小区开放对道路通行影响研究

2017-09-22陶剑刘倩

绿色科技 2017年16期

陶剑++刘倩

摘要：指出了在快速发展的时代，存在小区封闭导致的交通堵塞问题。通过对小区开放选取合适的指标，运用模糊综合评价法对小区开放建立了数学模型。通过定义各个指标的功效系数和隶属度，利用模糊统计方法计算了各个指标的权重值，进而计算综合评价值，并对片块式布局和围合式布局两种不同类型小区开放前后对周边道路通行产生的影响进行了评价，最终结合各个类型小区评价结果对小区开放给出了一些合理化的建议。

关键词：模糊综合评价；道路网密度；交叉口等待时间；V/C以及车辆通行量

中图分类号：TU256

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）16016003

1引言

交通堵塞已成为当今社会的一个严重问题，因此，建设开发型小区已经被提上日程。优化路网结构，提高道路通行能力，改善交通状况问题非常必要。开放小区会诱发新的交通需求，对导致周边小区的交通设施以及整个交通路网的服务水平或多或少的变化，笔者首先利用模糊综合评价方法，结合影响道路交通的几个指标，对其进行综合评价，并对不同类型小区进行统计计算小区开发前后对其周围交通带来的影响。

2评价指标的选择

考虑到小区开放可能对周边交通产生影响，道路通行能力、道路面积等，讨论小区的指标一般可以从车速、流量、延误时间，道路状况，小区结构，周边处红绿灯设置情形等，为建立合理地小区开放指标评价指标，通过查找相关资料，客观地给出如下4个评价指标。

2.1道路网密度

道路网密度是城市道路总长度与道路用地总面积之比，干道路密度是指城市主次干道总长与城市用地总面积之比，其计算公式为：

W=∑LjF，Wn=∑LiF（1）

式（1）中，W，道路网密度（km/km2）；Wn，干道网密度，（km/km2）；Lj，Li，主、次干道各路段长度（km），F为小区建成区用地面积。

干路道网密度越大，交通联系越便捷，道路网密度既能体现城市道路网建设的数量和水平又能反映城市路网布局质量的合理与均衡，是评价小区开放后路网结构的理想指标之一。

2.2交叉口延误时间

交通高峰时段，在众多城市主干道的交叉口，长长的车队等待着绿灯放行是司空见惯的现象。一般而言，进入交叉口的车辆，由于受到交通信号灯的作用，往往要改变行车状态。

交叉口平均延误时间计算表达式：

d1=0.5T（1-tgT）1-[min（1，x）·tgT]（2）

式（2）中：T，信号周期长度；tg，有效绿灯时间；x，车道组V/C或饱和度。

2.3交通量

单位时间内通过道路上指定断面的最大车辆数即交通量，是度量道路疏导交通能力的指标，在正常运行状况下，当交通量比较小时，车速高，呈自由流状态；随车辆的增加，运行状况恶化，当交通量比较大时，车速降低，呈强制流状态，出现交通拥堵。

各个时间段的交通量PHF反映了交通量变化的特征，当PHF已知时，也可以用它把转变为小区周边道路各个时间段的的最大交通量。交通量通行量表达式：

Ei=ViPHF，i=1，2，…（3）

式（3）中，PHF，各个时间段小时的平均系数（假定为常数）；Vi，各个时间段的平均交通量；Ei，各个时间段的通行流率。

2.4道路饱和度（V/C ）

道路饱和度表达式：

VC=∑Vi/Cin （4）

道路饱和度是反映道路服务水平的重要指标之一，其计算公式即为人们常说的V/C，其中V为最大交通量，C为最大通行能力。饱和度值越高，代表道路服务水平越低。由于道路服务水平、拥挤程度受多方面因素的制约。

3模型建立与求解

3.1确定评判因素集

N={道路网密度，交叉口延误时间，V/C，通告能力}={N1，N2，N3，N4}。

3.2確定因素的评判集

针对上述四个因素，都可以给出由好、较好、一般和差这四个元素组成的评判集（表1）。

Z={好，较好，一般，差}={Z1，Z2，Z3，Z4}

3.3确定各个因素的权重

通过对小区周边情况的调查，对4个因素集定义并通过专家分析和周边小区的数据调查结构，对4个因素设立隶属度函数，计算4个因素的权重w={w1，w2，w3，w4}。

3.4确定各因素的指标值

采用模糊统计方法确定评判因素集中的4个评价指标对应的评判集中4个指标的评判指标值。

模糊统计方法是基于模糊统计实验基础上的隶属度函数的方法确定，假设观察n次模糊统计实验，随着n的不断增多，当其频率稳定时，对应的稳定值为x0对A的指标值，对比指标准，给出相应的指标值。

