访问控制系统和停车场入口处司机等候时间的缩减办法
Felix Caicedo, Jorge Vargas
valparaнso天主教大学运输工程学院（警卫交通学院）
felix.caicedo@ucv.cl
摘要
在停车场，当到达率接近（或大于）服务率时，大量车辆抵达可能会导致停车场入口处的堵塞。此外，如果离开停车场的车辆数量少于到达的车辆数量时，可以观察到有很长的队列排队等候。最近的文献显示，实时停车信息管理缩短了搜索时间；然而在停车场，这些系统产生了一种特殊的副作用，这是有益的，以前没有被研究过。我们意识到，当设施齐全时，排队等候的司机不必等待其他客户退出;当任何空间探测器将其状态从“占用”改变为“空闲”时，他们就可以开车进入停车场。这不是一个信息管理策略，而是一个系统的设施，可以将等待时间缩短24.7％，车辆数量减少21.0％。这也允许更多的客户进入设施，这相当于增加静态容量。这些数据是从使用现场数据进行的1450次模拟中获得的，代表了在典型的运行日期中的16个情景中大约2,867,375名驾驶员的选择。
关键词：组件;停车，等待，访问控制系统，ITS
Ⅰ.引言
所有代停车收费和收入管理（PARC）系统都是ITS在停车管理方面的例子;这种系统的分类在[1]中给出，其中等级1包括机电设备，例如具有现金抽屉和出时钟的票证机;二级存储器用于数据存储，审计和访问门的自动控制; 3级包括读卡器，售票机，在线卡控制器和付费机器，但每个设施都是单独运作的;4级系统具有车辆检测系统，车牌识别和无票停车系统，用于频繁用户的自动车辆识别（AVI）技术以及也被称为失速（stall-to-stall）光信号的个人空间占用监控。
一个停车场可以被看作是一个排队系统，当车辆到达率接近或高于停车场的服务速率时可能会崩溃，于是入口处会出现长长的队列。文献表明，现代停车场的实时信息管理缩短了搜索时间[2]，[3]，[4];然而，4级PARC系统产生了以前没有评估过的有益副作用。我们意识到，当停车场满员时，排队的司机不必等待其他客户退出;当任何空间探测器将其状态从“占用”改变为“空闲”时，他们可以进入。这不是一个信息管理策略，而是一个系统的设施，大大减少了等待时间和排队的车辆数量。
重点文章回顾了在停车场模拟中得到的结果。参考文献[5]和[6]搜索过程的重点; [7]使用模拟工具来研究街道上的司机寻找空闲的空间，但集中在选择过程中提供动态停车可用性信息的影响。最近，[3]估计了提供精确停车信息的实时效果，就减少搜索时间来寻找空闲空间而言，这个减少量是使用最初创建的[6]的模拟工具估算的，以计算平均搜索次数以及西班牙巴塞罗那大教堂地下停车场的驾驶员作出的决定（和错误）的数量;然而，这个模拟并没有关注司机在停车场入口处的等待时间的影响。
这里给出的结果是在我们对[6]的子程序代码进行了新的修改后获得的，考虑到两个访问障碍（服务器），如果它已满的情况下允许停车场关闭。这可能会导致入口处的车辆排队。这也使得能够准确地检测到进入车辆进入任何停车位的状态改变（空闲/占用）。该工具用于分析驾驶员的到达和进入时间，这允许在等待和队列长度上对第2级和第4级PARC系统的性能进行对比。
Ⅱ. 在需求高的时段降低延误时间
车辆停留在设施内的时间可分为三个阶段：（1）寻找停车位; （2）车辆移动，进入停车位;（3）离开停车位的时间，从停车位到出口。
在运营二级PARC系统的停车场，在停车场满时，到达入口处的客户必须等到另一个客户在穿过出口屏障时才可以进入。这个系统控制了从运行的总停车空间中添加和打折的停车空间。目前，使用这种类型的系统的一些操作员在高占用期间使用类似于下面描述的程序。例如：
（1）停用自动输入系统。
（2）当客户驾车往停车场的出口走时，员工需要检查这个停车场的那部分区域，确定是空闲可用的。
（3）其他员工移动到停车场的入口。
（4）员工每找到一个可用空间，都会通知控制中心。
（5）控制中心的人员通知入口处的员工，说明可用空间的数量和位置。
（6）已被联系的员工将激活系统并将入口处的门禁打开，允许进入与自由空间数量相等的车辆数量。
（7）该员工向司机提供有关空位已被识别的指示。
（8）一旦线路减少到最多2辆车，自动门禁系统重新启动。
