GIS技術(shù)在城市公共停車(chē)場(chǎng)選址中的應(yīng)用
——以長(zhǎng)春高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)為例

黃 杉，王 杰，李公立，孔憲娟，史未名，孫 蕾,林琉斌

(北京清華同衡規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100085)

1 研究背景

“停車(chē)難”作為城市熱點(diǎn)問(wèn)題備受矚目，如何解決停車(chē)缺口問(wèn)題，提高車(chē)位使用效率，盤(pán)活存量車(chē)位，制定合理的收費(fèi)制度等等，一直以來(lái)都是公眾關(guān)心的焦點(diǎn).停車(chē)場(chǎng)按服務(wù)對(duì)象可劃分3種類(lèi)型，分別為公共停車(chē)場(chǎng)、配建停車(chē)場(chǎng)和專(zhuān)用停車(chē)場(chǎng)[1].其中公共停車(chē)場(chǎng)是指供一般車(chē)輛停放的,有一定支出建造的,帶有收費(fèi)經(jīng)營(yíng)服務(wù)性質(zhì)的停車(chē)場(chǎng)所.它具有出行者使用多樣性，設(shè)施位置建造相對(duì)固定的特點(diǎn).本文的研究對(duì)象為其中的第一種類(lèi)型：公共停車(chē)場(chǎng).同時(shí)，由于停車(chē)需求的時(shí)空分布不均勻的特性，導(dǎo)致配建停車(chē)場(chǎng)建設(shè)不能也沒(méi)有必要完全滿(mǎn)足停車(chē)需求.因此，以公共停車(chē)場(chǎng)的建設(shè)來(lái)補(bǔ)充停車(chē)供給，對(duì)于緩解停車(chē)矛盾，以靜制動(dòng)地緩解城市交通擁堵有著重要的意義.而在停車(chē)場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中，合理地選址布局是其能夠真正解決問(wèn)題的第一步，因此公共停車(chē)場(chǎng)的選址和布局是決定停車(chē)場(chǎng)建設(shè)成敗的關(guān)鍵[2].

國(guó)內(nèi)外停車(chē)場(chǎng)的選址問(wèn)題大多轉(zhuǎn)化為利用某種數(shù)學(xué)算法建立最優(yōu)化模型，求解出可行解的選址問(wèn)題.即使模型的變量主要集中于1～2個(gè)影響因素上，但是其計(jì)算過(guò)程耗時(shí)多且其圖形展示可視性較差，對(duì)于實(shí)際選址工作的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義較差.本文將利用地理信息系統(tǒng)(GIS)強(qiáng)大的時(shí)空分析技術(shù)[3]，并且結(jié)合層次分析法這一數(shù)學(xué)邏輯判斷方法，對(duì)長(zhǎng)春高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)的公共停車(chē)場(chǎng)選址問(wèn)題進(jìn)行研究.

2 研究區(qū)域概況

2015年長(zhǎng)春市GDP總額達(dá)到5 500億元，人口240萬(wàn)人；根據(jù)長(zhǎng)春市總體規(guī)劃及十三五發(fā)展綱要中提出的人口發(fā)展戰(zhàn)略，預(yù)計(jì)至2020年長(zhǎng)春市GDP將保持在中高速的增長(zhǎng)水平上，經(jīng)濟(jì)總量達(dá)到7 158億元，而隨著城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，人口將有顯著增長(zhǎng)，達(dá)到425萬(wàn).

長(zhǎng)春市汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的傳統(tǒng)強(qiáng)勢(shì)使得城市汽車(chē)保有量相對(duì)高于同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的其他城市.根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2015年長(zhǎng)春市機(jī)動(dòng)車(chē)保有量將超過(guò)150萬(wàn)輛，千人機(jī)動(dòng)車(chē)保有量已達(dá)到205輛；根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)動(dòng)化水平的發(fā)展趨勢(shì)，千人汽車(chē)保有量在2015年已經(jīng)進(jìn)入快速增長(zhǎng)的區(qū)間，預(yù)計(jì)2020年長(zhǎng)春市汽車(chē)保有量將達(dá)到180萬(wàn)輛，2030年將超過(guò)240萬(wàn)輛.高新區(qū)未來(lái)作為長(zhǎng)春市的產(chǎn)業(yè)中心，未來(lái)隨著居住、就業(yè)人口的增加，停車(chē)需求將會(huì)有較大的增長(zhǎng).

