CN104574970B - 城市地下停车系统出入口接驳处交通状态评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市地下停车场系统出入口接驳处交通状态评价方法，其包括：首先，对地下停车系统出入口与城市主干道接驳处交通状况进行分析；其次，建立地下停车场系统出入口评价指标，根据地下停车场系统出入口数量和宽度、出入口坡道长度、地下机动车环廊长度和车道宽度、地下停车泊位数、地下车辆平均车速、地下停车时间分布等指标，调用VISSIM程序模块进行交通仿真模拟计算；再次，获取地下停车场系统各出入口在不同早晚高峰时段的交通状况评价数据，进行比较分析得到出入口接驳处交通状态的变化规律。本发明为合理设计、改造地下停车场系统及其出入口以及提高出入口服务水平提供了设计参考依据。

Description

城市地下停车系统出入口接驳处交通状态评价方法

技术领域

本发明涉及一种交通状态评价方法，尤其涉及一种城市地下停车系统出入口接驳处交通状态评价方法，属于数据处理领域。

背景技术

近年来，小汽车数量的快速增长，很多城市道路已逐渐形成瓶颈，地下停车场出入口与主干道之间的瓶颈现象尤为突出，特别是地下停车场出入口布局不合理，已经成为现阶段迫切需要解决的问题。地下停车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)，如果地下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。妨碍了地下停车场的正常使用，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。

目前，城市地下停车场出入口存在主要问题有：同一区域内用地性质相同的单个地下停车场出入口相互之间独立，缺乏系统的连通；出入口数量和位置设置不合理；出入口与城市主干路成为高峰期的堵车的常点，并由此引发相关主干道和周围路网的行驶缓慢或堵车，进一步造成城市交通路网的低效，对道路交通通行效率影响较大。

目前，国外较为发达的国家，小汽车化进程早已完成，因此对停车问题的研究已比较详细、深入和系统。美国在1956年根据近70个城市的停车特性与城市规模关系的调查结果，总结出《城市停车指南》(ParkingGuideforCities)：50年代末60年代初进行了CBD停车的研究，1965年出版了《城市中心停车》(ParkingintheCityCenter)；1971年出版了《停车指导原则》(ParkingPrinciple)，总结了11个城市的停车研究结果；1979年美国停车业联合会(NPA)与城市土地利用学会(ULI)联合出版了《停车场标准》(theDimensionsofParking)，对停车场设计中的常见问题进行了明晰的解答。FabienProvest分长时间停车和暂时停车，分别运用随机间隙理论和排队论，研究了停车间隙的分布和队列平衡分布，最后给出路边停车的容量和占有率计算公式，其研究成果和研究方法对地下汽车库出入口规划设计有非常重要的借鉴意义。Anon对城市停车场的布局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泊位及进出口道。另外，日本强调对停车场布局规划而言，建议更多地使用基于出行者个人微观行为的概率类模型。ThomasA.Lamb认为驾驶员的停车行为会对停车场的布局规划产生重要的影响。美国城市土地利用学会(ULI)编著的(THEDEMENSIONSOFPARKING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。

国内对停车场出入口研究成果较多，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》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。卓曦对大型公共建筑机动车出入口间距影响因素分析的基础上，提出出入口间距设置原则，建立间距设置模型；曹晓奎在分析停车场出入口几何设计影响因素的基础上，根据入口道长度、出口车辆平均延误及出口服务水平，判断出入口与城市道路衔接的适应性，给出了出入口位置布置方法；熊娟通过调查停车场出入口与主路衔接处的交通情况，分析车辆进出停车场引起的主路车辆延误；陈峻从分析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，运用排队论方法进行了停车场入口道长度的设计，设计了停车场出入口交通组织方式。

纵观国内外研究进展，城市停车出入口的研究成果主要对单个地上、地下停车场出入口在规划设计、布局方式和方法等方面进行了论正，在一定程度上对城市交通可持续发展起到了较好的指导作用。但仍存在一些问题，主要有以下二个方面：

(1)现有研究主要集中在孤立地下停车出入口的某些方面，没有从城市地下停车系统出入口特征出发进行深入系统的研究。地下停车系统出入口对道路交通运行状况影响等方面缺乏从体系上进行梳理和构建。城市地下停车系统是指由车道相互连通的多个孤立地下停车构成。

(2)地下停车场出入口对道路交通影响没有从地上地下一体化视角考虑出入口接驳处与道路交通状态的评价分析。

发明内容

本发明的目的在于提供一种准确、高效的针对城市地下停车系统出入口接驳处交通状态的评价方法，对地下停车系统出入口与地面道路衔接段(接驳处)在平峰、工作日和周末早晚高峰时期的交通特性进行定量评价，为城市地下停车系统的设计、改造或优化提供一种有效的技术手段。

