基于行為選擇特性的泊位共享需求預(yù)測(cè)

徐志豪，馬健霄 （南京林業(yè)大學(xué) 汽車與交通工程學(xué)院，江蘇 南京 210037）

XU Zhihao,MA Jianxiao (College of Automobile and Traffic Engineering,Nanjing Forestry University,Nanjing 210037,China)

0 引 言

隨著城市經(jīng)濟(jì)和交通的快速發(fā)展，停車需求與日俱增，然而停車供給卻大大滯后于停車需求的發(fā)展，以致城市停車問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重。結(jié)合泊位共享，對(duì)停車需求進(jìn)行預(yù)測(cè)，適當(dāng)降低各用地建筑物配建泊位指標(biāo)，有利于節(jié)約土地資源，促進(jìn)城市停車的供需平衡，改善交通擁堵。

國(guó)外對(duì)泊位共享需求預(yù)測(cè)研究起步較早，Mary S.Smith于1983年出版《共享式停車場(chǎng)》一書，書中確定了一套共享停車分析的研究路線，即九步驟法則。Ibeas A等人建立了混合Logit模型，綜合考慮隨機(jī)參數(shù)和旅行者個(gè)人特征，分析發(fā)現(xiàn)停車費(fèi)在旅客的選擇中起著關(guān)鍵作用[1]。Waerden等人建立了回歸分析模型來(lái)研究旅客的個(gè)人特征和停車習(xí)慣的顯著影響[2]。Jiang Y等在停車生成率模型的基礎(chǔ)上，考慮了停車后到達(dá)目的地的距離、泊位搜尋時(shí)間、停車時(shí)長(zhǎng)以及停車費(fèi)用等共享停車行為因素對(duì)停車需求的影響，建立了相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系[3]。W.Bowman Cutter和Sofia F.Fanco通過(guò)對(duì)洛杉磯部分城鎮(zhèn)停車需求的調(diào)查，對(duì)停車需求的增長(zhǎng)是否會(huì)顯著影響對(duì)停車場(chǎng)的需求進(jìn)行分析，總結(jié)出不同用地類型以及不同區(qū)域停車場(chǎng)的泊位控制標(biāo)準(zhǔn)[4]。

國(guó)內(nèi)對(duì)泊位共享的研究起步較晚，肖飛以停車泊位共享理論為基礎(chǔ)，得到混合土地利用模式下基于泊位共享的停車需求預(yù)測(cè)模型及方法[5]；劉松針對(duì)性地對(duì)國(guó)內(nèi)泊位共享模式下，結(jié)合區(qū)域所處的實(shí)際區(qū)位條件，建立了共享模式下區(qū)域停車位需求預(yù)測(cè)模型，較好地反映了泊位共享區(qū)域在共享模式下所需的停車位，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)分析方法的不足理論為基礎(chǔ)，得到混合土地利用模式下基于泊位共享的停車需求預(yù)測(cè)模型及方法[6]；蘇靖等人研究各類用地在泊位共享效用最大情況下的停車需求相對(duì)比例關(guān)系，根據(jù)典型單一性質(zhì)用地不同時(shí)刻的停車需求率，確定不同性質(zhì)用地的停車需求，進(jìn)而通過(guò)疊加計(jì)算混合用地共享?xiàng)l件下的停車泊位數(shù)[7]。劉怡將城市停車總需求分為基本停車需求和彈性停車需求兩個(gè)部分，建立基于組合預(yù)測(cè)模型的停車需求預(yù)測(cè)模型，更加符合綠色、可持續(xù)發(fā)展的城市理念[8]。陳峻提出改進(jìn)的SEM-Logit停車行為選擇模型進(jìn)行實(shí)際停放過(guò)程的模擬，提出共享泊位動(dòng)態(tài)分配具體流程，定義泊位共享效率、停車失敗率和泊位占用率3個(gè)指標(biāo)進(jìn)行共享效果評(píng)價(jià)[9]。

1 混合用地停車特性分析

實(shí)施泊位共享的主體是承載不同類型建筑物配建泊位的混合用地，對(duì)醫(yī)院、商業(yè)及居住用地的停車占用率進(jìn)行分析，研究是否具有泊位共享的實(shí)施條件。

