小區(qū)開(kāi)放優(yōu)化道路通行能力的研究

楊興業(yè) 王培亮

摘要：本文以國(guó)務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見(jiàn)》為背景，從小區(qū)開(kāi)放這一角度，旨在研究小區(qū)開(kāi)放對(duì)道路通行能力的影響，為了對(duì)這一抽象概念進(jìn)行科學(xué)有效的定量評(píng)估，我們按照一定的原則，選取合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別從車(chē)輛通行，小區(qū)結(jié)構(gòu)，周邊道路結(jié)構(gòu)以及車(chē)流量這些角度建立數(shù)學(xué)模型，研究小區(qū)開(kāi)放對(duì)道路通行能力的優(yōu)化問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：道路設(shè)施服務(wù)水平 黑箱模型 城市道路 車(chē)輛平均延誤 微循環(huán)交通系統(tǒng)

一、基本假設(shè)

1.各車(chē)輛行駛完全按照交通法規(guī)，交通事故在題設(shè)模型內(nèi)發(fā)生概率為0。

2.城市道路以及小區(qū)內(nèi)部道路規(guī)格尺寸完全符合《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》。

二、模型建立與求解

2.1模型的建立

我們采取控制變量法將問(wèn)題一的評(píng)價(jià)指標(biāo)簡(jiǎn)單歸納為道路飽和度和車(chē)輛平均延誤指標(biāo)，來(lái)建立車(chē)輛通行模型，研究小區(qū)開(kāi)放后對(duì)周?chē)缆返挠绊懀鞘械缆贩譃槿?lèi)級(jí)別，其中主干道是城市車(chē)輛通行的主要道路，在所有交叉口安裝信號(hào)燈采用信號(hào)控制；次干道一般位于城市道路運(yùn)輸繁忙區(qū)域之外，不安裝信號(hào)燈進(jìn)行信號(hào)控制；支干道則是指已經(jīng)開(kāi)放的小區(qū)內(nèi)部道路。本文所研究的范圍是城市流量大和城市各種設(shè)施基本完善的區(qū)域，將小區(qū)尺寸定義為最為常見(jiàn)的1km*1km的正方形小區(qū)。

不同規(guī)模小區(qū)周?chē)牡缆贩植疾幌嗤?，其所臨城市主干道交叉口的多少亦無(wú)固定值，為此，我們考慮最簡(jiǎn)單的四交叉口包圍一小區(qū)的道路模型，如圖2.1

以道路飽和度，車(chē)輛平均延誤為指標(biāo)的車(chē)輛通行模型，將不同車(chē)流量作為自變量輸入模型，模型經(jīng)過(guò)已經(jīng)輸入的公式自行運(yùn)算，最終輸出以車(chē)流量為自變量；飽和度，車(chē)輛平均延誤為因變量的平面直角坐標(biāo)變化折線圖。這種模型，我們定義為“黑箱模型”。

模型只需輸入不同等級(jí)對(duì)應(yīng)的道路通行量，“黑箱模型”即可根據(jù)下列模型內(nèi)部計(jì)算機(jī)理進(jìn)行計(jì)算，輸出以車(chē)流量為自變量，以飽和度，車(chē)輛平均延誤為因變量的平面直角坐標(biāo)變化折線圖。

2.2模型的求解

通過(guò)MATLAB計(jì)算主干道，次干道，支干道道路通行能力，C1，C2，C3。首先，以車(chē)流量為自變量，車(chē)流量從0開(kāi)始以10的單位遞增量增加至500，根據(jù)以上公式計(jì)算道路飽和度，然后，根據(jù)已經(jīng)計(jì)算得出的道路飽和度，將其代入信號(hào)控制交叉口延誤時(shí)間，或者無(wú)信號(hào)控制交叉口延誤時(shí)間公式，計(jì)算得出車(chē)輛平均延誤時(shí)間。最后，做出小區(qū)周邊道路車(chē)流量與道路綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)平面直角坐標(biāo)折線圖，對(duì)小區(qū)開(kāi)放對(duì)道路通行的影響進(jìn)行對(duì)比分析。

2.3模型的優(yōu)化

小區(qū)開(kāi)放雖然增加了車(chē)輛行駛的平均路線長(zhǎng)度，但在停車(chē)延誤時(shí)間方面有所減小，整體上提高了車(chē)輛行駛過(guò)程中平均速度，同時(shí)改善了城市主干道的道路通行能力，承擔(dān)了一部分的道路交通壓力，為此，我們向城市規(guī)劃和交通管理部門(mén)提出以下建議：

