CN107977747A - 一种集约化高速公路服务区停车场的布局方法 - Google Patents
一种集约化高速公路服务区停车场的布局方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种集约化高速公路服务区停车场的布局方法，通过建立停车场的参数模型、建立停车场的参数模型、计算停车场的规模、根据停车场的规模，进行停车场布设，并建立地面停车楼或地下停车库的方式增加停车位，对于调解和改善高速公路交通量压力以及为更多驾乘人员提供休息场所和带来的便利产生了积极的作用，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及高速公路配套技术领域，具体涉及一种集约化高速公路服务区停车场的布局方法。
背景技术
随着我国经济的日益发展，汽车保有量逐渐增加，汽车出行的频繁导致道路交通流量持续增长，由于我国于2012年国庆节正式实施节假日高速公路免费行驶，节假日期间高速公路的车流量更加巨大，造成依附于高速公路服务区的停车场也呈现车满为患的现象，现有的高速公路服务区，已经不再仅仅只作为高速公路的附属设施，其功能和内涵都得到了延伸。目前，交通运输部及江苏省都针对高速公路服务区提出了多维度的要求。由此可见，从管理考核要求层面上分析，无论是应对部级层面还是省级层面的要求，现阶段的高速公路服务区都需要进行提升改造。
目前，针对车辆在高速公路服务区的停车问题上，由于车辆数量的不断激增以及高速公路服务区停车场的先前规划对于停车需求的预留车位跟不上车辆增长速度等因素的影响，现有高速公路服务区在无法改变服务区土地资源面积的情况下，如何增加停车泊位是需要亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有的由于车辆数量的不断激增以及高速公路服务区停车场的先前规划对于停车需求的预留车位跟不上车辆增长速度问题。本发明的集约化高速公路服务区停车场的布局方法，通过建立停车场的参数模型、建立停车场的参数模型、计算停车场的规模、根据停车场的规模，进行停车场布设，并建立地面停车楼或地下停车库的方式增加停车位，对于调解和改善高速公路交通量压力以及为更多驾乘人员提供休息场所和带来的便利产生了积极的作用，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种集约化高速公路服务区停车场的布局方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤(A)，建立停车场的参数模型
(A1)，服务区停车场排队系统的参数定义
设A为顾客到达的概率分布；B为服务时间的概率分布；C为服务台个数，取正整数；D为排队系统的最大容量，可取正整数或∞；E为顾客源的最大容量，可取正整数或∞；
(A2)，根据排队方式不同，将服务区停车场排队系统分为单路排队多通道服务方式和多路排队多通道服务方式，所述单路排队多通道服务方式：等候服务的顾客排成一队等待数条通道服务的情况，排队中第一个顾客可视为只要服务台有空，就去该服务台接受服务；所述多路排队多通道服务方式：每个通道的顾客各排一队，每个通道只为其相应的一队顾客服务，排队顾客不能随意换队，相当于N个单通道服务器系统，到达的车辆可视为到服务台前排队车辆最少处排队等待；
(A3)服务区停车场排队系统，使用单路排队多通道服务方式，设平均到达率为λ，平均输出率为μ，每个服务台平均服务时间为1/μ，记ρ＝1/μ，当ρ/N<1时，服务区停车场排队系统，即不会出现排队无限长的情况；当ρ/N>1时，服务区停车场排队系统，排队无限长，其中N为单通道服务器系统的数量；
(A4)停车位数量计算，服务区停车场排队系统中没有车辆的概率，如公式(1)所示，
其中，k小于N是累加公式里面的符号，ρN为ρ的N次方，ρ为1/μ， N为单通道服务器系统的数量；
服务区停车场排队系统中k辆车的概率，如公式(2)、公式(3)所示，当k≤N时，
当k≥N时，
服务区停车场排队系统中平均车辆数，如公式(4)所示，
服务区停车场排队系统中平均排队车辆数，如公式(5)所示，
