停车场泊车位的规划设计与效度评价 - 图文

停车场泊车位的规划设计与效度评价

【摘要】

随着汽车消费量剧增，“停车难”已经成为一个较为严重的社会问题。我们以某小区露天停车场为背景，对该服务系统进行了分析，并通过建立整数规划模型对其泊车位布置进行了优化设，最后用模糊综合评价法对停车场效度进行了度量。 在对停车场泊车位优化设计的模型中，我们考虑一种把车间距空间并入车辆所在的空间的方式，形成一个矩形，因其可以在空间无间隙密铺从而简化分析过程。在保证车辆能够正常进出的条件下，通过分析计算得到采用垂直停车的方式能够更好的利用停车场的空间，从而提高停车场的空间使用率。而对其余的区域采用观察法进行设计，最终的设计方案总共能够提供98个泊车位，空间利用效率较高。 在对停车场效度评价的模型中，我们选择的是模糊综合评价方法，同时采用层次分析法构

建指标体系并确定指标权重，然后基于稳健性打分原则，对各指标进行打分，在形成评判集的基础上进行了综合评价。用MATLAB软件编程处理，结果显示综合评价值为3.590，停车场的效度处于较好的状态。

需要指出哪些车位最不受欢迎，应用TOPSIS法，即“technique for order preference by similarity to ideal solution”的缩写，意为依据理想方案相似性的顺序选优技术。这是系统工程中有限方案多目标决策分析中的一种常用的决策方法，是借助多目标决策问题的理想解与负理想解去排序。通过计算比较最后得出结果发现六区的车位最不受欢迎，具体原因可能是：1.进出车位比较麻烦；2.通道狭窄，不容易通过；3.靠近弯道，容易与其他车辆发生刮擦，受损；4.离进出口较远，出行不便。

关键词：模糊综合模型；层次分析法；TOPSIS法

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一、 问题重述

1. 背景资料与条件

自20世纪90年代以来, 我国经济呈现出持续高速发展态势, 家用小汽车更以惊人的发展速度进入普通居民家庭。随着我国的汽车消费增长并逐渐普及开来，“停车难”的问题已经越来越凸显出来，成为了困扰人们正常生活和交通秩序的重要因素。

2. 需要解决的问题

停车场泊车位规划是指在有限的空间区域内，设计车位布局，尽可能多地发挥空间效率与时间效率。停车泊位设计考虑的因素较多，如平均车位占面积，车辆出入泊位难易程度，停车场内部道路畅通程度等等。需设计一个完整的指标体系对停车场效度进入评价。

究其本质，“停车难”问题的根源在于停车位供给短缺和停车位需求旺盛之间的供需矛盾，真正意义上解决这个难题有待于车辆停放设施的增加速度跟上车辆的迅猛增加的速度。但是在短期内难以改变车辆停放设施数目的情况下，通过优化设计提高停车场的运行效率，对于局部缓解“停车难”的现状有着重大的意义。

图1是某居民小区的一个露天停车场，对该停车场泊车位进行规划设计。并应用评价体系对该停车场效度进行评价，并指出哪些车位最不受欢迎。

图1 露天停车场平面图

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二、模型假设及符号说明

1.模型假设

1）进入停车场的车型只考虑小型车，小型车的详细指标参见附录二。

2）停车场进行泊车位优化设计的前提是遵守国家交通部对于停车场的相关条例（参见附录二），不考虑违规修建的情况。

3）假设每辆车都能够按规定停车，不超出车位线。 2.符号说明 符号 符号说明 ? 车辆停放角度 n 一区车位数 l 一区长度 a 车位长度 R 准则层成对比较矩阵的特征向量 B 各准则层下的成对比较矩阵 矩阵A 每行元素的积 bi ci bi(1,2,...,n)的n次方根。 ?i 对向量C?(c1,c2,?,cn)T 作的归一化处理 最大特征根 准则层第i个因素的模糊综合评价向量 ?max UiRi 准则层各因素的权向量

三、模型的建立与求解

1.模型的分析

针对如何设计一个完整的指标体系：我们通过查阅有关停车场规划等相关文

献，在有限的空间区域内，设计车位布局，尽可能多地发挥空间效率与时间效率。停车泊位设计考虑的因素较多，如平均车位占面积，车辆出入泊位难易程度，停车场内部道路畅通程度等等。设计了一个相对完整的指标体系对停车场效度进行评价。

