留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于互联网出行数据的停车设施选址规划方法

于晓飞 刘兵 陈汐 贾婷婷 马晓磊

于晓飞, 刘兵, 陈汐, 贾婷婷, 马晓磊. 基于互联网出行数据的停车设施选址规划方法[J]. 交通信息与安全, 2023, 41(3): 119-127. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2023.03.013
引用本文: 于晓飞, 刘兵, 陈汐, 贾婷婷, 马晓磊. 基于互联网出行数据的停车设施选址规划方法[J]. 交通信息与安全, 2023, 41(3): 119-127. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2023.03.013
YU Xiaofei, LIU Bing, CHEN Xi, JIA Tingting, MA Xiaolei. A Method for Planning of Parking-facility Locations Using Internet Mobility Data[J]. Journal of Transport Information and Safety, 2023, 41(3): 119-127. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2023.03.013
Citation: YU Xiaofei, LIU Bing, CHEN Xi, JIA Tingting, MA Xiaolei. A Method for Planning of Parking-facility Locations Using Internet Mobility Data[J]. Journal of Transport Information and Safety, 2023, 41(3): 119-127. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2023.03.013

基于互联网出行数据的停车设施选址规划方法

doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2023.03.013
基金项目: 

国家重点研发计划项目 2021YFB1600100

详细信息
    作者简介:

    于晓飞(1996—),硕士研究生. 研究方向:停车设施选址. E-mail: xiaofei_66@buaa.edu.cn

    通讯作者:

    马晓磊(1985—),博士,教授. 研究方向:交通信息工程及控制. E-mail: xiaolei@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: U121

A Method for Planning of Parking-facility Locations Using Internet Mobility Data

  • 摘要: 为解决不确定需求下的停车设施选址问题,提出了基于互联网出行数据的停车设施选址规划方法。该方法基于居民通勤数据估计停车需求、识别备选停车设施点,并以停车设施的建设维护成本、停车设施到停车需求点的步行距离最小化为目标,构建不确定需求下的停车设施选址优化模型。为验证模型的可行性,基于北京市2021年9月—11月的居民通勤数据,针对海淀区中关村附近区域,构建并求解模型,并对建设维护总成本变化与停车需求不确定性之间的关系进行研究。研究结果表明:停车设施点的最优配置数量及其车位规模会随着停车需求被满足的置信水平(即实际停车需求小于或等于停车设施容量的概率)的提高而增加,且当置信水平达到0.9时,建设维护总成本变化显著提高,此时停车设施点的数量为30个,停车位总数为28 862个。此外,建设维护总成本对停车需求不确定性水平较敏感,会随着停车需求不确定性的提升而增大,在停车需求不确定性水平分别为0.4,0.5,0.6时,停车设施建设和维护的相对总成本变化率分别为1.25,1.75,2.25,而在同一置信水平下,停车需求不确定性越高,相对总成本变化率越大,相对总成本对需求不确定性也较敏感。本研究对停车设施选址规划者,通过掌控设施点的停车容量与需求波动的情况,来有效地控制系统总成本,保证选址方案的鲁棒性。

     

  • 图  1  北京市主要行政区域需求统计量

    Figure  1.  Demand statistics of major administrative regions in Beijing

    图  2  北京市海淀区通勤终点空间分布

    Figure  2.  Spatial distribution of commuters' destination in Haidian District

    图  3  研究关系及流程

    Figure  3.  Research relationships and processes

    图  4  备选停车点与原有设施点分布对比

    Figure  4.  Comparison of distribution of alternative parking spots and original facilities

    图  5  研究区域及备选点分布

    Figure  5.  Study area and distribution of candidate points

    图  6  停车需求确定时停车点的选址分布

    Figure  6.  Location distribution of parking when parking demand is certain

    图  7  原有停车点和所选停车点位置对比

    Figure  7.  Comparison of the original parking spot and the selected parking spot

    图  8  总成本与置信水平关系

    Figure  8.  Relationship between total cost and confidence level

    图  9  不确定水平不同时相对成本变化

    Figure  9.  Relative cost changes with different levels of uncertainty

    表  1  居民通勤数据示例

    Table  1.   Residential commuter data example

    起点经度/(°) 起点纬度/(°) 终点经度/(°) 终点纬度/(°) 驾车人数/人
    116.352 58 40.025 653 116.181 09 40.161 566 1
    116.366 68 40.011 251 116.302 07 39.858 236 2
    116.370 20 40.003 150 116.340 83 40.032 853 4
    116.372 55 40.0103 51 116.296 20 39.896 040 1
    下载: 导出CSV

