小区开放是“鸡肋”还是未来？

小区开放是“鸡肋”还是未来？摘要随着我国机动车数量的快速增长，交通拥堵现象日益严重，为了解决城市交通拥堵问题，政府提出了推广开放性小区的意见，以提高小区周边交通通行能力。

本文针对开放性小区能否提高道路通行能力和服务水平的问题，确定了交通影响度评价指标体系，建立了基于交通效率的路网密度研究模型，并对比不同类型小区开放前后对道路通行的影响，提出了小区开放的合理化建议。

针对问题一，建立了基于物元法和层次分析法的交通影响度等级评定模型。

首先，根据定量性、可比性和协调独立性的原则，确定了开放小区交通影响度评价指标体系；其次，对各个评价指标进行量化，应用层次分析法给各指标赋权重；最后，利用物元法来划分交通影响度等级。

针对问题二，建立了基于交通效率的路网密度优化模型。

综合考虑路网在通行能力和服务水平的性能，提出了交通效率包含断面通行效率、路段输送效率和路网运行效率，用来研究小区开放对周边道路通行的影响。

针对问题三，首先，总结国内外居住小区的经验，将开放式小区分为街区型、联动型和个体型三种类型；其次，选取了西安市某街区型小区和济南市某联动型小区两种类型，对比分析了小区开放前后对道路通行的影响；最后，得出小区开放在一定程度上能优化路网结构，提高道路通行能力。

针对问题四，根据前面小区开放对道路通行的影响的分析研究，从交通通行的角度出发，向城市规划和交通管理部门提出了设置转角净空、保证出入口接入道路长度、保证适当出入口开口宽度、居民区外侧城市干道加装中间隔离带、适当增加小区停车场面积、加强居民区开放道路管理等六条小区开放合理化建议。

关键词：交通影响度层次分析法物元法交通效率路网密度一、问题重述2016年2月21日，国务院发布的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》文件中提到关于推广街区制，要求尽量不再建设封闭式小区，已建成的居民小区要逐步开放，这引起了社会上的广泛关注和讨论。

除了开放小区可能引发的安保等问题外，议论的焦点之一是：开放小区能否达到优化路网结构，提高了道路通行能力，改善交通状况的目的，以及改善效果如何。

一种观点认为封闭式小区破坏了城市路网结构，容易造成交通阻塞。

小区开放后，路网密度自然有所提高，道路面积也会随之增加，通行能力自然会有提升。

也有人认为这与小区面积、位置、外部及内部道路状况等诸多因素有关，不能一概而论。

还有人认为小区开放后，虽然可通行道路增多了，相应地，小区周边主路上进出小区的交叉路口的车辆也会增多，也可能会影响主路的通行速度。

城市规划和交通管理部门希望你们建立数学模型，就小区开放对周边道路通行的影响进行研究，为科学决策提供定量依据，我们需要解决以下问题：1.请选取合适的评价指标体系，用以评价小区开放对周边道路通行的影响。

2.请建立关于车辆通行的数学模型，用以研究小区开放对周边道路通行的影响。

3.小区开放产生的效果，可能会与小区结构及周边道路结构、车流量有关。

请选取或构建不同类型的小区，应用你们建立的模型，定量比较各类型小区开放前后对道路通行的影响。

4.根据你们的研究结果，从交通通行的角度，向城市规划和交通管理部门提出你们关于小区开放的合理化建议。

二、问题分析“开放小区”是依据封闭小区提出的，开放小区是在保证小区内部居住、办公、上班、休息、教育等正常运行的情况下，把封闭小区内部的一条或者多条道路与外界道路相连接，供车辆或者行人使用。

本文将小区开放的道路看作城市支路或街区道路，主要是为小区提供生活服务，并为城市主要道路分流以及连通城市主要道路，提高道路通行能力和服务水平。

图1 封闭小区与开放小区对比图分析研究小区开放对周边道路的影响，首先先分析小区开放的实质和涵义，根据相关原则，选取合适的指标体系，用交通影响度等级来刻画小区开放对周边道路的影响程度；其次，对各指标进行量化分析，建立相关数学模型，并对路网密度指标进行细化，用交通效率来反映交通服务水平和通行能力的综合性能；再次，选取不同类型的小区，应用前面建立的模型，通过比较，对比小区开放前后对周边道路通行的影响程度等级，同时用交通仿真软件Vissim进行仿真，比较小区开放前后的交通效率，两者结合起来，会使得对小区开放产生的效果评估更客观；最后，依据前面的分析，从各方面提出小区开放的相关建立。

全文解题思路如图2所示。

图2 全文解题思路框图三、模型假设1.假设每个小区都有若干条主干道可通行；2.假设所找的数据能客观反映该小区交通状况。

五、模型的建立与求解5.1开放小区的交通影响度评价小区开放对周边道路通行的影响到底有多大，和哪些因素有关，是如何影响的等一系列问题，针对这些问题，我们建立合适的指标评价体系，进行多指标的综合评价，用交通影响度来全面衡量小区开放对周边道路通行的影响程度，并对交通影响度进行等级划分。

5.1.1评价指标的选取1.确定评价指标的原则小区开放对周边道路通行的影响因素很多，于是，交通影响度评价指标的选取应当遵循以下原则：定量指标为主定性指标为辅可比性协调性独立性评价指标选取原则图3 评价指标选取原则2.确定开放小区交通影响度评价指标体系根据上述指标选取原则，本文从周边路网密度、小区出入口、公共交通服务水平3个方面，选取路段饱和度、交叉口饱和度、小区出入口链接方式、小区出入口渠化、公共交通设施适应性5个指标来评判小区的交通影响度。

