（交通运输规划与管理专业论文）面向用户的停车诱导信息系统研究.pdf

福建农林大学2 0 0 9 届硕士学位论文 面向用户的停车诱导信息系统研究 摘要：随着经济的发展，小汽车的大量涌现对城市中心的停车需求的满足提出 了极大的挑战。如何解决不断增加的停车需求和有限的停车资源之间的矛盾， 大家都把目光投向了停车诱导信息系统( 简称“p g i s ”) 。如何建立高效、智能的 p g i s 已成为国内外关注和讨论的重点。目前基于分级式可变信息情报板( 简称 “v m s ”) 发布系统的p g i s 无法提供面向用户个体不同需求的停车诱导方案，论 文针对这个不足对建立面向用户的p g i s 进行了深入研究。 首先，通过对国内外p g i s 的相关研究和应用进行介绍和总结，表明了建立 面向用户的p g i s 的目的和意义。结合g p s 、g i s 、g s m 、g p r s 等技术指出了 建立面向用户的p g i s 的可行性，并在前人p g i s 的研究基础上，构建了面向用 户的p g i s 的框架结构； 其次，结合福州中心商业区停车行为的调查数据，对停车需求特性和停车 行为影响因素进行了探讨，并阐述了停车场有效泊位预测对p g i s 的重要作用及 其预测方法，为最优停车场选择模型提供了建立依据； 最后，引入时间价值概念，建立了以用户从出发点到目的地的广义停车费 用最小为目标函数的最优停车场选择模型。使模型综合考虑各指标对停车用户 的影响的同时，简化了最优停车场选择模型的复杂度。广义停车费用函数综合 考虑了用户到停车场的行程费用、停车场泊位费用、从停车场到目的地的步行 费用，并考虑了由于首选停车场饱和的可能导致用户的二次寻泊的费用。使目 标函数更能反映停车过程中遇到的实际情况，保证了用户出行的广义停车费用 最小，提高用户对首选停车场的满意度。 关键字：面向用户；停车诱导信息系统；p g i s ；广义停车费用；饱和度 中国分类号：u 4 9 1文献标识码：a 面向用户的停车诱导信息系统研究 t h es t u d yo nt h eu s e r - - o r i e n t e dp a r k i n gg u i d a n c ea n di n f o r m a t i o n s y s t e m a b s t r a c t ：t h ed e v e l o p m e n to f e c o n o m i ch a sb r o u g h ta b o u tt h es p r i n g i n gu po f c a r sw h i c h ， a sa r e s u l t ，g r e a t l yc h a l l e n g e st h ep a r k i n gd e m a n d so fc i t yc e n t e r s t h ep a r k i n gg u i d a n c ea n d i n f o r m a t i o ns y s t e m ( p g i s ) i sf o c u s e da sas o l u t i o nt ot h ec o n t r a d i c t i o nb e t w e e nc o n t i n u o u s l y i n c r e a s i n gp a r k i n gd e m a n d sa n dl i m i t e dp a r k i n gl o t s h o wt os e tu pa ni n t e l l e c t i v ep g i sw i t h h i g he f f i c i e n c yh a sa t t r a c t e dt op e o p l ef r o mb o t hc h i n aa n da b r o a da n db e c o m et h e i r c o n c e r n s a st h ec u r r e n tp g i sw h i c hi sb a s e do nt h ei s s u i n gs y s t e mo fc l a s s i f i c a t i o nv a r i a b l e m e s s a g es i g nc a nn o tp r o v i d et h ei n d i v i d u a l sw i t has o u n dp g i sa c c o r d i n gt ot h e i rd i f f e r e n t r e q u i r e m e n t s ，ad e e ps t u d yo nt h ee s t a b l i s h m e n to f a u s e r s - o r i e n t e dp g i sw a st h e r e f o r ec a r r i e d o u ti nt h i sp a p e r f i r s t l y ，t h ep u r p o s ea n ds i g n i f i c a n c eo f s e t t i n gu pa u s e r s - o r i e n t e dp g i sw e