服务区停车场排队系统中平均消耗时间，如公式(6)所示，
服务区停车场排队系统中平均排队等待时间为，如公式(7)所示，
步骤(B)，计算出停车场的车位数
(B1)，根据该高速公路服务区的驶入率，定位该高速公路服务区的等级；
(B2)，拟定停车场的停车位数量为N1，如公式(8)所示，
其中，τ表示平均停留时间；γ停车场期望占有率，可根据期望服务水平确定；
(B3)，通过定期观测驶入率的分析，各类车型的停留时间参考模型，并根据公式(9)，计算平均停车数n和停车场占有率γ′
其中，n为服务区停车场排队系统中平均车辆数
(B4)，根据停车场占有率γ′与期望占有率γ的一致性，判断及车位调整；
选定γ′与γ相对差值小于5％为一致性判定的阀值，γ′应在[0.95γ，1.05γ]区间内，当满足阀值要求时，此时，N1为确定后的停车场的停车位数量；否则，当γ′大于阀值要求时，增大N1；当γ′大于阀值要求时，减少N1，并重复(B1)—(B4)，直到停车场占有率γ′满足阀值要求，此时的N1为确定后的停车场的停车位数量；
步骤(C)，计算停车场的规模
根据各类车型的尺寸计算出对应的停车尺寸，并根据停车场的车位数，得到停车场的规模；
步骤(D)，根据停车场的规模，进行停车场布设。
前述的集约化高速公路服务区停车场的布局方法，其特征在于：(B1)，根据该高速公路服务区的驶入率，定位该高速公路服务区的等级，包括中心服务区、次中心服务区、一般服务区和停车区四类等级：
所述中心服务区，车辆对车位的选择自由度大，车辆停行容易且彼此干扰小，此种状态对应的停车泊位占有率低于20％；
所述次中心服务区，车辆对车位选择比较自由，车辆停行比较容易且彼此略有干扰，此种状态对应的停车场泊位占有率在20％-50％；
所述一般服务区，车辆对车位选择有一定自由度，车辆停行容易，但彼此有干扰，此种状态对应的停车场泊位占有率应在50％-70％；
所述停车区，车辆对车位的选择不自由，车辆停行比较困难并时常出现堵塞，此种状态对应的停车泊位占有率在70％-90％。
前述的集约化高速公路服务区停车场的布局方法，其特征在于：步骤 (D)，根据停车场的规模，进行停车场布设，包括以下两种方式，(D1)，通过固定的停车场面积及所需要的停车位数量来选择停车位的布设；(D2)，通过停车位的数量及布设方式来确定所需要停车区域面积。
前述的集约化高速公路服务区停车场的布局方法，其特征在于：若高速公路服务区停车场的广场面积达到所需停车位数量布设要求，应按照不同车型分类、分区域布设停车位；若高速公路服务区停车场的广场面积不能满足停车位数量需求，则应考虑在广场建立停车楼或地下停车库，停车楼或地下停车库的轮廓线应平直方正，柱网布置应符合车位及行车道模数，达到紧凑布置；避免行车道靠外墙布置；避免布置平行或斜向车位；设备房及非机动车不允许挤占行车道两边的停车位；人防口部设施应布置在不影响停车的地方；谨慎选用转圈坡道出入。
前述的集约化高速公路服务区停车场的布局方法，其特征在于：所述停车楼的层数为3层，地下停车库的层数为2层。
本发明的有益效果是：本发明的集约化高速公路服务区停车场的布局方法，通过建立停车场的参数模型、建立停车场的参数模型、计算停车场的规模、根据停车场的规模，进行停车场布设，并建立地面停车楼或地下停车库的方式增加停车位，对于调解和改善高速公路交通量压力以及为更多驾乘人员提供休息场所和带来的便利产生了积极的作用，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明的集约化高速公路服务区停车场的布局方法的流程图。
图2是本发明的集约化高速公路服务区停车场的车位数计算方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明的集约化高速公路服务区停车场的布局方法，包括以下步骤，
步骤(A)，建立停车场的参数模型
(A1)，服务区停车场排队系统的参数定义
设A为顾客到达的概率分布；B为服务时间的概率分布；C为服务台个数，取正整数；D为排队系统的最大容量，可取正整数或∞；E为顾客源的最大容量，可取正整数或∞；