本发明的技术方案是提供一种城市地下停车场系统出入口接驳处交通状态评价方法，其设计要点在于，包括以下步骤：

步骤1，处理器操纵对应的存储器划分设定所需空间大小和空间位置的第一存储区域，并将处理器获得的地下停车场系统的总泊位数、停车单元数、高峰时段进出地下停车场系统的车辆数、单位时间到达出入口的车辆数存储在第一存储区域，处理器根据第一存储区的数据并调用其内部的运算器运算出入口数量计算模型得到地下停车场系统出入口数量，并将地下停车场系统出入口数量存储在第一存储区域；

步骤2，处理器操纵对应的存储器划分设定所需空间大小和空间位置的第二存储区域，并将处理器获取的与出入口相连接的地面交叉路口通行能力对地下停车场系统出口流量影响数、地下停车场系统的出入口连接道路的等级、地下停车场系统的规模等级存储在第二存储区域，处理器根据第二存储区的数据并调用其内部的运算器运算出入口位置计算模型得到地下停车场系统出入口位置，并将地下停车场系统出入口位置存储在第二存储区域；

步骤3，处理器操纵对应的存储器划分设定所需空间大小和空间位置的第三存储区域，并将处理获取的地下停车场系统出入口接驳处的交通组织方式、车道数量与间距、接驳处与道路的连接角度、转弯半径、车道颈部宽度、交通管制控制影响数存储在第三存储区域，处理器根据第三存储区的数据并调用其内部的运算器运算接驳段长度计算模型得到地下停车场系统出入口接驳段长度，并将地下停车场系统出入口接驳段长度存储在第三存储区域；

步骤4，处理器操纵对应的存储器划分设定所需空间大小和空间位置的第四存储区域，并将处理获取的地下停车场系统布局形态、地下停车场系统的主要和次要车行通道与各个地下停车单元间的联系关系存储在第四存储区域，处理器根据第四存储区的数据并调用其内部的运算器运算交通流线组织计算模型得到地下停车场系统内部车行通道的交通流线组织方式，并将地下停车场系统内部车行通道的交通流线组织方式存储在第四存储区域；

步骤5，处理器操纵对应的存储器划分设定所需空间大小和空间位置的第五存储区域，并将处理获取的地下停车场系统的停车单元最优间距、停车单元个数、系统服务水平存储在第五存储区域，处理器根据第五存储区的数据并调用其内部的运算器运算车行通道长度计算模型得到地下停车场系统内部车行通道的长度，并将地下停车场系统内部车行通道的长度存储在第五存储区域；

步骤6，处理器的运算器调用VISSIM程序并根据第一存储区域、第二存储区域、第三存储区域、第四存储区域、第五存储区域的数据经运算得到地一下停车场系统各出入口在早、晚高峰时段对道路交通的影响数据，处理器操纵对应的存储器划分设定所需空间大小和空间位置的第六存储区域，并将地下停车场系统各出入口在早、晚高峰时段对道路交通的影响数据存储在第六存储区域；所述影响数据包括地下停车场系统出入口平均行程时间、平均延误时间、平均排队长度、停车次数。

本实际的应用中，本发明还有如下进一步优选改进的技术方案。

进一步地，所述步骤1中的出入口数量计算模型包括以下内容：

(1)K₁＝mn₁(3600/t_a)；

式中，n₁为地下停车场系统入口数，t_n为车辆在入口处滞留时间，单位为秒，m为每个入口允许排队数，K₁为地下停车场系统接纳车辆进入的能力，单位为辆/小时；

P₁为预测系统服务区域机动车到达平均流量，单位为辆/小时；

若K₁≥P₁，则入口数量适当，否则应增加地下停车场系统入口数或入口车道数，以提高地下停车场系统的接纳能力；

(2)K₂＝3600/t_b；

t_b为设车辆在地下停车场系统出口滞留时间，单位为秒，K₂为出口通行能力，单位为辆/小时；

P₂为该出口附近道路规划的机动车单向流量，单位为辆/小时，P为所述道路的单向通行能力，单位为辆/小时；

若K₂+P₂≤P，则出入口位置或出口数量合适；否则应调整出入口位置或增加出口数量，以减小单个出口的驶出流量。

进一步地，所述步骤2中的处理器获取的与出入口相连接的地面交叉路口通行能力对地下停车场系统出口流量影响数由处理器调用内部运算器运算出口流量影响模型得到，出口流量影响模型包括以下算法：

每个绿灯通行周期内可以驶出的车辆数为

p＝φ×δ×m×t₀(pcu)(1)

式中，m为交叉口地面车道的饱和流率，单位为pcu/s；φ为折减系数，表示出口信号灯的影响；δ为折减系数，表示行人干扰；t₀为出口处车辆的的绿灯信号时长，单位为秒；