    表  2  停车需求点到备选停车设施点之间的距离

    Table  2.   Distance from parking demand point to alternative parking facility 单位: m

    A D
    1 2 87 88
    1 1 077.57 1 318.09 1 029.59 506.43
    2 1 810.18 1 608.66 1 716.60 1 045.76
    3 1 295.63 957.55 1 328.96 902.42
    4 1 316.63 1 259.25 1 276.30 713.81
    39 510.84 1 250.07 338.77 842.48
    40 723.34 1 069.24 979.65 1 172.67
    下载: 导出CSV

    表  3  停车需求点的停车需求数目

    Table  3.   Parking demands at the parking demand point

    需求点 需求量/个
    1 398
    2 394
    3 372
    86 104
    87 101
    88 100
    下载: 导出CSV

    表  4  模型假定参数

    Table  4.   Model assumed parameters

    参数 赋值 参数 赋值
    $m$ 40 $f_{i}$ 1000
    $n$ 88 $q_{i}$ 80
    $d_{i j}$ 表 1 $\lambda$ 1
    $U_{\min }$ 0 $\beta_{j}$ 0.5
    $U_{\max }$ 2000 $u_{j}$ 表 2
    下载: 导出CSV

    表  5  容量排名前10的停车设施点

    Table  5.   Top 10 parking facilities by capacity

    编号 选址位置的POI 容量/个
    11 知春东里社区 1512
    24 万泉小学 1135
    21 苏州街地铁站 1115
    13 双榆树中街 1068
    28 北京市海淀区妇幼保健院东南院区 1062
    26 品质伊网 956
    18 汇新家园 686
    22 艾瑟顿国际公寓 583
    12 中航广场 489
    25 万泉新新家园26号 382
    下载: 导出CSV

    表  6  设计容量排名前10的停车设施点及停车需求量

    Table  6.   Top 10 parking facilities by capacity and parking demand

    编号 选址位置的POI 需求量/个
    11 知春东里社区 1479
    24 万泉小学 1053
    21 苏州街地铁站 1035
    13 双榆树中街 971
    28 北京市海淀区妇幼保健院东南院区 970
    26 品质伊骊 945
    18 汇新家园 651
    22 艾瑟顿国际公寓 619
    12 中航广场 492
    25 万泉新新家园26号 365
    下载: 导出CSV

    表  7  不同置信水平下的选址方案

    Table  7.   Parking location at different confidence levels

    $p_{j}$ $C L$ $P$ $P V$ $T$ $R C C$ $R C \%$
    0.50 0.50 28 22118 3959242 1459814 58.4
    0.45 0.55 28 22719 4066043 1566615 62.7
    0.40 0.60 28 23344 4177392 1677964 67.1
    0.35 0.65 29 24009 4320614 1821186 72.9
    0.30 0.70 29 24721 4460560 1961132 78.5
    0.25 0.75 29 25513 4614234 2114806 84.6
    0.20 0.80 28 26414 4863813 2364385 94.6
    0.15 0.85 29 27483 5064700 2565272 102.6
    0.10 0.90 30 28862 5399144 2899716 116.0
    0.05 0.95 30 30963 5882328 3382900 135.3
    0.01 0.99 31 35052 6895008 4395580 175.9
    下载: 导出CSV
  • [1] 李超. 城市商圈停车特性与停车选择研究[D]. 重庆: 重庆交通大学, 2014.

    LI C. Research on parking characteristics and parking choices in urban commercial circles[D]. Chongqing : Chongqing Jiaotong University, 2014. (in Chinese)
    [2] 黄睿. 我国城市中心商业区停车问题现状及发展对策研究[D]. 西安: 西安建筑科技大学, 2003.

    HUNG R. Research on the current situation and development countermeasures of parking problems in my country's urban central business districts[D]. Xi'an: Xi'an University of Architecture and Technology, 2003. (in Chinese)
    [3] GARCÍA-PALOMARES J C, GUTIÉRREZ J, LATORRE M. Optimizing the location of stations in bike-sharing programs: A GIS approach[J]. Applied Geography, 2012, 35(1): 235-246.
    [4] 汪光焘. 大数据时代城市交通学发展的机遇[J]. 城市交通, 2016, 14(1): 1-7. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CSJT201601001.htm

    WANG G T. Opportunities for the development of urban transportation in the era of big data[J]. Urban Transportation, 2016, 14(1): 1-7. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CSJT201601001.htm
    [5] 郑敏慧. 基于滴滴网约车OD数据的停车规划方法研究[D]. 北京: 北京交通大学, 2018.

