封閉式小區(qū)開放對(duì)周邊道路交通的影響

席祥祥， 王玉環(huán)

(1.鄭州科技學(xué)院 基礎(chǔ)部，河南 鄭州450064； 2.鄭州黃河護(hù)理職業(yè)學(xué)院 公共教學(xué)部，河南 鄭州450066)

封閉式小區(qū)開放對(duì)周邊道路交通的影響

席祥祥1， 王玉環(huán)2

(1.鄭州科技學(xué)院 基礎(chǔ)部，河南 鄭州450064； 2.鄭州黃河護(hù)理職業(yè)學(xué)院 公共教學(xué)部，河南 鄭州450066)

首先由定性分析選取合適的評(píng)價(jià)交通通行能力的指標(biāo)體系，用層次分析法確定每個(gè)指標(biāo)對(duì)道路通行狀況影響程度的權(quán)重，并檢驗(yàn)其合理性.定義交通通行指數(shù)量化道路通行狀況，然后建立交通通行指數(shù)與所有評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系式，從而比較小區(qū)開放后對(duì)交通的影響.經(jīng)過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，封閉式小區(qū)開放對(duì)周邊交通狀況有一定的改善作用.

定性分析;層次分析法;交通通行指數(shù);函數(shù)關(guān)系式

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，城市規(guī)模迅速擴(kuò)大.相應(yīng)的城市道路、交通運(yùn)輸方式也發(fā)生著巨大的變化.城市人口規(guī)模的迅速擴(kuò)大，城市內(nèi)的汽車擁有量迅速增加，相對(duì)于有限的城市空間，城市交通問題變得日益突出.從2010年到2015年，我國(guó)城鎮(zhèn)化率由49.7%增加到55.9%，提高了6.2%，城鎮(zhèn)人口增加了1.019 3億人.我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)2.85億量，其中汽車保有量達(dá)1.84億量，同比增長(zhǎng)17.62%，全國(guó)超過46個(gè)城市的汽車保有量超過百萬(wàn)輛.日益增長(zhǎng)的城市人口和機(jī)動(dòng)車數(shù)量，以及人們生活節(jié)奏的加快，對(duì)城市的交通道路提出了更大的要求.

隨著城市的發(fā)展，城市化建設(shè)中的封閉式小區(qū)的缺點(diǎn)日益凸顯，封閉式小區(qū)對(duì)城市交通道路網(wǎng)帶來了不利影響，因此封閉式小區(qū)的開放具有重要的實(shí)際意義[1-3].秦葛分析了封閉式小區(qū)與城市交通發(fā)展之間的矛盾，并且提出了小區(qū)改造的一些對(duì)策[4]；李向朋針對(duì)封閉型小區(qū)的開放做了研究[5]，提出封閉小區(qū)交通開放可以提高路網(wǎng)可達(dá)性，降低出行成本.

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取

圖1 小區(qū)交通影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig.1 Index system of factors affecting traffic of community

小區(qū)交通影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)該盡可能全面地反映小區(qū)開放對(duì)周邊道路通行造成的影響，根據(jù)已有的研究成果，結(jié)合本問題的特點(diǎn)，本文指標(biāo)體系從兩方面的影響進(jìn)行選?。盒^(qū)周邊道路的特點(diǎn)和小區(qū)自身特點(diǎn)，具體指標(biāo)體系如圖1.

飽和度是反映道路交通水平的重要指標(biāo)，計(jì)算方法是最大交通量與最大通行能力的比值，即V/C，V是道路最大交通通行量，C是道路通行能力.飽和度的值越大，表明道路通行狀況越差.

1.1 路段飽和度x1

小區(qū)周邊相連路段通常不止一條，并且每條道路的交通通行狀況是不一樣的，所以在本文中小區(qū)周圍路段飽和度采用所有道路飽和度的加權(quán)平均.各路段的權(quán)重為各路段的道路通行能力與所有道路的通行能力和的比，即

(1)

其中，Ci為各路段通行能力，Vi為各路段最大交通量，n為小區(qū)周圍路段數(shù).

1.2 交叉口飽和度x2

交叉口飽和度直接影響著車輛交通的分流，所以也是影響交通狀況的一個(gè)重要因素，并且隨著小區(qū)開放，會(huì)增加道路的交叉口數(shù)，所以研究小區(qū)周邊道路交叉口飽和度至關(guān)重要.同路段飽和度類似，交叉口飽和度也采取所有路段交叉口飽和度的加權(quán)平均值進(jìn)行研究，權(quán)重確定方法為交叉通行能力與所有交叉口通行能力和的比，即

(2)

其中，Ci為各交叉口通行能力，Vi為各交叉口最大交通量，n為小區(qū)周圍交叉口個(gè)數(shù).

1.3 路段延誤時(shí)間x3

路段延誤時(shí)間是交通狀況的直接反映指標(biāo)，文中路段延誤時(shí)間仍采用各路段延誤時(shí)間的加權(quán)平均值，權(quán)重為各路段的長(zhǎng)度與總路段長(zhǎng)度的比值.

