CN113283762B - 一种评价停车场道路规划的装置 - Google Patents

Abstract

一种评价停车场道路规划的装置，它包括获取模块：用于输入关键性参数或词语；停车场内通行能力评价模块：用于计算出停车场内道路的实际通行能力、交叉路的道路服务水平，并利用模糊综合评价确定两者的权重；停车场外通行指标评价模块，用于计算出BPR阻抗值、周边车辆理论通行能力、减少阻塞程度能力，并利用模糊综合评价确定两者的权重；停车场规划者主观评价模块，用于将停车场规划者的主观判断运用到AHP层次分析模型中去；综合评价生成模块，用于给出最终综合的评价。本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供的一种评价停车场道路规划的装置，它能解决现有停车场尤其是城区停车场车辆多，拥塞严重，车辆在进入停车场中之前缺乏对目标停车场中情况的了解，导致车辆驶入后加重拥塞的技术问题。

Description

一种评价停车场道路规划的装置

技术领域

本发明属于计算机技术领域，具体涉及到评价停车场道路规划的装置。

背景技术

随着目前人们日常生活水平的提高，中国拥有汽车的家庭不断增多，并且在中国汽车需求量还有一个很大的上升空间，所以因为车辆数目庞大带来的交通不便问题在不断地加深。尤其是对于停车场交通的问题，因为随着停车场建设的越来越庞大层数越来越多，对于停车场如何规划道路设计及进出口位置的问题显得越来越重要。此外，停车场的道路规划的合理可以缓解周围交通问题，因而对于停车场道路的评价高分结果对于以后停车场的建设具有指导性意义。

但是，目前的停车场设计没有涉及到如何设计停车场行车道路的问题，只是给出了一些经验标准或者笼统性的建议，并没有给出一个定量的评价。并且没有把停车场规划的各个指标综合起来评价，因此在停车场道路规划设计还存在一个巨大的空缺。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供的一种评价停车场道路规划的方法及装置，它能解决现有停车场尤其是城区停车场车辆多，拥塞严重，车辆在进入停车场中之前缺乏对目标停车场中情况的了解，导致车辆驶入后加重拥塞的技术问题。

本发明所采用的技术方案是：

一种评价停车场道路规划的方法，包括以下步骤：

1)获取停车场及其周边交通的数据：停车场道路规划图、停车场门口数、停车场所处地段、周边绿灯持续时间和停车位数目；

2)利用客观评价模型评价停车场道路规划交通便捷程度；

3)将停车场规划者主观判断引入客观评价模型；

4)综合客观评价模型，给出评价指标。

在步骤2中，客观评价模型分为停车场内通行指标模型和停车场外通行指标模型，在通过停车场内通行指标模型获得停车场内通行指标时采用以下步骤：

1)计算停车场内道路的实际通行能力；

2)计算交叉路的道路服务水平；

3)利用模糊综合评价确定两部分的各自权重。

在通过停车场外通行指标模型获得停车场外通行指标时采用以下步骤：

1)计算BPR阻抗值；

2)计算周边车辆理论通行能力；

3)计算减少阻抗程度能力；

4)利用模糊综合评价确定三部分的各自权重。

在步骤3)中，具体采用以下步骤：

1)规划者根据停车场道路样式给出评级，进而运用层次分析法给出道路样式的评价；

2)综合停车场内通行指标、停车场外通行指标和规划者的主观判断给出最终评价。

还包括评价停车场道路规划的装置，该装置包括获取模块：用于输入关键性参数或词语；

停车场内通行能力评价模块：用于计算出停车场内道路的实际通行能力、交叉路的道路服务水平，并利用模糊综合评价确定两者的权重；

停车场外通行指标评价模块，用于计算出BPR阻抗值、周边车辆理论通行能力、减少阻塞程度能力，并利用模糊综合评价确定两者的权重；

停车场规划者主观评价模块，用于将停车场规划者的主观判断运用到AHP层次分析模型中去；

综合评价生成模块，用于给出最终综合的评价。

上述评价停车场道路规划的装置包括处理器以及存储器，处理器用于存储处理器中指令的执行。

在步骤1)中通过停车场规划的图纸获取停车场规划道路总长度、停车场门口数、停车场所处地段、周边绿灯持续时间和停车位数目。

上述的停车场道路总长度利用Floyed算法自动寻找停车场各个出口两点之间最短距离，进而求和获得停车场道路总长度。

在客观评价模型中，需要由五个初始量评价的指标：停车场内道路的实际通行能力、交叉路的道路服务水平、BPR阻抗值、周边车辆理论通行能力、减少阻塞程度能力共同来评价。

首先将停车场内道路的实际通行能力、交叉路的道路服务水平作为一组停车场内通行指标进行权重的确定，权重的确定使用模糊综合评价的方法。将BPR阻抗值、周边车辆理论通行能力、减少阻塞程度能力作为一组停车场外通行指标进行权重的确定，确定方法同样也为模糊综合评价。

