小區開放對道路通行影響研究

陶劍++劉倩

摘要：指出了在快速發展的時代，存在小區封閉導致的交通堵塞問題。通過對小區開放選取合適的指標，運用模糊綜合評價法對小區開放建立了數學模型。通過定義各個指標的功效系數和隸屬度，利用模糊統計方法計算了各個指標的權重值，進而計算綜合評價值，并對片塊式布局和圍合式布局兩種不同類型小區開放前后對周邊道路通行產生的影響進行了評價，最終結合各個類型小區評價結果對小區開放給出了一些合理化的建議。

關鍵詞：模糊綜合評價；道路網密度；交叉口等待時間；V/C以及車輛通行量

中圖分類號：TU256

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）16016003

1引言

交通堵塞已成為當今社會的一個嚴重問題，因此，建設開發型小區已經被提上日程。優化路網結構，提高道路通行能力，改善交通狀況問題非常必要。開放小區會誘發新的交通需求，對導致周邊小區的交通設施以及整個交通路網的服務水平或多或少的變化，筆者首先利用模糊綜合評價方法，結合影響道路交通的幾個指標，對其進行綜合評價，并對不同類型小區進行統計計算小區開發前后對其周圍交通帶來的影響。

2評價指標的選擇

考慮到小區開放可能對周邊交通產生影響，道路通行能力、道路面積等，討論小區的指標一般可以從車速、流量、延誤時間，道路狀況，小區結構，周邊處紅綠燈設置情形等，為建立合理地小區開放指標評價指標，通過查找相關資料，客觀地給出如下4個評價指標。

2.1道路網密度

道路網密度是城市道路總長度與道路用地總面積之比，干道路密度是指城市主次干道總長與城市用地總面積之比，其計算公式為：

W=∑LjF，Wn=∑LiF（1）

式（1）中，W，道路網密度（km/km2）；Wn，干道網密度，（km/km2）；Lj，Li，主、次干道各路段長度（km），F為小區建成區用地面積。

干路道網密度越大，交通聯系越便捷，道路網密度既能體現城市道路網建設的數量和水平又能反映城市路網布局質量的合理與均衡，是評價小區開放后路網結構的理想指標之一。

2.2交叉口延誤時間

交通高峰時段，在眾多城市主干道的交叉口，長長的車隊等待著綠燈放行是司空見慣的現象。一般而言，進入交叉口的車輛，由于受到交通信號燈的作用，往往要改變行車狀態。

交叉口平均延誤時間計算表達式：

d1=0.5T（1-tgT）1-[min（1，x）·tgT]（2）

式（2）中：T，信號周期長度；tg，有效綠燈時間；x，車道組V/C或飽和度。

2.3交通量

單位時間內通過道路上指定斷面的最大車輛數即交通量，是度量道路疏導交通能力的指標，在正常運行狀況下，當交通量比較小時，車速高，呈自由流狀態；隨車輛的增加，運行狀況惡化，當交通量比較大時，車速降低，呈強制流狀態，出現交通擁堵。

各個時間段的交通量PHF反映了交通量變化的特征，當PHF已知時，也可以用它把轉變為小區周邊道路各個時間段的的最大交通量。交通量通行量表達式：

Ei=ViPHF，i=1，2，…（3）

式（3）中，PHF，各個時間段小時的平均系數（假定為常數）；Vi，各個時間段的平均交通量；Ei，各個時間段的通行流率。

2.4道路飽和度（V/C ）

道路飽和度表達式：

VC=∑Vi/Cin （4）

道路飽和度是反映道路服務水平的重要指標之一， 其計算公式即為人們常說的V/C，其中V為最大交通量，C為最大通行能力。飽和度值越高，代表道路服務水平越低。由于道路服務水平、擁擠程度受多方面因素的制約。

3模型建立與求解

3.1確定評判因素集

N={道路網密度，交叉口延誤時間，V/C，通告能力}={N1，N2，N3，N4}。

3.2確定因素的評判集

針對上述四個因素，都可以給出由好、較好、一般和差這四個元素組成的評判集（表1）。

Z={好，較好，一般，差}={Z1，Z2，Z3，Z4}

3.3確定各個因素的權重

通過對小區周邊情況的調查，對4個因素集定義并通過專家分析和周邊小區的數據調查結構，對4個因素設立隸屬度函數，計算4個因素的權重w={w1，w2，w3，w4}。

3.4確定各因素的指標值

采用模糊統計方法確定評判因素集中的4個評價指標對應的評判集中4個指標的評判指標值。

模糊統計方法是基于模糊統計實驗基礎上的隸屬度函數的方法確定，假設觀察n次模糊統計實驗，隨著n的不斷增多，當其頻率穩定時，對應的穩定值為x0對A的指標值，對比指標準，給出相應的指標值。

