基于時空分析的小區(qū)開放對道路影響的研究

陳 錦，魏萌然

（西北民族大學(xué) 經(jīng)濟學(xué)院，甘肅 蘭州730030）

1 引言

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷壯大，人口和汽車數(shù)量也日益增多，而城市空間和道路設(shè)施有限，致使城市交通問題日益突出。2016-02-21，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》，其中第十六條關(guān)于推廣街區(qū)制，原則上不再建設(shè)封閉住宅小區(qū)，已建成的住宅小區(qū)和單位大院要逐步開放等意見，引起了廣泛的關(guān)注和討論。封閉型小區(qū)內(nèi)部道路系統(tǒng)呈現(xiàn)出內(nèi)向型樹狀結(jié)構(gòu)，多為斷頭路，破壞了城市道路網(wǎng)之間的聯(lián)系，降低了支路網(wǎng)的密度，使道路之間的可達(dá)性下降。

2 模型的建立與求解

2.1 第一個問題

2.1.1 模型的建立

根據(jù)道路入口速度v1與v2之間的差值與綠燈時間t之間的聯(lián)系求出車輛在綠燈時間內(nèi)前進的距離L3之間的關(guān)系式如下：v=（v1－v2），L3=vt。

由車輛在綠燈時間內(nèi)前進的距離L3與車輛長度與間距之和L4之間的關(guān)系求出t時間內(nèi)流入k1輛車，得到關(guān)系式

定義k為比例系數(shù)，是道路中總長度L與單位時間內(nèi)流入k1輛車的比值，如公式總長度L與k、（v1－v2）、t成正比，與L4成反比，得到關(guān)系式由于相等時間地區(qū)內(nèi)，L4、t為定值，在同一段路況K為定值，得到L與速度（v1－v2）成正比。

2.1.2 模型的求解

根據(jù)截圖算出v1=25 和v2=13，為方便計算時間取1 個單位，查閱資料得到小汽車長度為4 m，大型客車的長度為10 m，車間距為1 m。m=690、n=230，則按權(quán)重來分，大型客車和小汽車各半權(quán)，得到L4=7.5。則求出為57.5。

在小區(qū)封閉時，長度為m，寬度為n。當(dāng)只考慮一條路時，則總長度L1=m。在小區(qū)開放的時候，長度為m，寬度為n。橫向插入a條路，縱向插入b條路。得到小區(qū)開放后的總長與a和b之間的關(guān)系：

查閱資料以及根據(jù)實際，得到m、n間的關(guān)系：

將選取的封閉式小區(qū)內(nèi)部的一條或者多條道路與外界的市政道路連接，供車輛或者行人使用。將封閉后的小區(qū)改造成開放式的小區(qū)，并選取同樣的監(jiān)測時間08：30。可以看到紅色區(qū)域幾乎消失了，黃色區(qū)域也比之前減小了，綠色區(qū)域占據(jù)大部分區(qū)域。

由于將小區(qū)開放，加強了干道與干道、干道與次干道、次干道與次干道之間的聯(lián)系，并且開放了一些街區(qū)的次干道，使之能夠直接通到主干道上，極大地緩解了交通壓力，讓交通狀況能夠通暢、迅速。

2.2 第二個問題

為了確定不同時空內(nèi)的車輛的凈流入量，選取地點為蘭州市城管區(qū)。采用高德地圖在開啟路況的情況下對24 h 路況每半小時進行截圖，根據(jù)查閱的資料可知路況的深紅色、紅色、黃色、綠色分別代表路況及其擁擠、路況擁擠、緩行、暢通。根據(jù)網(wǎng)上查閱的資料可知，及其擁擠、路況擁擠、緩行、暢通的速度分別為0～10 km/h、10～20 km/h、20～30 km/h、30～40 km/h。截取2016-09-11 從早到晚3 個不同時間點——08：00、12：00、17：00 的車輛路況分布圖。

根據(jù)數(shù)據(jù)得到2016-09-11 從早到晚3 個不同時間點——08：00、12：00、17：00 的坐標(biāo)與速度分布圖，使用部分得到的數(shù)據(jù)，將其繪制于一個三維時空模型中，x和y軸構(gòu)成了二維平面，模擬地理坐標(biāo)位置，z軸模擬速度。

通過08：00 的模擬圖，可以得出，該小區(qū)車輛速度在社區(qū)開放后均有顯著提升：小區(qū)開放前的最高值由25 km/h提升到開放后的最高值65 km/h；開放前的最低值由5 km/h提升到13 km/h。由此可以說明，社區(qū)各道路車輛速度的明顯提升在一定程度上反映了道路通行量的增加，小區(qū)道路的開放提升了道路的通行能力。

通過12：00 的模擬圖，可以得出該小區(qū)車輛速度在社區(qū)開放后均有顯著提升：小區(qū)開放前的最高值由25 km/h 提升到開放后的最高值65 km/h；開放前的最低值由5 km/h提升到13 km/h。由此可以說明，社區(qū)各道路車輛速度的明顯提升在一定程度上反映了道路通行量的增加，小區(qū)道路開放提升了道路的通行能力。

通過17：00 的模擬圖，可以得出該小區(qū)車輛速度在社區(qū)開放后均有顯著提升：小區(qū)開放前的最高值由25 km/h 提升到開放后的最高值65 km/h；開放前的最低值由5 km/h 提升到13 km/h。由此可以說明，社區(qū)各道路車輛速度的明顯提升在一定程度上反映了道路通行量的增加，小區(qū)道路的開放提升了道路的通行能力。

根據(jù)8：00、12：00、17：00 各時間點顯示，該小區(qū)車輛速度在社區(qū)開放后均有顯著提升，由此可以說明，社區(qū)各道路車輛速度的明顯提升在一定程度上反映了道路通行量的增加，小區(qū)道路的開放提升了道路的通行能力。

根據(jù)路線圖，畫出圖1、圖2、圖3，由圖可以看出擁堵程度較高或較通暢的區(qū)域。

圖1 08：00 擁堵情況

圖2 12：00 擁堵情況

圖3 17：00 擁堵情況

由蘭州市交通狀況空間分布圖可知，顏色分布在一定程度上反映了道路通行量：萬博植物園為早晨08：00 車流量最高地段，當(dāng)12：00 時，蘭州市區(qū)道路通行量最高是水車博覽園至白塔山公園路段，當(dāng)17：00 時，蘭州交通最為堵路段上升為三地段，分別為水車博覽園至白塔山公園路段、蘭州東站附近、蘭州理工大學(xué)—甘肅陽光大酒店處。