小區(qū)開放對(duì)道路通行的影響數(shù)學(xué)建模

1、B題 小區(qū)開放對(duì)道路通行的影響摘要隨著社會(huì)的發(fā)展，今年來車輛數(shù)目持續(xù)增長(zhǎng)，在給人們帶來許多便利的同時(shí)，所帶來的交通問題日漸突出，2016年2月21日，國(guó)務(wù)院發(fā)布關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)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)和單位大院逐步開放等意見。這個(gè)條例的頒發(fā)，一定程度上將原本封閉的小區(qū)與周邊的道路聯(lián)系起來，形成新的交通系統(tǒng)。小區(qū)的開放雖然會(huì)增加可通行的道路，但是新增的交叉路口也可能會(huì)影響原本道路的通行速度。所以需要我們選取適當(dāng)?shù)哪Ｐ蛠磉x擇小區(qū)開放的方式。對(duì)于問題一，我們綜合分析了部分指標(biāo)對(duì)道路通行能力的影響，適當(dāng)選取了若干個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2、對(duì)于問題二，我們以前面提到的評(píng)價(jià)指標(biāo)入手，利用層次分析法求解各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，建立數(shù)學(xué)模型。并且建立評(píng)價(jià)小區(qū)開放對(duì)道路通行影響的評(píng)價(jià)等級(jí)。對(duì)于問題三，我們綜合地理位置，車流量，人流量，交叉口等等因素，選取適當(dāng)?shù)男^(qū)作為模擬實(shí)驗(yàn)，并且對(duì)比小區(qū)開放前后周邊的道路交通，得出不同小區(qū)開放前后對(duì)道路通行的影響。對(duì)于問題四，綜合前幾問，從提高交通通行效率，減輕主要路段交通壓力的角度出發(fā)，我們向城市規(guī)劃和交通管理部門提出合理化的建議。關(guān)鍵詞 小區(qū)開放對(duì)周邊道路通行影響 層次分析法 小區(qū)開放前后一、問題的重述 小區(qū)開放對(duì)道路通行的影響國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)的小區(qū)都是封閉型小區(qū)，所謂小區(qū)開放是指，將小區(qū)道路開放化，與小區(qū)周

3、圍的主、次干道，支路，形成路網(wǎng)，從而達(dá)到減輕主、次干道交通壓力的目的，增強(qiáng)通行效率。問題一是選取合適的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，用以評(píng)價(jià)小區(qū)開放對(duì)周邊道路通行的影響。不難知道，影響交通通行的因素非常多，而如何選取在小區(qū)開放前后影響最大的因素作為評(píng)價(jià)指標(biāo)是本問題的關(guān)鍵。問題二是建立車輛通行的數(shù)學(xué)模型，用以研究小區(qū)開放對(duì)周邊道路通行的影響，這個(gè)數(shù)學(xué)模型的建立是基于問題一的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行的，在問題中，我們不僅僅要計(jì)算每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)值，更要分析每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，從而達(dá)到小區(qū)開放對(duì)周邊道路影響的程度合理化。最后設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)等級(jí)來區(qū)別開放程度，以及開放前后的對(duì)比。問題三，選取不同類型的小區(qū)，應(yīng)用所建立的模型，定量比較各

4、類型小區(qū)開放前后對(duì)道路交通的影響。這道題相當(dāng)于理論聯(lián)系實(shí)際，將搜集到不同類型的小區(qū)的數(shù)據(jù)，應(yīng)用于問題二的模型，定量地分析不同評(píng)價(jià)指標(biāo)的變化，從而得到小區(qū)開放前后對(duì)周邊道路通行的影響。問題四，結(jié)合前三問，對(duì)小區(qū)開放前后的變化進(jìn)行綜合分析，向城市規(guī)劃和交通管理部門提出合理的建議。 二、問題的分析對(duì)于問題一，不難知道，影響交通通行的因素非常多，而如何選取在小區(qū)開放前后影響最大的因素作為評(píng)價(jià)指標(biāo)是本問題的關(guān)鍵。做到選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)能精準(zhǔn)評(píng)判道路交通。對(duì)于問題二，建立車輛通行的數(shù)學(xué)模型，我們從不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)入手，通過每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的等價(jià)劃分，來區(qū)別小區(qū)開放前后對(duì)周邊道路通行的影響。問題三，選取的小區(qū)需要得當(dāng)

5、，最好的選取是在市中心車流量，人流量較為集中的地方，這樣可以更加突出小區(qū)開放前后對(duì)周邊道路通行能力的影響。問題四，在對(duì)比小區(qū)開放前后的數(shù)據(jù)之后，不難發(fā)現(xiàn)小區(qū)的開放對(duì)哪個(gè)方面的影響更加深刻，從這些方面入手，為城市規(guī)劃和交通管理部門提出合適的意見。三、模型假設(shè)1.所有數(shù)據(jù)均為原始數(shù)據(jù)，來源可靠。2.道路通行不考慮天氣，天災(zāi)的不可逆因素。3.交通擁堵只與車流量，非機(jī)動(dòng)車，不考慮車禍，交通意識(shí)淺薄等問題。四、符號(hào)說明符號(hào)意義路段飽和度交叉口飽和度出入口連接值出入口渠道化指數(shù)公共交通高峰小時(shí)承擔(dān)系數(shù)單向非機(jī)動(dòng)車寬度；單向機(jī)動(dòng)車道寬度道路上實(shí)測(cè)到的非機(jī)動(dòng)車交通量；非機(jī)動(dòng)車道路每米非機(jī)動(dòng)車的設(shè)計(jì)通行能力非機(jī)

