一、问题背景
城市是现代化发展的标志。为了缓解交通压力, 扩展可通行道路, 国务院提出推广街区制, 不在建设封闭住宅小区, 原有的小区要实行逐步的开放化。小区是否开放以及开放后对周边的影响引起广泛热议。小区开放后的安保问题、路网结构能否优化、道路的通行能力是否增强、路段的饱和度和交叉路口饱和度等问题都需要进一步深入的探讨。
二、问题分析
本文认为实行开放型小区后, 路网密度提高, 道路面积增加, 车道数增加, 通行能力会提升。但是, 开放小区也会引发其他的交通问题, 交叉路口增多, 车辆并道的时间、非机动车辆的干扰都会增加。针对这些问题, 本文展开分析。
问题1:开放型小区, 不在建设围墙, 构建居民生活和城市环境相融合, 打造新型城市, 开放型小区在国外已经发展成熟, 针对我国国情, 小区是否能开放还需要进一步的摸索。小区开放有利有弊, 对步行者、小区住户、车辆通行者、城市设计规划、城市交通布局、城市基础建设等等都具有一定的挑战性。本文将分析各种因素对城市交通通行的影响, 运用模糊综合评价法, 分析各因素所占权重, 从而找出开放型小区对道路通行的主导因素。
问题2:根据问题1, 通过权重找出影响道路通行能力的重要因素, 建立车辆通行的数学模型, 分析不同的因素对周边道路通行能力产生的不同程度的影响。
问题3:选取不用类型的小区, 根据选取的标准, 根据问题2建立的模型, 定量定性的比较各个因素对道路通行的影响, 从而推测开放小区对道路通行的影响。
问题4:通过问题1、问题2、问题3的讨论, 分析出开放小区对步行者、车辆通行者、城市建设、道路管理的利弊, 查阅资料, 学习国外开放小区的成熟思想, 采用比较评价模型对城市规划和交通管理部门提出关于小区建设的合理化建议。
三、模型建立与求解
(一) 开放型小区对道路交通的影响指标
1.交通流量 (Q) :在选定的某一时间段内, 某一段路通过的交通实体数。
交通流量=平均车速*车流密度 (Q=K×V)
2.平均车速 (V) :指的是车的行驶速度, 一般以车每小时所行的公里数表示, km/h。
3.车流密度 (K) :是指在某一瞬间一条车道的单位长度分部的车辆数, 表示车辆分部的集中程度。
车流密度=单车道路段内的车辆数/路段长度 (K=N/L)
4.道路面积率 (a) :指建成区道路 (道路指有铺装的宽度3.5米以上的路, 不包括人行道) 占建成区面积的比。城市道路面积率是反映城市建成区内城市道路拥有量的重要经济指标。这里的道路面积率是指城市的主干路、次干路、支路, 不包括居住区内的道路。
道路面积率=道路用地总面积/建设用地总面积
5.交叉路口等待时间 (b) :指遇到红灯、堵车、并道时等待行车的时间。
6.车道的数量 (n) :车辆可以通行的道路, 包括主干路、次干路、支路和小区的车道。
7.车头间距 (hs) :行驶在道路上两辆车车头之间的距离。
8.道路宽度 (d) :车辆可行的宽度。
(二) 车辆通行的数学模型
假设车辆通行的速度为平均速度, 建立车辆通行数学模型。
1.平均行驶速度平均值:
ti:第i个车在一段时间内, 第i个车通过的时间
2.在理想状态下的通行能力为:N0=3600/ht=1000V/hs
3.在实际的情况下车辆的通行能力:Na=N0×γ×η×c×n'
4.非机动车的影响系数:
(1) 机、非机动车道之间的分隔带γ=1
(2) 机、非机动车道间无分隔带, 但非机动车道不饱和γ=0.8
(3) 机、非机动车道间无分隔带, 非机动车道超饱和γ=0.8- (M/[C]+0.5-W2) /W0
M:非机动车交通量 (辆/h)
[C]:每米宽非机动车道的实际通行能力
W0:单向机动车道宽度 (m)
W2:单向非机动车道宽度 (m)
W0:一条机动车的宽度。标准宽度=3.5m时, η=100%
(三) 小区开放前后对通行能力的影响
本文根据封闭式小区的占地面积将小区分为:小型小区、中型小区、大型小区三种类型进行分析研究, 并通过问题二建立的模型进行定量比较三个类型的小区开放前后对道路通行能力的影响。
利用函数f=int (k+e×rand () ) 得到随机的一组数据, k代表各个因素给定范围内的最小值, e代表各个因素给定范围内的最大值减最小值。本文给定的范围为:机动车的平均速度v=[20, 80];机动车的车头间距o=[6, 12];非机动车的车流量M=[100, 300];非机动车的通行能力[C]=[400, 500];单向机动车道宽度W0=[3, 4];单向非机动车道宽度W2=[2.5, 3.5]。
分析数据可知, 实际的道路通行能力在车道数和外部干扰系数变化的情况下, 有明显的变化。当车道数增加的时候, 道路通行能力增加;当车道数减少时, 道路通行能力减小。当非机动车干扰系数增加时, 道路通行能力呈减小趋势但变化程度不大。
(四) 建议
对城市规划部门:
(1) 针对城市的各个功能区合理布局, 建立商业圈、工业区等, 不盲目拆迁, 对城市各个功能区进行合理布局, 不能盲目拆迁, 充分考虑到各方面的需求。
(2) 城市规划时, 在出入口设计方面, 小区至少要有一个主要的出入口面向主干道, 不同小区的主要主入口必需面向同一街道。
(3) 在城市规划时, 要着重设计非机动车通行道路, 增加人行道、自行车道。
(4) 在城市设计停车场时, 优先考虑地下停车库, 对街道以及小区道路的地面停车场要合理的设置。
对交通管理部门:
(1) 建立便利的路网密度, 发展城市商业圈, 缩短出行时间。
(2) 提高街区的交通流动性, 建设完善的公共交通体制, 针对公共交通提供优先通行的措施, 如安装公交优先通行信号灯。对以前的公交线路进行优化。
(3) 针对小区道路的开放在上下班高峰期时间段进行限制, 只允许单向通行, 减小拥堵压力。
摘要：为了缓解交通压力, 提高道路的通行能力, 到达改善交通拥堵的目的, 本文针对不同类型的小区从小区住户、交通通行者、道路通行能力的角度来分析开放型小区对交通的影响。通过定性比较国内外的开放小区, 针对性的提出合理化建议。
关键词：街区制,车流密度,交通承受能力,模糊综合评价法
参考文献
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