基于局部优化+区域整合的停车场设计方案

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　　摘  要：文章针对停车场位置有限与停车过程复杂的实际问题，通过建立局部优化非线性规划模型，获得单一规则区域的具体设计方案。以此为基础分别考虑多区域规划整合问题以及消防因素和出入口设计。给出复杂区域的实际设计方案。通过Lingo程序进行数据处理，得出合理结论。并且按照比例尺将实际停车场精确复制。再将复杂的区域合理划分为三个单一、规则区域，然后就各个单一区域进行计算求解。三个矩形区域求解很容易进行规划设计。使模型结果更加可靠，鲁棒性强[1]。本設计方案建立的停车场模型基于实际状况拟合真实，拥有较高的可实现度。且模型建立过程中充分考虑现实因素，同时考虑安全系数与效益系数。真实程度高，在消防设计上，依据模型自身优势。设计方案高效且完备。
　　关键词：停车场设计;局部优化模型;区域整合;权重系数
　　中图分类号：U491.7 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）19-0105-02
　　Abstract： In this paper， aiming at the practical problems of limited parking location and complex parking process， the specific design scheme of a single regular area is obtained by establishing a local optimization nonlinear programming model. On this basis， the integration of multi-area planning， fire protection factors and entrance design are considered respectively. The actual design scheme of the complex area is given. Through data processing by the Lingo program， a reasonable conclusion is drawn， and the actual parking lot is accurately copied according to the scale. Then the complex region is reasonably divided into three single， regular regions， and each single region is calculated and solved. The solution of three rectangular regions is easy to plan and design， which makes the results of the model more reliable and robust. The parking lot model base established by this design scheme is true to the actual situation， and has a high degree of realizability. The practical factors are fully considered in the process of establishing the model， and the safety factor and benefit coefficient are taken into account at the same time， and with a high degree of truth. In the fire protection design， according to the advantages of the model itself， the design is efficient and complete.
　　Keywords： parking lot design; local optimization model; regional integration; weight coefficient
　　1 问题重述
　　随着人们生活水平地不断提高，停车已成为城市难题，这里实现在有限的空间区域内，让停车场获得较大的停车能力。这里建立了基于局部优化模型的露天停车场模型、分别解决了以下三个问题：（1）对停车场进行合理的规划设计，并给出该停车场的设计方案及平面示意图。（2）在限制出入口的情况下，考虑消防等因素，使停车位尽量多的停车场设计方案。（3）在不限制出入口的情况下，考虑消防等因素，建立合理的数学模型，使停车位尽量的多，更符合该大型商场的停车场设计方案。
　　2 模型的建立及求解
　　2.1 对停车场合理的仿真[2]规划设计