1.1 醫(yī)院用地停車占用特性

（1）白天停車泊位需求大，工作日及周末均集中在7:00到17:00。

（2）夜晚停車需求明顯減少，22:00到第二天凌晨6:00泊位需求水平很低，有大量的閑置泊位。

（3）工作日停車高峰為7:00～11:00和13:00～16:00。周末高峰時(shí)間開始較晚，從早晨8:00開始，主要是由于周末專家門診開始時(shí)間相對(duì)工作日較晚，且看病人群時(shí)間相對(duì)寬裕，沒(méi)有太早排隊(duì)。

（4）白天11:00～13:00由于午餐和休憩原因，停車需求出現(xiàn)略微降低，但依舊保持較高需求量。16:00～17:00停車需求開始降低，17:00之后由于下班及晚飯等原因，停車需求處于較低水平，18:30～20:00迎來(lái)短暫的晚間高峰，隨后需求持續(xù)下降直至次日凌晨6:00開始回升。

醫(yī)院用地工作日泊位占用特性如圖1所示：

圖1 醫(yī)院用地工作日泊位占用特性圖

1.2 商業(yè)用地停車占用特性

（1）工作日商場(chǎng)的停車需求從早晨8:00開始逐漸增加，保持較為一致的增長(zhǎng)速度，至12:00達(dá)到需求高峰。周末的停車需求增長(zhǎng)從9:00開始，高峰需求較工作日略大，整體特征和工作日基本相似。

（2）21:00過(guò)后，停車需求迅速降低，23:00至次日8:00處于泊位需求極少的夜間閑置狀態(tài)。

（3）商業(yè)用地工作日停車需求高峰為12:00～14:00和19:00～20:00兩個(gè)時(shí)段，周末時(shí)由于消費(fèi)人群時(shí)間相對(duì)寬松，因此停車需求高峰持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，分別為12:00～15:00和18:00～20:00。高峰階段的需求產(chǎn)生與午飯、晚飯期間的大流量人群有關(guān)。

（4）工作日停車需求從14:00之后開始緩慢減少至16:00，隨后再次提升至18:00，迎來(lái)約2小時(shí)的晚高峰。

商業(yè)用地工作日和周末停車占用特性如圖2所示：

圖2 商業(yè)用地工作日和周末停車占用特性圖

1.3 居住用地停車占用特性

（1）工作日的白天從早晨6:00開始，停車需求逐漸降低，到10:00達(dá)到最低谷。隨后11:00～13:00由于部分居民回家午餐及休憩，停車需求略微有所增加，迎來(lái)白天的小高峰。之后一直降低至16:00。隨后由于居民下班回家的原因，停車需求迅速增長(zhǎng)，在19:00便接近飽和，直至次日6:00。

（2）居住區(qū)夜間停車自19:00至次日早晨6:00處于長(zhǎng)時(shí)飽和狀態(tài)。調(diào)查的3個(gè)小區(qū)均有一定的違停現(xiàn)象。

（3）周末的居住區(qū)由于通勤人數(shù)大幅降低，小區(qū)的停車需求全天都保持較高狀態(tài)，早晨7:00開始減少至9:00。隨后由于午餐原因停車需求輕微浮動(dòng)，從16:00開始需求增加至19:00開始接近飽和。

居住用地工作日和周末泊位占用率變化如圖3所示：

圖3 居住用地工作日和周末泊位占用率變化圖

對(duì)3種用地的泊位占用率分析可知，醫(yī)院和商業(yè)用地停車占有率高峰雖然都處于白天但高峰時(shí)段并不相同，居住用地高峰均在夜間，因此其組成的混合用地具有實(shí)施泊位共享的條件。

2 基于二項(xiàng)logit模型的停車行為分析

對(duì)不同用地的停車者分別進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，利用二項(xiàng)Logit模型對(duì)影響停車選擇行為的因素進(jìn)行分析，其符號(hào)、定義和模型中的數(shù)量如表1所示：

表1 停車選擇行為影響因素表

假設(shè)被調(diào)查的停車者個(gè)體屬性變量和停車行為變量對(duì)泊位共享選擇的影響是固定不變的，可得基本效用函數(shù)公式如下[10]：

運(yùn)用SPSS軟件分別對(duì)3個(gè)不同用地的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模分析，得到分析結(jié)果。

2.1 醫(yī)院用地行為選擇模型

表2為醫(yī)院用地模型最終的預(yù)測(cè)結(jié)果表。在醫(yī)院用地283例調(diào)查者中，不選擇泊位共享的共45例，預(yù)測(cè)正確29例，準(zhǔn)確率62.2%；選擇進(jìn)行泊位共享的238例，預(yù)測(cè)正確231例，準(zhǔn)確率97.1%；模型總體準(zhǔn)確率91.5%。這表明，該分析模型是可以對(duì)醫(yī)院用地停車者是否選擇泊位共享進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的，如表2所示：