(A2)，根据排队方式不同，将服务区停车场排队系统分为单路排队多通道服务方式和多路排队多通道服务方式，所述单路排队多通道服务方式：等候服务的顾客排成一队等待数条通道服务的情况，排队中第一个顾客可视为只要服务台有空，就去该服务台接受服务；所述多路排队多通道服务方式：每个通道的顾客各排一队，每个通道只为其相应的一队顾客服务，排队顾客不能随意换队，相当于N个单通道服务器系统，到达的车辆可视为到服务台前排队车辆最少处排队等待；
(A3)显然进入高速公路服务区的车辆对泊位的选择有很大的自由度，服务区停车场排队系统，使用单路排队多通道服务方式，设平均到达率为λ，平均输出率为μ，每个服务台平均服务时间为1/μ，记ρ＝1/μ，当ρ/N<1时，服务区停车场排队系统，即不会出现排队无限长的情况；当ρ/N>1时，服务区停车场排队系统，排队无限长，其中N为单通道服务器系统的数量；
(A4)停车位数量计算算，服务区停车场排队系统中没有车辆的概率，如公式(1)所示，
其中，k小于N是累加公式里面的符号，ρN为ρ的N次方，ρ为1/μ， N为单通道服务器系统的数量；
服务区停车场排队系统中k辆车的概率，如公式(2)、公式(3)所示，当k≤N时，
当k≥N时，
服务区停车场排队系统中平均车辆数，如公式(4)所示，
服务区停车场排队系统中平均排队车辆数，如公式(5)所示，
服务区停车场排队系统中平均消耗时间，如公式(6)所示，
服务区停车场排队系统中平均排队等待时间为，如公式(7)所示，
步骤(B)，计算出停车场的车位数，如图2所示，
(B1)，根据该高速公路服务区的驶入率，定位该高速公路服务区的等级，包括中心服务区、次中心服务区、一般服务区和停车区四类等级；
所述中心服务区，车辆对车位的选择自由度大，车辆停行容易且彼此干扰小，此种状态对应的停车泊位占有率低于20％；
所述次中心服务区，车辆对车位选择比较自由，车辆停行比较容易且彼此略有干扰，此种状态对应的停车场泊位占有率在20％-50％；
所述一般服务区，车辆对车位选择有一定自由度，车辆停行容易，但彼此有干扰，此种状态对应的停车场泊位占有率应在50％-70％；
所述停车区，车辆对车位的选择不自由，车辆停行比较困难并时常出现堵塞，此种状态对应的停车泊位占有率在70％-90％；
(B2)，拟定停车场的停车位数量为N1，如公式(8)所示，
其中，τ表示平均停留时间；γ停车场期望占有率，可根据期望服务水平确定；
(B3)，通过定期观测驶入率的分析，各类车型的停留时间参考模型，如表1所示，
表1各类车型的停留时间参考模型
| 类别 | 一类 | 二类 | 三类 | 四类 |
| 车型 | 大货及拖挂 | 小客车 | 中、小货 | 大、中客 |
| 停留时间 | 31.06957 | 15.6725 | 18.35341 | 11.24545 |
并根据公式(9)，计算平均停车数n和停车场占有率γ′，
其中，n为服务区停车场排队系统中平均车辆数
(B4)，根据停车场占有率γ′与期望占有率γ的一致性，判断及车位调整；
选定γ′与γ相对差值小于5％为一致性判定的阀值，γ′应在[0.95γ，1.05γ]区间内，当满足阀值要求时，此时，N1为确定后的停车场的停车位数量；否则，当γ′大于阀值要求时，增大N1；当γ′大于阀值要求时，减少N1，并重复(B1)—(B4)，直到停车场占有率γ′满足阀值要求，此时的N1为确定后的停车场的停车位数量；
步骤(C)，计算停车场的规模：
根据各类车型的尺寸计算出对应的停车尺寸，并根据停车场的车位数，得到停车场的规模，如表2为常见车型停车位尺寸表。
表2常见停车位尺寸表
步骤(D)，根据停车场的规模，进行停车场布设，根据停车场的规模，进行停车场布设，包括以下两种方式，(D1)，通过固定的停车场面积及所需要的停车位数量来选择停车位的布设；(D2)，通过停车位的数量及布设方式来确定所需要停车区域面积；
若高速公路服务区停车场的广场面积达到所需停车位数量布设要求，应按照不同车型分类、分区域布设停车位；若高速公路服务区停车场的广场面积不能满足停车位数量需求，则应考虑在广场建立停车楼或地下停车库，停车楼或地下停车库的轮廓线应平直方正，柱网布置应符合车位及行车道模数，达到紧凑布置；避免行车道靠外墙布置；避免布置平行或斜向车位；设备房及非机动车不允许挤占行车道两边的停车位；人防口部设施应布置在不影响停车的地方；谨慎选用转圈坡道出入。