每小时出口汇入地面车道的最大流量为：

P_max＝p×(3600/t₀)＝φ×δ×m×t₀×(3600/t₀)＝3600φδm(pcu)(2)

式中，P_max为在道路交叉口饱和状态下出口流量，在非高峰时段按照P_max确定出口流量。在高峰时段，通过调整t₀来控制出口流量。

进一步地，所述步骤5中确定地下停车系统内部车行通道的长度，转化为确定地下停车单元的合理间距，以减少停车者使用地下停车场系统总时间为目的，对影响停车单元合理间距的因素进行分析：

(1)地下停车场系统的出入口均于地下停车单元相连接，不考虑单独设置的车辆出入口；

(2)仅考虑停车者在地下停车场系统的步行时间，即停车者在停车位与目的地之间的往返时间和，则停车者使用地下停车场系统的总时间为：

T＝L₁/v₁+t₁+(L₂/d)t+t₂+2(L₃/v_步)+(L₄/d)t+t₃(3)

式中：T为用户使用地下停车场系统的总时间，单位min；L₁为入口前减速车道长度，单位m；v₁为车辆在减速车道上的车速，单位m/min；t₁为车辆在入口排队等候的时间，单位min；L₂为车辆从入口到停车单元的行驶距离，单位m；d为停车单元的最优间距，单位m；t为车辆在两个停车单元之间的平均行驶时间，单位min；t₂为停车者存、取车共用时间，单位min；L₃为停车者从停车位到目的地的步行距离，单位m；v_步为停车者在系统中的平均步行速度，单位m/min；L₄为车辆从停车单元到出口的行驶距离，单位m；t₃为出口信号灯等候时间，单位min；

式中L₁和v₁是定值；t₁、t₂、t₃是与d无关的随机变量；停车者在系统中的步行速度v_步视为常数；

令L₃＝ad，a为待定系数且a＞0，且有d≤L₂，L₄≤(n-1)d，n为地下停车场系统的停车单元总数，对d求偏导数，得出：

令L＝L₂+L₄，则L为车辆进出地下停车场系统行驶的总距离；令t＝d/v_车，v_车为车辆在地下停车场系统连通道上的行驶速度；v_步取5m/min，令k＝v_步/v_车，0＜k＜1，将以上假设代入式(5)中，得出：

$d=\frac{k}{2a}L---\left(6\right)$

由式(6)表明，地下停车场系统内停车单元间的最优间距、车辆在所述系统内的行驶距离L均和待定系数a有关，系数a与停车者的步行距离有关，停车位到达目的地的步行距离在100～300m之间；

令ad≤300，L＝b(n-1)d，其中b为待定系数且0＜b≤1，代入式(6)，得出：

$d\≤\frac{600}{(n-1)\mathrm{kb}}---\left(7\right)$

根据式(7)，系统内停车单元的最优间距d的上限值与停车单元个数n和待定系数b成反比，而b的取值由地下停车场系统服务水平确定。

有益效果

将地下停车场通过车行通道进行连通，出入口相连通，减少在高峰时期，地下停车场出入口对地面道路的交通状况的影响，保持道路的畅通。

地下停车场系统和地面道路作为一个整体，得到在出入口接驳处地下停车场系统出入口对道路交通影响，优化出入口位置设计。

地下停车场系统的设计、改造或优化提供一种有效的设计支撑，通过将地下停车场系统和地面道路作为一个相关联的整体，确定地下停车场系统和地面道路的参数，进行交通模拟，获取地下停车场系统出入口与地面道路衔接段在平峰、工作日和周末早晚高峰时期的交通特性进行定量评价，评价数据为地下停车场系统的设计、改造或优化提供有效的设计支撑。

附图说明

图1本发明评价方法的流程图。

图2本发明实施例中的地下停车系统出入口平面布局图。

图3本发明实施例中的地下停车系统出入口设置形式。

图4本发明实施例中地下停车场系统的1号出入口的评价数据。

图5本发明实施例中地下停车场系统的2号出入口的评价数据。

图6本发明实施例中地下停车场系统的3号出入口的评价数据。

图7本发明实施例中地下停车场系统的4号出入口的评价数据。

图8本发明实施例中地下停车场系统的5号出入口的评价数据。

图9本发明实施例中地下停车场系统的6号出入口的评价数据。

具体实施方式

为了阐明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图、具体实施方式和实施例对本发明做进一步的介绍。

实施方式

如图1所示，本发明的一种城市地下停车场系统出入口接驳处交通状态评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，处理器操纵对应的存储器划分设定所需的空间大小和空间位置的第一存储区域，并将处理器获得的地下停车场系统的总泊位数、停车单元数、高峰时段进出地下停车场系统的车辆数、单位时间到达出入口的车辆数存储在第一存储区域，处理器根据第一存储区的数据并调用其内部的运算器运算出入口数量计算模型得到地下停车场系统出入口数量，并将地下停车场系统出入口数量存储在第一存储区域。

