住宅小區開放對城市交通影響的綜合性評價

許寶丹，鄧翔，王藝龍華北水利水電大學

住宅小區開放對城市交通影響的綜合性評價

許寶丹，鄧翔，王藝龍華北水利水電大學

本文研究了小區開放對周邊道路通行的影響。給住宅小區開放對周邊道路通行影響提供衡量標準，首先，建立一組評價指標體系；其次，將評價指標體系模型數字化，命名為TSD模型；然后，用武漢市兩個小區進行檢驗，得出住宅小區開放對周邊道路有積極影響，與文獻一致。最終結合研究成果，向有關部門提出合理化建議。

小區開放；TSD模型；控制變量法

1 引言

隨著經濟快速發展，我國小區數量日益增多，目前小區大多呈封閉式。一定程度上，破壞了城市路網結構，嚴重阻礙周邊道路通行。若將其開放，是否可以緩解城市交通壓力、優化路網結構和提高道路通行能力。故本文建立開放住宅小區對道路通行影響的綜合性指標評價體系，構建TSD模型，通過實際小區的比較，準確評價住宅小區對周邊道路通行能力的實際影響，應用價值高。

2 道路交通評價指標體系

2.1 道路通行影響因素分析

綜合各方面因素，選取車輛通行時間、交通安全、交通密度三項因素作為一級指標。

2.1.1 通行時間系數kt

該系數決定因素是路況，路況越簡單，通行時間越短。根據規定[1]，安全跟車距離不少于50米，車輛安全間距為0.5米。定義一段路長為l，寬為b，得

n為車流量；a為車平均長度；e為車平均寬度。

由上式得n值。定義車輛密度為ρ，得：ρ=(n·a·e)/(l·b)

l的一組表達式為l1=l2+l3+l4l2=vˉ·t2l3=vˉ2/(2μ·M)

l1實際安全跟車距離；l2反應時間對應行駛距離；l3制動距離；l4安全距離50米；t1時間3600s；t2反映時間1.2s[2]；μ剎車系數；M車質量。

車流量m表達式m=vˉ·t1/(a+l1)，kt關系式kt=f(ρ,m)。

2.1.2 安全系數ks

該系數由車速和交叉口數量決定。車速越慢，交通事故幾率越低，安全系數越高。交叉口數量增多會增大事故發生幾率。

n某時刻小段路中車輛數；N小區周邊主干道條數；I每條主干道穿過小區支路數。

ks關系式ks=f(vˉ,c)。

2.1.3 密度系數kg

該系數由路網密度決定，路網密度指某計算區域內總道路長度與總區域面積之比。小區開放使路網密度增加，增大周邊道路的通行能力。規范[3]規定主干路寬3.5至3.75米，非機動車道寬1米，小區道寬3米，兩側各預留0.25米安全距離，n條非機動車道寬為(n·1+0.5)米。取一長h1，寬h2小區測量區域（假設其內部結構為標準“井”式結構）。路網密度δl和kg關系式為：

2.1.4 綜合評價指標體系

圖1 評價小區開放對周邊道路通行影響的指標體系

建立總體評價指標體系函數關系式：y=x1kt+x2ks+x3kg

x1、x2、x3為不同情況下各項系數的權重分析。

2.2 層次分析法確定權重系數

在這里只計算一種情況：小區開放在周邊道路的車輛通行時間方面上影響最大。

通過一致性檢驗，得具體函數方程式：

y=0.73·f(ρ,m)+0.19·f(vˉ,c)+0.08·f(δl)。

3 車輛通行TSD模型

將評價指標函數關系式模型賦予具體等級值，稱為TSD模型。

3.1 通行時間系數kt的數學模型化

用交通擁堵指數s0表示路況。s0的取值在（0,2]內表示基本沒有道路擁堵；在（2,4]內有少量道路擁堵；在（4,6]內表示部分環路、主干道擁堵；在（6,8]內表示大量環路、主干道擁堵；在（8,10]表示大部分道路擁堵。

