体结构一般包括：总控停车诱导中心( 指挥中心) 、分控停车诱导中心、 区域停车诱导中心和停车场管理端等，如图2 1 所示；单级停车诱导系统总体结构比较 简单，采集系统和发布系统均直接与管理中心相连，本文所论述的区域停车诱导系统总 体结构采用单级结构，如图2 2 所示。 2 2 3 系统主要功能模块 停车诱导系统应由信息采集、信息处理、信息传输以及信息发布等4 部分组成，各 部分之间的关系如图2 3 所示。 8 长安大学硕士学位论文 图2 1多级停车诱导系统总体结构 i 图2 2 单级停车诱导系统总体结构 图2 3p g s 功能模块问关系 9 第二章区域停车诱导系统概述 2 3 系统关键实施技术 2 3 1 信息采集技术 ( 1 ) 信息需求分析【2 2 】 出行者在出行前和出行途中对停车信息的需求是不尽相同的，因此可将出行者的停 车信息需求分为出行前和出行途中的停车信息服务。 出行前信息需求： 停车场的分布情况以及停车收费方式与费率； 停车位的实时占用情况； 停车场周边交通状况( 有无单行线、阻塞状况、突发事故发生与否) ； 停车换乘方式的提供与选择，相关的换乘方式到离站时问、步行距离、发车频率以 及站点分布信息。 出行中信息需求： 停车场的名称、类型与位置； 停车场的车位占用情况( 除了用空闲、接近饱和、饱和三种状态显示以外，还可以 是剩余停车位数目) ； 前往停车场的方向或者路线等。 ( 2 ) 信息采集方式 信息采集是通过远程监视装置、传感装置采集对象区域内各停车场相关信息以及停 车场集散道路的交通信息，采集方式一般分为两种：人工采集、自动采集。 人工采集方式是分别在停车场出入口设置计数员，人工记录出入的车辆数、确定停 车场的有效停车位信息，并人工向控制中心传送有关数据。人工采集方式需要的投资少， 设备相对简单，但不能保证有关信息的及时性，适合于规模较小的停车场。 目前，大部分停车场均为智能管理和半自动人工管理方式，所以停车场的车位信息 可以通过停车场管理系统的相应设备自动采集。常用的车位信息自动采集设备有：环形 线圈检测器、闸道式检测器、红外线检测器、超声波检测器、车辆拍照识别、车辆自动 识别装置、监控摄像机等，各种采集方式的优缺点比较如表2 1 所示，同时还可借助停 车场管理系统中的车辆自动计数器和收费装置作为车位信息采集的辅助手段。 1 0 长安大学硕上学位论文 表2 1 信息采集方式优缺点比较 采集方式优点缺点 技术成熟、易于掌握、技术精确、抗干 安装时要破坏路面；安装质量对其可靠 感应线圈检测性和寿命影响很人；修理或安装时需中 扰性强 断交通；影响路面使用寿命 将每次道闸的起落视为通过一辆车，节道闸的起落与通过的车辆数并无严格的 道闸式检测器 省资源一一对应关系，需加强管理 有很强的抗静电干扰和温度干扰的特 在大雨、大雪或浓雾天气下，传感器的 红外线检测器点，与超声波检测器相比，速度快、不 受机械噪卢干扰和电磁波干扰的影响 灵敏度会降低 造价低、无埋设、无附加反射装置、免温度变化、强烈的气流紊乱等环境因素 超声波检测器 维护、抗静电干扰都会影响传感器的工作特性 施t 安装简单、系统安装不破坏路面、 成本较高，号牌识别系统的识别率还存 视频检测 不干扰交通、维护费用低、可靠性高、 系统兼容性好，扩展、升级方便 在一定误差 非接触式i c 卡读写技术成熟、易于掌握、技术精确、成本 器低 刷卡机易损坏，自动性较差 2 3 2 信息处理技术 系统基础数据处理主要在区域管理中心完成，它将采集到的停车场使用状况以及周 边道路信息加工处理成向驾驶员提供的适当形式的信息，如：停车场车位使用情况、集 散道路上的交通状况等。另外，存储、加工停车场使用情况的日、周变化模式，以便更 加有效地利用停车信息，为未来提供停车需求状况预报、停车位预定等服务和为规划建 设停车系统提供基础资料。同时，这个控制中心也可以和其它的i t s 控制中心共用，便 于信息整合、系统维护和降低造价。具体信息处理流程见图2 4 。 ( 1 ) 有效停车位预测技术 有效停车位预测的意义 有效停车位，是指正在开放的停车场内未被车辆或其它物品占用，可以用来停放车 辆的停车位。