其中，所述步骤1中的出入口数量计算模型包括以下内容：

(1)K₁＝mn₁(3600/t_a)；

式中，n₁为地下停车场系统入口数，t_a为车辆在入口处滞留时间，单位为秒，m为每个入口允许排队数，K₁为地下停车场系统接纳车辆进入的能力，单位为辆/小时；

P₁为预测系统服务区域机动车到达平均流量，单位为辆/小时；

若K₁≥P₁，则入口数量适当，否则应增加地下停车场系统入口数或入口车道数，以提高地下停车场系统的接纳能力；

(2)K₂＝3600/t_b；

t_b为设车辆在地下停车场系统出口滞留时间，单位为秒，K₂为出口通行能力，单位为辆/小时；

P₂为该出口附近道路规划的机动车单向流量，单位为辆/小时，P为所述道路的单向通行能力，单位为辆/小时；

若K₂+P₂≤P，则出入口位置或出口数量合适；否则应调整出入口位置或增加出口数量，以减小单个出口的驶出流量。

步骤2，处理器操纵对应的存储器划分设定所需的空间大小和空间位置的第二存储区域，并将处理器获取的与出入口相连接的地面交叉路口通行能力对地下停车场系统出口流量影响数、地下停车场系统的出入口连接道路的等级、地下停车场系统的规模等级存储在第二存储区域，处理器根据第二存储区的数据并调用其内部的运算器运算出入口位置计算模型得到地下停车场系统出入口位置，并将地下停车场系统出入口位置存储在第二存储区域。出入口位置计算模型为现有算法，在此不再详述。

其中，所述步骤2中的处理器获取的与出入口相连接的地面交叉路口通行能力对地下停车场系统出口流量影响数由处理器调用内部运算器运算出口流量影响模型得到，出口流量影响模型包括以下算法：

每个绿灯通行周期内可以驶出的车辆数为

p＝φ×δ×m×t₀(pcu)(1)

式中，m为交叉口地面车道的饱和流率，单位为pcu/s；φ为折减系数，表示出口信号灯的影响；δ为折减系数，表示行人干扰；t₀为出口处车辆的的绿灯信号时长，单位为秒；

每小时出口汇入地面车道的最大流量为：

P_max＝p×(3600/t₀)＝φ×δ×m×t₀×(3600/t₀)＝3600φδm(pcu)(2)

式中，P_max为在道路交叉口饱和状态下出口流量，在非高峰时段按照P_max确定出口流量。在高峰时段，通过调整t₀来控制出口流量。

步骤3，处理器操纵对应的存储器划分设定所需的空间大小和空间位置的第三存储区域，并将处理获取的地下停车场系统出入口接驳处的交通组织方式、车道数量与间距、接驳处与道路的连接角度、转弯半径、车道颈部宽度、交通管制控制影响数存储在第三存储区域，处理器根据第三存储区的数据并调用其内部的运算器运算接驳段长度计算模型得到地下停车场系统出入口接驳段长度，并将地下停车场系统出入口接驳段长度存储在第三存储区域。接驳段长度计算模型为现有技术，在此不再详述。

步骤4，处理器操纵对应的存储器划分设定所需的空间大小和空间位置的第四存储区域，并将处理获取的地下停车场系统布局形态、地下停车场系统的主要和次要车行通道与各个地下停车单元间的联系关系存储在第四存储区域，处理器根据第四存储区的数据并调用其内部的运算器运算交通流线组织计算模型得到地下停车场系统内部车行通道的交通流线组织方式，并将地下停车场系统内部车行通道的交通流线组织方式存储在第四存储区域。交通流线组织计算模型为现有技术，在此不再详述。

步骤5，处理器操纵对应的存储器划分设定所需的空间大小和空间位置的第五存储区域，并将处理获取的地下停车场系统的停车单元最优间距、停车单元个数、系统服务水平存储在第五存储区域，处理器根据第五存储区的数据并调用其内部的运算器运算车行通道长度计算模型得到地下停车场系统内部车行通道的长度，并将地下停车场系统内部车行通道的长度存储在第五存储区域。

其中，所述步骤5中确定地下停车系统内部车行通道的长度，转化为确定地下停车单元的合理间距，以减少停车者使用地下停车场系统总时间为目的，对影响停车单元合理间距的因素进行分析：

(1)地下停车场系统的出入口均于地下停车单元相连接，不考虑单独设置的车辆出入口；

(2)仅考虑停车者在地下停车场系统的步行时间，即停车者在停车位与目的地之间的往返时间和，则停车者使用地下停车场系统的总时间为：

T＝L₁/v₁+t₁+(L₂/d)t+t₂+2(L₃/v_步)+(L₄/d)t+t₃(3)