这个过程可能会导致错误，因为它涉及到人们实时地执行特定的过程，并暗示决策，这是为了优化一个过程。在某些情况下，这可能意味着业主的运营成本很可观，因为它需要员工——这意味着工资、健康、假期等等。请注意，只有一到两名负责监督闭路电视和由PARC系统产生的统计数据的员工是正常的。
另一方面，第四级PARC系统利用客户离开停车场的时间;在确认停车场内的客户已经留有空位并且正在通过附加设备进行监控之后，等待排队的车辆被允许进入。Ⅲ.汽车驾驶员等待时间的反馈
本节对比了2级PARC系统获得的线路长度和延迟，该系统仅允许等待车辆在客户离开停车场时进入，和第4级PARC系统的功能——当确定上一位客户将要离开停车场的时候就可以被允许下一辆车进入。并且提供了两个校准功能，解释车辆在一天的运行中个人的等待时间。
A.等待和到达之间的关系
在二级PARC系统环境中对停车场客户的行为进行评估。使用[6]描述的模式进行模拟每天不同的客户到达停车场，例如，在上午11点和下午8点的时段到达的客户更多等 - 见图1;最终在停车场外排队等候的时间，这个数据首先被用来校准一个函数来表达预计的个人等待时间与客户的人口计算;公式如下所示：
其中：
，是预计的个人等待时间，以分钟为单位
rho;是到达率lambda;（veh / day）和静态容量k（空间）之间的比率，
对于每个比率rho;进行了50次模拟，其中泊松过程描述了当天每个小时的到达量。共进行了1450次模拟（800来校准方程1和650来校准方程2） - 大约模拟了2,867,375个驾驶员的选择。
图1仿真中持续时间的分布函数
仿真中持续时间的近似分布函数(从1小时到24小时);
注:x轴表示持续时间，y轴表示累积概率。
[1]停车场满时的排队可用威布尔功能来描述。
[2] Caicedo等人的数据（2006）反映了拥有565个停车位的客户的行为。为了校准方程（2）和（4）必须考虑不同的rho;值以模拟根据一天中每个小时的泊松分布的到达过程，例如， 2.00; 3.00; 4.00; 4.17; 4.33; 4.50; 4.67; 4.70; 4.80; 4.90; 5.00; 5.50; 6.00; 6.20; 7.00和7.33。 因此，评估了整个范围的情况，涵盖了任何典型的运作日期。
这第一个练习没有考虑客户离开队列的可能性，因此必须理解为一个理论练习，在这个练习中，驾驶员在这样的情况下（例如在游乐场，游乐场等），或者被迫等待的情况。如图2 -蓝色曲线所示。请注意，当rho;gt; 4.19时，系统崩溃。 （1）是二次函数，用相关系数R2=0.976计算; rho;的最高值表示白天离开设施的车辆数量不足以消除队列，等待时间趋于无穷大。这种分析的障碍是驾驶员不会在实际情况下等待那么久，也许他们会退出队列;因此，为了纠正方程式，必须提出一个更接近现实的方法。
B.改进的函数和接近现实的方法
离队的意图取决于许多因素，可以用离散选择模型来解释。参考文献[9]进行了一个偏好实验，参与者被要求考虑以下情况：“您已经开车到市中心去执行一项耗时很长的任务，现在您正在排队进入一个停车场;您在进入之前会等待一定的时间，但是，如果您再开车5分钟，则可以到达另一个停车场，您不必等待进入“。
就队列中的等待时间而言，参与者必须选择是继续排队还是继续前进。在这个关于偏好的小型实验中，有55人参加（他们大多是博士生，教授和朋友，其中45％是女性）。对于这种离散选择结构，提出了一个简单的Logit模型，其参数描述如下：
其中：
是“留”替代的效用价值，是“leave”替代theta;i的效用值
d，是“drive”开车，到达另一个停车场所需的时间(分钟)
g，是“gender”性别，它的值是女性的1，男性的是0。
w，是“wait”等待，为了进入停车场排队的时间(分钟)
t是“task time”任务时间，它是由某种类型的驾驶员为了执行促成旅行的任务而估计的时间（以小时为单位）
，是一个典型的简单的logit选择模型所描述的继续排队的概率。
，是离开队列，继续前进的概率。
这些参数是应用DCM 1.1 [10]估算的，并在表1中给出;他们基于477个答案，对数似然为-275.7;根据表1，“停留”选择的参数的符号是正的，这被解释为倾向继续排队;然而，它对决策的影响是不相关的，因为估计的参数与0相差不多。
表1最终迭代的估计参数表
注意:参数=0;上述参数估计中没有“性别”属性。
