GIS技术在城市公共停车场选址中的应用——以长春高新技术开发区为例

黄 杉，王 杰，李公立，孔宪娟，史未名，孙 蕾,林琉斌

(北京清华同衡规划设计研究院有限公司，北京 100085)

1 研究背景

“停车难”作为城市热点问题备受瞩目，如何解决停车缺口问题，提高车位使用效率，盘活存量车位，制定合理的收费制度等等，一直以来都是公众关心的焦点.停车场按服务对象可划分3种类型，分别为公共停车场、配建停车场和专用停车场[1].其中公共停车场是指供一般车辆停放的,有一定支出建造的,带有收费经营服务性质的停车场所.它具有出行者使用多样性，设施位置建造相对固定的特点.本文的研究对象为其中的第一种类型：公共停车场.同时，由于停车需求的时空分布不均匀的特性，导致配建停车场建设不能也没有必要完全满足停车需求.因此，以公共停车场的建设来补充停车供给，对于缓解停车矛盾，以静制动地缓解城市交通拥堵有着重要的意义.而在停车场建设过程中，合理地选址布局是其能够真正解决问题的第一步，因此公共停车场的选址和布局是决定停车场建设成败的关键[2].

国内外停车场的选址问题大多转化为利用某种数学算法建立最优化模型，求解出可行解的选址问题.即使模型的变量主要集中于1～2个影响因素上，但是其计算过程耗时多且其图形展示可视性较差，对于实际选址工作的现实指导意义较差.本文将利用地理信息系统(GIS)强大的时空分析技术[3]，并且结合层次分析法这一数学逻辑判断方法，对长春高新技术开发区的公共停车场选址问题进行研究.

2 研究区域概况

2015年长春市GDP总额达到5 500亿元，人口240万人；根据长春市总体规划及十三五发展纲要中提出的人口发展战略，预计至2020年长春市GDP将保持在中高速的增长水平上，经济总量达到7 158亿元，而随着城镇化水平的不断提高，人口将有显著增长，达到425万.

长春市汽车产业的传统强势使得城市汽车保有量相对高于同经济发展水平的其他城市.根据统计数据显示，2015年长春市机动车保有量将超过150万辆，千人机动车保有量已达到205辆；根据发达国家机动化水平的发展趋势，千人汽车保有量在2015年已经进入快速增长的区间，预计2020年长春市汽车保有量将达到180万辆，2030年将超过240万辆.高新区未来作为长春市的产业中心，未来随着居住、就业人口的增加，停车需求将会有较大的增长.

3 研究方法

ArcGIS软件的地理信息检索及数据叠加缓冲分析功能本运用于本文的选址研究中，并进行多要素的分析和管理，实施对公共停车场选址的适应性评价等多目标开发与规划.具体思路如下：

1)确定高新区公共停车场选址为研究对象，并将停车普查所获得的停车场需求、道路网密度、停车场的位置等空间属性数据，建立相应数据库；

2)选定对公共停车场选址有重要影响的因素建立地理信息空间数据库；

3)对选定的因素进行评价指标分级确定；

4)将层次分析法应用于对选址问题有决定性影响的各因素确权中，标定其对于选址目标的权重；

5)在地理信息系统软件平台上，建立以选址点集合为目标，各影响因素为约束的空间选址模型，利用平台内嵌的缓冲分析及线性分析等方法展示出各选址可行点的集合；

6)对各选址点集合构成的连续区域进行评价，得出优化选址方案排序，按照调研数据的情况，选定最优选址规划方案；

7)结合现状，对选址方案进行验证.

4 数据来源与影响因素选取

4.1 数据来源

本文结合对高新区展开的停车普查数据，从中提取出已有各类型停车场的供给数量、分布情况等信息，同时结合高新区控制性详细规划数据以及现场踏勘实际数据将选址相关因素，包括地理位置，路网结构，用地性质等信息与基础地理信息一起转化为GIS可识别的空间数据.

4.2 影响因素选择[4]

1)步行距离 从泊车位到本次出行目的地之间的实际走行长度，该值大小反映驾驶者选择该处停车场的意愿高低.一般情况下步行距离应在停车场服务半径内.根据规范要求，公共停车场的服务半径根据服务用地性质而异，一般情况下不超过500 m[5]；另一方面，出行者可接受的步行时间一般在5 min左右，正常成年人平均步速在(5～6)km/h，由此计算步行距离也为500 m[6].

