车库停车优化设计建模.doc

停车场停车的优化设计随着城市车辆的增加,停车位的需求量也越来越大,停车困难已逐渐成为市民们头疼的问题。要解决停车难问题,除了尽可能的增加停车场以外,对停车场进行优化设计也能在一定程度上缓解这一供需矛盾。停车场的优化设计就是在停车场大小确定的情况下,对停车区域进行优化设计,以便容纳更多的车辆。本文的目的就是希望分析一下这一情况,找出缓解停车困难的有效办法。假设某公共场所附近有一块空地,如果不考虑建设地下或多层结构,我们该如何有效的设计停车位置呢?一般来说,想尽可能的把车塞进停车场,最好的办法就是以垂直停靠的方式将车一辆挤一辆地排成行,但是这样停放的后果就是车辆不能自由出入,只有后进入的车辆全部先出去了,先进入的车才可以离开停车场,显然不符合实际的需求。因而,为了使汽车能够自由地出入停车场,必须设立一定数量具有足够宽度的通道,并且每个通道都应该有足够大的“转弯半径”, 而通道越宽越多,就会使得容纳的车辆数越少。所以我们的问题就是要确定在满足车辆能够自由进出的实际需求下,如何进行停车位置和车行通道的设计,才能够停放更多的车辆,从而做到既方便停车又能获得最大的经济效益。我们先来看看生活中非货运车辆大小的种类。根据实际调查和经验数据,这类车辆一般可分为小轿车,中型客车和大型客车三类。其中小轿车约占九成,大型客车约占一成,而中型客车一般不多于 1% 。根据这样的情况,我们可以免去对中型客车的车位设计,即便有中型客车停车的需要,可以使用大型车的车位, 这也符合现实生活中绝大多数停车场的车位设计情况。 ??,大型客车所占的比例为 1 ?? ?,当然现实中也有不少全为小轿车设计的停车场,例如小区的地下车库。再来看看车位的大小。根据实际的调查,城市内比较普通的小轿车长度一般不超过 米,宽度一般不超过 米,而一般大型客车长度不超过 12 米,宽度不超过 米。另外,经实际考察可知,停车场中标志线的宽度大约为 米,所以我们可以假设停车场中停放轿车需要的车位长 5 LC?米, WC?米, 这其中包括了 米的标志线宽度和至少 米的汽车间的横向间距。设停放大客车需要长 LB?米,宽3 WB?米,其中包括 米的标志线宽度和必要的汽车之间的横向间距。考虑到汽车从通车道驶入车位一般得转弯,所以车辆的最小转弯半径也是停车场设计所要考虑的重要参数。所谓最小转弯半径,就是汽车转弯时转向中心到汽车外侧转向车轮轨迹间的最小距离。根据实际调查,可设小轿车的最小转弯半径为 C?米,与此同时,汽车转弯时转向中心到汽车内侧转向车轮轨迹间的最小距离为 2 1 C C ? ??米,如图 1所示。 1C 2C 图1 对于大客车,我们设其最小转弯半径为 110 B?米,与此同时,大型车转弯时转向中心到内侧转向车轮轨迹间的最小距离为 2 1 B B ? ??米。本文的目的就是讨论应当整体设计车位的排布。对于给定的停车场,我们的目标就是尽可能多地增加车位数,或者说,使每辆车占据的停车场面积尽可能小。一仅有一种车型的局部车位位置大型客车和小轿车在停车时占地面积相差很大,一般都是分区停泊的。现在, 让我们先来看看只限于停放小轿车的简单情况,并且先不考虑停车场的实际大小,只是来研究一下应当如何给出局部设计,才能使每辆车占据的停车场地面积最小。对于每一个车位,为了便于该车位上的小轿车自由进出,必须有一条边是靠通道的,设该矩形停车位的长边与通道的夹角为(0 ) 2 ?? ?? ?,其中 2 ???便是车辆垂直从通道驶入车位, 0??就是车辆从通道平行驶入车位,即平时所说的平行泊车。为了留出通道空间和减少停车面积,显然,我们可以假设该通道中的所有车位都保持着和该车位相同的角度平行排列,如图 2所示。西东θ图2 上图中,小轿车是自东向西行驶顺时针转弯?角度驶入车位的。我们来具体研究一下小轿车驶入车位的情况,见图 3,其中 1C 为最小转弯半径,R 为通道的最小宽度。我们假定小轿车的最外端在半径为 1C 的圆周上行驶,且此时轿车的最内端在半径为 2C 的圆周上随之移动,然后以?角度进入停车位,所以通道的最小宽度 1 2 cos R C C ?? ?。在保证车辆能够自由进出的前提下,本着要求通道宽度尽量小的原则,我们来看一下一排车位之间的各个数据,见图 4。1C 2C θ图3 R θ LR LC WC 0L W图4 每辆车均以角度?停放,用W 表示小轿车停车位宽度,L 表示小轿车停车位长度(这里 L 的最上方并没有取到最上端是考虑到车身以外的小三角形区域可以留给对面停车位使用), oL 表示停车位