开放小区交通影响度的评价指标体系如图4所示。

图4开放小区交通影响度的评价指标体系5.1.2评价指标的量化方法在上述评价指标体系中，有些指标是定量的而有些指标是定性的，所以需要对定性的指标进行量化处理。

1.路段饱和度1B路段饱和度1B 是交通量与道路的通行能力之比，用来衡量城市道路的容量平衡情况。

采用研究区域内所有道路饱和度带权平均的方法处理，各路段的权重为路段的通行能力与所有路段通行能力之和的比值[1]。

111ni i n i iii v cB c c ===⨯∑∑ （1）式中，i v 代表交通影响范围内各路段高峰小时交通量；i c 代表交通影响范围内各路段通行能力。

2.交叉口饱和度2B交叉口的饱和度采用小区内各交叉口饱和度带权平均的方法，而各交叉口的权重为交叉口的通行能力与所有交叉口通行能力之和的比值[1]。

211ai i a i iii v cB c c ===⨯∑∑ （2）式中，a 代表交通影响范围内交叉口数。

3.出入口连接3B小区出入口是小区与城市道路相连接必不可少的，小区出入口连接的交通关系见图5、图6。

为了保证居民交通安全，可以在出入口附近设置人行横道、红绿灯、地下通道等行人过街设施，同时减少对原有车流的影响。

本文分别选取了四类连接形式，并赋予相应的分值[1]：出入口和支路相连1 直接和城市次干道相连2 直接和城市主干道相连3 口数。

图5 小区居民出入交通图图6小区出入口冲突示意图4.出入口渠化4B对于居住小区而言，其主要交通元素为人、自行车和小汽车。

为了提高交通安全水平，减少小区出入口交通流对城市道路的干扰，应对出入口进入渠化。

相应的将出入口渠化划分为以下四个等级[1]，也赋予一定的分值。

设置人行横道、地下通道，并采取机动车和非机动车分离措施 1只设置人行横道，地下通道等行人道路2没有行人过街设施，未采取机动车和非机动车分离3既没有行人过街设施，又未采取机动车和非机动车分离4同样，当居住小区有多个出入口，采用平均的方法，即所有出入口渠化得分与进口数之比。

5.公共交通设施适应性指标5B公共交通设施适应性通过小区高峰小时公交需求量与公共交通一条线路平均一小时旅客输送量之间的比值来判定，即5b bDB C = （3）式中，b D 代表小区高峰小时公共交通乘车需求；b C 代表公共交通单条线路每小时旅客输送量的平均值。

5.1.3确定各指标权重为了得到客观准确的综合评价结果，本文采用AHP 法来给各指标赋权重，具体步骤如下：Step 1：构造判断矩阵比较各因素，依据其重要程度来确定判断矩阵，构造判断矩阵如下：111212122212n n n n nn a a a a a a A a a a ⎛⎫ ⎪⎪= ⎪ ⎪⎝⎭Step 各判断矩阵的最大特征值的特征向量表示因素间的相对重要程度（权重）。

本文用方根法进行归一化处理。

计算判断矩阵A 每行元素乘积的你次方根得：()1112nni ij j W a ,i ,,,n =⎛⎫== ⎪⎝⎭∏对向量作归一化处理得：1ii nii W W W==∑则()12Tn W W ,W ,,W = 为所求的对应最大特征值的特征向量。

最后，得到最大特征值为：()1nimax i iA W n W λ=⋅=⋅∑Step 3：一致性检验一致性指标CI ：1max nCI n λ-=-式中，n 为判断矩阵的维数；max λ判断矩阵的最大特征值。

当CI =0时，矩阵满足一致性条件，CI >0时不满足一致性条件。

计算出相对一致性指标CR 得：CI CR RI=其中，平均随机一致性指标RI 为：RI 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 1.49 接受，需要重新设计判断矩阵。

根据层次分析法确定交通影响度各评价指标对应的权重为： 路段饱和度权重：105063703185w ...=⨯=；交叉口饱和度权重：205063703185w ...=⨯=； 出入口连接权重：305010500505w ...=⨯=； 出入口渠化权重：405010500505w ...=⨯=； 公共交通设施适应性权重：502580w .=。

根据上述权重，路网结构所占比重最大，说明路网结构的优化与否对道路通行能力有很大影响，路网结构优化了，道路通行能力也随之提高。

5.1.4基于物元模型的交通影响度等级划分为了更直观的反映小区开放对周边道路通行的影响程度，采用物元法[1]来评定小区的交通影响度等级，评定结果按它与某等级集合的关联度大小进行比较，若关联度越大，则它与某等级集合的符合程度越好。

（1）交通影响度等级评定 具体评价步骤如下： Step 1：确定经典域121211111121211111121221212222220221222112212m m m m m m m m nn n n n nm nmn n n nm NN N N N N N N Ba ,b a ,b a ,b B V VV B a ,b a ,b a ,b R B V V V B a ,b a ,b a ,b B V V V ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦节域M 为：()1111112222121m M M m M M n nM n n nm M ,B ,a ,b M ,B ,V B ,V B ,a ,b R M ,B,V B ,V B ,a ,b ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥===⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦其中，i B 表示第i 个评价指标；j N 表示所划分的第j 个评价类别；()ij ij ij V a ,b =为j N 关于指标i B 所规定的量值范围，即各类别关于对应的评价指标所取的数据范围经典域。