式中：T为用户使用地下停车场系统的总时间，单位min；L₁为入口前减速车道长度，单位m；v₁为车辆在减速车道上的车速，单位m/min；t₁为车辆在入口排队等候的时间，单位min；L₂为车辆从入口到停车单元的行驶距离，单位m；d为停车单元的最优间距，单位m；t为车辆在两个停车单元之间的平均行驶时间，单位min；t₂为停车者存、取车共用时间，单位min；L₃为停车者从停车位到目的地的步行距离，单位m；v_步为停车者在系统中的平均步行速度，单位m/min；L₄为车辆从停车单元到出口的行驶距离，单位m；t₃为出口信号灯等候时间，单位min；

式中L₁和v₁是定值；t₁、t₂、t₃是与d无关的随机变量；停车者在系统中的步行速度v_步视为常数；

令L₃＝ad，a为待定系数且a＞0，且有d≤L₂，L₄≤(n-1)d，n为地下停车场系统的停车单元总数，对d求偏导数，得出：

令L＝L₂+L₄，则L为车辆进出地下停车场系统行驶的总距离；令t＝d/v_车，v_车为车辆在地下停车场系统连通道上的行驶速度；v_步取5m/min，令k＝v_步/v_车，0＜k＜1，将以上假设代入式(5)中，得出：

$d=\frac{k}{2a}L---\left(6\right)$

由式(6)表明，地下停车场系统内停车单元间的最优间距、车辆在所述系统内的行驶距离L均和待定系数a有关，系数a与停车者的步行距离有关，停车位到达目的地的步行距离在100～300m之间；

令ad≤300，L＝b(n-1)d，其中b为待定系数且0＜b≤1，代入式(6)，得出：

$d\≤\frac{600}{(n-1)\mathrm{kb}}---\left(7\right)$

根据式(7)，系统内停车单元的最优间距d的上限值与停车单元个数n和待定系数b成反比，而b的取值由地下停车场系统服务水平确定。

步骤6，处理器的运算器调用VISSIM程序并根据第一存储区域、第二存储区域、第三存储区域、第四存储区域、第五存储区域的数据经运算得到地下停车场系统各出入口在早、晚高峰时段对道路交通的影响数据，处理器操纵对应的存储器划分设定所需的空间大小和空间位置的第六存储区域，并将地下停车场系统各出入口在早、晚高峰时段对道路交通的影响数据存储在第六存储区域；所述影响数据包括地下停车场系统出入口平均行程时间、平均延误时间、平均排队长度、停车次数。

为了使本领域的技术人员能更好地理解和实施本发明的技术方案，下面参过一个具体实例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例

下面结合本实例对本发明技术方案的实施过程作详细说明，给出了详细具体的操作过程，以使本领域的技术人员能更好地理解本发明。

首先构建一个用于本发明的地下停车场系统，如图2所示，其由多个地下停车场通过地下交通环廊(又称车行通道)相连接，交通环廊和所有出入口均连通，部分出入口的主干道路相连接，部分出入口的非主干道路连通，车量通过交通环廊选择负荷轻的出入口，起到缓解地面道路交通负荷的作用，减少地面拥堵现象的发生。在地下一层建有单向(逆时针)双车道的交通环廊，呈扇形环状管道，全长近2km，净宽7.2m，净高3.2m。地下空间划分为6个停车区域，分别为A、B、C、D、E和F区，各区的地下停车场规模如表1所示。地下环廊有10个出入口(6个入口、4个出口)与地面道路连通，6个入口分别位于理想大厦、鼎好电子城、E世界、商业步行街、中国机械集团公司、天创科技大厦；4个出口位于辉煌大厦、广场购物中心、微软总部和天创科技大厦。进口采取分散布置，确保多个方向均可利用环廊进入地下停车场，如图2所示。出入口主要布置于疏解条件较好的海胜中街与海胜大街上，确保交通快速疏解。出入口限高21m，纵坡12％。所有地块车辆均从外侧进出地下车行通道，并通过地面标线处理来确保进出车辆顺畅通行。

表1各地块地下停车场规模(单位：辆)

1、地下停车场系统出入口与主干道路接驳形式

地下停车场系统各出入口与四幅路主干道路接驳形式共分为三种，有分隔带出入口、无分隔带入口接入、无分隔带出口接入。地下停车场系统为单向(逆时针)双车道交通环廊，车辆只能右转驶入和驶出，如图3所示。