采用上述结构，本发明的技术效果在于：

1)可以将评价指标量化。本发明专利使用的评价模型摘自已经经过实际检验的交通评价模型，所以量化的指标可以很好地指导实践；

2)可综合评价停车场内部道路设计指标。这解决了现有评价停车场内部道路的片面性，克服了停车场道路规划多方面比较无法得出优劣的问题，综合道路各方面信息给予评价；

3)将停车场周围因素考虑进去。这样加大了评价的灵活性和综合性，并且运用了一些修正系数，该些修正系数可以由规划者根据实际情况更改，使得评价结果更加适用于当地情况；

4)提高了评价效率。规划者只需要按照要求输入指定的参数，该装置即可迅速给出结果。

附图说明

图1为本发明的总体框架流程图；

图2为本发明停车场内通行能力评价模块流程图；

图3为本发明停车场外通行能力评价模块流程图；

图4为结合规划者主观判断的综合评价流程图；

图5为本发明中评价停车场道路规划的装置的结构框图；

图6为本发明中评价停车场道路规划的装置的硬件结构框图；

图7为纵向附着系数ξ取值表；

图8为横向干扰对通行能力的修正系数记录表；

图9为美国车辆交叉服务水平表；

图10为交织流量比修正系数表；

图11为车辆出行时的交通拥挤指数表；

图12为干扰程度系数表；

图13为附近车道的车辆可能通行能力表；

图14为车型换算系数表；

图15为交通波模型表；

图16为交通波中车流密度的集结波和疏散波示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种评价停车场道路规划的方法，包括以下步骤：

1)获取停车场及其周边交通的数据：停车场道路规划图、停车场门口数、停车场所处地段、周边绿灯持续时间和停车位数目；

2)利用客观评价模型评价停车场道路规划交通便捷程度；

3)将停车场规划者主观判断引入客观评价模型；

4)综合客观评价模型，给出评价指标。

在步骤2中，客观评价模型分为停车场内通行指标模型和停车场外通行指标模型，在通过停车场内通行指标模型获得停车场内通行指标时采用以下步骤：

1)计算停车场内道路的实际通行能力；

2)计算交叉路的道路服务水平；

3)利用模糊综合评价确定两部分的各自权重。

在通过停车场外通行指标模型获得停车场外通行指标时采用以下步骤：

1)计算BPR阻抗值；

2)计算周边车辆理论通行能力；

3)计算减少阻抗程度能力；

4)利用模糊综合评价确定三部分的各自权重。

在步骤3)中，具体采用以下步骤：

1)规划者根据停车场道路样式给出评级，进而运用层次分析法给出道路样式的评价；

2)综合停车场内通行指标、停车场外通行指标和规划者的主观判断给出最终评价。

在步骤1)中通过停车场规划的图纸获取停车场规划道路总长度、停车场门口数、停车场所处地段、周边绿灯持续时间和停车位数目。停车场道路总长度利用Floyed算法自动寻找停车场各个出口两点之间最短距离，进而求和获得停车场道路总长度。

在客观评价模型中，需要由五个初始量评价的指标：停车场内道路的实际通行能力、交叉路的道路服务水平、BPR阻抗值、周边车辆理论通行能力、减少阻塞程度能力共同来评价。

首先将停车场内道路的实际通行能力、交叉路的道路服务水平作为一组停车场内通行指标进行权重的确定，权重的确定使用模糊综合评价的方法。将BPR阻抗值、周边车辆理论通行能力、减少阻塞程度能力作为一组停车场外通行指标进行权重的确定，确定方法同样也为模糊综合评价。

其中，停车场所处地段分为5级，评价标准分别为停车场周围环路车辆密度(日通行车辆数)来确定。公式为：

其中，基本通行能力是在理想道路下的通行能力，其计算公式由以下给出：

其中，t为驾驶员的反应时间(一般为2秒)，ξ为轮胎与路面的附着系数，见下表；l_a为车辆间最小安全停车间隙，l_b为车辆平均长度。纵向附着系数ξ取值见图7，

因为R_B为理想状况下的车辆通行能力，考虑到实际道路与驾驶本身的诸多问题，需要对R_B进行修正，得到其实际可能通行能力R_p为：

R_p＝R_B·n·η₁·η₂

其中，R_B为基本通行能力，n为可通行车道数，η₁为驾驶员总体特征影响修正系数，η₂为横向干扰修正系数，驾驶员总体特征影响修正系数取1，横向干扰系数表见图8。

由于停车场与道路连接，所以由停车场通向公路的出口也可以算作可通行的车道数，其变换方程为：

其中，Δn为换算为标准道路所增加的数量，w₁为停车场出口的平均宽度，n₁为停车场的出口数，w为一般道路宽度，根据国标规定的单行道路宽度w＝3.25米，而停车场门口的修正系数公式η₃为：

