小區(qū)開(kāi)放對(duì)道路通行的影響

呂敏紅++++楊青++++李華

摘 要： 文章利用層次分析法建立小區(qū)周邊道路車(chē)輛通行的數(shù)學(xué)模型，研究小區(qū)開(kāi)放后對(duì)周邊道路通行的影響，得到評(píng)價(jià)周邊道路通行情況的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)模型，從而針對(duì)這兩種不同類(lèi)型小區(qū)研究其開(kāi)放前后對(duì)周?chē)缆吠ㄐ械挠绊憽?/p>

關(guān)鍵詞： 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 層次分析法 綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)模型

1.道路通行情況評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

由于近年來(lái)城市化發(fā)展迅猛，現(xiàn)行的封閉式住宅小區(qū)破壞了城市路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，容易造成城市交通阻塞。為提高道路交通的通行能力，考慮是否需要將封閉式住宅小區(qū)轉(zhuǎn)化為開(kāi)放型住宅小區(qū)迫在眉睫。對(duì)于道路交通情況的評(píng)價(jià)，可用車(chē)輛的密度、車(chē)輛的平均速度、車(chē)流量及行車(chē)延遲時(shí)間這四個(gè)指標(biāo)表示。

車(chē)輛的平均速度反映了每輛車(chē)在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程，當(dāng)交通十分擁擠時(shí)，平均速度幾乎為零，同時(shí)車(chē)輛密度最大，而車(chē)流量卻是最小的。平均速度越大，說(shuō)明道路越暢通，交通壓力越小。車(chē)輛密度反映了某一時(shí)刻單位道路長(zhǎng)度車(chē)的數(shù)量，即ρ=N/S，其中N為一天內(nèi)通過(guò)整條道路車(chē)輛數(shù)的平均值，ρ為一天內(nèi)平均車(chē)輛密度。

在正常情況下，車(chē)流量越大，ρ也會(huì)增大。但是當(dāng)交通擁擠十分嚴(yán)重的時(shí)候，車(chē)會(huì)處于幾乎靜止?fàn)顟B(tài)，車(chē)流量近似于零，而此時(shí)的車(chē)輛密度卻是最大值，因此該指標(biāo)應(yīng)該和車(chē)流量根據(jù)實(shí)際情況評(píng)價(jià)。車(chē)流量反映了單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)道路某一道路斷面的車(chē)輛數(shù)，即Q=ρV，其中Q為一天內(nèi)平均車(chē)流量。當(dāng)Q接近于零時(shí)，車(chē)輛的平均速度也接近于零，車(chē)輛密度最大，此時(shí)道路交通最擁堵；當(dāng)Q增大時(shí)，道路上的車(chē)輛數(shù)會(huì)增大，車(chē)輛密度也會(huì)增大。

行車(chē)延遲時(shí)間反映了在小區(qū)和主干道交叉路口處對(duì)正常行車(chē)的影響，即橫穿主干道車(chē)輛所用的時(shí)間。因?yàn)檐?chē)輛合流的時(shí)間較短，對(duì)道路交通的影響較小，所以可忽略不計(jì)。如果小區(qū)出入口所連接的主干道可穿越，故只需考慮左轉(zhuǎn)進(jìn)出小區(qū)道路口車(chē)輛和直行進(jìn)出小區(qū)道路口車(chē)輛，即：

其中t為行車(chē)延遲時(shí)間，P為道路寬度，V為車(chē)輛通過(guò)交叉路口的速度，m為左轉(zhuǎn)進(jìn)出小區(qū)道路口車(chē)輛數(shù)，c為直行進(jìn)出小區(qū)道路口車(chē)輛數(shù)。

如果小區(qū)出入口所連接的主干道不可穿越，則該出入口對(duì)主干道交通影響只有車(chē)輛合流的影響，因此可忽略不計(jì)，則整條道路上總的延遲時(shí)間為：

T=t+（L-L′）t（2）

其中T為整條道路上總的延遲時(shí)間，L為整條道路上小區(qū)出入口的個(gè)數(shù)，L′為不可穿越主干道的小區(qū)出入口的路口個(gè)數(shù)，t為小區(qū)開(kāi)放前原有路口車(chē)輛的延遲時(shí)間，t為小區(qū)開(kāi)放后出入口處車(chē)輛的延遲時(shí)間。道路十字路口紅燈時(shí)間反映了在車(chē)輛在進(jìn)出入道路時(shí)等待時(shí)間。因?yàn)樵陂_(kāi)放前后紅、綠燈時(shí)間不變，對(duì)車(chē)輛的行車(chē)延遲時(shí)間沒(méi)有影響，所以不考慮。

