小区开放对道路通行影响分析

高露函+高雪婷

摘 要：主要研究了小区开放对道路通行的影响，通过建立小区与道路之间的联系，从拥挤程度和通行时间（即宏观和微观）两个方面建立了评价指标体系。选取两个车辆通行模型，并在原有基础上进行改进，建立了交通网络车流动态变化模型和动态行程时间模型，使之更符合我国当前交通现状。据此，将小区开放抽象简化为原本交通道路状况的改变，而不將小区内部楼房布局等作为考虑重点。最后，结合不同类型小区的分析结果给出了建议，但是考虑的因素有限，且将道路小区结构理想化处理，人文等方面的因素还需进一步考虑。

关键词：小区开放；拥挤程度；行车时间；交通网络车流动态变化模型

中图分类号：F27

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.31.028

1 问题背景

随着我国经济的快速发展，城市交通问题日益突出。有人认为封闭式小区破坏了城市路网结构，容易造成交通阻塞。2016年初，国务院发布相关文件，开放小区是否能达到优化路网结构的效果成为了议论的焦点。本文选择合适的评价体系并建立车辆通行的数学模型，以得出是否应该开放小区这一问题的结论。

2 建立评价体系

为了评价小区开放对周边道路通行的影响，我们从众多评价指标中选取了两个：拥堵程度和行程时间。其中，拥堵级别评价的为小区开放前后道路的顺畅情况，行程时间评价的为某一具体车辆对象在小区开放前后通行的便利程度。该评价体系从宏观和微观两个方面评价了小区开放对周边道路通行的影响。

2.1 拥堵程度T（t）

以一个交通路口和与之相关联的道路组成的局域交通网络作为研究对象，用T（t）衡量道路的拥堵程度，即：

T（t）=SD（1）

式中，S为道路i所有下行道路的剩余空间；D为道路i及其下行道路对下行道路的车流供应量。根据这一供求关系，我们可以得出道路i在t时能够流出的车流量与计划流出量的关系，可以用Ti（t）的具体数值用来判断道路i的拥堵程度。

2.2 行程时间

在实际情况中，道路上的车辆行程时间与道路状况相关。基于对模型的简化，本文只考虑车辆在经过红绿灯路口时的行程时间问题。动态行程时间模型将行程时间分为路段行驶时间和延误时间，即：

4 实际情况分析

本文将小区结构抽象化，并将小区结构与道路结构相结合，基于不同结构的开放小区对道路系统下行道、车道的影响的不同，考虑了以下三种交通结构。

4.1 开放小区增加了车道数

下面是我们在高德地图上抽象出的第一个结构（U形），小区A结构如图2所示，简化的模型如图3所示。

4.1.1 运用模型一进行分析

小区开放相当于车道数量的增加，将各个参数代入公式（5）得到小区开放前的Ti（t）的数值为0.72，路拥堵程度为：中度拥堵。小区开放后的Ti（t）的数值为0.54，道路拥堵程度为：非常拥堵。

4.1.2 运用模型二进行分析

运用模型二进行计算，将各个参数代入公式（2），得到开放前Ti（t）的数值为88.00，小区开放后Ti（t）的数值为95.25，比较小区开放前后Ti（t）的大小，小区开放后，车辆路段行程时间更长了。

综合两个模型的结果，小区内道路是U形的不适合开放。

4.2 开放小区增加了下行道数

运用高德地图选取小区B（一字形）进行分析，如图4所示，简化的模型如图5所示。

4.2.1 运用模型一进行分析

小区的开放相当于下行道路数量的增加，将各个参数代入公式（5）得到小区开放前的Ti（t）的数值为072，道路拥堵程度为：中度拥堵。小区开放后的Ti（t）的数值为1.00，道路拥堵程度为：畅通。

4.2.2 运用模型二进行分析

将各个参数代入公式（2），得到开放前Ti（t）的数值为90.82，小区开放后Ti（t）的数值为88.47，比较小区开放前后Ti（t）的大小。小区开放后，车辆路段行程时间更短了。

综合两个模型的结果，小区内道路是一字形的适合开放。

4.3 开放小区同时增加了车道数与下行道数

运用高德地图选取小区C（折线形）进行分析，并将其卫星地图简化为线形图，以反映该小区内部道路与外部道路的关系，如图6所示，简化的模型如图7所示。

4.3.1 运用模型一进行分析

小区的开放相当于车道数量和下行道路数量的增加，将各个参数代入公式（5）得到小区开放前的Ti（t）的数值为0.59，道路拥堵程度为：非常拥堵。小区开放后的Ti（t）的数值为0.76，道路拥堵程度为：中度拥堵。

4.3.2 运用模型二进行分析

这种结构相当于增加了2个弯道，将各个参数代入公式（2），得到开放前Ti（t）的数值为102.81，小区开放后Ti（t）的数值为90.76，比较小区开放前后Ti（t）的大小，发现小区开放后，车辆路段行程时间更短了。

综合两个模型的结果，小区内道路是一字形的适合开放。

参考文献

[1]谢琛.城市交通网络拥堵产生及传播的动态模型研究[D].上海：上海交通大学，2007，（12）.

[2]黄艳国.城市道路交通拥堵机理及控制方法研究[D].广州：华南理工大学，2015，（04）.

[3]李向朋.城市交通拥堵对策—封闭型小区交通开放研究[D].长沙：长沙理工大学，2014，（04）.