针对如何对停车场进行规划：我们把车辆的占位面积与所需的间距结合起来，

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通过对停车场的分区处理，按照汽车库建筑设计规范的要求，在保证车辆能够正常通过的原则下，对停车场进行了车位设计和分区讨论。

对于如何对停车场的效度进行评价：我们在数据的采集过程中通过专家按美国匹兹堡大学T.L.Saaty教授提出的标度法，由上到下对每一层次各指标之间的重要程度进行两两比较判断，得到各判断矩阵。根据评估指标体系，构造成对比较矩阵。根据层次分析法的基本原则和分析得到的停车场效度评价的指标体系，通过相互比较确定准则层对于目标层的权重，及各因素对于每一准则的权重，然后将因素层对准则层的权重及准则层对目标层的权重进行综合，最终确定因素层对目标层的权重。确定主要效度评价指标后，即可将要解决的问题进行分解，形成多层次的评价指标体系。

对于哪些车位最不受欢迎：我们应用了TOPSIS法，即“technique for order preference by similarity to ideal solution”的缩写，意为依据理想方案相似性的顺序选优技术。这是系统工程中有限方案多目标决策分析中的一种常用的决策方法，是借助多目标决策问题的理想解与负理想解去排序。通过计算比较最后得出结果发现六区的车位最不受欢迎，具体原因可能是：1.进出车位比较麻烦；2.通道狭窄，不容易通过；3.靠近弯道，容易与其他车辆发生刮擦，受损；4.离进出口较远，出行不便。

2. 模型的建立 2.1 指标体系的建立

目标层 准则层 安全性 因素层 停车行为对其他车辆的行驶影响 车辆拐弯的难度 对紧急情况的处理灵活性 进出停车场的顺畅程度 停车场中的车主平均步行距离 便停车场的捷人车分离的程度 效度评价 性 停车场内道路顺畅程度 泊车位的使用率 效停车场内的空间利用率 率平均每个空车位被补缺所需要的时间 性 泊车位的强烈波动的情况次数 基于停车场的安全性主要是指：车辆在停车场行驶过程中，由停车场的特征赋予车辆的避险性能；以及车辆在停放过程中，避免被其他车辆挂擦以及避免被盗的性能。安全性是驾驶人员对停车场服务水平的基本要求,也是停车场营运者得基本要求，他们都希望停放车辆的安全性高和出现紧急情况时有良好的出入停车场的环

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境，还希望停车行为对正在行使车辆的安全性的影响最小,不会形成恶性的循环,以致严重影响动态的停车取车，等等。因此，安全性是对停车场的效度进行评价的重要指标之一。

基于停车场的方便性主要是指：车辆进入和驶出停车场所需的时间和行驶的路程最小，乘车的人员和停车场管理人员到达停车场相应位置最快，等等。方便性是对于人和车两者的流动而言的,停车者都希望从停车场到目的地的步行状况良好,步行的距离越短越好，都希望停车场内部通畅性良好,驾驶员出入停车场都比较容易,则该停车场被使用的可能性就越大。另外，基于停车场的特殊性，追求最高的方便性，很多驾驶员都喜欢在安全性能高的前提下，选则距离停车场出口最近的停车位。停车场营运者，也希望，停车场的方便性尽可能高，提高停车场的效度。因此，方便性也是对停车场的效度进行评价的重要指标之一。

基于停车场的效率性主要是指：有效的利用能源、时间和空间资源的能力,在停车场中,停车集中指数的增加,均衡的泊位利用,停车时间的减少,停车时间的合理这些因素直接影响停车场服务水平的好坏。并且合理的收费-停车时间的利用可以使短时的停车和长时间的停车自动地分离开来,对改善停车场的服务水平大有帮助。驾驶人员希望停车场具有尽可能高的效率性，追求效率最大化，尽可能多的节省时间，等等；停车场营运者也希望停车场具有最大的效率，来达到停车场的最佳运作状态，提高停车场的稳定性和适用性等等。停车位的波动情况是指在停车场的使用率不会出现强烈波动。因此，效率性也是对停车场的效度进行评价的重要指标之一。

2.2 停车位的形式选择

根据中华人民共和国行业标准中汽车库建筑设计规范（Design Code for Garage JGJ100-98）可知汽车与汽车、墙、柱、护栏之间最小净距如下表：