2)停车费用 出行者驾驶机动车出行，完成一次停放行为所需支付的货币费用.一般情况下，所缴费用越低，出行者越可能选择该停车场停放车辆.[7]；

3)停车场可达性 驾车者经由市政道路网络到达某一停车场的方便程度[8].本文选用的为停车场与主干路的距离作为可达性的指标，距离主干路越近，说明停车场可达性越高；

4)停车管理程度 反映城市停车管理力度，管理越严格，该值越高；

5)与城市发展的适应性 停车场的建设时序及建设规模与城市机动化发展水平、交通设施规划建设及城市规划发展程度是否契合；

6)与公共建筑之间的协调关系 与文保单位之间的距离要求，与医院、学校之间的距离要求等；

7)停车场建设费用 主要指建设停车场的成本.

本文结合在长春高新区完成的停车普查实际数据以及获取的长春高新区控制性详细规划及综合交通规划，综合长春冬季寒冷天气的自然条件及机动化发展水平等社会经济发展状况，对上述相互关联的选址影响因素进行分析，最终选定步行距离、服务用地性质、主干路距离、停车价格及是否严管这5个影响因素构建选址模型.

4.3 构建层次分析模型

利用层次分析法对问题按照目标→指标→准则层次化数量化的分析方法，可以更加准确明晰地与GIS技术相结合.在公共停车场选址这一目标层下，准则层依照对选址目标层的影响因素进行区分，并将其分成点线面不同的要素所对应的指标层，构建完成层次分析模型.利用层次分析法进行计算分析，将对公共停车场选址有影响的各因素权重输入GIS平台中，实现关于公共停车场选址问题的缓冲空间分析，如图1所示.

图1 建立层次分析模型

4.4 确定权重

根据高新区停车普查数据对准则层各指标进行分级，不同等级赋以1～3级评分.在定义步行距离及距离主干路距离的分级时，比照已有的研究成果，同时根据实际调研的公共停车场的步行距离及主干路距离对数据进行处理，最终得到步行距离(<150 m,150～280 m,>280 m)及距主干路距离(<50 m,50～100 m,>100 m)的分级标准.

本文通过对选定的5个影响因素构建的判别矩阵进行计算，CR=0.053<0.10，通过了一致性检验.各影响因素权重详见表1.

表1 影响因素分级及指标权重表

5 选址模型在GIS中实现

根据停车普查所获取的数据，本文构建的选址层次分析模型对上述5 种影响因素进行了定义，分列如下：

1)公共建筑300 m影响范围图——用地性质；

2)公建用地位置及服务半径影响——步行距离；

3)规划干路网密度影响——距离主干路距离；

4)规划轨道线路及站点服务半径影响——停车价格；

5)严管程度——高新区尚处于开发阶段，未建及在建用地面积较大，基本违停管理程度较低，因此本次分析取值均为1.

对各公建地块的用地性质进行缓冲叠加分析，以300 m作为分级距离阈值，在属性列表中添加缓冲叠加分析的评价值，颜色越浅表示用地300 m范围内具有公共建筑(医院、学校、商业、商务)越多.结果详见图2.

图2 距离配建停车设施不小于300 m的公共停车设施选址范围图

对各公共停车场可能服务地块进行缓冲分析，以280 m，150 m为缓冲阈值，将步行距离分为3级，在属性列表中添加缓冲分析的评价值，颜色越浅表示步行距离越短，越适合建设停车场.结果详见图3.

图3 步行距离缓冲分析图

对主干路距离按照100 m，50 m分3级进行缓冲分析，形成距主干路距离这一影响因素的分析图.途中颜色越深表示距离主干路越近，公共停车场的可达性越高，越适合建设停车场.结果详见图4.

图4 距离主干路距离缓冲分析图

结合轨道站点位置设置的差异化停车收费价格，以轨道站点周边500 m范围，轨道沿线及轨道线路未覆盖区域将收费标准分别对应于一级，二级，三级.颜色越浅表示收费标准越高，越不适合建设停车场.结果详见图5.

