小区开放对周边道路通行的影响研究

小区开放对周边道路通行的影响研究

作者：闫佩玉李琦苏富斌孙金星

来源：《都市家教·上半月》2017年第11期

【摘要】本文针对小区开放对周边道路的影响的问题，采用层次分析法建立了合理的道路通行能力的评价指标体系。同时，采用BPR模型，较好地研究了通行时间与高峰时段饱和度之间的关系，从而可以从交通通行的角度对小区是否开放给出合理化建议。

【关键词】BPR模型；层次分析法；小区开放；道路通行能力

一、引言

2016年2月21日，国务院发布《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》，其中第十六条关于推广街区制要求原则上不再建设封闭式的住宅小区，已建成的住宅小区和单位宿舍要逐步开放等意见。除了开放小区可能引发的安全保障等问题外，大家议论的焦点主要有：一方面，开放的住宅小区是否能够达到优化路网结构，提高交通道路通行能力，改善交通拥堵状况的目的，以及改善的切实效果如何。另一方面，封闭式小区破坏了城市的路网结构，使城市道路呈现严重堵塞现象。小区开放后，路网密度提高，道路通行面积增加，城市通行能力是否有大幅度地提升。还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。因此，需就小区开放对周边道路通行的影响进行研究，建立数学模型，为科学决策提供定量依据，并向城市规划和交通管理部门提出关于小区开放的合理化建议。

二、模型假设

（1）假设小区开放后人的出行频率和小区未开放时的出行频率相等。

（2）假设居民出行选择的道路是随机的。

（3）居民出行时对所有路况信息都了解。

（4）小区开放后人口与车辆不发生变化。

三、问题分析及模型建立

1.建立合理的评价指标，分析小区开放对周边道路的影响

交通量与道路通行有直接的关系，是道路通行顺畅与否的直接体现。通过分析影响交通量的各个因素，如小区结构、小区周边道路结构以及道路周边车流量等，以及与以上三者相关联的各因素之间的影响关系，得出如下评价体系，用以评价小区开放对周边道路的影响。

根据上面的评价体系，利用层次分析法定量分析各种因素对通行的影响。

2.小区开放对周边道路的影响

主要考虑道路的通行时间和饱和度及自由流时间之间的关系，来分析研究小区开放对道路通行的影响。建立车道上的车速与自由流车速及饱和度之间的BPR函数模型

上式即为建立的平均通行时间与高峰段饱和度关系的BPR函数模型。

3.定量分析小区开放对道路通行的影响

根据市中心、商业区和郊区三个不同的地理位置可分别选取三种不同类型的小区，通过网上搜集的数据，代入问题二中建立的模型，在不同的地理位置上分析比较小区开放前后车辆平均通行时间对周边道路交通通行力的影响大小。通过不同位置、不同类型小区的平均通行时间对比，得出下表：

4.小区开放与否的影响

根据以上小区开放前后数据的差异性比较，可以明显看出在市中心（繁华地区），通行时间的改变量最大，故应该设计开放式小区，以最大限度缓解交流的压力；在商业区（较繁华地区），通行时间的改变量比较大，从而可以根据周边的道路结构设计开放式或半开放式小区；在偏远的郊区，通行时间的改变量较小，说明小区开放对道路通行的影响力较小，所以建议以后多设计封闭式小区。

四、模型评价与推广

1.模型的评价

在问题一中采用层次分析法进行讨论，因为每个因素对结果的影响程度都是量化的，每一层的权重设置最后都会直接或间接影响到结果，非常清晰、明确。此方法还可用于多目标、多准则、多时期的系统评价，或没有结构特性的系统评价。

针对问题二中所涉及的BPR函数模型，主要考虑的是理想道路通行状态下的情况，没有考虑特殊因素对通行的影响它，故可采取BP神经网络模型来优化这种做法。

2.模型的推广

人们在日常生活中会面临着许多决策问题：买什么样的衣服，去什么地方去旅游，厂房要购进什么样的设备，领导层如何在若干面试者挑选合适的人选。在处理上面这些决策问题的时候，考虑的因素有时候是多层面的，故采用层次分析法，可以定性、定量的分析这个问题，通过赋权比较等进行全面的分析，得出最好的解决方案。

参考文献：

[1]姜启源.数学模型.3版.北京：高等教育出版社，1993.

[2]司守奎.数学建模算法与应用.北京：国防工业出版社，2015.

[3]周品，何正风.MATLAB数值分析.北京：机械工业出版社，2009.

[4]韩中庚.数学建模方法及其应用.北京：高等教育出版社，2009.

[5]李刚.城市道路改造时期车辆分流模型建立及应用研究.http：///p-7126118236552.html.

课题项目：山东省教育科学“十二五”规划专项课题《应用型本科高校数学第二课堂与大学生创新能力培养的实践研究》阶段性成果，课题批准号：CBS15007