r ei n d i c a t e db y r e f e r r i n gt ot h er e l e v a n tr e s e a r c ha n da p p l i c a t i o ns t a t u so fp g i sb o t hi na n da b r o a d w i t ht h e c o m b i n a t i o no fg p s 、g i s 、g s m 、g p r sa n do t h e rt e c h n o l o g i e s ，t h ef e a s i b i l i t yo f b u i l d i n g au s e r s - o r i e n t e dp g i sw a sf i g u r e do u ta n dt h ef r a m e w o r kw a sa sw e l lc o n s t r u c t e db a s e do nt h e p r e v i o u ss t u d i e so np g i sb yo t h e rr e s e a r c h e r s s e c o n d l y ，t h ec h a r a c t e r i s t i c so fp a r k i n gd e m a n d sa n dt h ei n f l u e n c i n gf a c t o r so fp a r k i n g b e h a v i o r sw e r ee x p l o r e dc o m b i n i n gw i t ht h es u r v e yd a t ao np a r k i n gb e h a v i o r so ff u z h o u c e n t r a lb u s i n e s sd i s t r i c t ，a n dt h ei m p o r t a n c eo fa ne f f e c t i v ep a r k i n gb e r t hf o r e c a s ta n di t s f o r e c a s t i n gm e t h o d sw e r ee x p o u n d e da st op r o v i d eab a s i sf o rt h ee s t a b l i s h m e n to fm o d e l so n s e l e c t i n go p t i m a lp a r k i n gl o t s a tl a s t ，w i t ht h ei n t r o d u c t i o no f t i m ev a l u e ，am o d e lt os e l e c to p t i m a lp a r k i n gl o t sw a ss e t u p b yc o n s i d e r i n gt h em i n i m u mg e n e r a l i z e dp a r k i n gc o s tb yu s e r sf r o mt h e i rs t a r t i n gp o i n t st o d e s t i n a t i o n sa st h eo b j e c t i v ef u n c t i o n e v e r yp a r a m e t e rt h a ti n t e r f e r e su s e r sw i t ht h e i rp a r k i n g b e h a v i o r sw e r es y n t h e t i c a l l yt a k e ni n t oa c c o u n tw i t h i nt h em o d e lw h i l et h ec o m p l e x i t yo ft h e m o d e li t s e l f w a ss i m p l i f i e d i nt h eg e n e r a l i z e dp a r k i n gc o s tf u n c t i o n ，t r i pc o s tt op a r k i n gl o t s ， p a r k i n gc o s t ，w a l k i n gc o s tf r o mp a r k i n gl o t st od e s t i n a t i o n sw e r ec o m p r e h e n s i v e l yc o n s i d e r e d a sw e l la st h ec o s tw h i c hm i g h th a p p e no nt h eu s e r sf o rs e e k i n ga n o t h e rp a r k i n gp l a c eb e c a u s e o ft h ef u l lo c c u p a n c yo ft h ef i r s ts e l e c t e do n e t h e r e f o r e ，t h eo b j e c t i v ef u n c