2、地下停车系统出入口交通运行特征

地下停车场内部主要由办公和商业二部分车辆组成，由于车辆的出行目的不同，其出行高峰也不同。调研数据统计得出：

(1)办公用地出行车辆多以上班为目的，早高峰在7：30-8：30时间段，晚高峰在17：30-18：30时间段。

(2)商业用地出行多以娱乐、购物为目的，早高峰在9：00-10：00时间段，晚高峰在19：00-20：00时间段。

通过对现场调研，选取与主干道路相连接的6个出入口进行数据统计分析，表2所示。

表2地下停车系统出入口驶入/驶出交通流比例(％)

综合上述分析，得出工作日早高峰、周末晚高峰是车流进出地下停车系统的最集中时段，其次是工作日晚高峰时段。

(3)本例中交通量调查采用计数法调查，统计时间间隔为5min，调查时间为工作日上午7：30-8：30，下午17：30-18：30；周末上午9：00-10：00，下午19：00-20：00。对调查的数据统计分析，得到不同时段地下停车系统出入口段交通流量，如表3所示。

表3地下停车场系统出入口段交通流量统计表(pcu/h)

3、地下停车系统出入口评价指标

(1)平均行程时间

平均行程时间是指车辆通过检测区段的起点直至离开终点的时间间隔。检测区段由一个起点和一个终点组成。在10个出入口中选择6个出入口路段为检测区段，Vissim程序模块能够统计得出各区段平均行程时间。6个检测区段行驶时间的长度均为80m，记录所有通过检测区段的车辆行程时间得出平均行程时间。

(2)平均延误时间

平均延误时间是指车辆在行程时间所定义的两个区段之间多花费的时间。一个或多个行程时间检测区段组成一个延误检测区段。在行程时间检测区段的基础上，Vissim程序模块能够生成路网的延误数据。采用平均延误时间，即通过交叉口的所有车辆平均每辆车的延误时间作为评价指标。

(3)平均排队长度

排队长度是指地下环廊出入口路段由于短时间拥堵而形成的车辆排队长度。这里所指的排队是从上游路段的排队计数器的设置位置开始计数，直至排队状态下的最后一辆车。排队长度的单位为m。

(4)停车次数

停车次数是指车辆进入排队状态之后停车的次数的总和。停车的定义为当车辆速度低于5km/h时系统将此记为停车发生，随着时间延续当车速超过10km/h时则停车现象终止。

4、地下停车系统出入口评价方法

根据已建立的路网信息构建Vissim模型，不同时段各个出入口交通流量不同，出入口接驳段交通流状态也不相同。设定运行时间为3600s，速度选取最大速度，时间段分为：平峰、工作日早高峰、工作日晚高峰、周末早高峰和周末晚高峰。

(1)交通流速度设定

①路面道路设计速度为60km/h，而实际中由于车辆拥挤大多数车辆速度在45km/h左右，路面车辆运行速度设定为45km/h，区间为[40km/h＜V＜50km/h]。

②地下交通环廊运行速度设定为30km/h，区间为[25km/h＜V＜35km/h]。

③出入口位于地上地下的连接段，车辆在驶入或驶出过程中应尽量保持低速运行，设计速度为25km/h，区间为[18km/h＜V＜23km/h]。

(2)停车时间分布

设定不同用地性质地下停车场的停车吸引和停车时间分布。停车吸引是指对进入地下停车场系统的车辆的停车行为吸引的高低，停车吸引值大则说明车辆会优先选择在此地下停车场停车，相反再次停车的概率变小。停车吸引于用地性质和出行目的有关，例如：工作日早高峰期间办公性质停车场的停车吸引比商业用地的高，晚高峰期间商业用地停车吸引比办公用地的高。同时，不同目的停车其停车时间也有所不同，例如：办公用地的早高峰期间车辆停车时间较长，晚高峰期间停车时间较短，而商业区停车时间跨度比较长。设定停车时间有三个分布，分别为E(1200，1800)，E(1200，3600)，E(1800，3600)，单位为秒。不同时间段的地下停车场停车时间分布如表4所示。

表4不同用地性质地下停车场停车时间分布

(3)调用并运算Vissim程序模块，得到运算结果如表5，图4至图9所示。

表5地下停车系统出入口评价数据统计表

①平均行程时间

早晚高峰时段的行程时间比平峰时段的长，其中：工作日早晚高峰相比周末早晚高峰行程时间略高。这是由于工作日交通流主要集中在上下班两个时间点，而周末高峰相对来说比较缓和。