有效停车位预测不仅可以避免驾驶员在市郊收到某个停车场仍有空车位的 信息，而到达该停车场时已没有可利用停车位的状况发生，而且有利于出行者合理安排 自己的出行和停车，有利于交通管理部门对交通的宏观调控。有效停车位的准确预测不 仅可以保证停车诱导系统的可靠性，提高交通系统的运行效率，还可为车位预定提供数 第二章区域停车诱导系统概述 据。 图2 4 信息处理流程图 有效停车位的预测方法 停车场有效停车位预测的方法大致可以分为以下两类：分析影响车位变化的各影响 因素，将各因素看成自变量，有效停车位看成因变量，构造它们之间的函数关系，然后 通过标定模型去预测相应时段的有效停车位。但由于影响有效停车泊位因素的多样性和 难以量化性，所以一直难以建立起有效的数学模型。目前常用的是时间序列预测方法， 该方法不考虑影响停车位变化的各因素，利用现有停车位数据去构造模型，进而去推测 未来可利用车位的发展趋势。 依据时间序列预测方法，同时考虑到系统的非线性等因素，吉林大学的杨兆升教授 提出了一种基于模糊神经网络的有效停车位预测技术2 3 1 ；在分析其模型的基础上，西南 交通大学潘敏在其硕士毕业论文中对其进行了改进，提出了鉴于最短时间有效路径和最 短距离有效路径的基础上进行预测时间数据【2 4 】；吉林大学的胡娟娟在其硕士毕业论文中 提出了一种非线性时间序列预测模型基于b p 神经网络改进算法的有效停车泊位预 测技术【2 5 1 ，等。以上方法均通过作者验证，具有一定的可靠性和准确性，保证了有效停 车位的预测精度。 ( 2 ) 停车控制策略模型 停车诱导系统根据不同的停车供需状况，可以采取不同的控制策略，通常主要为： 1 2 长安大学硕十学位论文 用户最优控制和系统最优控制。应用模型也相应地分为用户最优模型( u s e r - o p t i m a l m o d e l ，简称u o 模型) 和系统最优模型( s y s t e m o p t i m a lm o d e l ，简称s o 模型) 【2 4 】。 用户最优模型 用户最优是指任一驾驶者在任一时刻任一位置的停车费用最小。该模型在用户所在 位置考虑停车需求，系统给予的答复是从个体行车时间和停车费用综合利益最大为出发 点进行诱导。它是以用户的最优使用为基础，考虑到用户的综合利益，此模型从个体经 济最节省和时间用量最节省的情况下计算，但是这样以来就不能保证系统的最优化，个 体与系统之间可能就会出现不协调性，从而给系统带来冗量。 系统最优模型 系统最优是指在一定时段内，一定区域内所有驾驶者总的停车费用最小。该模型是 以一定时间段内，一定区域内所有驾驶者总的停车费用和总的时间节省最优为出发点。 它是从系统管理者的角度出发，考虑整个系统的利益为最优，这种情况会给有些个体带 来不满而不遵从系统指使，引起对系统的不信任。 2 3 3 信息传输技术 区域停车诱导系统信息传输的目的在于实现信息在停车场、区域管理中心和信息发 布设施之间的传输、交换。 ( 1 ) 信息传输分类 按数据发送和接收者的管理层次，停车诱导系统中的信息传输可分为以下几类： 车辆与停车场之间的通信； 停车场采集设备与其所辖发布设施之间的通信； 停车场与区域管理中心之间的通信； 区域管理中心与车辆之间的通信； 区域管理中心与所辖信息发布设施之间的通信。 ( 2 ) 信息传输方式 交通管理中的数据传输方式主要分为两类：一种是有线传输方式，另一种是无线传 输方式。 有线传输方式 有线传输方式在交通领域中主要是指通过光纤传输。光纤通信具有通信容量大、质 量高、性能稳定、防电磁干扰、保密性强等优点，它在干线通信方面已有广泛体现。 无线传输方式 1 3 第二章区域停车诱导系统概述 无线传输方式主要是通过g s m 网、c d p d 网、c d m a 网以及g p r s 网等实现信息 传输。无线网络的接入提供了更加灵活便利地通信服务，尤其在网络设施不完善的地域， 更加体现出其优越性。 2 3 4 信息发布技术 信息发布的任务是将信息处理系统处理过的信息，以适当的方式向外界分若干个层 次发布出来，通常是由区域管理中心和停车场管理端随时将各个停车场的使用状况以不 同的方式提供给驾驶员，信息发布层次如图2 5 所示。 