t i o nc a nb e t t e r 2 福建农林大学2 0 0 9 届硕士学位论文 r e f l e c tt h er e a lc o n d i t i o n su s e r sm i g h tc o m et ow h e np a r k i n gt h e i rc a r s ，w h i c he n s u r e st h e m i n i m u mo fg e n e r a l i z e dp a r k i n gc o s ta n di m p r o v e su s e r ss a t i s f a c t i o nw i t ht h e i rf i r s ts e l e c t e d p a r k i n gl o t s k e yw o r d s ：t h eu s e r - o r i e n t e d ；p a r k i n gg u i d a n c ea n di n f o r m a t i o ns y s t e m ；p g i s ；t h e g e n e r a l i z e dp a r k i n gc o s t ；s a t u r a t i o n c l cn u m b e r ：u 4 91d o c u m e n tc o d e ：a 3 独创性声明 本人声明，所呈交的学位( 毕业) 论文，是本人在指导教师的指导下独立完成的研 究成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致谢中已作了答谢的地方 外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。与我一同对本研究做出贡献的同志， 都在论文中作了明确的说明并表示了谢意，如被查有侵犯他人知识产权的行为，由本人 承担应有的责任。 ， 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名：糯亥 日期：研夕 论文使用授权的说明 本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位( 毕业) 论文的规定，即学校有权 送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可 以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密，在年后解密可适用本授权书。 不保密，本论文属于不保密。 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名：奈铽旌、 指导教师亲笔签名 口 一 侈 心 么 莎 碍叫 期 期 面向用户的停车诱导信息系统研究 1引言 1 1 研究背景 随着经济的发展，城市化进程加快，我国城市机动车保有量也得到了迅速增长，从 2 0 世纪9 0 年代中期开始，随着国家汽车产业政策的颁布，与小汽车生产、流通相关的 重大举措亦相继出台，“小汽车进入家庭”被确定为国家扶持汽车工业发展的战略安排。 小汽车拥有量逐年增加，且增长速度越来越快，平均增长率达到1 6 8 【i 】。 机动车存在状态可分为行驶和停车两种。机动车的出行必定要经历停车这个状态， 所以说停车是机动车使用过程中必不可少的环节。在以机动车为主要出行方式的城市 里，停车设施已经成为必不可少的基础设施之一。 城市私人客车的大量涌现不但给城市的交通带来极大的负担，同时也对城市中心特 别是中心商业区的停车需求提出了极大的挑战。相对于小汽车的飞速发展，城市停车场 的建设却显得特别的缺乏和滞后，导致停车位与机动车停车需求增长的矛盾日益严重。 但长期以来，我国城市停车场发展问题未受到应有的重视。随着城市的增大，城市停车 无序状况将成为缓解城市交通拥挤问题的“瓶颈”【2 _ 】。为缓解这个矛盾，近年来不少城 市在中心商务区的开发过程中新建了一些大型停车库( 楼) ，但由于出行者缺乏停车场位 置、使用状况以及相关道路交通状况等信息，缺乏对停放场地的有效的诱导和优化。导 致宝贵的停车资源整体利用率不够平衡和充分，且增加了汽车因寻求泊位而产生的的无 效的巡游的交通量，进一步影响了道路交通的通畅、恶化了城市的污染，客观上阻碍了 社会、经济的发展。人们已经认识到国内的城市，尤其是大城市在停车管理方面除了制 定有效的车辆停放管理的法规，还需要从现代先进的科学技术中寻求一种新的途径来解 决目前越来越严重的停车问题。 停车诱导系统又称停车诱导信息系统( p a r k i n gg u i d a n c ea n di n f o r m a t i o ns y s t e m ，简 称为“p g i s ”) 是通过交通信息显示板、无线通讯设备等方式向驾驶人提供停车场的位置、 使用情况、诱导路线、交通管制以及交通拥堵状况的系统【4 】。 停车诱导系统的目的在于改善城市交通状况，减少或杜绝乱停乱放、占用非停车用 地现象，发布停车场、库及其停车位信息，引导驾驶人可靠、高效地找到合适的停车位， 缩短停车时间，同时对不熟悉该地区的驾驶人提供导向服务。从而减少路面“无效”交通 量，进而提高路网效率、缓解交通拥挤、改善交通对城市环境的污染，增加商业区的经 4 福建农林大学2 0 0 9 届硕士学位论文 济活力。