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学术月建工学院报道(三) ——《建工制造〈六〉》探寻新的公共停车资源分配方案

发布日期:2020-04-22     作者:     来源: 打印本页

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随着社会经济的飞速发展,交通拥堵已经成为我国城市经济与社会发展过程中亟需突破的瓶颈。根据《2019年北京市交通发展年度报告》,截止2018年底,北京市机动车保有量已达608.4万辆,而备案停车位仅有189.1万个,缺口超过68.9%。同时,权威调查显示,在城市交通中约有30%的车辆都处于停车巡航状态。由此可见,停车供需矛盾是城市交通拥堵问题产生的重要原因之一。为破解此难题,需要对以下两个问题进行深入探讨:(1)有限的公共停车资源要如何分配给最需要的人?(2)如何对路外公共停车资源进行合理地定价?

为科学地回答上述两个问题,建工学院关宏志教授和城市与工程安全减灾教育部重点实验室特聘教授王鹏飞博士联合提出“面向大城市公共停车资源的最优分配-定价建模及其求解算法”。此成果于2019年3月刊登在交通运输工程领域顶尖学术期刊《Transportation Research Part B: Methodological》上,并于2019年11月荣获第九届钱学森城市学金奖提名奖。

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传统的停车资源管理方式可分为“价格管理”和“数量管理”两大方面。“价格管理”主要是通过设置合理的停车收费政策来实现社会福利的最大化,但其精确定价机理都较为依赖用户停车需求的预测。现实中,由于管理者与用户之间存在信息非对称性,因此上述定价策略常会导致社会福利损失的发生。在“数量管理”方面,最具代表性的莫过于停车预约系统,但单纯的“先到先服务原则”实际上很难实现社会福利的最优状态,因为该方式限制了用户对自身选择偏好(如时间价值、停车时间模式等)的表达。此外,在“数量管理”中还存在另外一个前沿概念:停车许可证。所谓停车许可证即在指定的停车地点和指定的停车时间段才可以停车的权利。对此,先行理论研究虽然取得了很多成果,但存在以下不足,导致前沿理论未能有效地应用于实际停车资源管理中:

1)未考虑用户对区域内部诸多停车设施、停车时间模式等方面的选择偏好;

2)未构建鲁棒性及实际操作性强的停车许可证交易手法;

3)未对拍卖机制的算法时间复杂度进行深入探讨;

4)未同时考虑可预约(即受停车许可证管制)及不可预约(即传统的)停车设施同时存在的实际场景。

鉴于此,“面向大城市公共停车资源的最优分配-定价建模及其求解算法”一文中提出一种城市停车供需的新型调控机制以一揽子解决上述问题,在丰富前沿理论的同时,推动其向实践应用转化。

新型调控机制以停车许可证制度为核心,使得停车资源的分配-定价更加精准。本研究构建的新型调控机制以停车许可证的拍卖为手法,从根本上解决了停车管理者与用户之间的信息非对称问题,摆脱了对用户停车需求预测的依赖。同时,相较以往研究中的基于“大量用户之间自由相互交易”才可精确定价的方式具有更强的可操作性,有利于加速推动理论向应用转化。

新型调控机制明确地考虑了用户的选择偏好,提高了机制实现的总社会福利。新型调控机制考虑了用户在诸多方面的选择偏好,这使得提出的理论可以更好的应用于城市商业中心、旅游景点周边的公共停车设施和各类型用地的共享停车泊位的管理。

新型调控机制提出了一种可操作性强的停车许可证交易手法,有助于推动理论加速向应用转化。停车许可证的拍卖是一种操作性很强的手法,相较传统的停车定价政策和停车预约系统,新型调控机制只需要用户提供“为本次停车意愿支付的最大额度”这条信息(即下述界面中的“期望价格”),管理者便可通过此机制精确地实现停车许可证的最优分配-定价和社会福利最大化。

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新型调控机制对算法的时间复杂度进行了深入分析,明确了理论模型的适用对象规模。相较传统的拍卖机制,本研究提出的新型升价/降价拍卖代理系统,自适应系统和调优法拥有更好的最坏/一般算法时间复杂度,这意味着扩大了理论模型的适用规模。

新型调控机制提出了针对不可预约停车设施的动态最优定价策略,扩大了既有理论的适用范围。由于并非所有的停车设施都受到停车许可证的管控,因此,研究在考虑未持有停车许可证用户行为具有不确定性的基础上,提出了停车的动态最优定价策略以实现这类用户的总出行成本最小化。

上述研究内容得到了国家自然科学基金、北京市自然科学基金等科研项目的资助。同时,关宏志教授课题组关于停车许可证的其他相关研究成果也都发表在《Transportation Research Part C: Emerging Techonologies 》《中国公路学报》等交通运输工程领域顶尖学术期刊上。



建筑工程学院


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