小区开放优化道路通行能力的研究

杨兴业 王培亮

摘要：本文以国务院发布的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》为背景，从小区开放这一角度，旨在研究小区开放对道路通行能力的影响，为了对这一抽象概念进行科学有效的定量评估，我们按照一定的原则，选取合理的评价指标，分别从车辆通行，小区结构，周边道路结构以及车流量这些角度建立数学模型，研究小区开放对道路通行能力的优化问题。

关键词：道路设施服务水平 黑箱模型 城市道路 车辆平均延误 微循环交通系统

一、基本假设

1.各车辆行驶完全按照交通法规，交通事故在题设模型内发生概率为0。

2.城市道路以及小区内部道路规格尺寸完全符合《城市道路设计规范》。

二、模型建立与求解

2.1模型的建立

我们采取控制变量法将问题一的评价指标简单归纳为道路饱和度和车辆平均延误指标，来建立车辆通行模型，研究小区开放后对周围道路的影响，城市道路分为三类级别，其中主干道是城市车辆通行的主要道路，在所有交叉口安装信号灯采用信号控制；次干道一般位于城市道路运输繁忙区域之外，不安装信号灯进行信号控制；支干道则是指已经开放的小区内部道路。本文所研究的范围是城市流量大和城市各种设施基本完善的区域，将小区尺寸定义为最为常见的1km*1km的正方形小区。

不同规模小区周围的道路分布不相同，其所临城市主干道交叉口的多少亦无固定值，为此，我们考虑最简单的四交叉口包围一小区的道路模型，如图2.1

以道路饱和度，车辆平均延误为指标的车辆通行模型，将不同车流量作为自变量输入模型，模型经过已经输入的公式自行运算，最终输出以车流量為自变量；饱和度，车辆平均延误为因变量的平面直角坐标变化折线图。这种模型，我们定义为“黑箱模型”。

模型只需输入不同等级对应的道路通行量，“黑箱模型”即可根据下列模型内部计算机理进行计算，输出以车流量为自变量，以饱和度，车辆平均延误为因变量的平面直角坐标变化折线图。

2.2模型的求解

通过MATLAB计算主干道，次干道，支干道道路通行能力，C1，C2，C3。首先，以车流量为自变量，车流量从0开始以10的单位递增量增加至500，根据以上公式计算道路饱和度，然后，根据已经计算得出的道路饱和度，将其代入信号控制交叉口延误时间，或者无信号控制交叉口延误时间公式，计算得出车辆平均延误时间。最后，做出小区周边道路车流量与道路综合评价指标平面直角坐标折线图，对小区开放对道路通行的影响进行对比分析。

2.3模型的优化

小区开放虽然增加了车辆行驶的平均路线长度，但在停车延误时间方面有所减小，整体上提高了车辆行驶过程中平均速度，同时改善了城市主干道的道路通行能力，承担了一部分的道路交通压力，为此，我们向城市规划和交通管理部门提出以下建议：

1.建立城市微循环交通系统

我国现有的封闭型小区，多由单位大院过渡而来，表现为“顺而不穿，穿而不畅”，城市中不乏宽而长的道路主干道，但路网密度远远不及一级服务标准，多数城市的交通规划的存在诟病，城市特殊区域功能划分和路网结构布局不合理，根据前三个问题的分析，我们得知提高城市的支路密度，扩大道路面积，可以有效地缓解道路交通压力，在城市规划方面，应建立城市微循环交通系统，通过连接封闭式住宅小区内的端头路或增加小区主道路的开放程度来增加支路密度，利用交通管理的手段使交通有序运行，进一步缓解交通压力。对于新建小区在保证行人安全出行的前提下，其内部道路资源充足，主道路的宽度和形状有利于交通开放。

2.“居住小区”晋升为“居住街区”

另一方面，基于我国基本国情和发展状况考虑，我国现有的城市模式大多以为“封闭式”、“院落式”为主，讲究大马路，大广场，大社区等将城市分割开来 ，而目前在西方国家，城市通常采用街区制的规划方式，城市街区面积越小，道路网络越密集，就可以承担相当大比例范围的非机动车和行人的通行压力，大大加快城市主干道行车速度并减少停车时间延误，这对于中国目前的大规模城市建设不无启示，住区应是城市的有机组成部分，而不是独立于城市空间，城市交通的“城中城”，为此，我们要强化住区与城市的联系，实现二者功能的互补，特呼吁“小区建设回归城市”。

3.改善小区出入口

众所周知，随着主干道两边支路的增多，道路的通行能力会有所下降，为此，设计交叉口时应尽量选择正交，转弯半径到达10m，司机才能具有具有良好的视距，在开通新的小区出口时应多于城市原有的交通組织相结合，将多数小区的出入口设置在城市的支路上。由其承担汇集与分散交通量的功能，为沿线的主次道路减少功能性负担。同时，交通管理部分应在在出入口设置合理的人行横道，道路安全标志，减速带等公共安全设施。

三、模型的评价

3.1 综述

本文选用了道路服务设施水平这一评价体系，在无数据的情况下建立了“黑箱模型”，根据不同的道路模型，在不同的车流量条件下，分析出小区开放后对城市道路通行能力有了明显的改善。

3.2 模型的优点

1.科学的选用了道路服务设施水平这一评价体系，建立了合理的评价标准，很好的解决了小区开放对周边道路通行能力的影响。

参考文献

[1] 祝付玲.城市道路交通拥堵评价指标体系研究[D].东南大学，2006.04

[2] 李向鹏.城市交通拥堵对策——封闭性小区交通开放研究[D].长沙理工大学，2014.04.09.9-12.

（作者单位：郑州大学物理工程学院）