基于小區(qū)開放對道路通行的影響的評價

康素梅

摘要：本文主要討論了小區(qū)開放后對周邊道路的影響，通過運用微觀交通流仿真軟件VISSIM、路網(wǎng)可靠度評價指標(biāo)等數(shù)學(xué)模型，并運用了圖表具體比對小區(qū)開放前后的道路車流量的大小和不同小區(qū)類型的道路開放前后車輛的行駛狀況，并且本文以某地開放小區(qū)為例，結(jié)合實際情況來分析了開放小區(qū)前后對周圍道路交通的影響，并得出了開放小區(qū)道路在一定程度上是可以增加路網(wǎng)密度并且緩解原道路交通壓力的，做到了從數(shù)學(xué)角度出發(fā)向有關(guān)部門提出合理并具有科學(xué)依據(jù)的建議。

關(guān)鍵詞：小區(qū)開放；可靠度；交通流；道路通行能力

一、問題分析

早期中國的機動化水平低下，道路車流量也較為低下。但在高速發(fā)展的今天，城市交通流量也已經(jīng)隨著國人眼光的放寬而隨之增高。交通道路所要承受的壓力也就日益增大，于是小區(qū)開放就成為了解決城市道路交通擁堵的可行方法之一。

小區(qū)道路開放必定會擴大城市公共交通網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，并從而增強了市道路整體網(wǎng)絡(luò)的性能。通過研究查詢資料發(fā)現(xiàn)，小區(qū)開放后原本的交通系統(tǒng)會與新系統(tǒng)混合，車流量、道路能提供的通行能力等等都會影響道路的通行能力。通過對比，我們選擇路網(wǎng)可靠度這一指標(biāo)來評價小區(qū)開放后小區(qū)周邊道路通行能力的變化。

小區(qū)道路的開放影響了城市整體道路交通網(wǎng)絡(luò)，也必然能在一定范圍內(nèi)能解決交通擁堵問題。為研究小區(qū)開放對道路的影響，本文以某小區(qū)為案例分析，通過運用交通仿真計算機數(shù)學(xué)模型，在相同時間段內(nèi)收集到的數(shù)據(jù)來分析不同類型小區(qū)開放前后人們不同交通出行方式下交通的運行狀況和選取的小區(qū)周圍主干道路路段的使用者的出行時間和行程延誤以及車流量的對比，通過建立表格數(shù)據(jù)并做成折線圖來直觀明確分析小區(qū)開放前后交通的變化。

結(jié)合小區(qū)內(nèi)部的道路結(jié)構(gòu)，小區(qū)開放會使得道路整體的岔路分支增加，考慮到人們的出行安全問題必定會相應(yīng)增加岔路口，則必定使得汽車通行時間增加。因此，我們將測定、收集并計算不同岔道口紅綠燈的轉(zhuǎn)換時間和單位時間內(nèi)可通行時不同岔路口（一般小區(qū)內(nèi)部車道主要以單行道或者雙車道為主，）通過統(tǒng)計固定時間段的車輛通行數(shù)量，并建模分組比對討論小區(qū)不同路口的車輛通行情況。由此得出應(yīng)該開放哪些才能盡量減少主干道交通擁堵問題，哪些小區(qū)道路依舊保留給予業(yè)主使用，并以此為給相關(guān)部門的建議的重要依據(jù)。

二、模型的建立與求解

（一）問題一的模型建立與求解

評價指標(biāo)的選擇是對路網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行準(zhǔn)確合理評價的基礎(chǔ)。本文采用的基本原則是將路網(wǎng)看做是一個有機整體，在指標(biāo)體系中建立一種應(yīng)有的層次，并選取對路網(wǎng)研究對象具有一定代表性的研究的體系，盡可能準(zhǔn)確的表現(xiàn)出反應(yīng)研究對象特征。小區(qū)開放后的道路交通系統(tǒng)的運行狀態(tài)在一定范圍內(nèi)基本就是取決于路網(wǎng)的供需條件。車流量、小區(qū)開放后對不同類型道路通行能力的影響、車主出行時間和行駛車速必然總會是不定的數(shù)據(jù)量。所以本文基于此城市小區(qū)道路系統(tǒng)運行狀態(tài)概率型，來選擇應(yīng)用路網(wǎng)可靠度這一評價指標(biāo)，用于探究小區(qū)開放對周邊道路通行的影響。

1.路段運行可靠性的分析

路段運行可靠度通過對道路的使用者的主觀感受分析，用以評價所駕行道路的使用情況。在本問題解決中用車速來評價道路通行狀態(tài)，將路段運行可靠性定義為：通常條件下，在規(guī)定的時段內(nèi)道路上車流運行速度在限制車速以上運行的概率。