表2 預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率

確定模型可靠性后，對(duì)各影響因素進(jìn)行顯著性分析，Sig.≤0.05則表示該變量顯著性強(qiáng)，對(duì)是否選擇泊位共享影響大，如表3、表4所示：

表3 商業(yè)用地各影響因素顯著性檢驗(yàn)

表4 模型變量屬性表

對(duì)于醫(yī)院用地而言，只有可容忍步行距離1個(gè)因素是對(duì)泊位共享選擇影響顯著。建立共享泊位選擇行為模型，公式如下:

代入變量值得到概率模型：

表5 停車者選擇泊位共享概率

將5類步行距離代入模型，計(jì)算醫(yī)院用地停車者選擇泊位共享的概率，結(jié)果如表5所示：

2.2 商業(yè)用地行為選擇模型

運(yùn)用同樣的方法對(duì)商業(yè)用地進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)對(duì)于商業(yè)用地，可容忍步行距離和收費(fèi)價(jià)格差兩個(gè)因素對(duì)泊位共享選擇的影響程度最大。建立共享泊位選擇行為模型，公式如下:

代入變量值得到概率模型：

將5類步行距離和收費(fèi)價(jià)格差代入模型，計(jì)算商業(yè)用地停車者選擇泊位共享的概率，結(jié)果如表6所示：

表6 商業(yè)用地停車者選擇泊位共享概率

2.3 居住用地行為選擇模型

對(duì)于居住用地停車者來(lái)說(shuō)，也是可忍受的步行距離和收費(fèi)價(jià)格差兩個(gè)因素顯著性較強(qiáng)，說(shuō)明這兩個(gè)因素對(duì)泊位共享選擇的影響程度最大，步行距離的提升、收費(fèi)優(yōu)惠的力度減小將使居住用地停車者選擇共享泊位的概率迅速降低。基于此，建立共享泊位選擇行為模型，公式如下：

代入變量值得到概率模型：

表7 居住用地停車者選擇泊位共享概率

將5類步行距離和收費(fèi)價(jià)格差代入模型，計(jì)算居住用地停車者選擇泊位共享的概率，結(jié)果如表7所示：

3 泊位共享需求模型建立

對(duì)停車場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，以車輛進(jìn)入停車場(chǎng)至抵達(dá)停車泊位途中，由于擁堵而明顯減速甚至停車所花費(fèi)的時(shí)間來(lái)反應(yīng)停車場(chǎng)是否擁擠。通過(guò)對(duì)停車場(chǎng)內(nèi)部交通狀況的實(shí)地調(diào)查以及多次自駕車實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)泊位占有率低于85%時(shí)，泊車損耗時(shí)間幾乎忽略不計(jì)，進(jìn)入停車場(chǎng)的車輛基本都處于勻速行駛狀態(tài)直至抵達(dá)停車位。而當(dāng)泊位占有率超過(guò)85%時(shí)，泊車損耗時(shí)間隨占有率提高而且明顯增加，多數(shù)車輛在抵達(dá)停車位途中都會(huì)出現(xiàn)短暫停車。當(dāng)占有率繼續(xù)增加達(dá)到95%時(shí)，停車場(chǎng)交通擁堵明顯，車輛進(jìn)入停車場(chǎng)開啟了排隊(duì)狀態(tài)。

根據(jù)泊位占有率低于85%時(shí)不會(huì)產(chǎn)生額外泊車時(shí)間消耗這一調(diào)查結(jié)果，假設(shè)用地前85%停車者不考慮泊位共享，85%以后車輛進(jìn)出擁堵才開始進(jìn)行共享選擇。建立不同狀態(tài)用地停車需求模型。