②平均延误时间

工作日和周末早晚高峰行车延误时间比平峰时段长。然而，工作日早晚高峰行车延误相对周末早晚高峰更为明显，平均延误时间较长。

③平均排队长度

平峰时段排队现象不明显，排队长度较短；早晚高峰期间排队长度增加，工作日早晚高峰时段排队现象较为明显，平均排队长度较长。

④停车次数

平峰时段由于交通流较小，很少发生停车行为。早晚高峰期间停车现象较平峰时段增多，尤其是工作日早高峰时段和周末晚高峰时段停车次数增多现象较为明显。

本发明评价方法的应用能为进一步合理设置地下停车系统出入口和提高出入口服务水平提供了有利依据。

本发明的城市地下停车场系统出入口接驳处交通状态的评价方法，通过对地下停车系统出入口与城市主干道接驳处交通运行情况的分析，结合出入口与主干路接驳形式，针对各出入口驶入和驶出地下停车系统的交通流比例和交通流量。利用Vissim程序进行交通模拟，将各地下停车场规模、出入口数量、出入口坡道长度、地下机动车环廊长度和车道宽度、地下停车泊位数、地下车辆平均车速等指标作为评价的阙值，获取地下停车系统出入口与地面道路衔接段在平峰、工作日和周末早晚高峰时期的平均行程时间、平均延误时间、平均排队长度和停车次数评价数据，明确出入口接驳处的交通状态。得出由于地下停车系统出入口接驳处主干道交通流量的不同，在不同时段出入口评价指标有明显变化。评价数据为地下停车场系统的设计、改造或优化提供有效的设计支撑。将地下停车场通过车行通道进行连通，出入口相连通，减少在高峰时期，地下停车场出入口对地面道路的交通状况的影响，保持道路的畅通。

和现有技术相比，本发明具有如下技术进步性。

1)将地下停车场通过内部车行通道进行连通，出入口相连通，减少在高峰时期，地下停车场出入口对地面道路的交通状况的影响，保持道路的畅通。

2)地下停车场系统和地面道路作为一个整体，得到在出入口接驳处地下停车场系统出入口对道路交通影响，优化出入口位置设计。

3)地下停车场系统的设计、改造或优化提供一种有效的设计支撑，通过将地下停车场系统和地面道路作为一个相关联的整体，确定地下停车场系统和地面道路的参数，进行交通模拟，获取地下停车场系统出入口与地面道路衔接段在平峰、工作日和周末早晚高峰时期的交通特性进行定量评价，评价数据为地下停车场系统的设计、改造或优化提供有效的设计支撑。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种城市地下停车场系统出入口接驳处交通数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，处理器操纵对应的存储器划分设定所需空间大小和空间位置的第一存储区域，并将处理器获得的地下停车场系统的总泊位数、停车单元数、高峰时段进出地下停车场系统的车辆数、单位时间到达出入口的车辆数存储在第一存储区域，处理器根据第一存储区的数据并调用其内部的运算器运算出入口数量计算模型得到地下停车场系统出入口数量，并将地下停车场系统出入口数量存储在第一存储区域；

其中，所述出入口数量计算模型包括以下内容：

(1)K₁＝mn₁(3600/t_a)；

式中，n₁为地下停车场系统入口数，t_a为车辆在入口处滞留时间，单位为秒，m为每个入口允许排队数，K₁为地下停车场系统接纳车辆进入的能力，单位为辆/小时；

P₁为预测系统服务区域机动车到达平均流量，单位为辆/小时；

若K₁≥P₁，则入口数量适当，否则应增加地下停车场系统入口数或入口车道数，以提高地下停车场系统的接纳能力；

(2)K₂＝3600/t_b；

t_b为设车辆在地下停车场系统出口滞留时间，单位为秒，K₂为出口通行能力，单位为辆/小时；

P₂为该出口附近道路规划的机动车单向流量，单位为辆/小时，P为所述道路的单向通行能力，单位为辆/小时；

若K₂+P₂≤P，则出入口位置或出口数量合适；否则应调整出入口位置或增加出口数量，以减小单个出口的驶出流量；

步骤2，处理器操纵对应的存储器划分设定所需空间大小和空间位置的第二存储区域，并将处理器获取的与出入口相连接的地面交叉路口通行能力对地下停车场系统出口流量影响数、地下停车场系统出入口连接道路的等级、地下停车场系统的规模等级存储在第二存储区域，处理器根据第二存储区的数据并调用其内部的运算器运算出入口位置计算模型得到地下停车场系统出入口位置，并将地下停车场系统出入口位置存储在第二存储区域；

其中，所述与出入口相连接的地面交叉路口通行能力对地下停车场系统出口流量影响数由处理器调用内部运算器运算出口流量影响模型得到，出口流量影响模型包括以下算法：

每个绿灯通行周期内可以驶出的车辆数为

p＝φ×δ×m×t₀(pcu)(1)

式中，m为交叉口地面车道的饱和流率，单位为pcu/s；φ为折减系数，表示出口信号灯的影响；δ为折减系数，表示行人干扰；t₀为出口处车辆的通行周期，单位为秒；

每小时出口汇入地面车道的最大流量为：

P_max＝p×(3600/t₀)＝φ×δ×m×t₀×(3600/t₀)＝3600φδm(pcu)(2)

