基于指標體系評價小區開放對道路通行的影響

王真，陸麗斌，汪芳凱

(阜陽師范學院 數學與統計學院，安徽 阜陽 236037)

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基于指標體系評價小區開放對道路通行的影響

王真1，陸麗斌1，汪芳凱2

(阜陽師范學院 數學與統計學院，安徽 阜陽 236037)

小區逐步開放引起了社會廣泛的關注和討論，開放小區能否達到優化路網結構，提高道路通行能力，改善交通狀況的目的，以及改善效果如何.考慮多種因素的影響，建立了小區開放對周邊道路影響的評價體系：道路飽和度、停車需求、小區出入口設置和交叉口延誤，由道路網的交通通暢程度表示小區開放對周邊道路的影響.由結果所得的交通通暢程度進行等級劃分，結果的描述較為清楚地反映了小區周邊道路的狀況.

道路飽和度；停車需求；小區出入口設置；交叉口延誤；交通通暢程度

0 引 言

隨著我國城市經濟的不斷發展和城市化進程的不斷加快，住宅建設也受到了重視.住宅建設城市中的每一個人都息息相關,封閉式小區的弊端逐步顯示出來.2016年2月21日，國務院發布《關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》，其中第16條關于推廣街區制，原則上不再建設封閉住宅小區，已建成的住宅小區和單位大院要逐步開放等意見，引起了廣泛的關注和討論.開放式小區對周邊道路的影響是多因素的，評價小區開放對周邊道路的影響至關重要.建立合適的指標，從不同的角度進行分析和評估，根據小區的不同因素確定合適的開放政策，對小區開放規劃建設具有重要意義.

1 數據的獲取及假設

數據來源自2016年高教杯大學生數學建模比賽B題的附件，在建模前已對數據中的錯誤數據做了必要和合理的修正.

模型的假設

(1)假設所選取需要開放的小區平面結構和地理位置便于交通運行；(2)假設小區面積足夠大，內部的資源和道路利于交通；(3)假設不考慮小區周圍的商業區、公交站對交通造成的影響.

2 小區開放的評價指標體系

2.1 指標選取

評估小區開放對周邊道路的影響程度是一個既困難又復雜的問題.因此，在如下原則的基礎上選擇科學、合理的指標.

(1)可行性原則

選擇具有代表性的指標，并且將所選的這些指標進行量化和規范化處理.指標的數據可根據大量的查閱資料可知.

(2)科學性和完整性原則

選取的指標要幾乎涵蓋所有的影響“供求匹配”程度的因素，并且所取的指標是合理的，嚴謹的.

2.2 評價指標

小區作為城市的主要組成者,包括了居住、辦公、生活、醫療、教育等功能,是構成城市交通流量的主要產生源.

小區開放對周邊道路通行的影響的評價指標[1]有：道路飽和度、停車需求、小區出入口設置和交叉口延誤，小區開放的道路網的交通影響程度即可用道路網的交通通暢程度來表示.

3 模型的建立與求解

3.1 道路飽和度

選擇分析的主要道路是小區內主道路及其周邊的道路，周邊道路影響分析對研究的道路進行飽和度(v/c)分析和通行能力分析，由道路網的交通的影響程度和交通的通暢程度[2]表示.城市道路路段的設計通行能力[2]為：

Na=N0·γ·η·C·n

式中：Na—一條機動車車道的設計通行能力(pcu/h)；γ—自行車影響系數；η—車道寬系數；C—交叉口系數；n—車道數系數.

由小區開放的高峰小時項目交通量，可以用來評價小區周邊路網的服務水平(LOS).若路網的交通供應容量為C，需求量V為項目交通量，則路網的通暢程度公式[3]為：

LOS=V/C

結合實踐中的調查和分析，結合上述公式計算，得出如表1的結果：

表1 道路飽和度的交通通暢程度對應表及其描述

3.2 停車需求

小區的停車需求[4]一般可分為小區內部停車場和外來車輛停車場，對于內部停車場可根據不同功能的設置要求，路上的交通停車占據道路的有效寬度，對正常的通行產生阻礙，進而對交通通行的能力產生負面的影響.

停車影響指標公式[5]為：

其中IP為停車影響指標，DP為高峰小時停車需求，SP為所配建停車位數量

當IP≤1時，車位供給滿足需求，當IP>1時，所配建的停車泊位不能滿足停車需求，需要轉移到其他停車場.

表2為停車影響程度表[6]，通過停車影響指標IP與表2對比可得出對停車的影響等級，同時對應出停車的綜合評價指數FP,通過查閱文獻[7]可以看出停車場中一般庫房與停車面積利用率以70%～80%為宜，而且利用率太高不利進出，因此停車場的利用率最佳為80%.

表2 停車需求的評價及其影響

3.3 小區出入口設置

小區的出入口[7]對交通路段產生的主要干擾是遠側左轉駛入車輛穿過車道產生和近測左轉駛出車輛穿過車道產生的.左轉車輛穿車道時，對向車流的密度大，等待間隙的同時會占用車道，影響本方向通行，如果強行穿過車道，會造成對向行駛車輛的堵塞，甚至導致交通事故.

左轉進入小區支路受到交通秩序的影響大，因此以左轉進入小區的支路作為對出入口的分析[8].車輛在出入口通行時從右進入或出來對干路的影響比較小，在此處不做考慮.

應考慮通行車輛左轉進入小區支路干擾因素：干路和支路的車流量、出入口位置、左轉強度和車輛通行速度.

假設小區出入口處路段上的車輛通行服從泊松分布[9]，那么車頭時距h服從負指數分布，小區周邊道路車流的到達率為λ(輛/s).記一輛左轉車穿過對向直行車流是直行車流的最小車頭時距是?，多輛車左轉連續進入小區車道的最小車頭時距為?0，則周邊道路上車流允許其他車輛左拐橫穿的區段出現的概率為：

P(h≥?)=e-λ?