例如V/C的指標值是根據美國的《通行能力手冊》將道路的服務水平根據飽和度等指標的不同

分為六級（具體分級標準可參考該手冊，此處從略）。我國則一般根據飽和度值將道路擁擠程度、服務水平分為如下五級（表2）。

3.5模型建立

綜合評價指數模型如下：

Z=∑4i=1wiNi（5）

陶劍，等：小區開放對道路通行影響研究

地理與規劃

4兩個不同類型小區的定量評價

通過兩種不同類型的小區設置了開放形式或者設置出入口位置，建立的數學模型，定量的比較小區開放前后對周邊交通的影響。

4.1片塊式布局

本模型以某中央商務區的核心區域開放前后為例，該小區在規劃形式上采用了片塊式結構，可以以此為例討論片塊式布局小區的開放對周邊環境的影響。endprint

通過對小區開放前后不同時間段交叉口延誤時間的調查數據（表3）

計算出小區開放前的延誤時間d1=33.25，d2=30.65得出對于的指標值為N2=0.5，此小區開放前后對交叉口的延誤時間沒有大大的影響。

指小區內開放前后小汽車在8：00-20：00之間的V/C值變化值，V/C值等于各時間段的小汽車與小汽車總出行量之比。通過對小區開放前后V/C變化值（表4）

計算其加權平均值，從而得出小區開放前后的數值分別為0.28和0.31，對應的功效值均為0.7，開放前后此小區的道路飽和度受到沒有太大的影響。

根據專家統計片狀式布局對周邊環境的影響的數據，利用模糊統計的方法計算得到此類小區開放道路網密度和交叉口延誤時間的權重相對于V/C和車流量比較小，所以定義區權重分別為w1=0.2，w2=0.2，w3=0.3，w4=0.3，結合小區的各項指標值的計算，得到片式布局小區開放前后通過車輛各指標（表5）。

通過建立的數學模型得到小區封閉和開放時的綜合評價值：

Z1=∑4i=1MiNi=0.2*0.5+0.2*0.7+0.3*0.5+0.3*0.6=0.57∈（0.4，0.6]（6）

Z2=∑4i=1MiNi=0.2*0.6+0.2*0.7+0.3*0.5+0.3*0.7=0.62∈（0.6，0.8]（7）

對評判集可得片塊狀布局小區在開放前后有一點影響但是影響不大，可以描述為： V/C值和延誤時間對小區封閉和開放的道路通行影響不大，道路網密度和交通量有明顯影響；當V/C值與延誤時間保持定量時，道路網密度和交通量均有明顯的改善，評判等級也有提升，所以片塊式小區開放影響程度好。

4.2圍合式布局

本模型以某市的高新技術開發區，周圍設有學校、醫院、大型超市以及其他的公共設施場所，平時小區的出入交通量不會太負荷，所以不易導致因交通堵塞而使延誤時間增加。但是在上下班高峰期就很難估計，為此以通過排隊長度而導致的延誤時間和交通量為主要評價指標來考慮該小區封閉和開放對道路通行的影響。該小區在規劃形式上以圍合式結構建立，整體建筑規模類似于圓形，中間內部以綠化地帶的行式存在。在該小區內部的行車路線同交通規則，也有固定的方向（逆時針），為此作出模型簡化圖（圖1）。

圖1小區內部模型簡化示意

利用跟片狀式布局一樣的統計方法，根調查圍合式布局對周邊環境的影響的數據，利用模糊統計的方法計算得到此類小區開放道路網密度和V/C的權重相對于交叉口延誤時間和車流量比較小，所以定義區權重分別為ω1=0.2，ω2=0.3，ω3=0.2，ω4=0.3，結合小區的各項指標值的計算，得到圍合式布局小區開放前后通過車輛各指標值（表6）。

通過建立的數學模型得到小區封閉和開放時的綜合評價值：

Z1=∑4i=1MiNi=0.2*0.5+0.3*0.3+0.5*0.2+0.4*0.3=0.41∈（0.4，0.6]（8）

Z2=∑4i=1MiNi=0.5*0.2+0.6*0.3+0.5*0.3+0.4*0.3=0.55∈（0.4，0.6]（9）

依據功效值對評判集可得片塊狀布局小區在開放前后有一點影響但是影響不大，可以描述為：V/C值、延誤時間和交通量對小區封閉和開放的道路通行影響不大，小區封閉功效系數較小，小區開放功效系數較大，所以小區開放對道路通行的影響較大，但評價等級沒有發生變化，故圍合式小區開放后影響程度一般。

4.3結果分析

片塊式小區開放影響程度較好，圍合式小區開放后影響程度一般。

2017年8月綠色科技第16期

5結語

由于選取影響交通的指標不同，不同類型的小區開放對周圍的交通影響不同。而且為了簡化模型的求解，筆者對道路狀況的影響因素僅是考慮了四個主要指標因素，這可能會對小區開發對周圍交通情況的影響可能與實際存在一定的誤差，所以繼續研究可以選擇更多的指標和類型小區繼續深入討論，可以為各位學者研究的提供參考。

參考文獻：

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