所以加强对停车诱导系统的研究、充分发挥停车场库的作用，提高其使用率和 周转率、平衡各停车场的使用率对于我国城市的长远发展具有积极深远的意义。 1 2 国内外城市p g i s 的发展和现状 1 2 1国外城市p g i s 的发展和现状 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 e m ，简称为“i t s ”) 中先 进的出行者信息系统( a d v a n c e dt r a v e l e ri n f o r m a t i o ns y s t e m ，简称为“a t i s ”) 的重要组成 部分。理所当然p g i s 的发展与i t s 和a t i s 所具备的实力和发展是相对应。所以欧洲、 美国、日本是国外城市p g i s 发展应用的代表【5 1 。 1 2 1 1国外城市p g i s 理论研究发展和现状 2 0 世纪8 0 年代末9 0 年代初开始，国外提出了一些关于停车诱导信息的选择模型。 p o l a k 和a x h a u s e n ( 1 9 8 9 年) 开发的c l a m p 模型【6 】在欧洲城市用于广泛的停车政策分析， y o u n g ( 1 9 9 1 年) 提出的p a r k s i m 模型【7 1 定位在小汽车停车场内进行停车搜寻。这些模 型普遍假设驾车者可以获得完整的停车信息，不过没有涉及次优化选择决策的问题。日 本学者室町泰德( 1 9 9 1 年) 等人利用关于停车等待时间和停车场选择的调查结果，建立了 6 个含有不同变量的停车场选择模型，用于分析停车使用的动态特征来评价p g i s 的引 入效果i s 】。 澳大利亚墨尔本大学学者r u s s e l lgt h o m p s o n 和他的跨国合作者们是p g i s 领域具 有代表性的研究者【9 1 。t h o m p s o n 和r i c h a r d s o n ( 1 9 9 8 年) 建立了驾车出行者选择停车场 的行为模型。他们定义了一个分层次的搜索过程，突破了前期学者们作出的驾车者在停 车选择时可以获得完整信息的假设，估计了包括可达性、等待时间、直接的和出口费用 在内的小汽车停车场的效用值，使用排队长度和离开率参数阐明了小汽车停车场的非确 定属性，认为个体驾车者停车选择集的组成和规模由停车场的内部因素决定，更接近实 际情况。 t h o m p s o n 等( 1 9 9 8 年) 在位于日本东京中心的新宿区对驾车者进行了p g i s 的有关问 询调查，另外在o s a k a 和u t s u n o m i y a 两个城市作了附加研究f 1 0 】。根据调查结果，通过 准平方检验和二项式t d g i t 方法归类总结，他们分析出不同的个人属性( 年龄、性别等) 和不同的出行特征( 出行目的、出行频率、出行起点、工作日或周日出行等) 条件下，驾 车者对可变信息板( v a r i a b l em e s s a g es i g n ，以下简称为“v m s ”) 的意识、关注、理解、领 会、使用会表现不同特点，二者密切相关。他们发现，除了外地车辆，很多不常出行的 5 面向用户的停车诱导信息系统研究 驾车者很少注意v m s ；出行频率低的驾车者由于缺乏经验而更希望获得等待时间信息。 t h o m p s o n 、t a k a d a 和k o b a y a k a w a ( 2 0 0 1 年) 在原有研究的基础上继续探索，通过改 进城市p g i s 的显示优化技术，发展了新的停车选择行为模型 1 1 1 。他们设法使驾车者接 收到停车场的预告等待时间，同时预测v m s 对城市交通系统整体运行的影响，对于停 车高需求时段发挥更明显的诱导作用。模型假设未观察到v m s 的驾车者根据停车场实 际的利用率，和接收到v m s 信息的驾车者一样，都能查觉停车场的等待时间：假设机 动车进入城市中心区后即使原先选择停车场的状况与最初从v m s 得到的信息有所差 别，驾车者也不会改变停车选择。该论文仅针对路外停车场，不考虑非法停车，建立了 使排队时间和车辆出行里程最小的目标函数，基于出行方式、驾车者特性、停车场属性 以及v m s 上提供的停车泊位信息，分析它们与停车场车辆到达率之间的关系；采用简 化的遗传算法，显著减少了排队时间和车辆出行距离。他们设想采用在城市不同区位的 v m s 上发布不同的停车信息的方法，以达到引导交通流和停车泊位利用的双重均衡， 产生多种环境效益的目的。这已经在离东京以西约5 0 k m 的t a m a n e w t o w n 的p g i s 当 中付诸应用。 意大利专家m a u r od e l l o r c o 、m i c h e l eo t t o m a n e l l i 和d o m e n i c os a s s a n e l l i ( 2 0 0 3 年) 在概率论的框架内发展数学模型，借以提高用户在不完全信息非确定性条件下停车选择 过程中的准确度【l2 1 。