住宅小區(qū)開放對(duì)城市交通影響的綜合性評(píng)價(jià)

許寶丹，鄧翔，王藝龍華北水利水電大學(xué)

住宅小區(qū)開放對(duì)城市交通影響的綜合性評(píng)價(jià)

許寶丹，鄧翔，王藝龍華北水利水電大學(xué)

本文研究了小區(qū)開放對(duì)周邊道路通行的影響。給住宅小區(qū)開放對(duì)周邊道路通行影響提供衡量標(biāo)準(zhǔn)，首先，建立一組評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；其次，將評(píng)價(jià)指標(biāo)體系模型數(shù)字化，命名為TSD模型；然后，用武漢市兩個(gè)小區(qū)進(jìn)行檢驗(yàn)，得出住宅小區(qū)開放對(duì)周邊道路有積極影響，與文獻(xiàn)一致。最終結(jié)合研究成果，向有關(guān)部門提出合理化建議。

小區(qū)開放；TSD模型；控制變量法

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國(guó)小區(qū)數(shù)量日益增多，目前小區(qū)大多呈封閉式。一定程度上，破壞了城市路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)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(yōu)化路網(wǎng)結(jié)構(gòu)和提高道路通行能力。故本文建立開放住宅小區(qū)對(duì)道路通行影響的綜合性指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，構(gòu)建TSD模型，通過實(shí)際小區(qū)的比較，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)住宅小區(qū)對(duì)周邊道路通行能力的實(shí)際影響，應(yīng)用價(jià)值高。

2 道路交通評(píng)價(jià)指標(biāo)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(shí)間、交通安全、交通密度三項(xiàng)因素作為一級(jí)指標(biāo)。

2.1.1 通行時(shí)間系數(shù)kt

該系數(shù)決定因素是路況，路況越簡(jiǎn)單，通行時(shí)間越短。根據(jù)規(guī)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(zhǎng)為l，寬為b，得

n為車流量；a為車平均長(zhǎng)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(dá)式為l1=l2+l3+l4l2=vˉ·t2l3=vˉ2/(2μ·M)

l1實(shí)際安全跟車距離；l2反應(yīng)時(shí)間對(duì)應(yīng)行駛距離；l3制動(dòng)距離；l4安全距離50米；t1時(shí)間3600s；t2反映時(shí)間1.2s[2]；μ剎車系數(shù)；M車質(zhì)量。

車流量m表達(dá)式m=vˉ·t1/(a+l1)，kt關(guān)系式kt=f(ρ,m)。

2.1.2 安全系數(shù)ks

該系數(shù)由車速和交叉口數(shù)量決定。車速越慢，交通事故幾率越低，安全系數(shù)越高。交叉口數(shù)量增多會(huì)增大事故發(fā)生幾率。

n某時(shí)刻小段路中車輛數(shù)；N小區(qū)周邊主干道條數(shù)；I每條主干道穿過小區(qū)支路數(shù)。

ks關(guān)系式ks=f(vˉ,c)。

2.1.3 密度系數(shù)kg

該系數(shù)由路網(wǎng)密度決定，路網(wǎng)密度指某計(jì)算區(qū)域內(nèi)總道路長(zhǎng)度與總區(qū)域面積之比。小區(qū)開放使路網(wǎng)密度增加，增大周邊道路的通行能力。規(guī)范[3]規(guī)定主干路寬3.5至3.75米，非機(jī)動(dòng)車道寬1米，小區(qū)道寬3米，兩側(cè)各預(yù)留0.25米安全距離，n條非機(jī)動(dòng)車道寬為(n·1+0.5)米。取一長(zhǎng)h1，寬h2小區(qū)測(cè)量區(qū)域（假設(shè)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)“井”式結(jié)構(gòu)）。路網(wǎng)密度δl和kg關(guān)系式為：

2.1.4 綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

圖1 評(píng)價(jià)小區(qū)開放對(duì)周邊道路通行影響的指標(biāo)體系

建立總體評(píng)價(jià)指標(biāo)體系函數(shù)關(guān)系式：y=x1kt+x2ks+x3kg

x1、x2、x3為不同情況下各項(xiàng)系數(shù)的權(quán)重分析。

2.2 層次分析法確定權(quán)重系數(shù)

在這里只計(jì)算一種情況：小區(qū)開放在周邊道路的車輛通行時(shí)間方面上影響最大。

通過一致性檢驗(yàn)，得具體函數(shù)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(píng)價(jià)指標(biāo)函數(shù)關(guān)系式模型賦予具體等級(jí)值，稱為TSD模型。