停车场规划如下：

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0 0000111111..........RI 00591234440 0 8 0 2 4 6 1 5 9 对于更高阶数(即n> 10) 的RI值的获得办法是：随机生成1 ～ 9 及其倒数, 从中抽取数字构造500个或者更多的n阶样本矩阵，计算各个矩阵的最大特征根的平均值?max ，然后根据公式RI?(?max?n)/(n?1)来得到RI的值。 3） 计算一致性比例:

CR?CIRI

当CR?0.10 时,认为判断矩阵A 的一致性是可接受的,否则应对判断矩阵作适当调整,再进行一致性检验。

（2）确定各准则层第i层下的各因素的评判矩阵

我们选择10名在从事停车场效度评估工作多年且经验丰富的专家，组成专家小组对该停车场的外部环境和内部环境的分析；对各定量指标和定性指标进行评判，得出评语，具体操作可采用问卷调查的形式。对调查结果进行统计的方法是，将各指标的各评语出现次数除以专家总人数，如对停车场行为对其他车辆的行驶的影响，3位专家给出“影响较小”评语，6位专家给出“影响一般”评语，1位专家给出“影响较大”评语，则停车场行为对其他车辆的行驶的影响的评判向量为

(0.3,0.6,0.1)，其他指标依此类推，可得到各评判矩阵：

?0.3?0.4?安全性的评判矩阵 A1??0.2??0.50.60.40.50.30.1??0.2??0.3?0.2?

?0.4?便捷性的评判矩阵 A2??0.3?0.5??0.3?0.5?效率性的评判矩阵 A3??0.4??0.60.30.40.30.40.30.40.30.3??0.3??0.2? 0.3??0.2? ?0 . 2? 0.1?11

（3）确定各因素的权向量

安全性的成对比较矩阵：

32?1?1/311?B1??1/211??1/51/31/45??3? 4??1?应用MATLAB计算得到它的权向量为R1?(0.4801,0.2042,0.2421,0.0736)T，最大特征值: 4.0511 CI?0.017，0CR?0.0191 此矩阵的一致性可以接受!

便捷性的成对比较矩阵：

35??1??B2??1/314?

?1/51/41???应用MATLAB计算得到它的权向量为R2?(0.6267,0.2797,0.0936)T

最大特征值:3.0858 CI?0.042，9CR?0.0825

此矩阵的一致性可以接受!

效率性的成对比较矩阵：

31/2?1?1/312B3???1/21/21??1/51/21/45??2? ?4?1?应用MATLAB计算得到它的权向量为R3?(0.4306,0.2536,0.2275,0.0883)T

7CR?0.0210 最大特征值:4.0561 CI?0.018，此矩阵的一致性可以接受!

（4）模糊合成

安全性（U1）的模糊综合评价向量为：

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?0.3?0.4TU1?R1A1?(0.4801,0.2042,0.2421,0.0736)??0.2??0.5?(0.3109,0.5129,0.1762)

0.60.1??0.40.2?

0.50.3??0.30.2?便捷性（U2）的模糊综合评价向量为：

?0.40.30.3???U2?R2TA2?(0.6267,0.2797,0.0936)?0.30.40.3??0.50.30.2????(0.3814,0.3280,0.2906)

效率性（U3）的模糊综合评价向量为：

0.40.3??0.30.2? ?0.40.2?0.30.1??0.3?0.5TU3?R3A3?(0.4306,0.2536,0.2275,0.0883)??0.4??0.6?(0.4000,0.3658,0.2342)

模糊合成：

U?R(U1,U2,U3,U4)T= (0.3590,0.3533,0.3688)

根据专家组的意见，该停车场效度评估为“规划较好”的程度为0.3590，评估为“一般”的程度为0.3533，评估为“较差”的程度为0.3688。根据最大隶属度原则可知大多数专家认为该停车场效度评估较差。

另外，需要指出哪些车位最不受欢迎，应用TOPSIS法，即“technique for order preference by similarity to ideal solution”的缩写，意为依据理想方案相似性的顺序选优技术。这是系统工程中有限方案多目标决策分析中的一种常用的决策方法，是借助多目标决策问题的理想解与负理想解去排序。具体过程参照附录一。

应用于本实际问题，首先对六个区的车位提出4项评价指标，它们分别是1.进出车位的顺畅程度；2.通道的顺畅程度；3.靠近弯道；4.靠近进出口。通过对其他停车场的相似车位各随机抽取100个，对其用户进行问卷调查。主要涉及2个问题：1.你开车进出车位是否感到通畅；2.你开车通过通道时是否感到顺畅；将回答“是的”记数资料进行统计。对3，4指标侧进行人为规定，最后总结出如下表格 项一二三四五六标准目 区 区 区 区 区 区 值 13

