小区开放对道路通行的影响

王庆 张振满 周诗家

摘 要：通过研究封闭小区对城市交通的隔断作用，分析了封闭小区中存在的各种问题，并在此基础上构建小区开放对周边道路通行影响的评价指标体系，建立小区开放对道路通行影响的数学模型，提出小区开放的合理化建议。

关键词：小区开放；AHP；线性规划

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.182

1 引言

近年来，我国城市封闭小区的大量建设，对城市交通的隔断作用愈发明显。为了解决日益增长的汽车保有量与城市道路通行能力之间的矛盾，国务院近期也发布了逐步开放封闭型小区，推广街区制的意见[1]。本文采用2016全国大学生数学建模竞赛B题的数据，选取小区开放对周边道路通行影响的评价指标，建立以小区开放后道路最优通行能力为目标函数的线性规划模型，提出开放封闭型小区的合理化建议。

2 道路通行能力评价指标的选取

小區开放对周边道路通行能力影响的评价指标的选取一般以指标的高效性、安全性和稳健性为原则。查阅相关资料，初步选取若干指标，建立评价指标体系[2]（见图1）。

将上述指标体系进行简化，选取小区道路路网密度、出入口连接方式、小区周边道路服务水平、路段饱和度及交叉口饱和度这5个指标，建立以道路通行能力为目标层、小区内、外部交通为准则层、评价指标为方案层的AHP（见图2）。首先构造方案层对准则层、准则层对目标层的成对比较矩阵，求解其最大特征值与特征向量并进行一致性检验，确定各指标对于目标层的权重，因此可以得出各指标对交通通行能力的影响：路段饱和度的影响最大，其次是道路服务水平和小区出入口连接方式，交叉口饱和度及路网密度影响差不多。

3 道路最优通行能力的数学模型

建立小区开放后道路最优通行能力的数学模型，考虑的约束条件有道路可能的交通设计流量及分配、车辆的行驶距离及速度、小区开放后对道路交叉口的平均延误等。为此，我们定义小区开放后道路最优通行能力与道路设计的通行能力成正比，与道路交叉口的平均延误成反比，建立以小区开放后道路最优通行能力为目标函数的线性规划模型：

其中表示道路服务水平的分级指数；道路最大的通行能力，表示连续行驶车流中车距的均值，表示平均行驶车速；连续行驶车流中两车之间最小车头间距，表示驾驶员在制动反应时间（一般取值1.2s）内车辆的行驶距离，表示车辆制动到停止时的距离，表示车辆行驶的安全距离，表示车辆的平均长度，表示轮胎与地面间的摩擦系数（一般取0.3～0.8）；道路交叉口的平均延误，表示道路交叉口信号灯的周期，表示有效绿灯时间，表示道路最大的通行能力与基本通行能力之比。基于2016全国大学生数学建模竞赛B题的数据，我们发现小区A、B在开放后会提升整个道路通行能力，反而C类型的小区会因为小区开放后降低道路的通行能力。

4 结语

开放式小区对于缓解城市交通压力方面有着积极作用。但由于不同类型小区内部结构不同， 导致评价指标体系量化的数据指标不同会对最终的整个道路通行影响有不同的。为此，我们提出开放封闭型小区的合理化建议：选取城市中心、人口密度大、周边道路车流密集、周边交通环境压力大、内部道路为网状结构的封闭小区开放；降低小区的建筑密度和容积率、增加小区内的通行路径、小区内部限速通行并实行分时段通行[3]。

参考文献：

[1]中国大学生数学建模竞赛[EB/OL].www.mcm.edu.cn，2016.

[2]熊烈强，李杰，商蕾等.路段通行能力及其服务水平指标的研究[J].武汉理工大学学报：交通科学与工程版，2004，28（04）：511-514.

[3]王燕，康睿，张卫东.开放式社区交通微循环体系规划与运营[J]，城市发展研究，2012，19（08）：102-106.

作者简介：王庆（1979-），男，江苏扬州人，副教授，研究方向：应用数学。