1.建立城市微循環(huán)交通系統(tǒng)

我國(guó)現(xiàn)有的封閉型小區(qū)，多由單位大院過(guò)渡而來(lái)，表現(xiàn)為“順而不穿，穿而不暢”，城市中不乏寬而長(zhǎng)的道路主干道，但路網(wǎng)密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及一級(jí)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，多數(shù)城市的交通規(guī)劃的存在詬病，城市特殊區(qū)域功能劃分和路網(wǎng)結(jié)構(gòu)布局不合理，根據(jù)前三個(gè)問(wèn)題的分析，我們得知提高城市的支路密度，擴(kuò)大道路面積，可以有效地緩解道路交通壓力，在城市規(guī)劃方面，應(yīng)建立城市微循環(huán)交通系統(tǒng)，通過(guò)連接封閉式住宅小區(qū)內(nèi)的端頭路或增加小區(qū)主道路的開(kāi)放程度來(lái)增加支路密度，利用交通管理的手段使交通有序運(yùn)行，進(jìn)一步緩解交通壓力。對(duì)于新建小區(qū)在保證行人安全出行的前提下，其內(nèi)部道路資源充足，主道路的寬度和形狀有利于交通開(kāi)放。

2.“居住小區(qū)”晉升為“居住街區(qū)”

另一方面，基于我國(guó)基本國(guó)情和發(fā)展?fàn)顩r考慮，我國(guó)現(xiàn)有的城市模式大多以為“封閉式”、“院落式”為主，講究大馬路，大廣場(chǎng)，大社區(qū)等將城市分割開(kāi)來(lái) ，而目前在西方國(guó)家，城市通常采用街區(qū)制的規(guī)劃方式，城市街區(qū)面積越小，道路網(wǎng)絡(luò)越密集，就可以承擔(dān)相當(dāng)大比例范圍的非機(jī)動(dòng)車(chē)和行人的通行壓力，大大加快城市主干道行車(chē)速度并減少停車(chē)時(shí)間延誤，這對(duì)于中國(guó)目前的大規(guī)模城市建設(shè)不無(wú)啟示，住區(qū)應(yīng)是城市的有機(jī)組成部分，而不是獨(dú)立于城市空間，城市交通的“城中城”，為此，我們要強(qiáng)化住區(qū)與城市的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)二者功能的互補(bǔ)，特呼吁“小區(qū)建設(shè)回歸城市”。

3.改善小區(qū)出入口

眾所周知，隨著主干道兩邊支路的增多，道路的通行能力會(huì)有所下降，為此，設(shè)計(jì)交叉口時(shí)應(yīng)盡量選擇正交，轉(zhuǎn)彎半徑到達(dá)10m，司機(jī)才能具有具有良好的視距，在開(kāi)通新的小區(qū)出口時(shí)應(yīng)多于城市原有的交通組織相結(jié)合，將多數(shù)小區(qū)的出入口設(shè)置在城市的支路上。由其承擔(dān)匯集與分散交通量的功能，為沿線的主次道路減少功能性負(fù)擔(dān)。同時(shí)，交通管理部分應(yīng)在在出入口設(shè)置合理的人行橫道，道路安全標(biāo)志，減速帶等公共安全設(shè)施。

三、模型的評(píng)價(jià)

3.1 綜述

本文選用了道路服務(wù)設(shè)施水平這一評(píng)價(jià)體系，在無(wú)數(shù)據(jù)的情況下建立了“黑箱模型”，根據(jù)不同的道路模型，在不同的車(chē)流量條件下，分析出小區(qū)開(kāi)放后對(duì)城市道路通行能力有了明顯的改善。

3.2 模型的優(yōu)點(diǎn)

1.科學(xué)的選用了道路服務(wù)設(shè)施水平這一評(píng)價(jià)體系，建立了合理的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，很好的解決了小區(qū)開(kāi)放對(duì)周邊道路通行能力的影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 祝付玲.城市道路交通擁堵評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[D].東南大學(xué)，2006.04

[2] 李向鵬.城市交通擁堵對(duì)策——封閉性小區(qū)交通開(kāi)放研究[D].長(zhǎng)沙理工大學(xué)，2014.04.09.9-12.

（作者單位：鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院）