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1、华中科技大学硕士学位论文基于复杂系统理论的停车设施规划研究姓名：文颖申请学位级别：硕士专业：交通运输规划与管理指导教师：张席洲20080601华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 I 摘 要 摘 要 城市交通的良性运转需要动、静态交通设施配套发展，两者不可分割。停车设施规划对保证城市交通的有序运转起着不容忽视的作用。随着人们逐渐认识到交通系统的复杂性以及复杂系统理论对交通规划理论的冲击，停车设施规划也演变为一个复杂的综合系统工程问题。 本文首先对课题的现实背景和理论背景进行了分析，指出城市停车问题须透过现象看本质，需要从复杂系统的视角进一步深入研究，从根本上去
2、认识问题和解决问题；接下来本文对复杂系统理论进行了归纳与整理，基于复杂系统理论的角度对停车系统的系统结构、环境等进行了界定，构建了停车系统结构框图，分析了停车系统的复杂性根源，进而对其复杂性进行了研究，得出停车系统为复杂巨系统的结论；在此基础上通过停车供需分析，定性分析了城市各类停车设施所占比例，构建了停车选择行为多目标协同的协调度模型对供应比例的确定进行定量研究；对停车设施布局机制复杂性进行了分析，认为停车设施布局形态的形成是停车系统自组织与他组织同向复合过程，然后结合停车系统的自组织，建立了停车设施多目标优化选址的简化模型，并引入启发式智能蚁群优化算法进行求解；最后以黄石市中心城区为例进行
3、了实证分析与研究，应用建立的模型确定各类停车设施比例以及公共停车设施的布局方案。 关键词：停车系统 复杂系统理论 供应比例 选址布局 蚁群优化算法 华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 II Abstract Orderly development of the urban transport system needs the balance of dynamic and static traffic facilities, both are inseparable. Parking facilities planning plays a essential
4、role in ensuring the orderly operation that can not be ignored. As people are realizing that the complexity of the transport system and the impact of traffic planning based on complex systems theory, parking facilities planning have been evolved into a complex integrated system engineering problem.
5、This paper analyzed the reality and the background of urban parking problem, point out that solving parking problem must penetrate the phenomenon to look at the essence. Then introduced the complex systems theory ,based on this analyzed the structure of parking system, considered that parking system
6、 is a giant complex system; Basis on the analysis of parking supply and demand, qualitative analyzed the types and proportion of parking facilities, bulit parking choice behavior of multi-objective of the collaborative model for quantitative analysis of parking facilities. Then analyzed the complex
7、mechanism of parking layout, pointed out that the layout of parking facilities in the form of a parking system is self-organizing and heter-organizing with the composite process, and combine the self-organizing of parking system, established a multi-objective optimization simplistic off parking faci
8、lities model of the location, using smart heuristic ant colony optimization algorithm for calculating the model. At last quoted HuangShi City as an example for the analysis and research, application of the model established types of parking facilities in the proportion and layout of urban parking fa
