基于综合评价模型下开放小区对周边道路交通影响

陈恩宏 刘陈帅 贾学勇 王伟轩

摘 要：开放小区原则上是为了优化道路通行结构，提高道路交通能力，避免因居住区出现阻碍城市交通，通过建立层次分析法模型。首先从交叉口、路段状况两个方面选取8个指标对应方案层，接着将方案层两两指标相比构建判断矩阵，将矩阵对应最大特征值的特征向量，经归一化得出方案层-中指标对上一层的影响权值，经一致性检验后，得出有效评价指标。

关键词：模糊层次分析 VISSIM仿真 综合评价 正态性检验

1.引言

封闭住宅小区破坏城市本身的网络结构，为城市交通带来不便，提高城市交通阻塞出现的概率，为解决这一问题，国家发布相应的政策，城市建设推崇开放小区。城建小区开放后，对于城市交通从不同方面带来影响。小区开放后，道路面积增大、路网密度提高、相对应道路通行能里也会有提高，通过科学正确的分析，寻找开放小区与道路交通的联系。针对指定的车辆通行指标，建立车辆通行指标与周边道路通行的定量关系，从而确定有效的评价模型，用以表示车辆通行情况的变化对道路通行的影响。开放小区产生的效应与小区自身的结构、小区周围的道路结构、车流量等指标都有一定的关系。本题中要求建立能够定量比较不同类型小区在进行开放前后道路通行发生变化。

2 基于层次分析法的指标选取

2.1 指标选取

评价体系指标的选取需遵循以下原则：

（1）系统性原则。依据体系应能全面反映建设项目的综合情况，从中找出主要方面的指标，既能反映直接效果，又能反映间接效果，以保证综合评价的全面性与可信度。

（2）指标可测性原则。指标含义明确，计算指标所需的数据资料便于收集、计算方法简便、易于掌握。

（3）指标与目标的相关性原则。只有多个指标的实现才能实现项目的总目标，因此要求指标与目标一定要有某种程度的相关性，指标的实现一定要对目标的实现做出实质性的贡献。

2.2建立模型—模糊层次分析法

step 1：建立递阶性质层次结构

在应用层次分析法解决问题时，重点在于要把问题分解成不同因素影响的结构，然后按照从属关系形成不同的层次，上层应对下层有支配作用，据此来构造层次结构。

本文根据实际情况，将目标层设定为评价对周边道路通行的影响指标体系；准则层分为交叉口指标、路段指标；而方案层设定为交叉口延误时间、排队长度、交叉路口数、道路通行饱和度、车流密度、车道数、车流速度、车辆种类8个指标。

step 2：构造判断矩阵

方案层中的各个指标对准则层会有不同的影响，将这个定性的影响用影响标度量化，然后构造判断矩阵，就可以分析出不同指标影响的具体权重。

用两两比较建立成对比较矩阵的办法来比较个因子对某变量Z的影响大小，即每次取两个因子和，以表示和对Z的影响大小之比，全部比较结果用矩阵表示，称A为Z-X之间的成对比较判断矩阵。

step 3：层次单排序及一致性检验

判断矩阵对应于最大特征值的特征向量，经归一化后即为同一层次相应因素对于上一层次因素相对重要性的排序权值，此过程称为层次单排序。

判断矩阵的构造具有一定的主观性，由于实际情况的复杂程度，需要对求解的矩阵进行一致性检验，进行检验后，才能进行下一步层次单排序。

2.3建立模型—模糊层次分析法

将影响对周边道路通行能力评价的因素所占比重由大到小排序，本文选取权重大的因素作为指标体系的分支。由表4可知，在层中我们选取、、、，在层中选取、、，综上，可以建立评价对周边道路通行的影响指标体系。

3.通行能力综合评价模型

理论通行能力：即道路和交通都处于理想条件下，由技术性能相同的一种标准车，以最小的车头间距连续行驶的理想交通流，在单位时间内通过道路断面的最大车辆数。

本文取1h为单位时间，用单位时间除以车辆车头最小时距，计算出单位时间内通过的车辆数，以此来表示小区周边道路通行情况。

3.1建立理论车辆通行公式：

理想道路是指车道宽度在3.65m 以上，路旁侧向余宽在1.75m 以上，没有坡度，路面状况良好的道路。其上行驶车辆均为标准车型汽车且连续不断地以能够与前车保持最小车头间隔的相同速度行驶。

3.2 确定修正系数

修正系数是指在数据计算、公式表达等由于理想和现实、现实和调查等产生偏差时，为了使其尽可能的体现真实性能对计算公式进行处理而加的系数，一般用表示。

（1）车道数

（2）车道数的改变对交通具有较大影响。车道数较多的地方，车辆能得到较好的疏通，道路通行能力相对较高；车道数较少的地方，车辆堵塞几率大，道路通行能力相对较低。

（3）车道宽度和侧向净宽。侧向净宽是指车道外边缘至路侧障碍物的横向距离。当侧向净宽小于理想条件的数值时，会使驾驶车辆偏向路中行驶，这意味着减小车道宽度，影响通行能力。车道宽度指的是道路上供一列车辆安全顺适行驶所需要的宽度，包括设计车辆的外廓宽度和错车、超车或并列行驶所必需的余宽等。如果车道宽度设置不合理，则会影响到道路通行能力。

（4）大型车。由于大型车的车型、各方面规格与普通家用车不同，在路上行駛时，会对道路通行能力造成一定影响。

4.结论

4.1 模型优点

1.将预选取的9个指标进行分析说明，确保其合理性，进行层次分析后得到的6个指标相对科学合理。

2.在对理论通行能力进行修复时考虑因素细致、全面，修复因素系数准确度高。

3.引入“综合评价体系模型”，对各个小区的6个指标进行分权重求和，得到的评价结果更加科学合理。

4.2 模型推广

本文建立的模糊层次分析法、“综合评价体系模型”对于评价类问题，如：城市综合评价、品牌前景评价、小区周边环境评价等问题仍然适用，对其指标的选取具有借鉴意义。

参考文献

[1] 姜启源、叶其孝等，《数学建模》（第三版）[M]，机械工业出版社，2005年出版.

[2] 韩中庚，《数学建模方法及其应用》[M]，北京：高等教育出版社，2005年出版.

[3] 茹红蕾，邵敏华等，城市道路等效通行能力的交通流模型选择， 2007，25（2）：18-22

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