小區開放對道路通行能力影響的數學建模

張衡

摘 要 隨著城市化水平的提高，人、車、路的矛盾日益突出，城市交通擁堵已成為阻礙城市發展的主要問題之一。本文研究小區開放對城市交通通行能力的影響，通過建立道路飽和度模型對道路通行能力進行建模分析，探討了道路網交通空間容量與路段通過能力、交通需求與路段交通量之間的關系，然后通過上述模型求解，得出小區開放更有利于道路交通通行。

【關鍵詞】小區開放 道路通行能力 道路網飽合度模型

1 問題重述

近年來，城市交通壓力逐漸增大，如何解決城市交通擁堵問題已被人們所重視，所以各種緩解交通擁堵的方案被提出來，其中包括開放小區方案，開放小區方案是否真的可以緩解交通壓力，請建立關于小區道路車輛通行的數學模型，用以分析和研究小區開放對周邊道路通行的影響。

2 問題分析

當下解決交通擁堵問題的重要途徑有增加行車路徑，進而將高峰路段的車流進行分流，以緩解高峰路段的車流壓力。在城市中，小區內部的道路網絡十分發達，且小區通常與城市道路相連，如果小區開放，不僅能增加行車路徑的數量，而且能縮短路徑的長度，以緩解城市道路的交通壓力。分析可知，道路通行能力可能與路段長度、道路需求量、行駛速度、車輛密度、行駛時間等因素有關，通過尋找道路通行能力與上述各因素之間的關系，建立道路飽和度模型來建模分析。

3 問題假設

3.1 模型假設

（1）假設小區內部道路和周圍道路通行都為雙向通行；

（2）假設道路上行駛的車輛均為普通汽車，不考慮貨車，非機動車；

（3）忽略交通參與者個體行為的自主性；

（4）假設道路路口處不存在車輛容納能力。

4 符號說明

S：道路飽和度；V：道路交通量；Ca：道路通過能力；D：交通需求量；H：平均車頭間距；λ：道路有效系數；α：道路網絡綜合折減系數；Lp：路徑平均長度；β：道路飽和度降幅。

5 模型建立

5.1 道路飽和度模型的建立

參考文獻

[1]師桂蘭.城市客運樞紐綜合評價方法研究[D].南京：東南大學，2005.

[2]周溪召，楊佩昆.高峰時段城市道路網時空資源和交通空間容量[J].同濟大學學報，1996，24（04）：392-397.

作者單位

石河子大學信息科學與技術學院 新疆維吾爾自治區石河子市 832000