所述停车楼的层数为3层，地下停车库的层数为2层。
根据本发明的集约化高速公路服务区停车场的布局方法，方案一：修建地面停车楼
1)废弃现有地面配建停车位，拆除依附配建停车位的绿化带；
2)修建层高为3层的地面停车楼，一楼停放大客车，二楼及以上停放小客车；
3)停车楼1楼中央修建中心通道，供停车后驾乘人员通往休息区使用。
方案二：修建地下停车库
1)在服务区现有配建停车场下方建立深度为2层的地下停车库，负一层停放大客车，负二层停放小客车；
2)建好后使得地面部分原配建停车场布局规模保持不变；
3)建立连接地下停车库至休息区的厢式电梯供停车后的驾乘人员使用。
由于停车场是人、车交汇的枢纽，必须提供明确的标识、快捷的路线，最好将小型车与大型车的停车场完全分开，并使大型客车在停车时行驶相对较少距离，尽量避免多次拐弯及大角度转弯，而小型车由于车型较小，行驶轻便，停车场则相应距离较远。此外，为使超长货车出入服务区方便，将超长货车停车区域布置在服务区最外侧，危险品车辆应当停靠在远离人群密集的服务区最外侧。
需要注意的是，交通运输部下发的关于高速公路服务区的专项文件《交通运输部关于进一步提升高速公路服务区服务质量的意见》要求现阶段应加强服务区建设和改造，设置危险货物运输车辆专门停放区域，禁止与其他车辆混合停放。因此，货车、牲畜车、危险品车以及超长货车均与客车停放区域分隔开来，做到人货分离以达到安全的目的。
在方案一中，停车楼一楼停放大型客车，二楼及三楼停放小客车，当车辆进入服务区的停车楼后，驾乘人员可以穿过停车楼一楼的中心通道进入餐饮休息大厅。在方案二中，地下停车库位于服务区配建停车场区域正下方，除地面上已规划的停车区域外，地下车库负一层停放大型客车，负二层停放小客车，当车辆进入服务区的地下停车库后，驾乘人员可以按照指示在车库内乘坐电梯直接进入餐饮休息大厅。
根据停车场规模规划，现将服务区停车位类型分为小客车、大客车、货车、超长货车、牲畜车及危险品车停车位。方案一中将大小客车集中于停车楼内停放，其余车型停放至地面，货车、牲畜车和危险品车均采用45°斜列式后退停车方式，超长货车采用平行式前进停车方式。方案二中大小客车可停放在地下停车库内或地面停车场，货车、牲畜车和危险品车均采用45°斜列式后退停车方式、超长货车采用平行式前进停车方式停放在地面广场。
根据本发明的集约化高速公路服务区停车场的布局方法，具体实施方式；
宁连高速公路是江苏省高速公路网规划布局的“四纵四横四联”主骨架中“纵三”的重要组成部分，是联接省会南京和淮安等苏北城市的纽带计算行车速度100km/h，双向四车道，日平均车流量达4.9万辆/天。
位于宁连高速公路的某服务区原有规模所服务的日高峰时刻最大停车数量为58辆，其中各类型车辆在该服务区的当日不同时刻的最大停车数量为：小客车30辆，大客车为5辆，货车为10辆，超长货车为3辆，危险品车为5辆。该服务区原有停车位62个，小客车停车位31个、大客车停车位7个、货车停车位13个、超长货车停车位4个、危险品车停车位7个。
随着高速公路上车流量的激增，使得服务区的服务压力逐渐增大，经过服务区的长期调研发现，该服务区主要增加的服务车辆类型是小客车和大客车，分别是原来的3倍和2倍以上，此外，服务区还时常有少量牲畜车抵站休息。根据现有经过该服务区的日平均交通流量以及服务区服务类型符合排队系统等已知条件，利用排队论确定满足现状条件的停车位数量如下：该服务区共需停车位122个，其中小客车停车位80个、大客车停车位16个、货车停车位16个、超长货车停车位4个、危险品车停车位4个，新增牲畜车停车位2个。
但由于该服务区周围土地已规划完毕，无法通过扩建服务区增大土地面积来增大停车场规模，因此，通过建立本设计所述停车楼(库)的设计利用拓展立体空间的方式来增加停车位数量从而达到扩大停车场规模的目的，是缓解服务区服务压力最有效的途径。因此，在不扩建服务区面积的情况下，对服务区进行修建停车楼或地下停车场的改造，该服务区改造前后停车位数量对比结果详见下表3所示，
表3服务区改造前后停车位数量统计表