3 研究方法

ArcGIS軟件的地理信息檢索及數(shù)據(jù)疊加緩沖分析功能本運(yùn)用于本文的選址研究中，并進(jìn)行多要素的分析和管理，實(shí)施對(duì)公共停車(chē)場(chǎng)選址的適應(yīng)性評(píng)價(jià)等多目標(biāo)開(kāi)發(fā)與規(guī)劃.具體思路如下：

1)確定高新區(qū)公共停車(chē)場(chǎng)選址為研究對(duì)象，并將停車(chē)普查所獲得的停車(chē)場(chǎng)需求、道路網(wǎng)密度、停車(chē)場(chǎng)的位置等空間屬性數(shù)據(jù)，建立相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)；

2)選定對(duì)公共停車(chē)場(chǎng)選址有重要影響的因素建立地理信息空間數(shù)據(jù)庫(kù)；

3)對(duì)選定的因素進(jìn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)確定；

4)將層次分析法應(yīng)用于對(duì)選址問(wèn)題有決定性影響的各因素確權(quán)中，標(biāo)定其對(duì)于選址目標(biāo)的權(quán)重；

5)在地理信息系統(tǒng)軟件平臺(tái)上，建立以選址點(diǎn)集合為目標(biāo)，各影響因素為約束的空間選址模型，利用平臺(tái)內(nèi)嵌的緩沖分析及線性分析等方法展示出各選址可行點(diǎn)的集合；

6)對(duì)各選址點(diǎn)集合構(gòu)成的連續(xù)區(qū)域進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出優(yōu)化選址方案排序，按照調(diào)研數(shù)據(jù)的情況，選定最優(yōu)選址規(guī)劃方案；

7)結(jié)合現(xiàn)狀，對(duì)選址方案進(jìn)行驗(yàn)證.

4 數(shù)據(jù)來(lái)源與影響因素選取

4.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文結(jié)合對(duì)高新區(qū)展開(kāi)的停車(chē)普查數(shù)據(jù)，從中提取出已有各類(lèi)型停車(chē)場(chǎng)的供給數(shù)量、分布情況等信息，同時(shí)結(jié)合高新區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場(chǎng)踏勘實(shí)際數(shù)據(jù)將選址相關(guān)因素，包括地理位置，路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，用地性質(zhì)等信息與基礎(chǔ)地理信息一起轉(zhuǎn)化為GIS可識(shí)別的空間數(shù)據(jù).

4.2 影響因素選擇[4]

1)步行距離 從泊車(chē)位到本次出行目的地之間的實(shí)際走行長(zhǎng)度，該值大小反映駕駛者選擇該處停車(chē)場(chǎng)的意愿高低.一般情況下步行距離應(yīng)在停車(chē)場(chǎng)服務(wù)半徑內(nèi).根據(jù)規(guī)范要求，公共停車(chē)場(chǎng)的服務(wù)半徑根據(jù)服務(wù)用地性質(zhì)而異，一般情況下不超過(guò)500 m[5]；另一方面，出行者可接受的步行時(shí)間一般在5 min左右，正常成年人平均步速在(5～6)km/h，由此計(jì)算步行距離也為500 m[6].

2)停車(chē)費(fèi)用 出行者駕駛機(jī)動(dòng)車(chē)出行，完成一次停放行為所需支付的貨幣費(fèi)用.一般情況下，所繳費(fèi)用越低，出行者越可能選擇該停車(chē)場(chǎng)停放車(chē)輛.[7]；

3)停車(chē)場(chǎng)可達(dá)性 駕車(chē)者經(jīng)由市政道路網(wǎng)絡(luò)到達(dá)某一停車(chē)場(chǎng)的方便程度[8].本文選用的為停車(chē)場(chǎng)與主干路的距離作為可達(dá)性的指標(biāo)，距離主干路越近，說(shuō)明停車(chē)場(chǎng)可達(dá)性越高；

