基于不同類型小區(qū)的開放效果分析

龔長會(huì)+管怡成+顏廷曉

摘要：為研究小區(qū)與周邊道路結(jié)構(gòu)對(duì)小區(qū)開放的影響，文章首先依據(jù)小區(qū)結(jié)構(gòu)為方格網(wǎng)形和環(huán)形，周邊道路為T形和十字形構(gòu)建了4種不同類型的小區(qū)，在此基礎(chǔ)上選取不同時(shí)間段的車流量的大小，分別求解四種不同類型的小區(qū)在不同車流量大小下的道路通行能力，根據(jù)交通仿真軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行仿真，發(fā)現(xiàn)：方格網(wǎng)形結(jié)構(gòu)的小區(qū)開放有利于周邊道路的車輛通行，環(huán)形結(jié)構(gòu)小區(qū)的開放作用相反；車流量大的時(shí)候開放小區(qū)比車流量小的時(shí)候開放小區(qū)效果更好；周邊道路結(jié)構(gòu)對(duì)于周邊道路通行情況的影響不明顯。

關(guān)鍵詞：小區(qū)；開放效果

在考慮不同類型小區(qū)的開放效果時(shí)我們選取小區(qū)出入口處130米的城市道路為研究目標(biāo)，首先根據(jù)小區(qū)的兩種結(jié)構(gòu)和周邊道路的兩種結(jié)構(gòu)構(gòu)建4種不同類型的小區(qū)，然后應(yīng)用所建模型針對(duì)早、中、晚不同的車流量逐一分析這四種小區(qū)開放后的效果，最后使用交通仿真軟件對(duì)這四種小區(qū)開放前后的效果進(jìn)行仿真，結(jié)合模型求解結(jié)果和仿真結(jié)果來定量分析各類型小區(qū)開放前后對(duì)道路通行的影響。

一、小區(qū)的構(gòu)建

構(gòu)建小區(qū)需要將小區(qū)的結(jié)構(gòu)和周邊道路的結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合，首先分別給出小區(qū)和周邊道路的結(jié)構(gòu)圖，如圖1-4所示。

（一）小區(qū)結(jié)構(gòu)

小區(qū)結(jié)構(gòu)的不同主要體現(xiàn)在小區(qū)內(nèi)部道路結(jié)構(gòu)的不同，內(nèi)部道路結(jié)構(gòu)主要分為兩種，即環(huán)形和方形網(wǎng)狀形結(jié)構(gòu)，如下圖所示，環(huán)形結(jié)構(gòu)和方形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的小區(qū)內(nèi)部道路不同，因此這兩種不同道路結(jié)構(gòu)的小區(qū)開放后對(duì)周邊道路會(huì)產(chǎn)生不同的影響，需要分別予以討論。

（二）周邊道路結(jié)構(gòu)

小區(qū)周邊道路結(jié)構(gòu)主要體現(xiàn)在小區(qū)的出入口與外界道路連接的路口類型，即是十字形路口還是T字形路口，具體如下圖所示：

在得到了小區(qū)和周邊道路的結(jié)構(gòu)之后，對(duì)其進(jìn)行組合得到4種不同類型的小區(qū)，即：①內(nèi)部環(huán)形，外部十字形；②內(nèi)部環(huán)形，外部T字形；③內(nèi)部網(wǎng)狀，外部十字形；④內(nèi)部網(wǎng)狀，外部T字形。

（三）道路通行能力的計(jì)算

考慮到車輛在環(huán)形道路和直線型道路的通行能力的計(jì)算方式不同，十字路口和T字形路口中各車道的通行能力的計(jì)算方式也不同，于是對(duì)于這些情況需要分別給出公式。

1. 環(huán)形交叉口的通行能力公式

對(duì)于圓環(huán)形小區(qū)的外部道路，其實(shí)際道路通行能力的計(jì)算與常見的直線型道路計(jì)算方式不同，以常規(guī)環(huán)形交叉口為例，采用在環(huán)形交叉口中應(yīng)用較為廣泛的沃爾卓普公式來分析圓環(huán)形小區(qū)的外部道路與其他道路的交叉口通行能力。

其中：Qm是該環(huán)形交叉口的最大道路通行能力；Y是交織段寬度；E是環(huán)交入口引道平均寬度；J是交織段內(nèi)進(jìn)行交織的車輛與全部車輛之比；g是交織道長度。

2. 直道交叉口的通行能力公式

①對(duì)于專用直行車道

其中：Qd是該直道交叉口的實(shí)際通行能力；tz是一個(gè)信號(hào)燈周期時(shí)長；tx是一個(gè)信號(hào)燈周期內(nèi)的綠燈時(shí)長；tm是一個(gè)信號(hào)燈周期內(nèi)的綠燈損失時(shí)間；tp是前后兩車通過停車線的平均間隔時(shí)間。

②對(duì)于專用左行車道

其中：Ql是該專用左行車道交叉口實(shí)際通行能力；t是一個(gè)信號(hào)燈周期時(shí)長；nl是一個(gè)信號(hào)燈周期內(nèi)允許左行的車輛數(shù)。

