小區開放優化道路通行能力的研究

楊興業 王培亮

摘要：本文以國務院發布的《關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》為背景，從小區開放這一角度，旨在研究小區開放對道路通行能力的影響，為了對這一抽象概念進行科學有效的定量評估，我們按照一定的原則，選取合理的評價指標，分別從車輛通行，小區結構，周邊道路結構以及車流量這些角度建立數學模型，研究小區開放對道路通行能力的優化問題。

關鍵詞：道路設施服務水平 黑箱模型 城市道路 車輛平均延誤 微循環交通系統

一、基本假設

1.各車輛行駛完全按照交通法規，交通事故在題設模型內發生概率為0。

2.城市道路以及小區內部道路規格尺寸完全符合《城市道路設計規范》。

二、模型建立與求解

2.1模型的建立

我們采取控制變量法將問題一的評價指標簡單歸納為道路飽和度和車輛平均延誤指標，來建立車輛通行模型，研究小區開放后對周圍道路的影響，城市道路分為三類級別，其中主干道是城市車輛通行的主要道路，在所有交叉口安裝信號燈采用信號控制；次干道一般位于城市道路運輸繁忙區域之外，不安裝信號燈進行信號控制；支干道則是指已經開放的小區內部道路。本文所研究的范圍是城市流量大和城市各種設施基本完善的區域，將小區尺寸定義為最為常見的1km*1km的正方形小區。

不同規模小區周圍的道路分布不相同，其所臨城市主干道交叉口的多少亦無固定值，為此，我們考慮最簡單的四交叉口包圍一小區的道路模型，如圖2.1

以道路飽和度，車輛平均延誤為指標的車輛通行模型，將不同車流量作為自變量輸入模型，模型經過已經輸入的公式自行運算，最終輸出以車流量為自變量；飽和度，車輛平均延誤為因變量的平面直角坐標變化折線圖。這種模型，我們定義為“黑箱模型”。

模型只需輸入不同等級對應的道路通行量，“黑箱模型”即可根據下列模型內部計算機理進行計算，輸出以車流量為自變量，以飽和度，車輛平均延誤為因變量的平面直角坐標變化折線圖。

2.2模型的求解

通過MATLAB計算主干道，次干道，支干道道路通行能力，C1，C2，C3。首先，以車流量為自變量，車流量從0開始以10的單位遞增量增加至500，根據以上公式計算道路飽和度，然后，根據已經計算得出的道路飽和度，將其代入信號控制交叉口延誤時間，或者無信號控制交叉口延誤時間公式，計算得出車輛平均延誤時間。最后，做出小區周邊道路車流量與道路綜合評價指標平面直角坐標折線圖，對小區開放對道路通行的影響進行對比分析。

2.3模型的優化

小區開放雖然增加了車輛行駛的平均路線長度，但在停車延誤時間方面有所減小，整體上提高了車輛行駛過程中平均速度，同時改善了城市主干道的道路通行能力，承擔了一部分的道路交通壓力，為此，我們向城市規劃和交通管理部門提出以下建議：

1.建立城市微循環交通系統

我國現有的封閉型小區，多由單位大院過渡而來，表現為“順而不穿，穿而不暢”，城市中不乏寬而長的道路主干道，但路網密度遠遠不及一級服務標準，多數城市的交通規劃的存在詬病，城市特殊區域功能劃分和路網結構布局不合理，根據前三個問題的分析，我們得知提高城市的支路密度，擴大道路面積，可以有效地緩解道路交通壓力，在城市規劃方面，應建立城市微循環交通系統，通過連接封閉式住宅小區內的端頭路或增加小區主道路的開放程度來增加支路密度，利用交通管理的手段使交通有序運行，進一步緩解交通壓力。對于新建小區在保證行人安全出行的前提下，其內部道路資源充足，主道路的寬度和形狀有利于交通開放。

2.“居住小區”晉升為“居住街區”

另一方面，基于我國基本國情和發展狀況考慮，我國現有的城市模式大多以為“封閉式”、“院落式”為主，講究大馬路，大廣場，大社區等將城市分割開來 ，而目前在西方國家，城市通常采用街區制的規劃方式，城市街區面積越小，道路網絡越密集，就可以承擔相當大比例范圍的非機動車和行人的通行壓力，大大加快城市主干道行車速度并減少停車時間延誤，這對于中國目前的大規模城市建設不無啟示，住區應是城市的有機組成部分，而不是獨立于城市空間，城市交通的“城中城”，為此，我們要強化住區與城市的聯系，實現二者功能的互補，特呼吁“小區建設回歸城市”。

3.改善小區出入口

眾所周知，隨著主干道兩邊支路的增多，道路的通行能力會有所下降，為此，設計交叉口時應盡量選擇正交，轉彎半徑到達10m，司機才能具有具有良好的視距，在開通新的小區出口時應多于城市原有的交通組織相結合，將多數小區的出入口設置在城市的支路上。由其承擔匯集與分散交通量的功能，為沿線的主次道路減少功能性負擔。同時，交通管理部分應在在出入口設置合理的人行橫道，道路安全標志，減速帶等公共安全設施。

三、模型的評價

3.1 綜述

本文選用了道路服務設施水平這一評價體系，在無數據的情況下建立了“黑箱模型”，根據不同的道路模型，在不同的車流量條件下，分析出小區開放后對城市道路通行能力有了明顯的改善。

3.2 模型的優點

1.科學的選用了道路服務設施水平這一評價體系，建立了合理的評價標準，很好的解決了小區開放對周邊道路通行能力的影響。

參考文獻

[1] 祝付玲.城市道路交通擁堵評價指標體系研究[D].東南大學，2006.04

[2] 李向鵬.城市交通擁堵對策——封閉性小區交通開放研究[D].長沙理工大學，2014.04.09.9-12.

（作者單位：鄭州大學物理工程學院）