4)停車(chē)管理程度 反映城市停車(chē)管理力度，管理越嚴(yán)格，該值越高；

5)與城市發(fā)展的適應(yīng)性 停車(chē)場(chǎng)的建設(shè)時(shí)序及建設(shè)規(guī)模與城市機(jī)動(dòng)化發(fā)展水平、交通設(shè)施規(guī)劃建設(shè)及城市規(guī)劃發(fā)展程度是否契合；

6)與公共建筑之間的協(xié)調(diào)關(guān)系 與文保單位之間的距離要求，與醫(yī)院、學(xué)校之間的距離要求等；

7)停車(chē)場(chǎng)建設(shè)費(fèi)用 主要指建設(shè)停車(chē)場(chǎng)的成本.

本文結(jié)合在長(zhǎng)春高新區(qū)完成的停車(chē)普查實(shí)際數(shù)據(jù)以及獲取的長(zhǎng)春高新區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃及綜合交通規(guī)劃，綜合長(zhǎng)春冬季寒冷天氣的自然條件及機(jī)動(dòng)化發(fā)展水平等社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)上述相互關(guān)聯(lián)的選址影響因素進(jìn)行分析，最終選定步行距離、服務(wù)用地性質(zhì)、主干路距離、停車(chē)價(jià)格及是否嚴(yán)管這5個(gè)影響因素構(gòu)建選址模型.

4.3 構(gòu)建層次分析模型

利用層次分析法對(duì)問(wèn)題按照目標(biāo)→指標(biāo)→準(zhǔn)則層次化數(shù)量化的分析方法，可以更加準(zhǔn)確明晰地與GIS技術(shù)相結(jié)合.在公共停車(chē)場(chǎng)選址這一目標(biāo)層下，準(zhǔn)則層依照對(duì)選址目標(biāo)層的影響因素進(jìn)行區(qū)分，并將其分成點(diǎn)線面不同的要素所對(duì)應(yīng)的指標(biāo)層，構(gòu)建完成層次分析模型.利用層次分析法進(jìn)行計(jì)算分析，將對(duì)公共停車(chē)場(chǎng)選址有影響的各因素權(quán)重輸入GIS平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)關(guān)于公共停車(chē)場(chǎng)選址問(wèn)題的緩沖空間分析，如圖1所示.

圖1 建立層次分析模型

4.4 確定權(quán)重

根據(jù)高新區(qū)停車(chē)普查數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)則層各指標(biāo)進(jìn)行分級(jí)，不同等級(jí)賦以1～3級(jí)評(píng)分.在定義步行距離及距離主干路距離的分級(jí)時(shí)，比照已有的研究成果，同時(shí)根據(jù)實(shí)際調(diào)研的公共停車(chē)場(chǎng)的步行距離及主干路距離對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終得到步行距離(<150 m,150～280 m,>280 m)及距主干路距離(<50 m,50～100 m,>100 m)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn).

本文通過(guò)對(duì)選定的5個(gè)影響因素構(gòu)建的判別矩陣進(jìn)行計(jì)算，CR=0.053<0.10，通過(guò)了一致性檢驗(yàn).各影響因素權(quán)重詳見(jiàn)表1.

表1 影響因素分級(jí)及指標(biāo)權(quán)重表

5 選址模型在GIS中實(shí)現(xiàn)

根據(jù)停車(chē)普查所獲取的數(shù)據(jù)，本文構(gòu)建的選址層次分析模型對(duì)上述5 種影響因素進(jìn)行了定義，分列如下：

1)公共建筑300 m影響范圍圖——用地性質(zhì)；

2)公建用地位置及服務(wù)半徑影響——步行距離；

3)規(guī)劃干路網(wǎng)密度影響——距離主干路距離；

4)規(guī)劃軌道線路及站點(diǎn)服務(wù)半徑影響——停車(chē)價(jià)格；

5)嚴(yán)管程度——高新區(qū)尚處于開(kāi)發(fā)階段，未建及在建用地面積較大，基本違停管理程度較低，因此本次分析取值均為1.