2.交通流運行可靠度分析

在小區(qū)開放內(nèi)部交通后其路網(wǎng)對道路的要求就與開放前有極大的差異。交通流理論是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，通過比對開放前后車流流量、速度和密度之間關(guān)系，來探究并得出道路運行的數(shù)據(jù)。本文利用美國聯(lián)邦高速公路管理局NG— SIM項目數(shù)據(jù)，對不同車距的情況下的交通流速度分別進行建模，由結(jié)果可得：當(dāng)交通流密度較小時，速度大致服從對數(shù)正態(tài)分布；而交通流密度較大時，速度更接近于負指數(shù)分布。經(jīng)過與實際數(shù)據(jù)的比對，該結(jié)果十分符合實際情況。

（二）問題二模型的建立與求解

根據(jù)道路建設(shè)類型、道路管理能力和道路服務(wù)水平的不同，可將道路通行能力分為以下三大塊：基本通行能力、可能通行能力、實際通行能力?？赡芡ㄐ心芰κ且曰灸芰榛A(chǔ)，并考慮實際的道路類型和交通狀況，確定其修正基本數(shù)據(jù)，再用修正的數(shù)據(jù)乘上面所說的基本通行能力，就可的到實際道路通行能力值。

Braess悖論是20世紀60年代由數(shù)學(xué)家Dietrich Braess提出的，其意義在于人們在選擇自己出行最優(yōu)路線時，可能會在原有的道路上額外增加新的道路，此種行為實際上不但沒有減少出行時間，反而降低了整個路網(wǎng)的通行能力。

（三）問題三的模型建立與求解

交通仿真是20世紀60年代以來，采用計算機數(shù)學(xué)模型來反映復(fù)雜道路交通現(xiàn)象的交通分析的一種方法。從研究方向上來看，道路交通仿真是對交通流時間和空間變化進行復(fù)盤的模擬技術(shù)。而其中應(yīng)用較廣的軟件就是由德國一家公司開發(fā)的微觀交通流仿真軟件系統(tǒng)VISSIM。該軟件系統(tǒng)可結(jié)合小區(qū)周邊道路類型、紅綠燈轉(zhuǎn)換時間、車輛種類等來分析路網(wǎng)承受能力問題，是有力的分析工具。

小區(qū)交通的開放是以增加路網(wǎng)密集度、提高道路的承受車流量的能力、改善交通擁堵狀況為目的，對小區(qū)以及周圍交通進行強有力的改善。本文中利用了交通仿真模擬的方案評價功能，對不同類型小區(qū)交通開放前后路網(wǎng)的道路車流量進行對比，依據(jù)仿真結(jié)果與現(xiàn)狀的對比來研究小區(qū)開放后對道路通行的影響。

三、結(jié)果分析

從兩種類型小區(qū)周邊道路通行結(jié)果可以看出來，出行者總的行駛距離增加了，但總行程時間和行程延誤降低了，即路網(wǎng)內(nèi)的車輛行駛車速有所提高。從而以上結(jié)果驗證了無論是方格型小區(qū)還是環(huán)形小區(qū)，小區(qū)開放確實可以緩解周邊主、干道路的交通壓力，提高小區(qū)周邊道路通行能力。

四、問題四的解決

根據(jù)前三個問題的研究結(jié)果，向城市規(guī)劃和交通管理部門提出以下合理化的建議：（一）開放小區(qū)道路此種計劃應(yīng)以改變大規(guī)模的封閉式小區(qū)為主，以小規(guī)模封閉式小區(qū)為輔。規(guī)模較小的小區(qū)以單行道與雙車道為主，而大型小區(qū)以多車道為主，單行道為輔，將小區(qū)內(nèi)部干道與外部交通路線結(jié)合，可以承擔(dān)更多車流量，以此來從某種程度上解決主干道因車流過多而導(dǎo)致的擁堵問題。而小規(guī)模的封閉式小區(qū)多以的單行道和雙車道為主，可適當(dāng)開放，因為即使全部開放，對城市的整個道路網(wǎng)絡(luò)影響并不顯著，收效甚微，甚至?xí)驗榈缆返莫M窄引起局部交通堵塞。（二）重視小區(qū)內(nèi)部的支路，將其有效利用。如果缺乏完備的支路體系，混行交通，不合理的微觀布局將難以改變，路網(wǎng)升級也會面臨巨大的困難，付出慘痛的代價。因此，城市規(guī)劃時，應(yīng)在支路方向多建設(shè)開放式小區(qū)，而不單一的布置在沿街，將小區(qū)建設(shè)在縱深方向，一方面可以減少直接通向主干道的人流和車流，另一方面也可以帶動支路內(nèi)的環(huán)境建設(shè)和改造。總體上改變目前建筑主要在主干道兩側(cè)蔓延的態(tài)勢。

自由發(fā)展的大馬路難以緩解堵塞，建設(shè)開放式小區(qū)時候?qū)?nèi)部支路與外部道路有機結(jié)合成為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，總體來說，開放小區(qū)使得道路網(wǎng)絡(luò)可靠度提高，能承擔(dān)一部分車流量，增加出行路線，達到人流和車流的分散和疏通。道路增加后也可以促進小區(qū)居民的步行，從而減少機動車出行的頻率。

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