1.4 交叉口延誤時(shí)間x4

交叉口延誤時(shí)間是衡量相關(guān)道路狀況的最主要的影響因素，交叉口延誤時(shí)間越短，表明交通狀況越好，延誤時(shí)間取交叉口車輛的平均延誤時(shí)間.

1.5 出入口連接方式x5

小區(qū)開放后的出入口與城市不同的道路直接相連，對(duì)交通的影響很大.如果出入口直接與城市的主干道或者快速路相連，則會(huì)直接影響道路的通行狀況，所以最好是與城市的支路相連.在這個(gè)指標(biāo)計(jì)算上，針對(duì)下述不同情況取不同的值：

1)出入口與城市支路直接相連，x5=1;

2)出入口與城市次干道直接相連，x5=2;

3)出入口與城市干道直接相連，x5=3;

4)出入口與快速路直接相連，x5=4.

如果小區(qū)有多個(gè)出入口，取所有出入口連接方式的平均值.

2 層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重

用上述評(píng)價(jià)指標(biāo)來衡量小區(qū)開放對(duì)周邊交通狀況的影響程度，首先采用層次分析法來確定各指標(biāo)的權(quán)重.

2.1 構(gòu)造比較矩陣

比較矩陣的構(gòu)造是通過比較同一層次上各因素對(duì)目標(biāo)的影響程度來確定的，為了避免不同性質(zhì)因素之間比較的困難，減少人為主觀因素對(duì)結(jié)果的影響，我們采用相對(duì)尺度的標(biāo)準(zhǔn)來度量.標(biāo)準(zhǔn)比例標(biāo)度值如表1.

表1 標(biāo)度的含義

從上述標(biāo)度定義可知，若因素xi與xj的重要性比為aij，因素xj與xi的重要性比為aji，則有aji=1/aij，即比較矩陣是一個(gè)對(duì)稱矩陣，并且對(duì)角線元素為1.構(gòu)造交通評(píng)價(jià)指標(biāo)間的對(duì)比矩陣，

2.2 權(quán)重的確定

首先根據(jù)比較矩陣，求解出比較矩陣的特征值以及特征值所對(duì)應(yīng)的特征向量，再對(duì)最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量進(jìn)行歸一化處理，則處理后的向量稱為權(quán)重向量，每一個(gè)分量即為對(duì)應(yīng)元素的權(quán)重.

通過MATLAB編程，計(jì)算對(duì)比矩陣的權(quán)重向量為

ω=(0.118 9,0.238 8,0.214 6,0.364 4, 0.036 7,0.026 6).

2.3 一致性檢驗(yàn)

因?yàn)楸容^矩陣含有主觀因素，所以比較矩陣是否合理，模型的建立是否有效，需要進(jìn)行比較矩陣的一致性檢驗(yàn).一致性指標(biāo)CI，

(3)

隨機(jī)一致性指標(biāo)RI隨著矩陣階數(shù)的變化而變化，取值如表2.

表2 RI的值

一致性比例CR,

(4)

一般認(rèn)為當(dāng)CR<0.10時(shí)，對(duì)比矩陣的一致性是可以接受的，否則不能接受，需要重新設(shè)計(jì)對(duì)比矩陣.當(dāng)對(duì)比矩陣通過一致性檢驗(yàn)后，權(quán)重矩陣才可以作為對(duì)應(yīng)的每一個(gè)影響因素的權(quán)重，進(jìn)行建模運(yùn)算.一致性檢驗(yàn)比例值CR=0.041 3<0.10，所以通過一致性檢驗(yàn).

3 建立模型

表3 交通影響的評(píng)價(jià)等級(jí)

根據(jù)層次分析法得到的各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，建立交通指數(shù)與各評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系式，

y=ω1x1+ω2x2+ω3x3+ω4x4+ω5x5+ω6x6.

(5)

由模型中各評(píng)價(jià)指標(biāo)的特性，可知由此模型得到的交通指標(biāo)值越小，表明小區(qū)周邊道路交通狀況越好.

定義影響指數(shù)，即小區(qū)開放前交通指數(shù)與開放后交通指數(shù)的比值,

Q=y11/y1，

(6)

其中，y1為小區(qū)開放前的交通指數(shù)，y11為小區(qū)開放后的交通指數(shù).根據(jù)模型，可以評(píng)判小區(qū)開放后對(duì)道路交通的影響，并且通過計(jì)算影響指數(shù)值，判斷小區(qū)開放對(duì)交通的影響等級(jí)(表3).

圖2 小區(qū)平面圖簡(jiǎn)圖Fig.2 Plane sketch of community

4 實(shí)例分析

選擇的小區(qū)位于市中心，基礎(chǔ)設(shè)施比較完善，小區(qū)的容積率也相對(duì)較高為4.5，小區(qū)由四條路圍成封閉區(qū)域，四條路編上編號(hào)1、2、3、4，其中1和4是城市的次干路，2是城市的支路，3是城市主干路.小區(qū)平面圖簡(jiǎn)圖如圖2.