2.綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)模型

本文首先用層次分析法[1]計(jì)算四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)所占的權(quán)重，比較各個(gè)指標(biāo)對(duì)道路交通的影響程度大小，按照尺度標(biāo)準(zhǔn)可以得到由車(chē)輛的密度、車(chē)輛的平均速度、車(chē)流量、行車(chē)延遲時(shí)間中任意兩個(gè)因素對(duì)周邊道路通行情況影響程度，得到任意兩個(gè)因素對(duì)周邊道路通行情況影響程度，進(jìn)而得到判斷矩陣

A 1 2 1/2 31/2 1 1/3 1/2 2 3 1 41/3 2 1/4 1（3）

然后將判斷矩陣A的每一列向量歸一化：

得到權(quán)向量w=，進(jìn)而得到各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重見(jiàn)下表。

表 各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重

再計(jì)算出最大特征根的近似值，求解得到λ=4.1575。因?yàn)榕袛嗑仃囃ǔＪ遣灰恢碌模x擇λ的特征向量作為被比較指標(biāo)的權(quán)向量，不一致程度應(yīng)在容許的范圍內(nèi)，故對(duì)判斷矩陣做一致性檢驗(yàn)。

一致性指標(biāo)：

CI=

其中k為指標(biāo)的個(gè)數(shù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到CI=0.0525，隨即一致性指標(biāo)RI=0.9

所以一致性比率為：

CR===0.0583<0.1

為了研究開(kāi)放小區(qū)后對(duì)周邊道路交通的影響，構(gòu)建一個(gè)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)：

B=8α/29+7β/59+6γ/13+14σ/97

其中α表示小區(qū)開(kāi)放前后周邊道路車(chē)流量的變化率，β表示小區(qū)開(kāi)放前后周邊道路車(chē)輛密度的變化率，γ表示小區(qū)開(kāi)放前后周邊道路車(chē)輛平均速度的變化率，σ表示小區(qū)開(kāi)放前后周邊道路車(chē)輛行駛延遲時(shí)間的變化率，整理后得到：

3.實(shí)例

根據(jù)小區(qū)周?chē)缆肺恢玫牟煌?，分別對(duì)西安市兩個(gè)不同類(lèi)型的小區(qū)進(jìn)行研究，小區(qū)見(jiàn)圖1、圖2，分別求得小區(qū)開(kāi)放前后綜合評(píng)價(jià)指數(shù)。

對(duì)于第一類(lèi)小區(qū)，通過(guò)計(jì)算得到小區(qū)開(kāi)放前的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)B=0.5736，小區(qū)開(kāi)放后的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)B=0.5378，通過(guò)對(duì)比可以得到開(kāi)放后的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)小于開(kāi)放前的，表明開(kāi)放后小區(qū)道路后對(duì)周?chē)缆方煌ㄆ鹗鑼?dǎo)作用，所以該種類(lèi)型的小區(qū)可以改為開(kāi)放小區(qū)。

對(duì)于第二類(lèi)小區(qū)，通過(guò)計(jì)算得到小區(qū)開(kāi)放前的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)B=0.4995，小區(qū)開(kāi)放后的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)B=0.5003，通過(guò)對(duì)比可以得到開(kāi)放后的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)大于開(kāi)放前的，表明開(kāi)放后小區(qū)對(duì)周?chē)缆返慕煌ㄓ绊懕容^大，會(huì)使道路比開(kāi)放前更擁擠，所以該種類(lèi)型的小區(qū)不適合開(kāi)放小區(qū)。

4.結(jié)語(yǔ)

本文利用層次分析法，得到評(píng)價(jià)周邊道路通行情況的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)模型，針對(duì)兩種不同類(lèi)型小區(qū)，研究其開(kāi)放前后對(duì)周?chē)缆吠ㄐ星闆r的影響。若為第一種類(lèi)型小區(qū)則適合開(kāi)放，因?yàn)殚_(kāi)放后小區(qū)對(duì)周?chē)缆方煌ㄆ鹗鑼?dǎo)作用。若小區(qū)為第二種類(lèi)型則不適合開(kāi)放，因?yàn)檫@類(lèi)小區(qū)開(kāi)放后會(huì)使其周邊道路比開(kāi)放前更加擁擠。所以小區(qū)的類(lèi)型和周邊情況決定該小區(qū)是否適合開(kāi)放。

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通訊作者：呂敏紅