基于不同類型小區的開放效果分析

龔長會+管怡成+顏廷曉

摘要：為研究小區與周邊道路結構對小區開放的影響，文章首先依據小區結構為方格網形和環形，周邊道路為T形和十字形構建了4種不同類型的小區，在此基礎上選取不同時間段的車流量的大小，分別求解四種不同類型的小區在不同車流量大小下的道路通行能力，根據交通仿真軟件對結果進行仿真，發現：方格網形結構的小區開放有利于周邊道路的車輛通行，環形結構小區的開放作用相反；車流量大的時候開放小區比車流量小的時候開放小區效果更好；周邊道路結構對于周邊道路通行情況的影響不明顯。

關鍵詞：小區；開放效果

在考慮不同類型小區的開放效果時我們選取小區出入口處130米的城市道路為研究目標，首先根據小區的兩種結構和周邊道路的兩種結構構建4種不同類型的小區，然后應用所建模型針對早、中、晚不同的車流量逐一分析這四種小區開放后的效果，最后使用交通仿真軟件對這四種小區開放前后的效果進行仿真，結合模型求解結果和仿真結果來定量分析各類型小區開放前后對道路通行的影響。

一、小區的構建

構建小區需要將小區的結構和周邊道路的結構進行組合，首先分別給出小區和周邊道路的結構圖，如圖1-4所示。

（一）小區結構

小區結構的不同主要體現在小區內部道路結構的不同，內部道路結構主要分為兩種，即環形和方形網狀形結構，如下圖所示，環形結構和方形網狀結構的小區內部道路不同，因此這兩種不同道路結構的小區開放后對周邊道路會產生不同的影響，需要分別予以討論。

（二）周邊道路結構

小區周邊道路結構主要體現在小區的出入口與外界道路連接的路口類型，即是十字形路口還是T字形路口，具體如下圖所示：

在得到了小區和周邊道路的結構之后，對其進行組合得到4種不同類型的小區，即：①內部環形，外部十字形；②內部環形，外部T字形；③內部網狀，外部十字形；④內部網狀，外部T字形。

（三）道路通行能力的計算

考慮到車輛在環形道路和直線型道路的通行能力的計算方式不同，十字路口和T字形路口中各車道的通行能力的計算方式也不同，于是對于這些情況需要分別給出公式。

1. 環形交叉口的通行能力公式

對于圓環形小區的外部道路，其實際道路通行能力的計算與常見的直線型道路計算方式不同，以常規環形交叉口為例，采用在環形交叉口中應用較為廣泛的沃爾卓普公式來分析圓環形小區的外部道路與其他道路的交叉口通行能力。

其中：Qm是該環形交叉口的最大道路通行能力；Y是交織段寬度；E是環交入口引道平均寬度；J是交織段內進行交織的車輛與全部車輛之比；g是交織道長度。

2. 直道交叉口的通行能力公式

①對于專用直行車道

其中：Qd是該直道交叉口的實際通行能力；tz是一個信號燈周期時長；tx是一個信號燈周期內的綠燈時長；tm是一個信號燈周期內的綠燈損失時間；tp是前后兩車通過停車線的平均間隔時間。

②對于專用左行車道

其中：Ql是該專用左行車道交叉口實際通行能力；t是一個信號燈周期時長；nl是一個信號燈周期內允許左行的車輛數。

③對于專用右行車道

其中：Qr是該專用右行車道交叉口實際通行能力；t是前后兩輛右行車通過停車線的平均間隔時間。

④對于單車道直行左行混雜車道

因為單一車道有兩個方向，所以兩者往往會相互干擾造成擁堵。因此必須對單車道直行左行混雜車道設定干擾系數KL，公式如下：

Qdl=Qd（1-pt）KL

其中：Qdl是單車道直行左行混雜車道實際通行能力；pt是左行車在該車道所占比例；KL是干擾系數，一般取。

⑤對于單車道直行右行混雜車道

原理與單車道直行左行混雜車道相似，但是其參數干擾系數KR一般取值為，其公式如下：

Qdr=Qd（1-）KR

對于多車道交叉口，其實際通行能力是左轉車流、右轉車流與直流車流三者的總和。

三、環形和直道交叉口的通行能力

分別選取早晨（8：00-9：00）、中午（11：30-12：30）、及晚上（18：00-19：00）的環形、直道交叉口的通行能力參數的均值代入相應的道路通行能力計算公式中，得到四種結構的小區周邊道路在小區開放前后早晨的通行能力結果，如表1所示。

四、軟件仿真

在計算出四種小區結構在不同車流量下的道路通行能力后，我們使用交通仿真軟件對我們的計算結果進行仿真檢驗，這里給出四種小區在開放后的仿真圖，如圖所示：

為了使仿真的結果更貼合實際情況，在使用軟件進行仿真時，我們將小區內部的車道設置為單車道，小區周邊的道路設置為三車道，在小區周邊的道路交叉口和小區的出入口設置了紅綠燈，并加入多種車型進行模擬。選取小區出入口處130米長的周邊道路為研究路段，仿真出在10分鐘內目標路段的在不同交通流量下的道路通行情況，如表2所示。

分析表2的仿真結果發現網格型小區T型路口在小區開放后相比開放前的平均車速得到了提高，平均延誤時間得到了減少，平均行駛距離得到了降低；而環型小區十字型路口在小區開放后相比開放前的平均車速變慢，平均延誤時間變高，平均行駛距離變大。

于是根據仿真結果我們可以看出在一定車流量下，網格型小區的開放對其T型出入口周邊道路的交通情況有積極的影響，而環型小區的開放對其十字型出入口周邊道路的交通情況具有不利的影響，仿真結果與計算結果相符。

五、結果分析

橫向分析表1可知，在小區內部結構為環形時，無論在什么時段（車流量）的情況下，小區開放后周邊道路通行的通行能力都不如開放前，說明環形內部結構的小區無論在什么樣的周邊道路結構和車流量的情況下都不適合開放。

當小區內部結構為網格型時，無論在什么樣的周邊道路結構和車流量的情況下，小區開放后周邊道路通行的通行能力都比開放前好，說明網格型的小區適合對外開放。

而在分析周邊道路結構對小區開放效果影響時，需控制小區結構和車流量不變。分析表1數據發現周邊道路結構對小區開放效果的影響有好有壞即無法確定，因此認為周邊道路類型對小區開放沒有大的影響。

在縱向分析表1時，發現在中午車流量較小時開放小區對周邊道路的積極影響最小，而在早晨和晚上車流量較大時開放小區對周邊道路的積極影響最大。說明車流量大的小區開放后對于周邊道路的交通的改善效果要大于車流量小的小區開放后對周邊道路的交通的改善效果。

參考文獻：

李冬梅.李文權.道路通行能力的計算方法[J].河南大學學報，2002（02）.

（作者單位：南京郵電大學貝爾英才學院）