③對(duì)于專用右行車道

其中：Qr是該專用右行車道交叉口實(shí)際通行能力；t是前后兩輛右行車通過停車線的平均間隔時(shí)間。

④對(duì)于單車道直行左行混雜車道

因?yàn)閱我卉嚨烙袃蓚€(gè)方向，所以兩者往往會(huì)相互干擾造成擁堵。因此必須對(duì)單車道直行左行混雜車道設(shè)定干擾系數(shù)KL，公式如下：

Qdl=Qd（1-pt）KL

其中：Qdl是單車道直行左行混雜車道實(shí)際通行能力；pt是左行車在該車道所占比例；KL是干擾系數(shù)，一般取。

⑤對(duì)于單車道直行右行混雜車道

原理與單車道直行左行混雜車道相似，但是其參數(shù)干擾系數(shù)KR一般取值為，其公式如下：

Qdr=Qd（1-）KR

對(duì)于多車道交叉口，其實(shí)際通行能力是左轉(zhuǎn)車流、右轉(zhuǎn)車流與直流車流三者的總和。

三、環(huán)形和直道交叉口的通行能力

分別選取早晨（8：00-9：00）、中午（11：30-12：30）、及晚上（18：00-19：00）的環(huán)形、直道交叉口的通行能力參數(shù)的均值代入相應(yīng)的道路通行能力計(jì)算公式中，得到四種結(jié)構(gòu)的小區(qū)周邊道路在小區(qū)開放前后早晨的通行能力結(jié)果，如表1所示。

四、軟件仿真

在計(jì)算出四種小區(qū)結(jié)構(gòu)在不同車流量下的道路通行能力后，我們使用交通仿真軟件對(duì)我們的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行仿真檢驗(yàn)，這里給出四種小區(qū)在開放后的仿真圖，如圖所示：

為了使仿真的結(jié)果更貼合實(shí)際情況，在使用軟件進(jìn)行仿真時(shí)，我們將小區(qū)內(nèi)部的車道設(shè)置為單車道，小區(qū)周邊的道路設(shè)置為三車道，在小區(qū)周邊的道路交叉口和小區(qū)的出入口設(shè)置了紅綠燈，并加入多種車型進(jìn)行模擬。選取小區(qū)出入口處130米長的周邊道路為研究路段，仿真出在10分鐘內(nèi)目標(biāo)路段的在不同交通流量下的道路通行情況，如表2所示。

分析表2的仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格型小區(qū)T型路口在小區(qū)開放后相比開放前的平均車速得到了提高，平均延誤時(shí)間得到了減少，平均行駛距離得到了降低；而環(huán)型小區(qū)十字型路口在小區(qū)開放后相比開放前的平均車速變慢，平均延誤時(shí)間變高，平均行駛距離變大。

于是根據(jù)仿真結(jié)果我們可以看出在一定車流量下，網(wǎng)格型小區(qū)的開放對(duì)其T型出入口周邊道路的交通情況有積極的影響，而環(huán)型小區(qū)的開放對(duì)其十字型出入口周邊道路的交通情況具有不利的影響，仿真結(jié)果與計(jì)算結(jié)果相符。

五、結(jié)果分析

橫向分析表1可知，在小區(qū)內(nèi)部結(jié)構(gòu)為環(huán)形時(shí)，無論在什么時(shí)段（車流量）的情況下，小區(qū)開放后周邊道路通行的通行能力都不如開放前，說明環(huán)形內(nèi)部結(jié)構(gòu)的小區(qū)無論在什么樣的周邊道路結(jié)構(gòu)和車流量的情況下都不適合開放。

當(dāng)小區(qū)內(nèi)部結(jié)構(gòu)為網(wǎng)格型時(shí)，無論在什么樣的周邊道路結(jié)構(gòu)和車流量的情況下，小區(qū)開放后周邊道路通行的通行能力都比開放前好，說明網(wǎng)格型的小區(qū)適合對(duì)外開放。

而在分析周邊道路結(jié)構(gòu)對(duì)小區(qū)開放效果影響時(shí)，需控制小區(qū)結(jié)構(gòu)和車流量不變。分析表1數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)周邊道路結(jié)構(gòu)對(duì)小區(qū)開放效果的影響有好有壞即無法確定，因此認(rèn)為周邊道路類型對(duì)小區(qū)開放沒有大的影響。

在縱向分析表1時(shí)，發(fā)現(xiàn)在中午車流量較小時(shí)開放小區(qū)對(duì)周邊道路的積極影響最小，而在早晨和晚上車流量較大時(shí)開放小區(qū)對(duì)周邊道路的積極影響最大。說明車流量大的小區(qū)開放后對(duì)于周邊道路的交通的改善效果要大于車流量小的小區(qū)開放后對(duì)周邊道路的交通的改善效果。

參考文獻(xiàn)：

李冬梅.李文權(quán).道路通行能力的計(jì)算方法[J].河南大學(xué)學(xué)報(bào)，2002（02）.

（作者單位：南京郵電大學(xué)貝爾英才學(xué)院）