3.1 通行時(shí)間系數(shù)kt的數(shù)學(xué)模型化

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

取正相關(guān)關(guān)系得：kt=10-s0。

3.2 安全系數(shù)ks的數(shù)學(xué)模型化

用s1表示速度規(guī)則化后的值。當(dāng)速度小于15 km/h時(shí)s1取值為5表示安全等級(jí)最高；在（15,25]時(shí)取值為4，表示安全等級(jí)很高；在（25,35]時(shí)取值為3，表示安全等級(jí)高；在（35,45]時(shí)取值為2，表示安全等級(jí)較高；大于45 km/h時(shí)取值為1，表示安全等級(jí)低。

關(guān)于交叉口數(shù)量問題，假設(shè)小區(qū)最多開放四個(gè)方向的道路，最多存在8條支路。則

3.3 密度系數(shù)kg的數(shù)學(xué)模型化

由密度系數(shù)kg定義得kg=l道路/s區(qū)域。

用s2表示密度系數(shù)規(guī)則化后的值，當(dāng)δl?。?,4]時(shí)s2為2；?。?, 5]時(shí)s2為4；取（5,6]時(shí)s2為6；?。?,7]時(shí)s2為8；?。?,9]時(shí)s2為10。

3.4 y值的數(shù)學(xué)模型化

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

對(duì)未知關(guān)系處理計(jì)算得

3.5 檢驗(yàn)TSD模型

選取封閉中央花園小區(qū)和開放風(fēng)華天城小區(qū)，通過對(duì)比這兩個(gè)小區(qū)來進(jìn)行函數(shù)檢驗(yàn)。選擇期刊《武漢市交通運(yùn)行周報(bào)》第196期、200期、206期、2094期進(jìn)行計(jì)算，得“中央花園”擁堵指數(shù)4.3，“風(fēng)華天城”擁堵指數(shù)3.9；選擇城區(qū)平均速度22.6 km/h作為計(jì)算車速；交叉口數(shù)由地圖得“中央花園”交叉口數(shù)量為3 2，“風(fēng)華天城”交叉口數(shù)量為7 3；而路網(wǎng)密度，選取兩小區(qū)一平方公里作為區(qū)域總面，由地圖上測(cè)算出各道路長(zhǎng)度，得路網(wǎng)密度分別為：6 km/km2和7.8 km/km2。

將兩組的數(shù)據(jù)帶入（1）式中，中央花園y值5.621，風(fēng)華天城y值6.626，則說明風(fēng)華天城對(duì)周邊道路通行影響比中央花園要積極，與文獻(xiàn)[4]結(jié)論一致。

4 密度系數(shù)模型的區(qū)域性探究

4.1 密度系數(shù)的數(shù)學(xué)模型化

在密度系數(shù)一級(jí)指標(biāo)下增加居住密度指標(biāo)。

用s3表示密度系數(shù)二次規(guī)則化后的值，當(dāng)δl?。?,4]時(shí)s3為1；?。?,5]時(shí)s3為2；?。?,6]時(shí)s3為3；?。?,7]時(shí)s3為4；取（7,9]時(shí)s3為5。

則居住密度D D=n總/S地

n總所選地區(qū)居住總?cè)藬?shù)；S地所選地區(qū)占地總面積。

對(duì)有單位量綱的居住密度D進(jìn)行規(guī)則化，用s4表示居住密度規(guī)則化后的值，當(dāng)D小于200時(shí)s4為1；?。?00,300]時(shí)s4為2；取（300,400]時(shí)s4為3；?。?00,500]時(shí)s4為4；大于500時(shí)s4為5。

兩者都與密度系數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系得kg=f(D,δl)=s3+s4

整理后y為

4.2 密度系數(shù)的模型化應(yīng)用

對(duì)比中央花園與風(fēng)華天城y值，得出關(guān)于住宅小區(qū)開放對(duì)周邊道路影響的相關(guān)結(jié)論。

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

[1]全國(guó)人大常委會(huì).中華人民共和國(guó)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(yīng)急狀態(tài)下剎車反應(yīng)時(shí)間的研究[J].華北科技學(xué)院學(xué)報(bào),2009,（03）：27-30.

[3]北京市市政設(shè)計(jì)研究院.城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范.[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006-2-1.

[4]李軍,何煉.住區(qū)的封閉與開放——解讀“中央花園”與“風(fēng)華天城”住宅小區(qū)[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(xué)；

鄧翔（1997-）,男，漢，河南商丘人，本科，華北水利水電大學(xué)；

王藝龍（1997-）,男，漢，河南信陽人，本科，華北水利水電大學(xué)。