　　在此模型中，假设在此平面内不考虑其他因素，由于实际中的停车场很少采用平行泊车（即？兹=0）的方式，一般采用斜列式泊车。？兹存在一个极限值？兹0，当？兹角小于这个角度时，停车方式就变为平行式泊车，由式（1）
　　其中Dl为车位长，Dw为车位宽。
　　从一辆车驶入停车位开始分析，已知停车场长度L为79m，宽度W为26.5m。我们可以获得此停车场设计方案并画出基于局部优化模型的最终停车场的平面示意图（见图1）。
　　由图1可知设计方案：（1）共建造四排停车位，停车位倾角θ=50.29°;（2）每一排建造23个停车位，每个停车位长度为5.0m，停车位宽度为3.2m;（3）由于汽车转向最小半径R1=5.5m，建造通道宽度为3.1m的车道。
　　2.2 在限制出入口的情况下停车场设计方案 　　我们根据已知条件将此停车场分为三个区域进行单一规划，为了使设计方案更加合理，从第一题的基础上优化模型，增加权重系数α和？茁安全系数α%=47%，效益系数增加？茁%=53%。模型适用程度M为：
　　分别对三个区域初步的进行规划
　　区域一：
　　我们通过Lingo计算后获得：输出最优解Mbest=6.355
　　此时AW=4、Ad=2、P=10.5m、N区域1=nbest*AW=400
　　同理：
　　区域二：输出最优解Mbest=4.908;
　　区域三：输出最优解Mbest=4
　　2.3 区域整合与模型优化求解
　　上一小节计算得的N区域x是一个半理想化的数据，这里决定在停车区内添加消防栓并停放小型消防车进行火灾预防。处于效益角度考虑，尽可能的设置了四个消防栓，能够在比较经济的情况下实现停车场的消防设施全覆盖。
　　假设1为区域整合导致停车位缺失量。？准2为消防栓导致的停车位缺失量。
　　由此获得此停车场的模型输出最大停车量
　　根据计算结果得出N2=1062
　　2.4 不限制出入口的情况下进行区域最优
　　此问题的关键点在于出入口的设计将会分别对停车位数量和场内行驶距离（便易程度）产生影响，這里考虑出入口的设计对停车位数量影响，由于区域一、二、三修改出入口无法明显增加。停车区域的限制导致停车位数量已经无法实现大量增加。
　　假设整个区域内便易程度为式（5）
　　使用matlab进行拟合求解后。最终可以求出此题的出入口位置设计。
　　3 模型的评价
　　3.1 模型的优点
　　（1）这里巧妙地使用了消防栓进行火灾预防，相比较开设消防通道，我们本身车道足够宽，消防栓提供了更多的水源。节约了更多的停车区域，使停车场空间利用率达到效益最大化。（2）我们运用比例尺，模拟出大型商场周边停车场的精准模型，充分联系实际，根据停车场的实际情况，将复杂区域进行区域划分，再进行区域整合。使设计变得简洁明了。（3）这里实现了在有限的空间区域内，让停车场获得较大的停车能力。该模型具有有效的利用时间和空间资源的能力，本模型充分保障了停车场的效率性。（4）在建立模型的过程中，我们考虑了权重系数α和β，α是安全系数，β是效益系数，在停车场建造的过程中，我们既要考虑停车场的安全又要考虑停车场的效益，安全考虑了道路的宽度，效益即停车位的数量，使模型更加真实。（5）在建立模型的过程中，我们充分考虑了停车场的便捷性，根据便易程度c，即停车位与出入口的距离，根据便易程度c来设计停车场的出入口，使停车场出入口的设计更加合理。
　　3.2 模型缺点
　　（1）由于我们计算使用程序简略，故在数据的计算方面会存在一些误差，但是深刻联系实际，结合实际情况，因此，本模型的数据可信度和普遍适用度较高。（2）由于驾驶员每个人驾驶熟练程度不同，我们所设置的停车场的道路宽度在实际情况中可能给个别驾驶员带来不便，但是我们在建立模型的过程中充分考虑实际情况，所设计的停车场模型满足大多数驾驶员的需求。
　　4 误差分析
　　（1）利用Lingo软件对数据进行处理，但是由于我们设置的自变量指标有限，会在该模型的求解过程中出现结果误差。（2）在进行停车场设计规划时考虑充分，与实际紧密联系，本设计方案和本文中大型商场周围的停车情况切合度非常高，但是模型存在部分基本理想假设，导致跟实际情况会出现一定的误差。但是本模型的精确度在误差范围之内，可信度较高。
　　5 模型的改进与推广
　　5.1 模型的改进
　　模型的建立过程中，使用lingo计算程序，计算结果准确度可能不够，并且未将个人系数按照泊松分布[3]进行泊车过程分析。而且我们为了简化模型，设置了部分理想化假设，如果时间充足，我们可充分结合现实情况，各方面多重考虑实际，使模型拟合程度更高。
　　5.2 模型的推广
　　我们建立的停车场模型是基于国家标准设计的，与实际状况拟合真实，拥有较高的可实现度。拥有安全系数与效益系数权重分析，用于设计停车场规划具有很大的优势，我们进一步改进优化后，可以实现模型的进一步推广。
　　参考文献：
　　[1]张可，张高燕，吴苏，等.基于BP神经网络的字符识别系统[J].计算机与现代化，2009（01）：67-69+76.
　　[2]范海菊，李景文.基于起伏RCS模型的机载PD雷达地杂波模拟[J].雷达科学与技术，2005（01）：28-33+45.
　　[3]赵瑛.关于泊松分布及其应用[J].辽宁省交通高等专科学校学报，2009，11（2）：77-78.
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