综上所述，本发明的集约化高速公路服务区停车场的布局方法，通过建立停车场的参数模型、建立停车场的参数模型、计算停车场的规模、根据停车场的规模，进行停车场布设，并建立地面停车楼或地下停车库的方式增加停车位，对于调解和改善高速公路交通量压力以及为更多驾乘人员提供休息场所和带来的便利产生了积极的作用，具有良好的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。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，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种集约化高速公路服务区停车场的布局方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤(A)，建立停车场的参数模型
(A1)，服务区停车场排队系统的参数定义
设A为顾客到达的概率分布；B为服务时间的概率分布；C为服务台个数，取正整数；D为排队系统的最大容量，可取正整数或∞；E为顾客源的最大容量，可取正整数或∞；
(A2)，根据排队方式不同，将服务区停车场排队系统分为单路排队多通道服务方式和多路排队多通道服务方式，所述单路排队多通道服务方式：等候服务的顾客排成一队等待数条通道服务的情况，排队中第一个顾客可视为只要服务台有空，就去该服务台接受服务；所述多路排队多通道服务方式：每个通道的顾客各排一队，每个通道只为其相应的一队顾客服务，排队顾客不能随意换队，相当于N个单通道服务器系统，到达的车辆可视为到服务台前排队车辆最少处排队等待；
(A3)服务区停车场排队系统，使用单路排队多通道服务方式，设平均到达率为λ，平均输出率为μ，每个服务台平均服务时间为1/μ，记ρ＝1/μ，当ρ/N<1时，服务区停车场排队系统，即不会出现排队无限长的情况；当ρ/N>1时，服务区停车场排队系统，排队无限长，其中N为单通道服务器系统的数量；
(A4)停车位数量计算算，服务区停车场排队系统中没有车辆的概率，如公式(1)所示，
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其中，k小于N是累加公式里面的符号，ρN为ρ的N次方，ρ为1/μ，N为单通道服务器系统的数量；
服务区停车场排队系统中k辆车的概率，如公式(2)、公式(3)所示，
当k≤N时，
当k≥N时，
服务区停车场排队系统中平均车辆数，如公式(4)所示，
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服务区停车场排队系统中平均排队等待时间为，如公式(7)所示，
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<mi>&omega;</mi>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>=</mo>
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<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
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</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>7</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
步骤(B)，计算出停车场的车位数
(B1)，根据该高速公路服务区的驶入率，定位该高速公路服务区的等级；
(B2)，拟定停车场的停车位数量为N1，如公式(8)所示，
<mrow>
<msub>
<mi>N</mi>
<mn>1</mn>
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<mo>=</mo>
