康素梅

摘要：本文主要討論了小區(qū)開放后對(duì)周邊道路的影響，通過運(yùn)用微觀交通流仿真軟件VISSIM、路網(wǎng)可靠度評(píng)價(jià)指標(biāo)等數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用了圖表具體比對(duì)小區(qū)開放前后的道路車流量的大小和不同小區(qū)類型的道路開放前后車輛的行駛狀況，并且本文以某地開放小區(qū)為例，結(jié)合實(shí)際情況來分析了開放小區(qū)前后對(duì)周圍道路交通的影響，并得出了開放小區(qū)道路在一定程度上是可以增加路網(wǎng)密度并且緩解原道路交通壓力的，做到了從數(shù)學(xué)角度出發(fā)向有關(guān)部門提出合理并具有科學(xué)依據(jù)的建議。

關(guān)鍵詞：小區(qū)開放；可靠度；交通流；道路通行能力

一、問題分析

早期中國(guó)的機(jī)動(dòng)化水平低下，道路車流量也較為低下。但在高速發(fā)展的今天，城市交通流量也已經(jīng)隨著國(guó)人眼光的放寬而隨之增高。交通道路所要承受的壓力也就日益增大，于是小區(qū)開放就成為了解決城市道路交通擁堵的可行方法之一。

小區(qū)道路開放必定會(huì)擴(kuò)大城市公共交通網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，并從而增強(qiáng)了市道路整體網(wǎng)絡(luò)的性能。通過研究查詢資料發(fā)現(xiàn)，小區(qū)開放后原本的交通系統(tǒng)會(huì)與新系統(tǒng)混合，車流量、道路能提供的通行能力等等都會(huì)影響道路的通行能力。通過對(duì)比，我們選擇路網(wǎng)可靠度這一指標(biāo)來評(píng)價(jià)小區(qū)開放后小區(qū)周邊道路通行能力的變化。

小區(qū)道路的開放影響了城市整體道路交通網(wǎng)絡(luò)，也必然能在一定范圍內(nèi)能解決交通擁堵問題。為研究小區(qū)開放對(duì)道路的影響，本文以某小區(qū)為案例分析，通過運(yùn)用交通仿真計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)模型，在相同時(shí)間段內(nèi)收集到的數(shù)據(jù)來分析不同類型小區(qū)開放前后人們不同交通出行方式下交通的運(yùn)行狀況和選取的小區(qū)周圍主干道路路段的使用者的出行時(shí)間和行程延誤以及車流量的對(duì)比，通過建立表格數(shù)據(jù)并做成折線圖來直觀明確分析小區(qū)開放前后交通的變化。

結(jié)合小區(qū)內(nèi)部的道路結(jié)構(gòu)，小區(qū)開放會(huì)使得道路整體的岔路分支增加，考慮到人們的出行安全問題必定會(huì)相應(yīng)增加岔路口，則必定使得汽車通行時(shí)間增加。因此，我們將測(cè)定、收集并計(jì)算不同岔道口紅綠燈的轉(zhuǎn)換時(shí)間和單位時(shí)間內(nèi)可通行時(shí)不同岔路口（一般小區(qū)內(nèi)部車道主要以單行道或者雙車道為主，）通過統(tǒng)計(jì)固定時(shí)間段的車輛通行數(shù)量，并建模分組比對(duì)討論小區(qū)不同路口的車輛通行情況。由此得出應(yīng)該開放哪些才能盡量減少主干道交通擁堵問題，哪些小區(qū)道路依舊保留給予業(yè)主使用，并以此為給相關(guān)部門的建議的重要依據(jù)。

二、模型的建立與求解

（一）問題一的模型建立與求解

評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇是對(duì)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確合理評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。本文采用的基本原則是將路網(wǎng)看做是一個(gè)有機(jī)整體，在指標(biāo)體系中建立一種應(yīng)有的層次，并選取對(duì)路網(wǎng)研究對(duì)象具有一定代表性的研究的體系，盡可能準(zhǔn)確的表現(xiàn)出反應(yīng)研究對(duì)象特征。小區(qū)開放后的道路交通系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)在一定范圍內(nèi)基本就是取決于路網(wǎng)的供需條件。車流量、小區(qū)開放后對(duì)不同類型道路通行能力的影響、車主出行時(shí)間和行駛車速必然總會(huì)是不定的數(shù)據(jù)量。所以本文基于此城市小區(qū)道路系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)概率型，來選擇應(yīng)用路網(wǎng)可靠度這一評(píng)價(jià)指標(biāo)，用于探究小區(qū)開放對(duì)周邊道路通行的影響。

1.路段運(yùn)行可靠性的分析

路段運(yùn)行可靠度通過對(duì)道路的使用者的主觀感受分析，用以評(píng)價(jià)所駕行道路的使用情況。在本問題解決中用車速來評(píng)價(jià)道路通行狀態(tài)，將路段運(yùn)行可靠性定義為：通常條件下，在規(guī)定的時(shí)段內(nèi)道路上車流運(yùn)行速度在限制車速以上運(yùn)行的概率。