對(duì)各公建地塊的用地性質(zhì)進(jìn)行緩沖疊加分析，以300 m作為分級(jí)距離閾值，在屬性列表中添加緩沖疊加分析的評(píng)價(jià)值，顏色越淺表示用地300 m范圍內(nèi)具有公共建筑(醫(yī)院、學(xué)校、商業(yè)、商務(wù))越多.結(jié)果詳見(jiàn)圖2.

圖2 距離配建停車(chē)設(shè)施不小于300 m的公共停車(chē)設(shè)施選址范圍圖

對(duì)各公共停車(chē)場(chǎng)可能服務(wù)地塊進(jìn)行緩沖分析，以280 m，150 m為緩沖閾值，將步行距離分為3級(jí)，在屬性列表中添加緩沖分析的評(píng)價(jià)值，顏色越淺表示步行距離越短，越適合建設(shè)停車(chē)場(chǎng).結(jié)果詳見(jiàn)圖3.

圖3 步行距離緩沖分析圖

對(duì)主干路距離按照100 m，50 m分3級(jí)進(jìn)行緩沖分析，形成距主干路距離這一影響因素的分析圖.途中顏色越深表示距離主干路越近，公共停車(chē)場(chǎng)的可達(dá)性越高，越適合建設(shè)停車(chē)場(chǎng).結(jié)果詳見(jiàn)圖4.

圖4 距離主干路距離緩沖分析圖

結(jié)合軌道站點(diǎn)位置設(shè)置的差異化停車(chē)收費(fèi)價(jià)格，以軌道站點(diǎn)周邊500 m范圍，軌道沿線及軌道線路未覆蓋區(qū)域?qū)⑹召M(fèi)標(biāo)準(zhǔn)分別對(duì)應(yīng)于一級(jí)，二級(jí)，三級(jí).顏色越淺表示收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)越高，越不適合建設(shè)停車(chē)場(chǎng).結(jié)果詳見(jiàn)圖5.

圖5 收費(fèi)分區(qū)圖

對(duì)前述5個(gè)影響因素的緩沖分析圖進(jìn)行柵格化處理，并以各影響因素的權(quán)重(0.263 833 779，0.510 038 725，0.063 636 045，0.129 573 679，0.032 917 772)為基礎(chǔ)，對(duì)這5副圖進(jìn)行疊加緩沖分析.得到高新區(qū)各所有可能公共停車(chē)場(chǎng)的加權(quán)評(píng)分值，根據(jù)評(píng)分值大小，將其展示在GIS平臺(tái)上，即可顯示出各公共停車(chē)場(chǎng)點(diǎn)位的綜合評(píng)分示意圖.圖中各不同緩沖區(qū)域，顏色越紫，該區(qū)域與公共停車(chē)場(chǎng)合理選址范圍越契合.

在上述分析基礎(chǔ)上，將初步擬定的20個(gè)公共停車(chē)場(chǎng)用地與分級(jí)圖疊加發(fā)現(xiàn)，顏色較深的區(qū)域中有5個(gè)并未被控規(guī)規(guī)劃的公共停車(chē)場(chǎng)所覆蓋，因此建議在此5個(gè)區(qū)域內(nèi)增建公共停車(chē)場(chǎng).

6 結(jié)果驗(yàn)證與分析

根據(jù)對(duì)長(zhǎng)春高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)停車(chē)供需實(shí)際調(diào)查結(jié)果，從供給上看，現(xiàn)有公共停車(chē)場(chǎng)大都分布在圖6所示的顏色較深的區(qū)域，說(shuō)明了現(xiàn)狀已建成公共停車(chē)場(chǎng)所選位置是合適的，反過(guò)來(lái)也說(shuō)明本文所建立的選址模型的合理性.另外一方面，現(xiàn)狀主要缺口分布情況如圖8所示，該圖顯示的缺口較大區(qū)域與圖6所確定的公共停車(chē)場(chǎng)選址位置基本一致，說(shuō)明所選公共停車(chē)場(chǎng)位置是現(xiàn)狀供需矛盾突出急需增加供給的區(qū)域，從而說(shuō)明了本次應(yīng)用模型的合理性.