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</mrow>
<mi>&gamma;</mi>
</mfrac>
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<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>8</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，τ表示平均停留时间；γ停车场期望占有率，可根据期望服务水平确定；
(B3)，通过定期观测驶入率的分析，各类车型的停留时间参考模型，并根据公式(9)，计算平均停车数n和停车场占有率γ′
<mrow>
<msup>
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<mo>&prime;</mo>
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<mi>n</mi>
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<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>9</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，n为服务区停车场排队系统中平均车辆数
(B4)，根据停车场占有率γ′与期望占有率γ的一致性，判断及车位调整；
选定γ′γ′与γ相对差值小于5％为一致性判定的阀值，γ′应在[0.95γ，1.05γ]区间内，当满足阀值要求时，此时，N1为确定后的停车场的停车位数量；否则，当γ′大于阀值要求时，增大N1；当γ′大于阀值要求时，减少N1，并重复(B1)—(B4)，直到停车场占有率γ′满足阀值要求，此时的N1为确定后的停车场的停车位数量；
步骤(C)，计算停车场的规模
根据各类车型的尺寸计算出对应的停车尺寸，并根据停车场的车位数，得到停车场的规模；
步骤(D)，根据停车场的规模，进行停车场布设。
2.根据权利要求1所述的集约化高速公路服务区停车场的布局方法，其特征在于：(B1)，根据该高速公路服务区的驶入率，定位该高速公路服务区的等级，包括中心服务区、次中心服务区、一般服务区和停车区四类等级，
所述中心服务区，车辆对车位的选择自由度大，车辆停行容易且彼此干扰小，此种状态对应的停车泊位占有率低于20％；
所述次中心服务区，车辆对车位选择比较自由，车辆停行比较容易且彼此略有干扰，此种状态对应的停车场泊位占有率在20％-50％；
所述一般服务区，车辆对车位选择有一定自由度，车辆停行容易，但彼此有干扰，此种状态对应的停车场泊位占有率应在50％-70％；
所述停车区，车辆对车位的选择不自由，车辆停行比较困难并时常出现堵塞，此种状态对应的停车泊位占有率在70％-90％。
3.根据权利要求1所述的集约化高速公路服务区停车场的布局方法，其特征在于：步骤(D)，根据停车场的规模，进行停车场布设，包括以下两种方式，(D1)，通过固定的停车场面积及所需要的停车位数量来选择停车位的布设；(D2)，通过停车位的数量及布设方式来确定所需要停车区域面积。
4.根据权利要求3所述的集约化高速公路服务区停车场的布局方法，其特征在于：若高速公路服务区停车场的广场面积达到所需停车位数量布设要求，应按照不同车型分类、分区域布设停车位；若高速公路服务区停车场的广场面积不能满足停车位数量需求，则应考虑在广场建立停车楼或地下停车库，停车楼或地下停车库的轮廓线应平直方正，柱网布置应符合车位及行车道模数，达到紧凑布置；避免行车道靠外墙布置；避免布置平行或斜向车位；设备房及非机动车不允许挤占行车道两边的停车位；人防口部设施应布置在不影响停车的地方；谨慎选用转圈坡道出入。
5.根据权利要求4所述的集约化高速公路服务区停车场的布局方法，其特征在于：所述停车楼的层数为3层，地下停车库的层数为2层。
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