周圍道路上不允許其他車輛左拐橫穿的區段出現的概率為：

P=(h

(1)小區出入口道路通行能力：

假設左轉進入出入口的車輛可以排隊等待，則在1h內理論左轉通過的最大車輛數：

實際的通行能力還與小區周圍道路車流分布和左轉進入的排隊空間等因素有關.

(2)小區周圍直行道路的平均車頭時距的計算

周圍直行道路車輛車頭時距在t～t+dt之間出現的概率為：

P(h≥t)-P(h≥t+dt)=e-λt-e-λ(t+dt)≈λe-λtt·dt

在1h內出現的總時間為：

(3)左轉車輛平均延誤：

通過以上的公式計算，可以定量化分析出小區周邊道路車輛是否能暢通通過進出口，同時可以反映出車輛通過出入口對周邊道路交通產生的干擾程度及交通的順暢程度.

由此可知：小區進口道方向的城市車道加設減速設施,以降低小區出入口附近的行車速度,為車輛出入小區提供時間空隙.

(1)小區的出入口與交通的情況結合，多數出入口設置在支路上.這樣可以為主道路減少負擔.

(2)小區的出入口要與臨街的交叉口保持一定的距離，也要與相鄰的建筑物保持著一定的距離.

(3)小區出入車道應該與臨近道路的角度接近90°.相互交叉的車流呈直角交叉，兩者的相對速度最小，視野最寬闊.

3.4 交叉口延誤

小區內部存在多條交通道路且會與小區外部周邊道路相連，因此形成了交叉口.小區開放后，其周邊主路上進出小區的交叉路口的車輛會增加.交通高峰期間往往就會形成交叉口延誤.

選取交叉口為評價指標，能夠合理地計算評價小區開放對周邊道路通行的影響.根據HCM(美國通行能力手冊),信號交叉口延誤的計算公式[10]為：

式中：C：周期時長；d：車道組每車平均停車延誤，s/輛；λ：車道組交通信息比；q：進口道的到達流率；c：車道通行能力；X：其值等于q/c；

將所有車道的延誤加權平均，所求得交叉口的平均延誤[11]：

其中：D：交叉口的平均延誤；di：進口道i的平均延誤；qi：進口道i的到達流率；

由公式計算所得：

表3 交叉口延誤與交通通暢程度描述

4 結束語

住宅區的規劃設計是由社會的現狀和區域環境所決定的.如果只從某一要素、層面與角度來考慮的話,孤立的研究住區交通體系,得出的結論都是片面而不完整的，因此從所建立的指標受到因素影響，考慮比較全面.

通過選取了道路飽和度、停車需求、小區出入口設置和交叉口延誤作為合適的評價體系，小區開放的道路網的交通影響程度由道路網的交通通暢程度來表示，對小區開放對周邊道路的影響作出了評價.通過合適的指標對交通道路通暢程度等級來表示影響結果，結果較為精確可靠，建立模型的計算分析結果可以有效分散主道路的交通量，有效減少交通堵塞和擁擠的次數，較為清楚地反映小區周邊道路的狀況，可以對小區開放道路進行設計和管理，可以用于現實實踐中，對于我國以后開放小區的影響評估研究提供了定量依據.

[1]周榮.城市交通擁擠對策研究[J].珠江現代建設,2010(5)：35-38.

[2]李向朋.城市交通擁堵對策—封閉型小區交通開放研究[D].長沙理工大學,2014.

[3]劉杰,劉襄楠.開放小區實現的現行法路徑[J].山西青年,2016(19)：122.

[4]馬小鳳.開放型住區實證研究[D].華中科技大學,2013.

[5]ZhaoY.FROMPLANNINGTOMARKET：THESHIFTOFTHEROAD-LANDUSEMODE[J].CityPlanningReview，2002.

[6]葉彭姚,陳小鴻.基于交通效率的城市最佳路網密度研究[J].中國公路學報,2008,21(4)：94-98.

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[8]龔奇才.基于GIS的物流園區交通影響分析[D].華中科技大學，2006.

[9]Burton，MitchellLEA.InclusiveUrbanDesign：StreetsforLife[J].SustainMagazine，2006.

[10]美國交通工程師協會.交通能力手冊[Z].1994：417-436.

[11]徐良杰，王煒，俞斌.信號交叉口非機動車及行人交通控制研究[J].交通運輸工程與信息學報，2004，2(2)：102-108.

[責任編輯：王 軍]

The evaluation index system of community open impact on road passage

WANG Zhen1，LU Libin1，WANG Fangkai2

(College of Mathematics and Statistics,Fuyang Normal College，Fuyang 236037,China)

Community gradually opening up has aroused extensive attention and discussion，open area can reach the optimization of network structure，increase road capacity，the purpose of improving traffic conditions，as well as improve effectiveness.To take into account a multitude of factor,and the establishment of an evaluation of the impact of the block’s openness to surrounding roads system：road saturation degrees，parking demand，residential entrance setup and intersection delay，by the road network traffic flow the extent to which the area open to the influence of surrounding roads.By the results of the traffic flow of income level of hierarchy，a description of results more clearly reflected the block situation of the surrounding roads.

road saturation；parking demand；residential gateway settings；intersection delay；degree of traffic flow

2016-12-28

國家級大學生創新創業訓練計劃(201610371013)；阜陽師范學院質量工程項目(2041JXT01)；阜陽師范學院本科生科研課題(BKSKY2016238，BKSKY2016245)

王真(1994—)，女，阜陽師范學院在讀本科，主要從事數學與應用數學的研究.

O242

A

1672-3600(2017)09-0007-04