超市停车场车位及停车路线优化研究

◆史 媛

超市停车场车位及停车路线优化研究

◆史 媛

（山西机电职业技术学院 山西 046011）

随着社会发展，停车场难停车越来越成为人们出行的一个难题，超市门口停车更是难上加难。本文针对超市现有的停车场，将停车场规划为带权路径，计算各节点间行车的时间。利用算法对停车路线进行优化，寻找出最短时间停车路线，提高该停车场的效率。

时间最短；优化；方法

伴随着汽车数量的增长，寻找一个车位越来越成为困扰人们的一个难题。为了解决这个问题，停车场越建越多。但是在城市用地很紧张的现状下，每个停车场停车数量是有限的，如何在最短时间内停车和出车成为每个停车场急需解决的问题。于是寻找一个进车和出车时间最短的车位就能够极大提高停车场的泊车效率。

1 问题的引出

以超市停车场为例，金威超市位于市广场附近，地理位置比较好，人流量大，停车场面积有限，车位规划如图1所示。

图1 超市停车场结构图

从图中可以看出，整个停车场是一个不规则的图形，右下角是天桥楼梯所在位置，没有停车位设计。停车场的出口和入口都在天桥楼梯的左侧，这里来往人流量大、车辆多，交通十分拥堵，车辆等待停车位的时间比较长。在这样的情况下想要提高停车场停车效率关键在于寻找一个最短时间的停车位，而不是距离入口最短的停车位。如果选择距离最短路径，那么在这条道路上会集中很多车辆，造成拥堵，反而那些离入口稍远的停车位道路上的车辆比较少，停车所用的时间较短。所以，寻找最优车位应该本着车流量小、时间最少的原则来确定停车路线，这样才能减少车辆等待时间，提高停车场泊车效率。

2 构建模型及测试

首先停车场的路线和停车位模型化。节点E表示停车场的入口和出口，P1~P6分别代表了汽车进出停车场所要走的道路的交汇点。根据停车位分布情况，我们将P1~P6之间的道路进行加权，车位多、车流量大的道路权值重，车位少、车流量小的道路权值轻。选择停车位应当选取权值较小的道路上的车位，避开权值大、车辆多的道路。权值根据车辆从P1行驶到各路口点所用的平均时间来设定，如表1所示。

表1 路口交叉点权值设定

P1是所有车辆出入必经的道路节点，由于该停车场车位分布偏重左侧，而且P4、P2、P5这三个点连接的直线没有物理格挡，只是用停车三角锥拴上警戒线隔离。它紧邻超市门口，人来人往，有些人会跨过隔离线步行，这些会增加车辆通行时间。所以从P1到P3、P1到P2、P2到P4、P2到P5道路的权值要大，P1到P6、P4到P3道路的权值小。由于该停车场的出入口都在一起，所以我们需要考虑到出车的时间，还要考虑每辆车在到达停车位后泊进停车位的停车时间。

另一个是车辆依据选定路线驶出停车场经过各停车位的时间，这个时间和驶入停车场的时间一致，同样采用公式1，只不过系数会改变，取值为，系数k表示车辆驶出停车场的系数，它的取值如公式3。车辆驶出停车场，停车场的车辆数目没有变动，会增加路径的拥堵情况，但是人们期望驶出的车辆快速离开，会优先让行驶出的车辆，所以其系数值会小一些。最终将二者系数相加取整得出最终的停车时间T。

以P1为起点，假设空闲车位的集合P={s11，s16，s23，s32，s35，s36，s43}，设道路上车辆数目大于5辆，计算各节点有向图如图2。用T表示停车场内P1到各空闲停车位时间值的集合。t（，）表示从停车位[]到相邻停车位[]的时间值，采用公式4得出，（，）表示停车位[]到下一个停车位[]所在道路的距离，（，）表示停车位[]到停车位[]的路径上的行驶速度。

我们将入口P1和各空闲车位设计成一张有向图，如图2。每条边上的权值根据上述公式计算得出，kx（i）选取车流量较大时的值，n大于5。

用算法寻找最短时间路径，具体的步骤如下：

（1）设U为最短路径节点集合。初始化集合U，U的初始值为：0，将所有车辆必经的节点P1加入集合U中，计算P1到集合P中各节点的时间值，[]的值为P1到所对应节点s[i]的时间。

（2）从选取值最小的节点[]，[]满足条件：，其所对应的时间为[]，将s[i]加入集合U中，则[]就是当前从P1到其时间最短的节点。

（4）重复步骤2和3，直到P中所有节点都加入U中，则得出从P1到空车位集合P各节点最短时间路径。

以图2所示的停车位权值有向图为测试背景图，在VC++6.0软件中编写代码测试，可以得到节点P1到集合P={s11，s16，s23，s32，s35，s36，s43}中各节点的最短时间路径，测试结果如图3所示，整理得到表2。

图3 测试结果

表2 整理结果

从测试结果看出，采用改进后的算法车辆行驶的路程有所加长，但是它考虑到了车位分布和车辆所在道路拥堵的情况，避开权值大的路段，分流了拥堵路段的车流，缩短停车时间。

3 结束语

本文针对超市特定停车场的停车效率进行研究，采用求时间最短的Dijkstra算法将停车场各条路径标权，不是寻找最短路径，而是考虑车位分布、道路拥堵等因素寻找时间最短的停车路径，减少车主等待时间，提高了停车效率。

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