5 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取

通過對(duì)小區(qū)周圍的四條道路的車輛通行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得到相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)(表4).

小區(qū)由四條路圍成的封閉區(qū)域，小區(qū)直接影響的有四個(gè)交叉口，對(duì)交叉口的車輛通行情況進(jìn)行檢測(cè)，得到交叉口車輛通行情況數(shù)據(jù)(表5).

表4 道路車輛通行情況

表5 交叉口車輛通行情況

圖3 小區(qū)開放后平面圖簡(jiǎn)圖Fig.3 Plane sketch of opening community

根據(jù)道路飽和度和交叉口飽和度的計(jì)算方法，確定每條道路和每個(gè)交叉口的權(quán)重，從而通過計(jì)算得到加權(quán)平均作為實(shí)際模型中用的道路飽和度和交叉口飽和度，道路延誤時(shí)間和交叉口延誤時(shí)間取平均值.

小區(qū)開放設(shè)計(jì)，為研究小區(qū)開放對(duì)小區(qū)周邊交通情況的影響，在小區(qū)內(nèi)部開通了三條道路，下圖編號(hào)5、6、7，新開的三條路與道路2、3、4直接相連，在道路2和3上分別有兩個(gè)出口，在道路4上有一個(gè)出口，小區(qū)開放后簡(jiǎn)圖如圖3.

小區(qū)開放后，對(duì)小區(qū)周圍以及新開放的三條路的車輛通行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得到表6所示的結(jié)果. 小區(qū)開放后，新增加了五個(gè)交叉口，交叉口設(shè)計(jì)為T形結(jié)構(gòu)，并且所有從小區(qū)出來的車輛只能向右轉(zhuǎn)彎，不能左轉(zhuǎn)彎，對(duì)交叉口車輛通行情況進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如表7.

表6 開放后道路通行情況

表7 開放后交叉口通行情況

小區(qū)開放了三條道路，分別和城市支路相連，城市次干道和主干道相連，根據(jù)模型(2)中的取值標(biāo)準(zhǔn)，連接方式指標(biāo)的取值x5=(1+1+2+3+3)/5=2.

通過建立的模型，用MATLAB編程，研究小區(qū)開放后對(duì)交通通行的影響情況.通過編程計(jì)算，可以得到小區(qū)開放前的道路指數(shù)和開放后的道路指數(shù)

y=29.96，y1=17.6.

因?yàn)閥1

6 結(jié)論

通過本文建立模型分析可知，封閉式小區(qū)的開放對(duì)周邊交通有一定的改善作用，根據(jù)小區(qū)特點(diǎn)的不同，影響程度不同.所以在城市機(jī)動(dòng)化迅猛發(fā)展的情況下，面對(duì)有限的城市空間，如果做好小區(qū)的開放化，對(duì)城市的交通會(huì)有很大的改善作用.

[1] 方萬(wàn)春.周新年.某市新建居住小區(qū)交通影響評(píng)價(jià)研究[J]．森林工程，2009,5(2):73-77.

[2] 鄭連勇.城市交通影響評(píng)價(jià)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2006:200-215.

[3] 繆樸.城市生活的癌癥——封閉式小區(qū)的問題及對(duì)策[J].時(shí)代建筑,2004(5):46-49.

[4] 秦葛.城市封閉式居住小區(qū)規(guī)劃模式與城市交通發(fā)展的協(xié)調(diào)性研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué),2010.

[5] 李向朋. 城市交通擁堵對(duì)策——封閉型小區(qū)交通開放研究[D].長(zhǎng)沙:長(zhǎng)沙理工大學(xué),2014.

The Influence by Opening of Enclosed Community on the Road Traffic

XI Xiangxiang1， WANG Yuhuan2

(1.DepartmentofBasic,ZhengzhouUniversityofScienceandTechnology,Zhengzhou450064,China; 2.DepartmentofPublicEducation,ZhengzhouYellowRiverNursingVocationalCollege,Zhengzhou450066,China)

Firstly the suitable evaluation indexes were selected to measure traffic capacity. Then determine the weight of each index by the analytic hierarchy process and test its rationality. Define traffic pass indexes to quantify the road traffic conditions. Then the function of relation between traffic pass indexes and evaluation indexes is established to compare the influence of traffic after the closed community was opened. Referring to the study, the conclusion was obtained that it can improve the surrounding traffic conditions.

qualitative analysis; hierarchy analytic process; traffic pass indexes; function of relationship

2017-02-21

鄭州市社科聯(lián)項(xiàng)目(ZSLX2016878)

席祥祥(1989—)，男，河南沁陽(yáng)人，鄭州科技學(xué)院基礎(chǔ)部教師.

10.3969/j.issn.1007-0834.2017.01.010

U491

A

1007-0834(2017)01-0046-05