取正相關關系得：kt=10-s0。

3.2 安全系數ks的數學模型化

用s1表示速度規則化后的值。當速度小于15 km/h時s1取值為5表示安全等級最高；在（15,25]時取值為4，表示安全等級很高；在（25,35]時取值為3，表示安全等級高；在（35,45]時取值為2，表示安全等級較高；大于45 km/h時取值為1，表示安全等級低。

關于交叉口數量問題，假設小區最多開放四個方向的道路，最多存在8條支路。則

3.3 密度系數kg的數學模型化

由密度系數kg定義得kg=l道路/s區域。

用s2表示密度系數規則化后的值，當δl取（1,4]時s2為2；取（4, 5]時s2為4；取（5,6]時s2為6；取（6,7]時s2為8；取（7,9]時s2為10。

3.4 y值的數學模型化

若小區開放后的y值大于開放前y值，說明開放對周邊道路通行有積極影響，以此類推。

對未知關系處理計算得

3.5 檢驗TSD模型

選取封閉中央花園小區和開放風華天城小區，通過對比這兩個小區來進行函數檢驗。選擇期刊《武漢市交通運行周報》第196期、200期、206期、2094期進行計算，得“中央花園”擁堵指數4.3，“風華天城”擁堵指數3.9；選擇城區平均速度22.6 km/h作為計算車速；交叉口數由地圖得“中央花園”交叉口數量為3 2，“風華天城”交叉口數量為7 3；而路網密度，選取兩小區一平方公里作為區域總面，由地圖上測算出各道路長度，得路網密度分別為：6 km/km2和7.8 km/km2。

將兩組的數據帶入（1）式中，中央花園y值5.621，風華天城y值6.626，則說明風華天城對周邊道路通行影響比中央花園要積極，與文獻[4]結論一致。

4 密度系數模型的區域性探究

4.1 密度系數的數學模型化

在密度系數一級指標下增加居住密度指標。

用s3表示密度系數二次規則化后的值，當δl取（1,4]時s3為1；取（4,5]時s3為2；取（5,6]時s3為3；取（6,7]時s3為4；取（7,9]時s3為5。

則居住密度D D=n總/S地

n總所選地區居住總人數；S地所選地區占地總面積。

對有單位量綱的居住密度D進行規則化，用s4表示居住密度規則化后的值，當D小于200時s4為1；取（200,300]時s4為2；取（300,400]時s4為3；取（400,500]時s4為4；大于500時s4為5。

兩者都與密度系數呈正相關關系得kg=f(D,δl)=s3+s4

整理后y為

4.2 密度系數的模型化應用

對比中央花園與風華天城y值，得出關于住宅小區開放對周邊道路影響的相關結論。

把中央花園當作風華天城未開放之前的小區。僅計算居住密度。由文獻[4]得兩個小區的總面積和大約總住房人數。按（1）式來計算，得y1=6.021，y2=7.026，表明小區開放對周邊道路通行具有積極影響。

[1]全國人大常委會.中華人民共和國道路交通安全法[Z].2003.10.28.

[2]張展宏.基于模擬器的駕駛員應急狀態下剎車反應時間的研究[J].華北科技學院學報,2009,（03）：27-30.

[3]北京市市政設計研究院.城市道路設計規范.[M].北京：中國建筑工業出版社，2006-2-1.

[4]李軍,何煉.住區的封閉與開放——解讀“中央花園”與“風華天城”住宅小區[J].新建筑.2007（01）

[5]居住密度_百度百科.http：//baike.baidu.com/item/居住密度? sefr=sebtn

許寶丹（1994-）,男，漢，河南靈寶人，本科，華北水利水電大學；

鄧翔（1997-）,男，漢，河南商丘人，本科，華北水利水電大學；

王藝龍（1997-）,男，漢，河南信陽人，本科，華北水利水電大學。