i 信息采集 ： 一一 f o 幺二= 斗 停车场管理端li 停- 午- 场管理端 区域诱导管理中心 信息发布设施 i i i i i i v 图2 5 信息发布层次 ( 1 ) 信息发布方式 按照不同的分类标准，信息发布方式可分为车内方式和车外方式、群体方式和个体 方式、可视方式和可听方式等，主要有以下几种： 可变信息标志 交通广播 互联网 车载单元 手机、w a p 、p d a 等 目前最基础、最为常用的发布形式为设置于路侧的可变信息标志。 ( 2 ) 信息发布策略 停车诱导系统所发布停车信息的简繁程度关系到诱导效果，繁琐的的停车信息影响 司机对它的理解，导致停车诱导功能受到限制。针对区域停车诱导系统的特点，本文中 提出三级停车诱导信息发布策略，通过分层简化，将信息以简洁明了的形式提供给驾驶 员。根据层次由远及近有所不同，诱导信息板的种类按层次可分为： 一级诱导：区域性诱导 一级诱导标志设置在区域主干道路边，由区域管理中心发布包括区域内主要停车场 1 4 雾 一 一 一 长安大学硕士学位论文 的数量、有效停车位状况、停车场所处位置( 名称) 、停车标志p 、区域路网图、司机 所处位置及行车方向等信息。 二级诱导：路口性诱导 二级诱导标志设置在区域内各个停车场周围的主要路口或者停车场入口的道路上， 其由区域管理中心负责发布停车场名称、位置、有效停车位状况以及行进状况等信息， 在进入停车场入口附近的路段还需要显示进入方向指示。 三级诱导：停车场诱导 三级诱导标志设置在各停车场入口附近，由停车场管理端负责发布当前停车场的名 称、空位数量、营业时间及收费价格等信息。 ( 3 ) 车位占用状况判定标准 车位占用状况判定方法可分为空满法( 显示停车位饱和状态，如：空闲、接近饱和 以及饱和) 和车位剩余法( 显示剩余空位数) 2 6 】。剩余法仅提供停车场信息，缺乏对未 来车位变化情况的考虑，这对停车场附近的信息发布屏比较合适。空满法的信息较为模 糊，它可以综合停车场的车位利用和停车需求增长趋势等情况来决定信息的发布内容， 如当停车场当前利用率达到9 5 以上或有效停车位不足2 个时，停车诱导信息板显示 “满 ，反之显示“空 。在车位较为充足的情况下，两种信息的效果没有大的不同，但 在剩余车位少到一定程度( 如2 个车位) 时，车位剩余法有可能会导致驾驶员看到这个信 息后无所适从、停车需求向某一点集中的不利局面产生，由此增加因信息的误导( 驾驶 员个人认为) 而带来的不满意度。 2 4 本章小结 本章简单介绍了停车诱导系统的定义、实施目的、工作原理、总体结构以及功能模 块，在此基础上对停车诱导系统中的信息采集、处理、传输和发布四项关键实施技术进 行了主要分析，为之后建立综合评价指标体系提供依据。 1 5 第二章区域停车诱导综合评价指标体系 第三章区域停车诱导系统综合评价指标体系 区域停车诱导系统综合评价包括评价指标体系的建立、评价指标的标准化、评价方 法的确定等重要环节。其中，评价指标体系的选取与建立是综合评价的重要基础，是有 效评价区域停车诱导系统的保证。 3 1 评价指标体系的构建原则与过程 评价指标体系是联系评价专家与评价对象的纽带，也是联系评价方法与评价对象的 桥梁。建立综合评价指标体系，要在反复调查了解系统目标的前提下科学、合理地选取 评价指标。选取过多指标，事实上是重复性指标，会有干扰；过少，可能所选取的指标 缺乏足够的代表性，会产生片面性。评价指标体系要全面地反映出所要评价的系统的各 项目标要求，尽可能地做到科学、合理，且符合实际情况，并基本上能为有关人员和部 门所接受。为此，制订评价指标体系需在全面分析系统的基础上，首先拟定指标草案， 经过广泛征求专家意见，反复交换信息，统计处理和综合归纳等，最后确定系统的评价 指标体系。 3 1 1 评价指标体系的构建原则 为了全面反映区域停车诱导系统的预期实施效果或系统达到预期效果的何种层次 等方面的问题，并使指标体系便于操作运算，建立区域停车诱导系统综合评价指标体系 时应遵循以下原, 贝l j 3 2 , 3 3 , 3 4 】： ( 1 ) 科学性原则 评价指标的选择必须有科学的理论依据，一定要建立在科学的基础上，即指标的选 择、指标权重系数的确定、数据的选取、计算与合成必须以公认的科学理论为依据，要 能客观、合理地反映区域停车诱导系