龔長會+管怡成+顏廷曉
摘要:為研究小區(qū)與周邊道路結構對小區(qū)開放的影響,文章首先依據(jù)小區(qū)結構為方格網(wǎng)形和環(huán)形,周邊道路為T形和十字形構建了4種不同類型的小區(qū),在此基礎上選取不同時間段的車流量的大小,分別求解四種不同類型的小區(qū)在不同車流量大小下的道路通行能力,根據(jù)交通仿真軟件對結果進行仿真,發(fā)現(xiàn):方格網(wǎng)形結構的小區(qū)開放有利于周邊道路的車輛通行,環(huán)形結構小區(qū)的開放作用相反;車流量大的時候開放小區(qū)比車流量小的時候開放小區(qū)效果更好;周邊道路結構對于周邊道路通行情況的影響不明顯。
關鍵詞:小區(qū);開放效果
在考慮不同類型小區(qū)的開放效果時我們選取小區(qū)出入口處130米的城市道路為研究目標,首先根據(jù)小區(qū)的兩種結構和周邊道路的兩種結構構建4種不同類型的小區(qū),然后應用所建模型針對早、中、晚不同的車流量逐一分析這四種小區(qū)開放后的效果,最后使用交通仿真軟件對這四種小區(qū)開放前后的效果進行仿真,結合模型求解結果和仿真結果來定量分析各類型小區(qū)開放前后對道路通行的影響。
一、小區(qū)的構建
構建小區(qū)需要將小區(qū)的結構和周邊道路的結構進行組合,首先分別給出小區(qū)和周邊道路的結構圖,如圖1-4所示。
(一)小區(qū)結構
小區(qū)結構的不同主要體現(xiàn)在小區(qū)內部道路結構的不同,內部道路結構主要分為兩種,即環(huán)形和方形網(wǎng)狀形結構,如下圖所示,環(huán)形結構和方形網(wǎng)狀結構的小區(qū)內部道路不同,因此這兩種不同道路結構的小區(qū)開放后對周邊道路會產(chǎn)生不同的影響,需要分別予以討論。
(二)周邊道路結構
小區(qū)周邊道路結構主要體現(xiàn)在小區(qū)的出入口與外界道路連接的路口類型,即是十字形路口還是T字形路口,具體如下圖所示:
在得到了小區(qū)和周邊道路的結構之后,對其進行組合得到4種不同類型的小區(qū),即:①內部環(huán)形,外部十字形;②內部環(huán)形,外部T字形;③內部網(wǎng)狀,外部十字形;④內部網(wǎng)狀,外部T字形。
(三)道路通行能力的計算
考慮到車輛在環(huán)形道路和直線型道路的通行能力的計算方式不同,十字路口和T字形路口中各車道的通行能力的計算方式也不同,于是對于這些情況需要分別給出公式。
1. 環(huán)形交叉口的通行能力公式
對于圓環(huán)形小區(qū)的外部道路,其實際道路通行能力的計算與常見的直線型道路計算方式不同,以常規(guī)環(huán)形交叉口為例,采用在環(huán)形交叉口中應用較為廣泛的沃爾卓普公式來分析圓環(huán)形小區(qū)的外部道路與其他道路的交叉口通行能力。
其中:Qm是該環(huán)形交叉口的最大道路通行能力;Y是交織段寬度;E是環(huán)交入口引道平均寬度;J是交織段內進行交織的車輛與全部車輛之比;g是交織道長度。
2. 直道交叉口的通行能力公式
①對于專用直行車道
其中:Qd是該直道交叉口的實際通行能力;tz是一個信號燈周期時長;tx是一個信號燈周期內的綠燈時長;tm是一個信號燈周期內的綠燈損失時間;tp是前后兩車通過停車線的平均間隔時間。
②對于專用左行車道
其中:Ql是該專用左行車道交叉口實際通行能力;t是一個信號燈周期時長;nl是一個信號燈周期內允許左行的車輛數(shù)。
③對于專用右行車道
其中:Qr是該專用右行車道交叉口實際通行能力;t是前后兩輛右行車通過停車線的平均間隔時間。
④對于單車道直行左行混雜車道