此時(shí)停車需求理解為85%無(wú)需考慮泊位共享的與15%中不選擇泊位共享的需求之和。公式如下：

其中：Rij—用地類型i在需求共享用地時(shí)的停車需求；

rij—用地類型i在j時(shí)刻的泊位占有率；

Pi—用地類型i停車泊位數(shù)；

pk—用地類型i在選擇用地k進(jìn)行泊位共享的概率；

a—提供共享泊位的用地編號(hào)；

n—提供共享泊位的用地?cái)?shù)量。

4 實(shí)例分析

武警醫(yī)院片區(qū)位于揚(yáng)州市區(qū)，建筑年代相對(duì)久遠(yuǎn)，是一個(gè)以醫(yī)院、居住、商業(yè)用地為主的成熟老城片區(qū)，各用地高峰期停車均較為緊張，有實(shí)施泊位共享的需要。該片區(qū)位于江陽(yáng)東路和江都路之間、分布在運(yùn)河西路兩側(cè)，北側(cè)為居住用地與商業(yè)用地、南側(cè)則是醫(yī)院用地及居住用地。東西長(zhǎng)約500米、南北約400米，如圖4所示：

圖4 武警醫(yī)院片區(qū)現(xiàn)狀地塊圖

該片區(qū)用地組成與本文研究相符，停車需求存在時(shí)間差異性和互補(bǔ)性，具有實(shí)施泊位共享的前提條件；其次，該用地居住用地相對(duì)較多，具有足夠的共享空間；最后，用地東西長(zhǎng)約500米、南北約400米，停車者共享后至目的地的步行距離都處于較容易接受范圍。

取各用地中心位置計(jì)算不同用地間的步行距離，相同用地則取均值。可得商業(yè)用地與醫(yī)院用地距離330米，與居住用地距離250米。醫(yī)院用地與居住用地距離270米。經(jīng)調(diào)查，居住用地固定車位平均10元/天，非固定車位白天泊車3小時(shí)收費(fèi)5元、均價(jià)1.67元/h，夜間4元/h且非固定車位極少；醫(yī)院用地白天5元一次、2小時(shí)后1小時(shí)3元，夜間10元，由于醫(yī)院用地以短時(shí)停放為主，故取泊車收費(fèi)2.5元/h；商業(yè)用地白天5元/h、10點(diǎn)至8點(diǎn)為夜間收費(fèi)8元。

根據(jù)上文不同用地泊位選擇概率表，可得武警醫(yī)院片區(qū)各用地停車者選擇共享的概率，如表8所示：

表8 各用地停車者泊位共享概率

根據(jù)公式（1），分別計(jì)算3種用地泊位共享下的停車需求：

（1） 醫(yī)院用地

停車需求7:00～11:00持續(xù)高峰，其中7:00～9:00可選擇商業(yè)用地、居住用地進(jìn)行泊位共享，10:00～11:00僅可選擇居住用地進(jìn)行共享。

原高峰需求泊位145個(gè)，泊位共享后，當(dāng)7:00～9:00時(shí)，需求為123個(gè)，當(dāng)10:00～11:00時(shí)，需求高峰為125個(gè)。高峰需求減少13.8%。

（2） 商業(yè)用地

實(shí)際需求10:00～11:00持續(xù)高峰，其中10:00～11:00可選擇居住用地進(jìn)行泊位共享，11:00～13:00可選擇醫(yī)院用地和居住用地進(jìn)行共享。

原高峰需求泊位120個(gè)，泊位共享后，當(dāng)10:00～11:00時(shí)，需求為107個(gè)，當(dāng)10:00～11:00時(shí)，需求高峰為104個(gè)。高峰需求減少10.8%。

（3） 居住用地

夜間居住用地停車需求達(dá)到高峰，可選擇醫(yī)院用地和商業(yè)用地進(jìn)行共享。原高峰需求泊位242個(gè)，泊位共享后，需求高峰為223個(gè)。高峰需求減少7.8%。5 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)不同用地停車者行為選擇特性進(jìn)行調(diào)查，利用二項(xiàng)Logit模型建立各自的行為選擇概率模型，并標(biāo)定相應(yīng)概率。將選擇概率融入泊位共享需求預(yù)測(cè)模型，對(duì)混合用地停車需求進(jìn)行預(yù)測(cè)。可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于同一片區(qū)下的不同用地，其泊位共享效果不同。因此片區(qū)建筑物配建指標(biāo)，不能籠統(tǒng)的進(jìn)行統(tǒng)一折減，而是需要考慮到不同的用地組合及片區(qū)各用地之間距離、收費(fèi)等因素帶來(lái)的行為選擇差異，對(duì)不同用地選擇不同的折減系數(shù)。

在后續(xù)的研究中，可以進(jìn)一步將同種性質(zhì)用地細(xì)致分類，如改善型居住用地和剛需型居住用地的共享效果差異。同時(shí)考慮更多的用地組合，以獲得更全面精確的需求預(yù)測(cè)結(jié)果。