例如V/C的指标值是根据美国的《通行能力手册》将道路的服务水平根据饱和度等指标的不同

分为六级（具体分级标准可参考该手册，此处从略）。我国则一般根据饱和度值将道路拥挤程度、服务水平分为如下五级（表2）。

3.5模型建立

综合评价指数模型如下：

Z=∑4i=1wiNi（5）

陶剑，等：小区开放对道路通行影响研究

地理与规划

4两个不同类型小区的定量评价

通过两种不同类型的小区设置了开放形式或者设置出入口位置，建立的数学模型，定量的比较小区开放前后对周边交通的影响。

4.1片块式布局

本模型以某中央商务区的核心区域开放前后为例，该小区在规划形式上采用了片块式结构，可以以此为例讨论片块式布局小区的开放对周边环境的影响。endprint

通过对小区开放前后不同时间段交叉口延误时间的调查数据（表3）

计算出小区开放前的延误时间d1=33.25，d2=30.65得出对于的指标值为N2=0.5，此小区开放前后对交叉口的延误时间没有大大的影响。

指小区内开放前后小汽车在8：00-20：00之间的V/C值变化值，V/C值等于各时间段的小汽车与小汽车总出行量之比。通过对小区开放前后V/C变化值（表4）

计算其加权平均值，从而得出小区开放前后的数值分别为0.28和0.31，对应的功效值均为0.7，开放前后此小区的道路饱和度受到没有太大的影响。

根据专家统计片状式布局对周边环境的影响的数据，利用模糊统计的方法计算得到此类小区开放道路网密度和交叉口延误时间的权重相对于V/C和车流量比较小，所以定义区权重分别为w1=0.2，w2=0.2，w3=0.3，w4=0.3，结合小区的各项指标值的计算，得到片式布局小区开放前后通过车辆各指标（表5）。

通过建立的数学模型得到小区封闭和开放时的综合评价值：

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）

对评判集可得片块状布局小区在开放前后有一点影响但是影响不大，可以描述为： V/C值和延误时间对小区封闭和开放的道路通行影响不大，道路网密度和交通量有明显影响；当V/C值与延误时间保持定量时，道路网密度和交通量均有明显的改善，评判等级也有提升，所以片块式小区开放影响程度好。

4.2围合式布局

本模型以某市的高新技术开发区，周围设有学校、医院、大型超市以及其他的公共设施场所，平时小区的出入交通量不会太负荷，所以不易导致因交通堵塞而使延误时间增加。但是在上下班高峰期就很难估计，为此以通过排队长度而导致的延误时间和交通量为主要评价指标来考虑该小区封闭和开放对道路通行的影响。该小区在规划形式上以围合式结构建立，整体建筑规模类似于圆形，中间内部以绿化地带的行式存在。在该小区内部的行车路线同交通规则，也有固定的方向（逆时针），为此作出模型简化图（图1）。

图1小区内部模型简化示意

利用跟片状式布局一样的统计方法，根调查围合式布局对周边环境的影响的数据，利用模糊统计的方法计算得到此类小区开放道路网密度和V/C的权重相对于交叉口延误时间和车流量比较小，所以定义区权重分别为ω1=0.2，ω2=0.3，ω3=0.2，ω4=0.3，结合小区的各项指标值的计算，得到围合式布局小区开放前后通过车辆各指标值（表6）。

通过建立的数学模型得到小区封闭和开放时的综合评价值：

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）

依據功效值对评判集可得片块状布局小区在开放前后有一点影响但是影响不大，可以描述为：V/C值、延误时间和交通量对小区封闭和开放的道路通行影响不大，小区封闭功效系数较小，小区开放功效系数较大，所以小区开放对道路通行的影响较大，但评价等级没有发生变化，故围合式小区开放后影响程度一般。

4.3结果分析

片块式小区开放影响程度较好，围合式小区开放后影响程度一般。

2017年8月绿色科技第16期

5结语

由于选取影响交通的指标不同，不同类型的小区开放对周围的交通影响不同。而且为了简化模型的求解，笔者对道路状况的影响因素仅是考虑了四个主要指标因素，这可能会对小区开发对周围交通情况的影响可能与实际存在一定的误差，所以继续研究可以选择更多的指标和类型小区继续深入讨论，可以为各位学者研究的提供参考。

参考文献：

[1]

胡程，邹云志，梅亚楠，等.城市道路网规划评价指标体系研究[J].华中科技大学学报，2006，23（2）：98～101.