他们通过模糊集表达停车费用情况，采用乐观和悲观的观点区分 了用户最佳停车选择的可能性和必然性的概念，以付费停车的价格结构、非法停车的控 制区、到最终目的地距离、停车设施的拥挤水平元素构成矢量a ( s i ) ，在提供选择的停 放和选择的概率之间进行比较，按照非确定性一致的准则确定停车选择的概率。该模型 适合模拟信息对用户选择的影响，比较清楚地反映了停车、交通系统状态和人类自然的 非确定性。 欧洲城市p g i s 的设计思想【l3 】包括不同的类别。在“描述法”设计当中，设计者通过 系统尽可能的向驾车者提供最多的停车信息，注重给驾车者更多的决策权；在“规定法” 设计当中，设计者仅向驾车者提供应知道的停车信息，限制了驾车者的选择机会，大部 分的停车决策权被p g i s 掌握。日本东京新宿区配备的p g i s 算法相对简单。根据路网 的特点，将停车场综合分区，采用多阶段的信息诱导方法【1 4 】，计算出到各个停车场的 基本诱导路径，由入口v m s 引导驾车者到下一个空闲停车场。德国柏林市的停车场管 理规定【1 5 】，停车场内停车率达9 0 时，路边的诱导系统即标示该停车场停车位已满， 6 福建农林大学2 0 0 9 届硕士学位论文 保障后续进入的车辆有适当的周转率。 1 2 1 2国外城市p g i s 应用概况 1 ) 欧洲 欧洲的p g i s 以德国最具代表性，且德国的起步较早，在1 9 7 1 年，德国的亚琛( a a c h e n ) 市就建立了被公认是世界上最早的p g i s 【1 6 7 】。当时在亚琛市主要的交叉路口对市内的 1 2 处停车场设置了光电显示的停车诱导标志；1 9 8 0 年增加到了4 0 处，诱导标志采用远 距离控制【1 8 】。2 0 世纪7 0 年代末英国也开始采用p g i s 在此后的一个时期内，法国、 瑞士等欧洲国家也相继建立了类似系统。 德国科隆市的停车诱导系统是比较成功的一个例子【1 9 】，科隆市自从1 9 8 6 年起停车 诱导系统开始操作实施，一直在进行完善和改进。年作为停车诱导系统的延伸，装置了 新型的、具有艺术性的、展示技术的标志牌，而且在贸易展览中心附近建了一座多功能 控制中心，整个系统的运作由市政府交通管理中心管理。科隆市停车诱导系统覆盖了整 个内城中心区，总的区域面积约4 5 平方公里。在这个系统内包括3 6 个大型停车场和2 个p + r 设施，即停车换乘设施( p a r k i n g + r i d e ) ，约1 7 0 0 0 个停车位。以科隆大教堂为中 心，将中心城区划分了4 个区域，用不同颜色表示红、黄、兰、绿，每个分区面积约1 平方公里，较大的1 6 平方公里，较小的o 8 平方公里。 在每个停车场( 库) 设有电脑计数器，随时感应小汽车驶进、离开停车场状况，并将 停车场剩余的车位数据传输给市政府的交通监控中心，所有的停车场送来的信息经过交 通中心综合处理后，再将这些数据及综合信息输送到城市街道上每个动态指示牌，所以 每个区域以及区域外的停车场使用情况的信息是实时动态的。科隆市的交通信息是公 开、共享的，通过图文电视、广播、电话、电台都能获得交通信息，甚至通过互联网访 问，可得到系统内每个停车场的使用情况。停车诱导系统的导向计数牌分为二个层次。 第一层次：内城区域外，在未进入该区域前，就有导向标示牌预告区域总的停车位剩余 数。第二层次：在内城区域，当驶入某一区域，指示诱导的信息更详尽了，显示你所在 位置的前后左右的停车场位置与剩余车位数。科隆的停车诱导系统还在不断完善，设想 将外围的p + r 设施的1 6 0 0 个停车位信息也纳入系统，而且动态指示牌设计更加艺术化 和易于识别。通过技术进步及深入的开发，使系统达到最优状态。 2 0 世纪9 0 年代中期，德国科隆采用“描述法”设计了城市p g i s ，改系统由5 9 个v m s 组成，为容量达1 2 0 0 0 泊位的3 0 个停车场服务；英国莱彻斯特设计采用的p g i s 则采用 了“规定法”，该系统由2 l 块v m s 组成，为总容量达5 2 0 0 泊位的8 个多层停车场服务【1 3 】。 7 面向用户的停车诱导信息系统研究 2 ) 日本 日本的p g i s 称为停车场向导系统，是集成在日本警察厅开展的u t m s ( u n i v e r s a l t r a f f i cm a n a g e m e n ts y s t e m ) 项目中，它通过u t m s 的交通管理综合集成系统( i t c s ) 发布 停车信息。该停车诱导系统在所考虑的区域内为进入的汽车提供停车场的位置、空满信 息、一般路径等信息。 1 9 7 3 年日本在柏市建立了亚洲最早的p g i s 。1 9 9 3 年4 月东京建造了第一个p g i s ， 位于日本东京中心的新宿区，p g i s 结构完整，诱导功能完善，应用十分成功，是p g i s 应用十分成功的典范。新宿区1 9 9 5 年以前已经采用p g i s 管理2 9 个小汽车停车场的近 6 0 0 0 个按时租用的泊位，在主要商业区配备3 类v m s 提供动态诱导信息服务。 