基于帕累托最優(yōu)的小區(qū)開放優(yōu)化以及合理性建議

孫鵬程++朱相慧++王天楊

摘 要：2016年國務院發(fā)布關于推廣街區(qū)制的條文，原則上不再建設封閉住宅小區(qū)，并對小區(qū)進行逐步開放。該文用圖像模擬普通小區(qū)開放后的小區(qū)支路與干路組成的交通網(wǎng)絡為背景，利用帕累托最優(yōu)條件對小區(qū)支路的限制車速及設計間隔最優(yōu)配比進行研究，最終得出了路口設置間隔與支路限制車速的最佳配比，并根據(jù)國情對小區(qū)開放提出了合理性建議。

關鍵詞：小區(qū)開放 帕累托最優(yōu) 交通網(wǎng)絡

中圖分類號：F720 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（c）-0244-02

帕累托最優(yōu)，或者帕累托效率，是指資源分配最終達成的一種理想的狀態(tài)，小區(qū)開放對于小區(qū)居民來講，可能會造成時間和空間上的不便利，但對于整個城市的交通改善卻是十分有利的，該文為權衡雙方之間的利弊，采用帕累托理念，解決該問題。

1 操作步驟

（1）自干路與小區(qū)設置開始點出發(fā)，在圍繞小區(qū)的干路上以的間隔距離均勻地設置個支干交叉口，并對每個交叉口進行分別編號，如圖1編號所示。

（2）將在該地段同向行駛的汽車分為兩類，一類為始終在干路上行駛的汽車，另一類為經(jīng)過小區(qū)最終回到干路并且能夠與干路上的車輛到達同一目的地的汽車。

（3）測算一段時間內(nèi)通過該地段同向行駛的汽車總數(shù)n，則始終在干路上行駛的車輛數(shù)為，經(jīng)過路口并最終到達路口的車輛數(shù)為，則有。

（4）對行駛的汽車通過該地段的總時間進行研究，假設所有車輛逢路口必停車，為保證車輛行駛效率，使得車輛在兩次紅燈間隔內(nèi)必能達到車輛行駛車道最大速度，設在干路上行駛的車輛的最大速度為，在小區(qū)內(nèi)支路上行駛的最大速度為，則干路上汽車等待紅燈的時間為（為汽車的平均啟動加速度），支路上汽車等待紅燈的時間為，汽車在紅燈前停車與加速時的時間也應考慮在內(nèi)，其中在干路上剎車及啟動并達到最大速度的時間為（其中為汽車的平均制動加速度），由以上關系能夠得出，始終在干路上行駛所有車輛的時間為：，干路支路交叉行駛的車輛總時間為：

根據(jù)上文中車流量與車速的關系求得干路的車速，其具體實現(xiàn)公式為：

依據(jù)以上求得數(shù)據(jù)可對支路車速，及支干交叉路口設計間隔進行模型優(yōu)化，根據(jù)帕累托最優(yōu)概念，可得當支路汽車行駛的時間和干路上汽車行駛的時間近似相等時，達到一種均衡狀態(tài)，即此時人們的道路出行效率與公平是均衡的。基于以上調(diào)查數(shù)據(jù)和帕累托最優(yōu)理念，可以得到以下優(yōu)化公式：

由以上公式，可求出在支路與干路效率公平最大化前提下，路口設置間隔與支路限制車速的最佳配比。

根據(jù)優(yōu)化結果，該文提出以下幾點合理性建議。

（1）小區(qū)開放可以依據(jù)其車輛運行高峰期或者天氣因素等進行分時段開放。

（2）在小區(qū)繁忙路段可以設置道路通行等或者設置交通站臺來管制小區(qū)內(nèi)交通運行。

（3）對于公交設施，由于其在道路上行駛對其他車輛的影響及小區(qū)開放道路寬度與實際干路的相差較遠的限制，建議公交設施暫不引入開放小區(qū)。

參考文獻

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