    ZHENG M H. Research on parking planning method based on Didi. com car-hailing OD data[D]. Beijing: Beijing Jiaotong University, 2018. (in Chinese)
    [6] GUAN Y, WANG Y, YAN X, et al. A big-data-driven framework for parking demand estimation in urban central districts[J]. Journal of Advanced Transportation, 2020, (3): 1-13.
    [7] 郭彦茹, 罗志雄, 王家川, 等. 数据驱动的共享单车停放区规划方法研究[J]. 交通运输系统工程与信息, 2021, 21(6): 9-16. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXT202106002.htm

    GUO Y R, LUO Z X, WANG J C, et al. Research on data-driven shared bicycle parking area planning method[J]. Transportation Systems Engineering and Information, 2021, 21(6): 9-16. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXT202106002.htm
    [8] KIM K, KOSHIZUKA N. Data-driven parking decisions: proposal of parking availability prediction model[C]. 16th International IEEE Conference, Charlotte, USA: IEEE, 2019.
    [9] LI M, GAO S, LIANG Y, et al. A data-driven approach to understanding and predicting the spatiotemporal availability of street parking[C]. 27th ACM SIGSPATIAL International Conference, Chicago, USA: Association for Computing Machinery, 2019.
    [10] FIEZ T, RATLIFF L J, DOWLING C, et al. Data driven spatio-temporal modeling of parking demand[C]. 2018 Annual American Control Conference(ACC), Milwaukee, USA: IEEE, 2018.
    [11] SANDOVAL R, VAN GEFFEN C, WILBUR M, et al. Data driven methods for effective micromobility parking[J]. Transportation Research Interdisciplinary Perspectives, 2021 (10): 100368.
    [12] 陈峻, 王炜, 胡克定. 城市社会停车场选址规划模型研究[J]. 公路交通科技, 2000(1): 61-64. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GLJK200001015.htm

    CHEN J, WANG W, HU K. Research on the planning model of urban social parking lot site selection[J]. Highway Traffic Science and Technology, 2000(1): 61-64. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GLJK200001015.htm
    [13] HSU Y T, YAN S, HUANG P. The depot and charging facility location problem for electrifying urban bus services[J]. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 2021(100): 103053.
    [14] 杨宇. 城市共享新能源汽车选址-分配研究[D]. 北京: 中国矿业大学, 2019.

    YANG YU. Urban shared new energy vehicle site selection-allocation research[D]. Beijing: China University of Mining and Technology, 2019. (in Chinese)
    [15] 邹志云. 社会公共停车场选址方法研究[J]. 武汉城市建设学院学报, 1996(4): 70-72. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-WHCJ604.015.htm

    ZOU Z Y. Research on the method of site selection of social public parking lot[J]. Journal of Wuhan Urban Construction Institute, 1996(4): 70-72. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-WHCJ604.015.htm
    [16] SAIF A, DELAGE E. Data-driven distributionally robust capacitated facility location problem[J]. European Journal of Operational Research, 2021, 291(3): 995-1007.
    [17] HAMERLY G, ELKAN C. Learning the k in k-means[C]. 17th Annual Conference on Neural Information Processing Systems(NIPS 2003), Vancouver, Canada: Biologische Kybernetik, 2004.
    [18] GABREL V, LACROIX M, MURAT C, et al. Robust location transportation problems under uncertain demands[J]. Discrete Applied Mathematics, 2014(164): 100-111.
    [19] NG M, WALLER S T. Reliable evacuation planning via demand inflation and supply deflation[J]. Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, 2010, 46 (6): 1086-1094.
    [20] LI Z. Optimal robust optimization approximation for chance constrained optimization problem[J]. Computers & Chemical Engineering, 2015(74): 89-99.
    [21] 中华人民共和国建设部. 城市道路交通规划设计规范: GB 50220—95[S]. 北京: 人民交通出版社, 1995.

    Ministry of Construction of the People's Republic of China. Urban road traffic planning and design code: GB 50220-95[S]. Beijing: China Communications Press, 1995.
  • 加载中
图(9) / 表(7)
计量
  • 文章访问数:  329
  • HTML全文浏览量:  104
  • PDF下载量:  27
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-07-20
  • 网络出版日期:  2023-09-16

目录

    /

    返回文章
    返回