到1 9 9 5 年，日本已有4 0 个城市引进了基于v m s 的p g i s ，如大阪卫星城i b a r a k i 的p g i s 管理着6 个公共停车场和3 个私人停车场，使用两类v m s ：一类称为“图形类 信息板”，是在一幅可变形地图上显示各停车场的动态信息，安装在通往中心商务区 ( c e n t a rb u s i n e s sd i s t i r c t ，简称为“c b d ”) 的主要道路上，显示“满”、“空闲”或“关闭”的状 态信息；另一类称为“文字类信息板”，是通过显示停车场的名称和使用状态来引导驾车 者，若某个停车场己饱和，它就在该停车场的名称后显示“满”，若某个停车场空闲，它 就显示一指向该停车场名称的绿色箭头 2 0 】。 3 ) 美国 2 1 - 2 3 】 美国的停车诱导系统是美国a t m s ( a d v a n c e dt r a n s p o r tm a n a g e m e n ts y s t e m ) l 拘组成 部分之一，它通过中心处理计算机处理公路交通情况与其它相关的数据，形成并更新交 通管理信息数据库，交通指挥控制中心通过如可变信息信号标志、无线电广播等各种设 备传递和发布相关的交通管理信息内容。停车诱导系统在美国也被称为先进停车信息系 统a p i s ( a d v a n c e dp a r k i n gi n f o r m a t i o ns y s t e m ，圣保罗商业区于1 9 9 6 年2 月建立了美国 的第一个停车诱导系统，该系统管理7 个停车库和3 个停车场，使用了5 6 个标志牌来 显示停车设施的位置和车位占用情况。其中4 6 个是静止引导标志，1 0 个是电子标志牌， 一台中央计算机控制数据采集和把信息传送到电子标志牌，它们会引导驾车者到达其所 选择的停车场( 库) 。 2 0 0 4 年12 月7 日，i m r ( t h ei n n o v a t i v em o b i l i t yr e s e a r c hp r o g r a m ) l 拘智能停车项目 的示范工程在美国加利福尼亚州西部港市奥克兰启动，这一智能停车管理系统利用先进 技术指导驾驶人停车，鼓励换乘公交，减轻驾驶人因停车问题所产生的焦虑和当地的交 通拥挤现象。系统包括无线车辆检测器和可变信息显示两部分。驾驶人除了从路边显示 r 福建农林大学2 0 0 9 届硕士学位论文 板获得停车信息之外，还可以通过电话和互联网预定车位。为了让更多的人享用停车预 定服务，该系统限制为两周只能预定3 次。项目初期为免费服务，但是将来可能进行收 费。 综上所述，目前国外的大多数停车场诱导系统都采用动态的电子显示引导牌，主要 通过室外v m s 向驾车者提供目的地附近的停车信息，引导驾车者到达停车设施。 1 2 2 国内城市p g i s 的发展和现状 2 0 世纪9 0 年代初我国交通工程学界才初步引进i t s 的概念和技术【2 4 2 5 1 。作为i t s 子系统的p g i s 在国内的起步更晚，接近上世纪末才呈现雏形。和先进国家相比，我国 城市p g i s 由于实践应用上基础薄弱、经验欠缺、资金不足和管理体制不尽完善，存在 明显的差距。实践技术的落后使得国内的理论研究暂时局限在基本层面，难以全面深入。 虽然我国的城市p g i s 理论研究较发达国家来的置后，令人欣慰的是经过国内学者们的 努力，我国的城市p g i s 在理论上还是取得了长足的进步。p g i s 也逐步在一些经济和科 技力量强大的城市率先运用。 1 2 2 1国内城市p g i s 理论研究发展和现状 徐岩宇( 1 9 9 6 年) 定性论述了基于v m s 显示的p g i s 的结构组成 2 6 】。他将p g i s 分 为信息提供设备、信息收集设备、通信控制设备和中心处理单元4 部分，属于信息提供 设备的v m s 根据安装位置和显示内容有郊区、城区、单独引导和停车场入口4 类。 田地( 1 9 9 8 年) 提出采用计算机网络系统管理城市停车场2 7 1 。该系统由停车资源管 理子系统和停车场管理子系统组成，前者对全市停车车位资源实行计算机管理，通过公 共信息网向全市发布城市停车和车位状况信息。 袁文平、蒲琪( 1 9 9 9 年1 对城市p g i s 的规划步骤、系统的服务功能等总体构想进行 了初步的定性分析。他们提出“一个较大的停车诱导系统应能够把停车区域内的停车库 集结在一起”；按照停车场所在的区位，“停车诱导系统可以按三个等级来显示信息”； 认为“交通流的转移不能期望通过停车诱导系统来实现，【2 8 】；城市p g i s 应与其它规划有 机联系，不能单独地考虑其交通诱导效果。 邹贞元、徐亚国、安实等( 2 0 0 0 年) 是目前为止国内研究p g i s 比较全面的学者。他 们参照国外经验和国内城市的经济、交通现状，提出了我国城市p g i s 的建立方案和模 拟模型。他们建议将p g i s 配备分论证、储备、试验、推广4 个阶段进行；比较了技术 引进方案和自主开发方案的优劣特点；分析了从政府财政收入中划拨专项建设基金、从 各运营停车场所得收入中提取、对车辆征收一定金额的专项费用以及前三者综合的4 种 9 面向用户的停车诱导信息系统研究 资金来源选择方案的可行性；介绍了独立方式和分区方式两种系统选择模式的特点和适 用范围；在一些简化的假设条件前提下，采用车辆行驶距离、驾车者步行距离、等待时 间和停车费用4 个模拟指标，引入排队论建立停车模型。他们对比了v m s 泊位模式和 时间模式显示各自的优势和不足，认为同时包括两方面的信息有助驾车者出行参考【2 9 1 。 