进出车位的顺畅 通道的顺畅 靠近弯道 靠近进出口 85 80 82 78 10 22 33.98 72 75 70 80 90 60 10.07 5 6 6 4 1 1 2.81 10 12 13 12 80 90 37.97 （1） 计算各指标的指数值，然后进行指标的同趋势化。 同趋势化后（高优指标）的数据矩阵Y

?2.50?7.15Y???0.56??3.802.352.412.300.290.64?7.456.957.948.945.96?? 0.470.470.712.812.81??3.162.923.160.430.42?式中，靠近弯道，靠近进出口是低优指标，取原始数据的倒数。 （2） 进行归一化处理，建立归一化矩阵Z。

?0.52?0.39Z???0.14??0.580.490.500.480.060.13?0.410.380.430.490.33?? 0.110.110.170.680.68??0.480.440.480.650.06?（3） 计算正理想解和负理想解。 正理想解 Z?(0.52,0.49,0.68,0.65)

?负理想解 Z?(0.06,0.33,0.11,0.06)

?14

（4） 计算各区与正理想解、负理想解的距离D、D及相对接近度系数C，取各权重相等

????1。

j一区 D=0.55 D=0.70 C一区=0.56

??二区 D=0.60 D=0.60 C二区=0.5

??三区 D=0.61 D=0.61 C三区=0.5

??四区 D=0.54 D=0.61 C四区=0.53

??五区 D=0.46 D=0.84 C五区=0.65

??六区 D=0.73 D=0.57 C六区=0.43

??

（5） 评价结果

各区评价由好到差的顺序：六区>二区>三区>四区>一区>五区。

通过计算比较最后得出结果发现六区的车位最不受欢迎，具体原因可能是：1.进出车位比较麻烦；2.通道狭窄，不容易通过；3.靠近弯道，容易与其他车辆发生刮擦，受损；4.离进出口较远，出行不便。

四、模型的评价

1、优点

1）巧妙地对泊车位进行了抽象处理，提出了车辆、、间距、车位一体化的概念，为构建模型提供了极大的便捷。

2）在对停车场进行效度评价时把模糊综合评价法与层次分析法结合在一起，很巧妙地处理了复杂系统的评价，而且提高了评价的可靠性。

3）在度量不确定指标时采用了稳健性原则，对于不确定的指标给予较低的评价，以最大程度保证稳定性。

4）在对车位优劣进行评价的时候采取了TOPSIS法。

5）本文提出的模糊综合模型对停车场的效度进行评估可以将难以量化的因素进行量化，且将各个指标的不确定性通过模糊数学的方法使其变为确定性指标。 2、缺点

1）在评价停车场效度时用的主要是主观评价法，难免可能产生误差，有失客观性。

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2）在两两比较矩阵的确定上，虽然是专家打分，但是仍存在一定的主观性。

六.参考文献

[1] 王莲芬，许树柏，层次分析法引论[M] ，北京：中国人民大学出版社，1990。 [2] 蔡文浩， 层次分析法在企业信用风险评估中的应用[J] ，经济师，2008 (10) ：217 – 218。

[3] 李 帆，钱省三，基于层次分析--模糊综合评价的高校基建工程风险评估[J]， 建材技术与应用，2009 (1)：41 – 44。 [4] 华 光，基于层次分析法的信息安全风险评估研究[J]，现代计算机，2008 (9) ：80 – 83。

[5] 薛 迪，卫生管理运筹学 ，复旦大学出版社，2008。

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2）在两两比较矩阵的确定上，虽然是专家打分，但是仍存在一定的主观性。

六.参考文献

[1] 王莲芬，许树柏，层次分析法引论[M] ，北京：中国人民大学出版社，1990。 [2] 蔡文浩， 层次分析法在企业信用风险评估中的应用[J] ，经济师，2008 (10) ：217 – 218。

[3] 李 帆，钱省三，基于层次分析--模糊综合评价的高校基建工程风险评估[J]， 建材技术与应用，2009 (1)：41 – 44。 [4] 华 光，基于层次分析法的信息安全风险评估研究[J]，现代计算机，2008 (9) ：80 – 83。

[5] 薛 迪，卫生管理运筹学 ，复旦大学出版社，2008。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/h77r.html