图5 收费分区图

对前述5个影响因素的缓冲分析图进行栅格化处理，并以各影响因素的权重(0.263 833 779，0.510 038 725，0.063 636 045，0.129 573 679，0.032 917 772)为基础，对这5副图进行叠加缓冲分析.得到高新区各所有可能公共停车场的加权评分值，根据评分值大小，将其展示在GIS平台上，即可显示出各公共停车场点位的综合评分示意图.图中各不同缓冲区域，颜色越紫，该区域与公共停车场合理选址范围越契合.

在上述分析基础上，将初步拟定的20个公共停车场用地与分级图叠加发现，颜色较深的区域中有5个并未被控规规划的公共停车场所覆盖，因此建议在此5个区域内增建公共停车场.

6 结果验证与分析

根据对长春高新技术开发区停车供需实际调查结果，从供给上看，现有公共停车场大都分布在图6所示的颜色较深的区域，说明了现状已建成公共停车场所选位置是合适的，反过来也说明本文所建立的选址模型的合理性.另外一方面，现状主要缺口分布情况如图8所示，该图显示的缺口较大区域与图6所确定的公共停车场选址位置基本一致，说明所选公共停车场位置是现状供需矛盾突出急需增加供给的区域，从而说明了本次应用模型的合理性.

图6 适合拟建公共停车设施选址范围和停车场用地及服务半径叠加图

图7 需要增加停车场用地区域

图8 长春高新区现状停车位供给

图9 长春高新区现状停车缺口

结合需求及供给情况，并且分析所选址区域，可以得出以下结论：

1)1#、2#、3#、4#周边公共停车需求旺盛，用地适合建造停车场，且适合近期实施，以缓解停车矛盾；

2)5个组团需要以挖潜或者变更用地性质的形式来增加社会公共停车场的供给；

3)南部区域公共停车需求较弱，可以将5#～20#暂时按照平面停车场设置，预留平面改立体条件，结合远景实施.

图10 规划新建路外公共停车场位置图

7 结论及展望

本文利用AHP法对影响公共停车场选址的5个因素进行分析并将其与GIS技术相结合，获得了长春高新技术开发区公共停车场选址的最优范围示意图.研究发现，在用地性质、步行距离、主干路距离，收费价格以及严管程度这5个因素中，用地性质及步行距离对于公共停车场的选址影响最为显著.对于商业、医院及学校等关系民生生活的用地性质周边，尤其适合建设公共停车场，以服务于居民生活的机动化出行需求，而通过对步行距离的分级分析，可以得出以280 m为阈值，将其划分为3个等级进行分析评价是较为合理的，从另一个方面说明，一般情况下，机动车驾驶者所能接受的步行最大距离可以设定为280 m.从分析模型中看出，对于停车价格，使用者并不十分敏感，这个与研究区域为高新区，处于开发建设阶段，差异化的停车收费价格体系尚未形成，因此现状实际停车场使用者对价格并不敏感，距离主干路及严管程度2项影响因素权重最低，说明与步行距离相比，驾车到达停车场的方便程度对于公共停车场的选址而言影响相对较小.在结合现状停车普查数据基础上，本文对该模型的适应性进行了检验，证明该方法的有效性.

本研究在如下2个方面可以进行进一步深入分析探讨，第一，由于普查样本的数量及设计范围的大小所限，本文仅选择了可获取的5个影响因素进行分析，在后续的研究中可以对其他影响因素例如规划人口密度，就业人口数量等进行更进一步的深入分析与探讨.第二，对于用地性质的分类可以进一步细化，例如对医院，学校及商业用地结合其不同的停车需求的差别进行逐个的探讨分析，可以对具体的用地周边停车场的选址进行指导.

[1] 易鸿杰.基于GIS的公共停车场选址分析[D].成都：西南交通大学，2012.

[2] 陈峻.城市停车设施规划方法研究[D].南京：东南大学，2000.

[3] 殷敬敬，贺玉龙，孙小端.北京市停车场影响范围研究[J].北京工业大学学报，2016，43(3)：433-439.

[4] 顾志康，李旭宏，杭文.基于数据挖掘的城市机动车停车调查分析研究[J].公路交通科技,2005，22(3)：108-110.

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