2.交通流運(yùn)行可靠度分析

在小區(qū)開放內(nèi)部交通后其路網(wǎng)對(duì)道路的要求就與開放前有極大的差異。交通流理論是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，通過比對(duì)開放前后車流流量、速度和密度之間關(guān)系，來探究并得出道路運(yùn)行的數(shù)據(jù)。本文利用美國(guó)聯(lián)邦高速公路管理局NG— SIM項(xiàng)目數(shù)據(jù)，對(duì)不同車距的情況下的交通流速度分別進(jìn)行建模，由結(jié)果可得：當(dāng)交通流密度較小時(shí)，速度大致服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布；而交通流密度較大時(shí)，速度更接近于負(fù)指數(shù)分布。經(jīng)過與實(shí)際數(shù)據(jù)的比對(duì)，該結(jié)果十分符合實(shí)際情況。

（二）問題二模型的建立與求解

根據(jù)道路建設(shè)類型、道路管理能力和道路服務(wù)水平的不同，可將道路通行能力分為以下三大塊：基本通行能力、可能通行能力、實(shí)際通行能力?？赡芡ㄐ心芰κ且曰灸芰榛A(chǔ)，并考慮實(shí)際的道路類型和交通狀況，確定其修正基本數(shù)據(jù)，再用修正的數(shù)據(jù)乘上面所說的基本通行能力，就可的到實(shí)際道路通行能力值。

Braess悖論是20世紀(jì)60年代由數(shù)學(xué)家Dietrich Braess提出的，其意義在于人們?cè)谶x擇自己出行最優(yōu)路線時(shí)，可能會(huì)在原有的道路上額外增加新的道路，此種行為實(shí)際上不但沒有減少出行時(shí)間，反而降低了整個(gè)路網(wǎng)的通行能力。

（三）問題三的模型建立與求解

交通仿真是20世紀(jì)60年代以來，采用計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)模型來反映復(fù)雜道路交通現(xiàn)象的交通分析的一種方法。從研究方向上來看，道路交通仿真是對(duì)交通流時(shí)間和空間變化進(jìn)行復(fù)盤的模擬技術(shù)。而其中應(yīng)用較廣的軟件就是由德國(guó)一家公司開發(fā)的微觀交通流仿真軟件系統(tǒng)VISSIM。該軟件系統(tǒng)可結(jié)合小區(qū)周邊道路類型、紅綠燈轉(zhuǎn)換時(shí)間、車輛種類等來分析路網(wǎng)承受能力問題，是有力的分析工具。

小區(qū)交通的開放是以增加路網(wǎng)密集度、提高道路的承受車流量的能力、改善交通擁堵狀況為目的，對(duì)小區(qū)以及周圍交通進(jìn)行強(qiáng)有力的改善。本文中利用了交通仿真模擬的方案評(píng)價(jià)功能，對(duì)不同類型小區(qū)交通開放前后路網(wǎng)的道路車流量進(jìn)行對(duì)比，依據(jù)仿真結(jié)果與現(xiàn)狀的對(duì)比來研究小區(qū)開放后對(duì)道路通行的影響。

三、結(jié)果分析

從兩種類型小區(qū)周邊道路通行結(jié)果可以看出來，出行者總的行駛距離增加了，但總行程時(shí)間和行程延誤降低了，即路網(wǎng)內(nèi)的車輛行駛車速有所提高。從而以上結(jié)果驗(yàn)證了無論是方格型小區(qū)還是環(huán)形小區(qū)，小區(qū)開放確實(shí)可以緩解周邊主、干道路的交通壓力，提高小區(qū)周邊道路通行能力。

四、問題四的解決

根據(jù)前三個(gè)問題的研究結(jié)果，向城市規(guī)劃和交通管理部門提出以下合理化的建議：（一）開放小區(qū)道路此種計(jì)劃應(yīng)以改變大規(guī)模的封閉式小區(qū)為主，以小規(guī)模封閉式小區(qū)為輔。規(guī)模較小的小區(qū)以單行道與雙車道為主，而大型小區(qū)以多車道為主，單行道為輔，將小區(qū)內(nèi)部干道與外部交通路線結(jié)合，可以承擔(dān)更多車流量，以此來從某種程度上解決主干道因車流過多而導(dǎo)致的擁堵問題。而小規(guī)模的封閉式小區(qū)多以的單行道和雙車道為主，可適當(dāng)開放，因?yàn)榧词谷块_放，對(duì)城市的整個(gè)道路網(wǎng)絡(luò)影響并不顯著，收效甚微，甚至?xí)驗(yàn)榈缆返莫M窄引起局部交通堵塞。（二）重視小區(qū)內(nèi)部的支路，將其有效利用。如果缺乏完備的支路體系，混行交通，不合理的微觀布局將難以改變，路網(wǎng)升級(jí)也會(huì)面臨巨大的困難，付出慘痛的代價(jià)。因此，城市規(guī)劃時(shí)，應(yīng)在支路方向多建設(shè)開放式小區(qū)，而不單一的布置在沿街，將小區(qū)建設(shè)在縱深方向，一方面可以減少直接通向主干道的人流和車流，另一方面也可以帶動(dòng)支路內(nèi)的環(huán)境建設(shè)和改造?？傮w上改變目前建筑主要在主干道兩側(cè)蔓延的態(tài)勢(shì)。

自由發(fā)展的大馬路難以緩解堵塞，建設(shè)開放式小區(qū)時(shí)候?qū)?nèi)部支路與外部道路有機(jī)結(jié)合成為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，總體來說，開放小區(qū)使得道路網(wǎng)絡(luò)可靠度提高，能承擔(dān)一部分車流量，增加出行路線，達(dá)到人流和車流的分散和疏通。道路增加后也可以促進(jìn)小區(qū)居民的步行，從而減少機(jī)動(dòng)車出行的頻率。

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