圖6 適合擬建公共停車(chē)設(shè)施選址范圍和停車(chē)場(chǎng)用地及服務(wù)半徑疊加圖

圖7 需要增加停車(chē)場(chǎng)用地區(qū)域

圖8 長(zhǎng)春高新區(qū)現(xiàn)狀停車(chē)位供給

圖9 長(zhǎng)春高新區(qū)現(xiàn)狀停車(chē)缺口

結(jié)合需求及供給情況，并且分析所選址區(qū)域，可以得出以下結(jié)論：

1)1#、2#、3#、4#周邊公共停車(chē)需求旺盛，用地適合建造停車(chē)場(chǎng)，且適合近期實(shí)施，以緩解停車(chē)矛盾；

2)5個(gè)組團(tuán)需要以挖潛或者變更用地性質(zhì)的形式來(lái)增加社會(huì)公共停車(chē)場(chǎng)的供給；

3)南部區(qū)域公共停車(chē)需求較弱，可以將5#～20#暫時(shí)按照平面停車(chē)場(chǎng)設(shè)置，預(yù)留平面改立體條件，結(jié)合遠(yuǎn)景實(shí)施.

圖10 規(guī)劃新建路外公共停車(chē)場(chǎng)位置圖

7 結(jié)論及展望

本文利用AHP法對(duì)影響公共停車(chē)場(chǎng)選址的5個(gè)因素進(jìn)行分析并將其與GIS技術(shù)相結(jié)合，獲得了長(zhǎng)春高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)公共停車(chē)場(chǎng)選址的最優(yōu)范圍示意圖.研究發(fā)現(xiàn)，在用地性質(zhì)、步行距離、主干路距離，收費(fèi)價(jià)格以及嚴(yán)管程度這5個(gè)因素中，用地性質(zhì)及步行距離對(duì)于公共停車(chē)場(chǎng)的選址影響最為顯著.對(duì)于商業(yè)、醫(yī)院及學(xué)校等關(guān)系民生生活的用地性質(zhì)周邊，尤其適合建設(shè)公共停車(chē)場(chǎng)，以服務(wù)于居民生活的機(jī)動(dòng)化出行需求，而通過(guò)對(duì)步行距離的分級(jí)分析，可以得出以280 m為閾值，將其劃分為3個(gè)等級(jí)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)是較為合理的，從另一個(gè)方面說(shuō)明，一般情況下，機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛者所能接受的步行最大距離可以設(shè)定為280 m.從分析模型中看出，對(duì)于停車(chē)價(jià)格，使用者并不十分敏感，這個(gè)與研究區(qū)域?yàn)楦咝聟^(qū)，處于開(kāi)發(fā)建設(shè)階段，差異化的停車(chē)收費(fèi)價(jià)格體系尚未形成，因此現(xiàn)狀實(shí)際停車(chē)場(chǎng)使用者對(duì)價(jià)格并不敏感，距離主干路及嚴(yán)管程度2項(xiàng)影響因素權(quán)重最低，說(shuō)明與步行距離相比，駕車(chē)到達(dá)停車(chē)場(chǎng)的方便程度對(duì)于公共停車(chē)場(chǎng)的選址而言影響相對(duì)較小.在結(jié)合現(xiàn)狀停車(chē)普查數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，本文對(duì)該模型的適應(yīng)性進(jìn)行了檢驗(yàn)，證明該方法的有效性.

本研究在如下2個(gè)方面可以進(jìn)行進(jìn)一步深入分析探討，第一，由于普查樣本的數(shù)量及設(shè)計(jì)范圍的大小所限，本文僅選擇了可獲取的5個(gè)影響因素進(jìn)行分析，在后續(xù)的研究中可以對(duì)其他影響因素例如規(guī)劃人口密度，就業(yè)人口數(shù)量等進(jìn)行更進(jìn)一步的深入分析與探討.第二，對(duì)于用地性質(zhì)的分類(lèi)可以進(jìn)一步細(xì)化，例如對(duì)醫(yī)院，學(xué)校及商業(yè)用地結(jié)合其不同的停車(chē)需求的差別進(jìn)行逐個(gè)的探討分析，可以對(duì)具體的用地周邊停車(chē)場(chǎng)的選址進(jìn)行指導(dǎo).

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