吴涛( 2 0 0 0 年) 通过集中总结欧洲、日本和美国等先进国家的p g i s 技术应用情况， 研究了系统的结构、设计和控制方法，提出预报系统、车载引导系统、预出行信息系统、 预定系统4 个发展方向。 刘斯瑞、缪立新0 4 1 ( 2 0 0 2 年) 引入新理念，宏观论述了典型的p g i s 结构主要由路边 v m s 、停车场的计数装置、控制中心和通信网络4 个部分组成。介绍了智能停车诱导系 统( i n t e l l i g e n tp a r k i n gg u i d a n c es y s t e m ，简称为“i p g s ”) 框架结构图，该系统由主控中心、 分控中心、智能停车场计数装置、车载g p s ( g l o b a lp o s i t i o ns y s t e m ，全球定位系统) 定位 及接收装置、v m s 和通信网络组成，采用m a p i n f op r o f e s s i o n a l 6 0 作为g i s ( g e o g r a p h i c a l i n f o r m a t i o ns y s t e m ，地理信息系统) 开发平台，空间数据统一用m a p i n f o 表以文件形式管 理，各种数据分层管理。采用m ss q ls e r v e r 、s y b a s e 等大型数据库，用关键字建立空 间数据与属性数据的连接。对比了i p g s 与p g i s 的明显不同之处：前者对驾驶人的诱 导主要通过车载g p s 定位及接收装置，其可变信息v m s 只作为诱导的辅助手段，来引 导未安装车载装置的车辆；后者在结构上大大优化，通过中央控制中心直接控制v m s ， 前者则采用两层次控制中心平台的设计( 如图1 1 所示) ，实现了停车管理和停车诱导两 大功能在结构上的分离；各分区相对独立，通过统一的接口交换信息。 图1 - 1i p g s 组成结构图 f i g u r e 1 1 s t r u c t u r eo fl p g s 1 0 据 福建农林大学2 0 0 9 届硕士学位论文 他们假定用户都使用i p g s 并且完全接受其诱导，根据不同的停车控制策略，初步 研究了用户最优、系统最优和用户系统均衡三种应用模型。 关宏志等( 2 0 0 3 年1 从p g i s 总体规划设计的角度，结合i t s ，讨论了信息采集、信 息处理、信息传输、信息发布4 个结构部分的功能，提出停车诱导的策略；说明了诱导 对象区域分区的必要性，提出了分区范围“限制在6 , - - 8 个街区以内，最好在边长为5 0 0 m 左右矩形区域内；使主要服务对象( 如大型商业设施) 均匀分布在各个小区，一个小区内 包括的服务对象设施不宜过分集中：每个小区内的停车场容量和停车需求大致相等”等 基本原则；讨论了停车诱导信息的设置标准，建议诱导信息板按预告性、街区和停车场 三级分层设置，提供了诱导信息板尺寸设计简图和文字、符号、底色表示法。 张翔等( 2 0 0 3 年) 按照交通出行者、交通管理者、城市规划者的三方面需求，通过p g i s 定位和关系简图，初步定性讨论了信息采集、信息处理与分析、信息提供、信息服务等 功能设计；比较了驾车者出行前和出行中信息需求的内容【3 0 】，提出了按区域处理停车 信息、分层次发布停车信息的构想。 敖谷昌( 2 0 0 4 年) 【3 l 】主要就停车诱导板的发布内容、分级形式、区域划分、分布屏的 设计和选址等作了定性研究。齐功远等( 2 0 0 5 年) 【3 2 】对p g i s 的信息发布进行了系统的探 讨，包括停车诱导信息提供的内容、方式以及停车诱导屏的版面设计和具体布设位置， 并结合湖州市停车管理规划项目给出了设计实例。 晏克非、陈群等t 3 3 1 ( 2 0 0 5 年) 针对停车诱导信息系统( p g i s ) d ? n - - 丁变停车诱导信息显示 板的定位优化问题，以诱导信息量最大为优化的目标，分析并建立了优化模型。探讨了 用遗传算法进行模型优化求解的方法。以一个仿真示例对模型构造及求解的过程进行了 阐释，运用该模型思路及模型求解方法可确定信息板在道路网络中的最佳位置。 1 2 2 2 国内城市p g i s 应用概况 1 ) 北京 王府井地区停车诱导系统于2 0 0 1 年1 2 月开通运行，是我国第一套正式投入运行的 智能停车诱导系统。该系统主要由智能停车场、控制中心和网络通信电子系统等组成， 人工收费停车场改造成计算机管理和控制的智能化停车后，通过卫星通信和光纤通信技 术构成系统网络，控制中心对各停车场空车位数据实时采集处理，并将信息发布到所有 电子显示牌上。共设立3 块大牌，4 8 块小牌，显示着附近停车场位置及剩余空车位信息， 涵盖附近1 4 个停车场，连通了王府井地区停车场8 0 以上的停车位。该系统与北京交 通台直接连接，引导进入王府井地区的司机实现就近停车。 面向用户的停车诱导信息系统研究 2 0 0 2 年7 月，西单地区停车诱导系统开始运行，该系统将西单地区1 0 家商场的地 下停车状况的信息数字化，并在西单地区各主要路口和支线辅路安装了2 1 处电子显示 屏进行实时显示并通过交管局指挥中心完成信息发布。 