其中，n₃为为车位数量。

综上所述，得知实际通行能力为：

其中，γ为最大容纳车辆量与预测容纳车辆量的比值，R_p为车辆实际可能通行能力。

给出一个实施例，根据《美国通行能力手册》的相关规定，车辆在岔路口的服务水平评判标准见图9。

根据上表数据，可明确得知道路服务水平。

而计算路口每辆车的延迟公式为：

其中，T为信号周期长度，t_g有效绿灯持续时间，x为车道组V/C或饱和度，V/C指在理想条件下，最大容纳车辆量(可通行能力)与预测容纳车辆量之比。

该区为交织区，所以其通行能力计算公式为：

C_w＝C_y·r_s·r_N·r_L·r_VR·r_p

其中，C_w为交织区的道路通行能力(pcu/h)；r_s为交织区类型的修正系数；r_N为交织区内部车道数量的修正系数，对于2、3、4、5条车道的交织区，则r_N分别取值为1.8、2.4、3.6和4；r_L为交织区长度的修正系数；r_VR为交织流量比修正系数；r_P为繁华地段修正系数，其计算公式为：

其中，r₃为繁华地段等级。

r_VR为交织区长度的修正系数的取值可通过图10中的表查得。

计算完成停车场内通行指标后，再计算停车场外通行指标。

停车场外通行指标计算流程如图3所示，

其中，计算BPR阻抗值：

①第一步：计算出行耗时。其计算公式为：

其中，L_r表示区内道路长度；S_r表示该区域的面积(当L_r>3.5米时的有效道路长度)。由道路网密度的增加在理想状态下可以增加车流速度，其计算公式为：

其中，v₀表示原有的周围道路车流速度，ρ₀为周围道路的道路网密度。

因此，出行耗时的时间为：

其中，t₀表示周围道路出行的耗时。

所以，在停车场中车辆出行耗时：

对于大量车辆出行，出行时间也会导致交通拥挤指数的改变，其评判标准如图10。

根据图10中的表，可得在某地域开放停车场的道路交通拥堵指数。

②第二步：利用其中BPR阻抗函数作为交通拥挤程度的评判。在未经过改进时，BRT阻抗函数为：

T_ij＝β_ij+κ_ij·f_ij

其中，ij表示从路段i到路段j的过程；T_ij表示在路段ij过程的行走时间，单位：秒(s)；κ_ij表示在路段ij过程的自由通行的行走时间，单位：秒(s)；κ_ij的计算公式为：

其中，δ＝0.15，λ＝0.4；V_ij表示在路段ij的可通行能力；C_ij表示在路段ij的基本通行能力；κ_ij表示在路段ij的延误参数；f_ij表示在路段ij过程的流量，单位：veh/h，其中计算f_ij的公式为：

f_ij＝Z₃·350

其中，Z₃表示所处地段等级。

城市新增道路为城市的支路环节，多为混合交通，因而受到自行车和行人的影响，其对通行能力的干预系数为：

其中，e表示自行车的干扰系数；q_b表示为自行车的交通量；R_b表示自行车的通行能力；W_in和W_v分别表示单向非机动车的宽度、单向机动车道宽度；其中R_b的计算公式为：

