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        基于ISM模型山地城市干道交通系統(tǒng)運行效率評價

        2019-06-18 06:20:18文鑫垚
        四川水泥 2019年4期
        關(guān)鍵詞:山地要素交通

        文鑫垚

        (重慶通拓交通規(guī)劃設(shè)計有限公司,重慶 404100)

        1 研究背景

        山地城市以多中心組團城市為主,受地形條件的限制,各組團區(qū)域的功能性質(zhì)不同,職住分離現(xiàn)象明顯,由此形成了山地城市通勤交通的主要特征:城市交通主要由各區(qū)域之間的貫通性交通和區(qū)域內(nèi)部集散交通兩部分組成。隨著交通運行環(huán)境的變化,組團城市內(nèi)部干道交通所呈現(xiàn)的問題也日益凸顯,在出行高峰時間段交通擁堵、交通運行效率低下已成常態(tài)。

        交通運行系統(tǒng)是由人、車、路、環(huán)境以及交通信息等要素構(gòu)成的一個復(fù)雜動態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)各要素的相互作用以及要素的隨機性導(dǎo)致了整個交通運行系統(tǒng)的動態(tài)波動性。

        根據(jù)文獻分析可知ISM 模型在系統(tǒng)要素評價中應(yīng)用廣泛。因此本文擬通過ISM模型建立影響山地城市各區(qū)域內(nèi)干道交通運行效率的各因素的層次結(jié)構(gòu),并將層次結(jié)構(gòu)中的上層要素作為建立提高山地城市城市干道交通運行效率的改善模型的基礎(chǔ)。

        2 影響山地城市干道交通運行效率的ISM 模型的構(gòu)建

        2.1 影響山地城市干道交通運行效率的因素分析

        為了理清影響組團城市干道交通運行效率的主要因素,也需要從道路交通系統(tǒng)各個組成部分進行分析。

        2.1.1 交通參者對交通運行效率的影響

        在山地城市中如貴州、重慶等地,城市道路的非直線系數(shù)較大,彎道較多、坡度較陡,不利于輕型交通工具的出行。因此在山地城市中很少規(guī)劃有非機動車道,出行者多依靠公共交通、小汽車進行出行。而道路自身的容納量是有限的,無法滿足不斷增長的機動車出行需求,由此加重了交通需求與供給之間的矛盾。

        2.1.2 車對道路交通運行效率的影響

        車作為交通系統(tǒng)中的載體,是分析城市道路中交通運行效率的主要對象,在道路交通運行系統(tǒng)中不同的車輛構(gòu)成比例會對交通運行效率產(chǎn)生不同的影響。山地城市交通組成較為單一,在城市的通勤交通中主要以小汽車和公共汽車兩種車型為主。而公共汽車的運行速度較慢,對交通運行效率的影響也是最大的。因此應(yīng)在保證出行安全的前提下合理提高公共交通的運行效率。

        2.1.3 道路環(huán)境對交通系統(tǒng)運行效率的影響

        山地城市道路的基礎(chǔ)設(shè)施條件直接決定了車輛可能達到的最高車速,直接影響著道路斷面流量的變化情況。同時山地城市支路網(wǎng)密度嚴(yán)重不足,城市大多數(shù)小區(qū)、社會單位的開口也集中分布在干道沿線,都加重了干道的交通壓力。

        綜述分析可知影響山地城市干道交通系統(tǒng)運行效率的主要因素包括:交通參與者的出行選擇偏好、道路上車輛的構(gòu)成的比例、道路設(shè)計通行能力、道路的硬件設(shè)施條件、交叉口節(jié)點的個數(shù)、道路沿線小區(qū)開口處的出入交通量、節(jié)點處的信號配時、氣象環(huán)境、路段長度。在本文的后續(xù)分析中也主要將這幾個因素作為分析的基礎(chǔ)。

        2.2 解釋結(jié)構(gòu)模型的建立

        2.2.1 ISM 模型基本思想

        解釋結(jié)構(gòu)模型分析法是利用圖論中的關(guān)聯(lián)矩陣原理來分析復(fù)雜系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu),是一種以定性分析為主的,把含糊不清的思想、看法轉(zhuǎn)化為直觀的、具有良好整體結(jié)構(gòu)的幾何模型。

        2.2.2 模型建立的基本步驟

        根據(jù)提出的問題,確定構(gòu)成系統(tǒng)的要素集合S,并將各要素編號,列出要素明細(xì)表,記作:

        進行討論分析,找出各要素之間的直接關(guān)系,且引入如下的二元關(guān)系式:

        以此建立各要素間的直接關(guān)系矩陣M,從而求得其可達矩陣,表示為:

        式中:n—直接關(guān)系矩陣M 的階數(shù)。

        通過可達矩陣T分解成兩個集合,分別表示為:R(s i)集合:包含由si可能達到的一切有關(guān)的要素集合;A(si)集合:包含一切有關(guān)系的要素可以達到si的集合。

        最后通過計算R(si)和A(si)的交集,確定上位要素和下層要素,然后根據(jù)上位要素和下層要素,畫出系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)圖。

        2.2.3 模型的建立與求解

        分別用S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9表示交通參與者的出行選擇偏好、道路上車輛的構(gòu)成的比例、道路設(shè)計通行能力、道路的硬件設(shè)施條件、交叉口節(jié)點的個數(shù)、道路沿線小區(qū)開口處的出入交通量、節(jié)點處的信號配時、氣象環(huán)境、路段長度。

        根據(jù)ISM 模型的具體步驟,可得出該系統(tǒng)的直接關(guān)系矩陣,接著根據(jù)布爾運算規(guī)則通過MATLAB 編程可求得其可達矩陣,最后根據(jù)可達集合與先行集合的定義,利用MATLAB 編程得出上層元素集合為:{S3,S4,S5,S9}。根據(jù)此次計算結(jié)果可得出各層元素的分布,見下圖:

        圖1 各要素之間的層次結(jié)構(gòu)圖

        3 山地城市交通效率的改善措施

        分析交通參與者的出行偏好時可以轉(zhuǎn)向與小區(qū)匯入交通量的分析;在考慮路段長度和交叉口節(jié)點個數(shù)時,可以主要考慮節(jié)點處的信號配時。一般來說城市道路車輛延誤的主要來源在于各節(jié)點處的排隊等待時間,因此可以通過交叉口的渠化、交通組織形式的調(diào)整的達到優(yōu)化交通運行效率的目的。

        4 其他方面的改進的措施

        (1)對山地城市多個節(jié)點實現(xiàn)干線協(xié)調(diào)控制,以系統(tǒng)延誤最小為目標(biāo)進行優(yōu)化;

        (2)應(yīng)改善公共交通的運營環(huán)境,對此類型的干道施劃公交優(yōu)先道并配備相應(yīng)的公交相位。由于山地城市受地形的限制,道路難以拓寬,若道路自身的通行能力不足以當(dāng)前機動車的出行需求,則在施劃公交專用道時還應(yīng)該配備相應(yīng)的強制性措施,削減機動車的出行量。因為公交專用道會占用原有的道路資源,就會導(dǎo)致機動車所享有的道路資源更少,若實施不當(dāng)可能會降低道路運行的安全性和打亂原有的交通秩序,引發(fā)社會矛盾。

        5 總結(jié)

        本文首先對影響山地城市干道交通運行效率的因素進行了分析,并基于ISM模型建立了各因素之間的層次結(jié)構(gòu)?;诟饕蛩刂g的關(guān)系,本文提取上層關(guān)鍵要素,并針對性的提出了相應(yīng)的改善的方案。

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