另一方面，到达“另一个停车场”所需要的时间（在那里等待或没有排队）是消极的，将其作为成本。男人和女人所作的决定之间没有显着的差别，因为他们愿意排队;然而，当“决策者”是女性时，估计的参数的符号表示了消极的有用之处。
如预期的那样，进入停车场的等待时间被认为是成本（因为是负的）。这个属性确实对是否停留或离开的决定作出很大帮助。参数的符号对应于激励行程（）活动的持续时间是正的;这被认为是一定程度的忍耐，因为属性和参数的乘法将增加替代“Stay”的效用，从而增加留在队列中的可能性。如果客户的行程与短时间的活动有关，等待就会使他们显得不耐烦。
进一步分析方程（2），如果另一个停车场（没有队列的地方）是20分钟车程，离开的概率急剧下降。另一种情况，如果是5分钟车程，但是司机必须等待15分钟，如果停留时间为1小时，那么离开队列的可能性几乎为80％。
这些结果表明，如果司机可以选择在队列中选择还是离开，(1)所描述的个人等待时间将会发生变化。
因此，一个详细的研究是由离开队列的客户和那些留下的客户的行为进行的，将Eq.(2)添加到工具中[6];
提出了一个更现实的方案，在这个场景中，司机们知道，如果他们离开队列并开车10分钟，就会有另一个停车选择。
logistic函数是一种常用的S形曲线，其“S”形状描述了生长的初始阶段(近似指数);
然后，增长放缓，最终停止。
所使用的logistic函数，在本例中满意地表示了期望个体等待时间的变化(R2=0.835)，如下:
可以得出结论，离开队伍的司机对排队过程有积极的影响。
这种行为只有在有另一个泊车位时才能观察到;
然而，如果没有其他选择，则Eq.(1)所描述的平均时间是一个理论近似。
另一个重要的结论是，在本节中进行的练习指出，离开队伍而不进入停车场的司机并不是有效的客户。图3中的白线描述了这种差异;这个数字显示了一个递减的过程，参考停车场的有效需求作为静态容量，期望的客户数量和等待时间的函数。
C.战略和系统要求
- 分提出了一个重要的观点：允许司机在确认客户要离开停车场后进入。
图2停车场已满时的等待时间以及理论和现实情景之间的差异
注：r是到达率l（车辆/天）和静态容量k（565）之间的比率
在不太现代化的停车设施中，客户直接在出口处付费;这发生在具有2级PARC系统的停车设施中。另一方面，寻找具有远离出口的自动付款机的停车设施越来越普遍。这迫使司机提前支付服务费，并允许系统准备登记客户的离开。
必须清楚的是，系统不知道客户的车辆停放在哪里。然而，每隔两分钟一个4级PARC系统就会对自由空间和占用空间进行清点。二级和四级PARC系统可以由其他设备补充，或编程为实时工作。通过这种方式，每当空间上方的检测器指示状态改变时，4级PARC系统将作出反应。
二级PARC系统可由许可证板阅读设备(在实际时间内有效)在设施的每个区域的入口和出口得到支持;
分析阅读的记录车牌——每一个停车场的入口和出口模块——将使计算多少时间过去了:如果运行时间大于预定值系统能够得出这样的结论,如果一个车辆通过或离开停车场。
一旦确认了车辆的意图，就会给出相应的订单，允许客户进入。
到目前为止，当停车场“满”时发生的等待时间已经被表示为比率rho;=lambda;/ k的函数;然而，等待时间还取决于PARC系统的类型。
图4显示了停车场通常已满并且rho;= 4.7的时间段的数据选择。这个比例被用来代表客户在典型的工作日抵达巴塞罗那CBD停车场的情况。在图中，黄色线表示PARC系统是常规2级PARC系统的进入时间，蓝色线表示PARC系统为4级时的进入时间。图4是在这两种情况下，到达时间与进入时间的累积函数仿真图。
预期的个人等待时间是2.51分钟,考虑到rho;= 4.7和50模拟过程的移民在德广场停车场与二级帕洛阿尔托研究中心系统操作。
然而，当四级PARC系统运行时，预期个人等待进入停车场的时间为1.89分钟。
另外，在二级和四级PARC系统中，等待的司机数量从73减少到92，这些结果是通过50个模拟的两个练习获得的;
大约有265550名司机。
图3预期客户和有效客户之间的关系
注:rѽis到达率的比值l(辆/天)和静态容量k(565)空间
图4相同的到达过程时不同的PARC系统的进入时间
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