其中，Z₃为所处地段等级；Z₂为停车场门口数目。

而对于自行车和行人对于道路通行能力的干扰修正系数值由图11中的表格给出。

综上所述，经过修正值改进后的BPR阻抗函数模型为：

代入e和其他相关量，得到D：

计算Q_bike的公式为：

其中x₃为所处地段等级，x₂为停车场门口数目。

根据上述模型，可以计算出BPR阻抗值程度。

计算周边车辆理论通行能力：

车辆的理论通行能力可由单位时间内通行的车辆数量进行计算，其计算公式为：

其中，R_th表示初步车辆理论通行能力计算，单位：pcu/h；h_s表示平均每通过一辆车的时间，单位：秒(s)；

当前，小区附近车道的车辆可能通行能力值见图12中的表。

最终得到，小区附近车道的可能通行能力公式：

R_p＝R_th·λ·e·c_w

计算减少阻抗程度能力：

针对于从主干道驶入停车场的车辆可用泊松模型进行预测，为了将驶入的车辆化为标准类型的车辆，这里引入车型换算系数如图13中的表所示。

由所搜索的数据经过车辆系数换算后，可求得其均值(期望np)。根据文献可知车辆到达的概率可用Poisson分布近似处理，而相应泊松参数计算公式：

以此得出经过的车辆选择进入停车场通行的概率(注意：其中的λ的取值跟停车场开放路口宽度有关)。

此时引入交通波模型，该模型可以简化为图14。

根据交通波理论模型中车流的连续性原理，则可得：

N＝u_r1·ρ₁·t＝u_r2·ρ₂·t

其中，u_r1＝u₁-u_w表示前一车流速度；u_r2＝u₂-u_w表示后一车流速度；

故得：

N＝(u₁-u_w)·k₁·t＝(u₂-u_w)·k₂·t

其中，令则u_w可表示车辆的滞留速度；q₁与k₁为上一状态的交通流，q₂与k₂为该状态的交通流，其单位分别为veh/h和veh/km，u₁为上一状态的平均车速，u₂为该状态的平均车速，其单位为km/h。

在交通波有两种状态，其中一种为集结波，另一种为疏散波，如图15所示。

图15中，虚线部分表示车流密度的变化分界线，实线部分为车流流线。其中AB表示低密度态向高密度态转变分界线，此刻车流波为集结波；相反，AC则表示高密度态向低密度态转变分界线，此刻车流波为疏散波，其斜率表示波速。

目前，城市中堵车往往发生在红绿灯处，所以状态选取时可以选绿灯结束点状态(不堵车)为上一状态,绿灯开始点状态(堵车)取为结束状态，所以此刻q₂可取为0，而阻塞密度ρ₂和自由流密度ρ₁可由所查取的数据给出(此时不同繁荣地段的指标不同)，则在不堵车时候的滞留速度为：

滞留车(堵车)对应的最大长度为：

L_max＝u_w1·t_g

其中,t_g表示绿灯的持续时间。根据上式，可合理预测在高峰期车辆通过停车场穿行时的堵车长度。

而在车辆穿行停车场时可以减少其阻塞密度，其减少量的期望为：

其中，n₂为一千米内的堵车时间，车速单位为km/h；n₃表示停车场的长度，单位：km。

则在高峰期减少的堵车长度为：

利用模糊综合评价确定三部分的各自权重。

计算完成客观综合模型评价后，将停车场规划者主观判断引入评价模型。

如图4，评价过程如下：

停车场规划者的主观判断应该依据停车场的出口类型，类型如图16所示。

规划者根据自己的经验确定在层次分析法中确定每种路口的评价等级，进而完成对层次分析法方案层的确定。

计算完成主观综合模型评价后，综合以上评价模型，给出评价指标。具体方式参照图4。

总的交通改善程度为：

h_i＝(1+w_1i·r_i+w_2i·e_i)·w_3i

其中，w_1i为停车场内通行指标的权重；r_i为停车场内通行指标；w_2i为停车场外通行指标的权重；e_i为停车场外通行指标；w_3i为使用层次分析法根据小区路口形状得出的权重。

最后由该式评价车库路线规划是否方便场内及场外交通。

图5是根据一示例性实施例示出的一种评价停车场道路规划装置的框图，参照图5，该装置包括：

获取模块1，公式中所需要输入的参数需要被提示性的语句输入，例如获取停车场及其周边交通的数据：停车场道路规划图、停车场门口数、停车场所处地段、周边绿灯持续时间和停车位数目等，并计算出停车场道路总长度和停车场所处地段；

停车场内通行能力评价模块2，用于计算出停车场内道路的实际通行能力、交叉路的道路服务水平，并利用模糊综合评价确定两者的权重；

停车场外通行能力评价模块3，用于计算出BPR阻抗值、周边车辆理论通行能力、减少阻塞程度能力，并利用模糊综合评价确定两者的权重；

停车场规划者主观评价模块4，用于将停车场规划者的主观判断运用到AHP层次分析模型中去；

综合评价生成模块5，用于给出最终综合的评价；

如图6所示，所述评价停车场道路规划的装置包括处理器6以及存储器7，处理器6用于存储处理器7中指令的执行。

Claims (8)