2 0 0 4 年1 2 月2 8 日，北京市继王府井、西单之后的第三个停车诱导系统崇文区 停车诱导系统正式启用。系统在本地区设立1 2 个信息发布站，共5 4 块信息显示屏，它 们通过无线传输的技术实现该地区各大厦停车场与管理中心、管理中心与崇文交通支队 的有效连接。 2 ) 上海 自2 0 0 2 年起，黄浦区在全市率先开始引入停车诱导系统，2 0 0 3 年8 月1 6 日，上海 “停车诱导系统”黄浦区示范工程一期工程正式建成开通。示范工程选择停车问题最为突 出、影响面积极大的中央商务区( c b d ) 地区，东至黄浦江、西至西藏中路、北至苏州河、 南至延安东路，共1 8 个停车场、3 8 0 0 多个车位。 到2 0 0 3 年底，随着二期工程的完成，黄浦区建成了覆盖中央商务区( c b o 地区) 、 广场地区、豫园地区的智能停车诱导系统。整个工程共有3 6 处、6 4 块停车诱导发布牌。 黄浦区停车诱导系统运行后，平均减少了1 0 的交通流量，加入系统的停车场( 库) 的停 车泊位利用率平均上升了1 5 。上海计划在2 0 1 0 年前将建成全市停车信息服务平台， 同时实现停车诱导系统的全市覆盖。 3 ) 南京 2 0 0 1 年南京市最大的瞻园路夫子庙停车场投人使用该停车场位于瞻园路与东牌楼 交界处，总投资达2 7 0 0 万元，总建筑面积1 2 万m 2 ，设计车位3 8 0 个，分为两层，内 部层高5 2 m ，入口高度3 5 m ，瞻园路停车场引进了通风除湿及自动化喷淋设施，以及 加拿大智能管理系统，可自动记录临时泊车的时间及司机的姓名 3 4 1 。 中山东路、北京东路、龙蟠中路等各个交通要道上矗立2 2 块交通诱导屏和众多的 停车诱导牌，全天候通报全市动、静态交通信息，指引驾驶人提前选择道路或停车位置。 2 0 0 4 年上半年，许多路口加强停车诱导，通过主干道交通诱导屏，沿街可变电子屏，及 时显示停车泊位信息，方便驾驶人就近停车。 1 3 本章总结 从以上国内外的现状可以知道目前大部分p g i s 主要通过分级式可变信息板向驾驶 人提供可供选择的停车场和行驶路径，由驾驶人自己做出选择，这是目前使用最广泛的 1 2 福建农林大学2 0 0 9 届硕士学位论文 停车诱导模式。这种方法简单实用，但也存在一些不足，如所提供的信息有限，没有考 虑不同驾驶人的不同情况，如不同的出发位置、不同的目的地等个体化的需求，无法实 现系统与使用者之间的互动。本文正是针对这一不足，而展开对满足个体的停车诱导需 求的面向用户的p g i s 进行研究。 面向用户的停车诱导信息系统研究 2 面向用户的停车诱导信息系统的构建 2 1面向用户的p g i s 的目的 面向用户的停车诱导信息系统是通过结合i n t e m e t 、g i s 、g p s 、通信传输、数据采 集、计算机等相关技术，根据车辆所在位置、目的地、现状道路交通情况、停车场信息 并结合电子地图，为驾驶入提供满足出行要求的最优停车场的选择和抵达停车场的最佳 路径，从而达到满足面向不同停车用户停车诱导需求的目的。 2 2 面向用户的p g i s 的框架 面向用户的p g i s 的基本工作原理是通过分析满足停车目的地步行距离要求的区域 内所有停车场的泊位利用情况，结合路网实时交通特征( 如车速、流量等) 、驾驶人个人 需求信息( 如驾驶人出发地点、车辆位置、出行目的地等) 、驾驶人个人信息( 如个人收入 情况、车辆信息等) ，预测将来某时刻停车场泊位的利用情况，计算出满足停车要求的 广义停车费用最低的停车场。并通过信息发布系统将各停车场的泊位信息提供给道路上 的驾驶人，同时结合路网情况对驾驶人进行路径诱导，使车辆尽快到达停车场。面向用 户的p g i s 结构框架原理如图2 1 【3 5 】： 图2 1面向用户的p g i s 结构框架原理图 f i g u r e 2 l s t r u c t u r ef r a m e w o r ko ft h eu s e r - o r i e n t e dp g i s 1 4 福建农林大学2 0 0 9 届硕士学位论文 为实现辅助、诱导驾驶人以最快捷的方式找到停车泊位这一目的，面向用户的p g i s 应主要包括以下四大功能模块：信息采集模块、信息传输模块、信息处理模块以及信息 发布模块。诱导系统工作流程大致如下：信息采集模块负责采集各个停车场的停车泊位 信息，驾驶人个人情况和停车需求相关信息，然后由信息传输模块将泊位信息传送至控 制中心的信息处理模块，再由信息处理模块对各个停车场的停车泊位信息进行综合处 理，并结合其他智能交通系统提供的相应道路上的交通流参数，对将来某时刻的停车泊 位情况进行预测，计算出满足停车要求的最优的停车场和到达该停车场所的最优路径， 最后由信息传输模块将预测停车泊位信息传送至信息发布模块。至此，用户便可通过信 息发布终端及时了最优停车场所的情况，接受诱导，避免不必要的“寻泊”绕行。流程如 图2 2 所示： 2 3 相关技术支持 图2 - 2 面向用户的p g i s 流程图 f i g u r e 2 2 f l o wc h a r to f t h eu s e r - o r i e n t e dp g i s 面向用户的p g i s 的复杂功能注定了它需要多学科融合背景下的强大的高科技支 持。现在发达的计算机、互联网、通信、控制、电子等前沿科