式中，P_max为在道路交叉口饱和状态下出口流量，在非高峰时段按照P_max确定出口流量，在高峰时段通过调整t₀来控制出口流量；

步骤3，处理器操纵对应的存储器划分设定所需空间大小和空间位置的第三存储区域，并将处理获取的地下停车场系统出入口接驳处的交通组织方式、车道数量与间距、接驳处与道路的连接角度、转弯半径、车道颈部宽度、交通管制控制影响数存储在第三存储区域，处理器根据第三存储区的数据并调用其内部的运算器运算接驳段长度计算模型得到地下停车场系统出入口接驳段长度，并将地下停车场系统出入口接驳段长度存储在第三存储区域；

步骤4，处理器操纵对应的存储器划分设定所需空间大小和空间位置的第四存储区域，并将处理获取的地下停车场系统布局形态、地下停车场系统的主要和次要车行通道与各个地下停车单元间的联系关系存储在第四存储区域，处理器根据第四存储区的数据并调用其内部的运算器运算交通流线组织计算模型得到地下停车场系统内部车行通道的交通流线组织方式，并将地下停车场系统内部车行通道的交通流线组织方式存储在第四存储区域；

步骤5，处理器操纵对应的存储器划分设定所需空间大小和空间位置的第五存储区域，并将处理获取的地下停车场系统的停车单元最优间距、停车单元个数、系统服务水平存储在第五存储区域，处理器根据第五存储区的数据并调用其内部的运算器运算车行通道长度计算模型得到地下停车场系统内部车行通道的长度，并将地下停车场系统内部车行通道的长度存储在第五存储区域；

步骤6，处理器的运算器调用VISSIM程序并根据第一存储区域、第二存储区域、第三存储区域、第四存储区域、第五存储区域的数据经运算得到地下停车场系统各出入口在早、晚高峰时段对道路交通的影响数据，处理器操纵对应的存储器划分设定所需空间大小和空间位置的第六存储区域，并将地下停车场系统各出入口在早、晚高峰时段对道路交通的影响数据存储在第六存储区域；所述影响数据包括地下停车场系统出入口平均行程时间、平均延误时间、平均排队长度、停车次数。

2.根据权利要求1所述的一种城市地下停车场系统出入口接驳处交通数据处理方法，其特征在于，所述步骤5中的确定地下停车系统内部车行通道的长度，转化为确定地下停车单元的合理间距，以减少停车者使用地下停车场系统总时间为目的，对影响停车单元合理间距的因素进行分析：

(1)地下停车场系统的出入口均与地下停车单元相连接，不考虑单独设置的车辆出入口；

(2)仅考虑停车者在地下停车场系统的步行时间，即停车者在停车位与目的地之间的往返时间和，则停车者使用地下停车场系统的总时间为：

T＝L₁/v₁+t₁+(L₂/d)t+t₂+2(L₃/v_步)+(L₄/d)t+t₃(3)

式中：T为用户使用地下停车场系统的总时间，单位min；L₁为入口前减速车道长度，单位m；v₁为车辆在减速车道上的车速，单位m/min；t₁为车辆在入口排队等候的时间，单位min；L₂为车辆从入口到停车单元的行驶距离，单位m；d为停车单元的最优间距，单位m；t为车辆在两个停车单元之间的平均行驶时间，单位min；t₂为停车者存、取车共用时间，单位min；L₃为停车者从停车位到目的地的步行距离，单位m；v_步为停车者在系统中的平均步行速度，单位m/min；L₄为车辆从停车单元到出口的行驶距离，单位m；t₃为出口信号灯等候时间，单位min；

式中L₁和v₁是定值；t₁、t₂、t₃是与d无关的随机变量；停车者在系统中的步行速度v_步视为常数；

令L₃＝ad，a为待定系数且a＞0，且有d≤L₂，L₄≤(n－1)d，n为地下停车场系统的停车单元总数，对d求偏导数，得出：

令L＝L₂+L₄，则L为车辆进出地下停车场系统行驶的总距离；令t＝d/v_车，v_车为车辆在地下停车场系统连通道上的行驶速度；v_步取5m/min，令k＝v_步/v_车，0<k<1，将以上假设代入式(5)中，得出：

由式(6)表明，地下停车场系统内停车单元间的最优间距、车辆在所述系统内的行驶距离L均和待定系数a有关，系数a与停车者的步行距离有关，停车位到达目的地的步行距离在100～300m之间；

令ad≤300，L＝b(n－1)d，其中b为待定系数且0<b≤1，代入式(6)，得出：

根据式(7)，系统内停车单元的最优间距d的上限值与停车单元个数n和待定系数b成反比，而b的取值由地下停车场系统服务水平确定。