因為單一車道有兩個方向,所以兩者往往會相互干擾造成擁堵。因此必須對單車道直行左行混雜車道設定干擾系數(shù)KL,公式如下:
Qdl=Qd(1-pt)KL
其中:Qdl是單車道直行左行混雜車道實際通行能力;pt是左行車在該車道所占比例;KL是干擾系數(shù),一般取。
⑤對于單車道直行右行混雜車道
原理與單車道直行左行混雜車道相似,但是其參數(shù)干擾系數(shù)KR一般取值為,其公式如下:
Qdr=Qd(1-)KR
對于多車道交叉口,其實際通行能力是左轉車流、右轉車流與直流車流三者的總和。
三、環(huán)形和直道交叉口的通行能力
分別選取早晨(8:00-9:00)、中午(11:30-12:30)、及晚上(18:00-19:00)的環(huán)形、直道交叉口的通行能力參數(shù)的均值代入相應的道路通行能力計算公式中,得到四種結構的小區(qū)周邊道路在小區(qū)開放前后早晨的通行能力結果,如表1所示。
四、軟件仿真
在計算出四種小區(qū)結構在不同車流量下的道路通行能力后,我們使用交通仿真軟件對我們的計算結果進行仿真檢驗,這里給出四種小區(qū)在開放后的仿真圖,如圖所示:
為了使仿真的結果更貼合實際情況,在使用軟件進行仿真時,我們將小區(qū)內部的車道設置為單車道,小區(qū)周邊的道路設置為三車道,在小區(qū)周邊的道路交叉口和小區(qū)的出入口設置了紅綠燈,并加入多種車型進行模擬。選取小區(qū)出入口處130米長的周邊道路為研究路段,仿真出在10分鐘內目標路段的在不同交通流量下的道路通行情況,如表2所示。
分析表2的仿真結果發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格型小區(qū)T型路口在小區(qū)開放后相比開放前的平均車速得到了提高,平均延誤時間得到了減少,平均行駛距離得到了降低;而環(huán)型小區(qū)十字型路口在小區(qū)開放后相比開放前的平均車速變慢,平均延誤時間變高,平均行駛距離變大。
于是根據(jù)仿真結果我們可以看出在一定車流量下,網(wǎng)格型小區(qū)的開放對其T型出入口周邊道路的交通情況有積極的影響,而環(huán)型小區(qū)的開放對其十字型出入口周邊道路的交通情況具有不利的影響,仿真結果與計算結果相符。
五、結果分析
橫向分析表1可知,在小區(qū)內部結構為環(huán)形時,無論在什么時段(車流量)的情況下,小區(qū)開放后周邊道路通行的通行能力都不如開放前,說明環(huán)形內部結構的小區(qū)無論在什么樣的周邊道路結構和車流量的情況下都不適合開放。
當小區(qū)內部結構為網(wǎng)格型時,無論在什么樣的周邊道路結構和車流量的情況下,小區(qū)開放后周邊道路通行的通行能力都比開放前好,說明網(wǎng)格型的小區(qū)適合對外開放。
而在分析周邊道路結構對小區(qū)開放效果影響時,需控制小區(qū)結構和車流量不變。分析表1數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)周邊道路結構對小區(qū)開放效果的影響有好有壞即無法確定,因此認為周邊道路類型對小區(qū)開放沒有大的影響。
在縱向分析表1時,發(fā)現(xiàn)在中午車流量較小時開放小區(qū)對周邊道路的積極影響最小,而在早晨和晚上車流量較大時開放小區(qū)對周邊道路的積極影響最大。說明車流量大的小區(qū)開放后對于周邊道路的交通的改善效果要大于車流量小的小區(qū)開放后對周邊道路的交通的改善效果。
參考文獻:
李冬梅.李文權.道路通行能力的計算方法[J].河南大學學報,2002(02).
(作者單位:南京郵電大學貝爾英才學院)