1.一种评价停车场道路规划的装置，其特征在于，它包括获取模块（1）：用于输入关键性参数或词语；停车场内通行能力评价模块（2）：用于计算出停车场内道路的实际通行能力、交叉路的道路服务水平，并利用模糊综合评价确定两者的权重；停车场外通行指标评价模块（3），用于计算出BPR阻抗值、周边车辆理论通行能力、减少阻塞程度能力，并利用模糊综合评价确定三者的权重；停车场规划者主观评价模块（4），用于将停车场规划者的主观判断运用到AHP层次分析模型中去；综合评价生成模块（5），用于给出最终综合的评价；

在利用所述装置进行评价停车场道路规划时，采用以下步骤：

步骤1：获取停车场及其周边交通的数据：停车场道路规划图、停车场门口数、停车场所处地段、周边绿灯持续时间和停车位数目；

步骤2：利用客观评价模型评价停车场道路规划交通便捷程度；

步骤3：将停车场规划者主观判断引入客观评价模型；

步骤4：综合客观评价模型，给出评价指标；

在步骤3）以及步骤4）中，具体采用以下步骤：

1）规划者根据停车场道路样式给出评级，进而运用层次分析法给出停车场道路样式的评价；

2）综合停车场内通行指标、停车场外通行指标和规划者的主观判断给出最终评价；

最终评价指标由总的交通改善程度表示即：

其中，为停车场内通行指标的权重；/>为停车场内通行指标；/>为停车场外通行指标的权重；/>为停车场外通行指标；/>为使用层次分析法根据小区路口形状得出的权重。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述获取模块（1）的输出端与停车场内通行能力评价模块（2）的输入端连接，停车场内通行能力评价模块（2）的输出端与停车场外通行指标评价模块（3）的输入端连接，停车场外通行指标评价模块（3）的输出端与停车场规划者主观评价模块（4）的输入端连接，停车场规划者主观评价模块（4）的输出端与综合评价生成模块（5）的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在步骤2中，客观评价模型分为停车场内通行指标模型和停车场外通行指标模型，在通过停车场内通行指标模型获得停车场内通行指标时采用以下步骤：

1）计算停车场内道路的实际通行能力；

2）计算交叉路的道路服务水平；

3）利用模糊综合评价确定两部分的各自权重。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在通过停车场外通行指标模型获得停车场外通行指标时采用以下步骤：

1）计算BPR阻抗值；

2）计算周边车辆理论通行能力；

3）计算减少阻抗程度能力；

4）利用模糊综合评价确定三部分的各自权重。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在步骤1）中通过停车场规划的图纸获取停车场规划道路总长度、停车场门口数、停车场所处地段、周边绿灯持续时间和停车位数目。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述道路总长度利用 Floyed 算法自动寻找停车场各个出口两点之间最短距离，进而求和获得停车场道路总长度。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在客观评价模型中，需要由五个初始量评价的指标：停车场内道路的实际通行能力、交叉路的道路服务水平、BPR阻抗值、周边车辆理论通行能力、减少阻塞程度能力共同来评价。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在计算BPR阻抗值时，采用以下步骤：

其中，计算BPR阻抗值：

①第一步：计算出行耗时，其计算公式为：

其中，表示区内道路长度；/>表示该区的面积；

由道路网密度的增加在理想状态下可以增加车流速度，其计算公式为：

其中，表示原有的周围道路车流速度，/>为周围道路的道路网密度；

因此，出行耗时的时间为：

其中，表示周围道路出行的耗时；

所以，在停车场中车辆出行耗时：

；

②第二步：利用其中阻抗函数作为交通拥挤程度的评判，/>阻抗函数为：

其中，表示从路段/>到路段/>的过程；/>表示在路段/>过程的行走时间，单位：秒(s)；表示在路段/>过程的自由通行的行走时间，单位：秒(s)；/>的计算公式为：

其中，=0.15，/>=0.4；/>表示在路段/>的可通行能力；/>表示在路段/>的基本通行能力；/>表示在路段/>的延误参数；/>表示在路段/>过程的流量，单位：veh/h，其中计算/>的公式为：

；

其中，表示所处地段等级；

城市新增道路为城市的支路环节，多为混合交通，因而受到自行车和行人的影响，其对通行能力的干预系数为：

；

其中，表示自行车的干扰系数；/>表示为自行车的交通量；/>表示自行车的通行能力；/>和/>分别表示单向非机动车的宽度、单向机动车道宽度；其中/>的计算公式为：

其中，为所处地段等级；/>为停车场门口数目；

综上所述，经过修正值改进后的阻抗函数模型为：

代入和其他相关量，得到/>：

计算的公式为：

；

其中为所处地段等级，/>为停车场门口数目；

根据上述模型，可以计算出阻抗值程度。