9、cilities. Key words: Parking System Complex System Theory Supply Proportion Location Layout Ant Colony Optimization 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完
10、全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本论文属于本论文属于 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 保密，在 年解密后适用本授权书 不保密 华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 1 1 绪1 绪 论 论 目前世界上许多大城市普遍存在着停车场规划滞后、投资不足、停车用地控制不力等问
11、题，由于停车场选址与建设不当而造成交通拥挤、投资亏损、环境恶化的现象屡见不鲜1。因此，对停车问题进行系统的分析研究，科学地综合动、静态交通的协调组织、土地价值利用、生态环境影响、存取便利性等多方面的因素，进行停车设施规划与设计研究是十分重要的。 1.1 研究背景 随着近年来人们对城市停车问题的逐渐重视，很多城市开展了停车设施的规划和建设，其中不乏成功的经验。同时人们在实践中也认识到，停车问题是一个系统问题，涉及到社会、经济、交通等多方面因素，而不仅仅是车辆的停放问题。城市停车问题是城市发展过程中各种矛盾的表面化，其表现形式多样，或要素组合不合适，或结构失衡，或功能发挥不畅，究其原因主要与停车系
12、统的复杂特性如开放性、非线性、不确定性等有关。因此城市停车问题须透过现象看本质，需要从复杂系统的视角进一步深入研究，从根本上去认识问题和解决问题。 近年来，随着对交通复杂性的逐渐认识，国内专家学者把复杂系统和其它方法应用到交通领域， 取得了一定成果。 交通领域唯一的 “973 计划” 北交大申请的 “大城市交通拥堵瓶颈的基础科学问题研究” ，即为应用复杂系统理论，深入研究我国城市交通需求的生成机理和瓶颈识别，深入研究道路交通流的非线性动力学特征，刻画交通拥堵在路网上的形成机理与传播的复杂动力学行为。通过进一步研究城市交通系统的时空演化复杂性与结构瓶颈，揭示拥堵瓶颈的演化过程，进而发现城市交通拥
13、堵的真正“病因”。另外吉林大学研究的“城市交通系统智能协同理论模型及其实现方面” 、东南大学主持的“城市交通复杂系统的供需演化与平衡的机理研究”和“城市交通系统的动态平衡机理与控制研究” ，清华大学主持的“城市交通系统演化机理与综合优化的基础理论研究”均为应用复杂系统理论解决城市交通问题的前沿。 1.2 研究目的和意义 一个完善的城市交通系统，既包括高速道路城市干道、城市辅路和步行道组成华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 2 的动态交通子系统，也包括与路网结构相配合的由多级停车设施组成的静态停车子系统。城市动、静态交通的内在关系是静态交通发生在出行的端点，动
14、态交通发生在出行的过程中，因而动、静态交通系统是相互影响、相互制约的，必须均衡发展。 停车问题是停车供需矛盾和停车系统不协同所致，是各类冲突的结果。停车需求源于社会与经济活动、人口的构成与增长、城市的形态与土地利用和开发强度，以及出行者的行为，而经济和社会的发展又与政治、决策者的行为等密切相关；停车供给取决于交通系统、停车系统的结构、交通设施的建设水平、停车系统管理和利用水平等；停车的直接参与者，规划、建设、管理与决策者及其行为的结果，决定着停车系统的发展、演变与协同。 研究停车问题不仅要研究停车系统自身，还要关注停车系统与其他相关系统的关系。停车问题不仅是技术问题，还是资源分配问题，是关系到
15、城市居民生活的社会问题。随着复杂系统理论对交通规划理论的冲击，停车系统规划已演变为开放的、复杂的适应性系统，演变为复杂的动态网络2。应用复杂系统理论来研究停车设施规划已成为解决停车问题的有效和必需途径。 本文的研究目的是：通过分析国内外停车设施规划研究现状，结合我国城市发展的趋势，借助复杂系统等理论，确定城市各类停车设施的合理比例，对停车设施的选址布局进行探索，以期为停车设施规划提供可信的理论依据，把停车设施从简单地满足停车需求提高到车辆交通与步行交通之转换点的地位，达到城市交通系统与停车系统的总体效益最佳，找到符合我国城市发展特点的缓解城市中心停车问题的有效手段和规划方法，为城市停车规划、建
16、设与决策分析提供了理论指导和实践依据。 1.3 国内外研究概况 1.3.1 停车规划研究概况 “静”与“动”虽然是互为依存，但是无论在研究时间，还是在理论体系上，前者都逊于后者。国外对停车问题的研究始于 20 世纪 40 年代的美国。接着西欧、苏联和日本等国也开展了研究，得出了一些停车理论和解决问题的方法。 1、国外研究概况 国外对城市停车规划问题的研究开展较早，从 50 年代开始美国就多次进行大规华华 中中 科科 技技 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 3 模的停车调查和研究，研究的范围非常广，基本上和停车相关的领域都有所涉及。 在路外停车设施规划研究方面，美国、英国学者对城市停车设施的选址和设计原则进行了深入探讨，同时在综合考虑停车便利性、停车步行距离、安全性、停车收费价格等因素的基础上， 提出了相应的停车设施选址模型。 Joseph.C.Oppenlander3以停车者步行距离最短为唯一目标，提出了单目标选址规划