6、動(dòng)車隊(duì)機(jī)動(dòng)車的干擾系數(shù)；n實(shí)際通過該路段所需要的時(shí)間路段自由行駛時(shí)間 有效綠燈時(shí)間信號(hào)周期長(zhǎng)度q當(dāng)時(shí)通過該路段的交通量c該路段的實(shí)際通行能力n交通影響范圍內(nèi)路段數(shù)a表示小區(qū)開放后增加的道路條數(shù)（開放前的a值為0）Y目標(biāo)年基地周邊的滿載率R高峰小時(shí)項(xiàng)目吸引公交出行客流P公交平均座位數(shù)道路車道寬度的修正系數(shù)側(cè)向凈空的修正系數(shù)路旁干擾的修正系數(shù)五、問題一的求解5.1 問題分析居住小區(qū)開放后對(duì)周邊道路通行影響到底怎樣。實(shí)際上居住小區(qū)開放對(duì)城市交通的影響是全方位的，單項(xiàng)評(píng)價(jià)并不能全面地反映居住小區(qū)開放后對(duì)周邊道路通行實(shí)際影響。有鑒于此，提出交通影響度的概念，通過多指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)，全面衡量小區(qū)開

7、放對(duì)周邊道路通行影響程度。交通影響度通過對(duì)各相關(guān)指標(biāo)的單項(xiàng)評(píng)判和綜合評(píng)判，確定小區(qū)開放后對(duì)周邊道路通行影響度等級(jí)，交通影響度客觀、全面地反映了小區(qū)開放后對(duì)周邊道路通行影響程度，是決定居住小區(qū)是否開放重要依據(jù)。借鑒我國(guó)城市干線街道和交叉口服務(wù)水平的等級(jí)劃分，可以將影響度從弱到強(qiáng)劃分為5個(gè)等級(jí):1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)、4級(jí)、5級(jí)。1級(jí)稱為“阻礙影響”，居住小區(qū)開放后對(duì)周邊道路通行產(chǎn)生阻礙影響，對(duì)此類小區(qū)無需開放。2級(jí)稱為“較小阻礙影響”居住小區(qū)開放后對(duì)周邊道路通行較開放前產(chǎn)生較小阻礙影響，對(duì)此類小區(qū)仍無需開放。3級(jí)稱為“基本無影響”，居住小區(qū)開放后對(duì)周邊道路通行基本沒有什么影響，對(duì)此類小區(qū)仍無需開放。4

8、級(jí)稱為“較小順暢影響”，居住小區(qū)開放后對(duì)周邊道路通行較開放前更加暢通但只是很小的作用，對(duì)此類小區(qū)可以考慮開放。5級(jí)稱為“順暢影響”，居住小區(qū)開放后對(duì)周邊道路通行較開放前更加順暢，對(duì)此類小區(qū)積極提倡開放。居住小區(qū)交通影響度的評(píng)價(jià)指標(biāo) 居住小區(qū)開放后對(duì)周邊道路通行影響是多方面的，因此必須采取多目標(biāo)原則，對(duì)居住小區(qū)可能影響到的各方面進(jìn)行定性分析和定量計(jì)算，確定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方法，從而得到交通影響度的綜合評(píng)價(jià)。首先對(duì)道路上的車輛分類進(jìn)行了分析，機(jī)動(dòng)車交通流中包括了小型車、中型車及大型車，非機(jī)動(dòng)車交通流中包括了自行車、三輪車、電動(dòng)車等。為方便分析計(jì)算，給出了各類車輛換算成標(biāo)準(zhǔn)小汽車的換算系數(shù)。市內(nèi)的道路

9、結(jié)構(gòu)種類多、數(shù)量大，交通流通過不同等級(jí)、不同方向的道路組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行并到達(dá)目的地。因此道路交叉口是車流、人流最為集中的區(qū)域，也是城市道路之間相互銜接轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)還是決定城市交通系統(tǒng)能否快速通暢的關(guān)鍵部位。交通管制是依靠交通管理部門或交通信號(hào)控制設(shè)施，對(duì)道路上的車輛和行人通行以及其他與交通有關(guān)的活動(dòng)所制定的帶有疏導(dǎo)、禁止、限制或指示性質(zhì)的具體措施，如紅綠燈等。影響道路通行包括環(huán)境氣候、溫度、地形、風(fēng)力、駕駛員特性、道路縱坡、橫向干擾與視距等。我們選擇主要影響因素進(jìn)行分析可以忽略該因素。居住小區(qū)交通影響度評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)能全面反映小區(qū)放后對(duì)周邊道路通行影響。根據(jù)科學(xué)建立指標(biāo)體系的原則，本文提

10、出了如圖表1所示的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。小區(qū)周邊道路通行能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系小區(qū)道路影響直道路飽和度變化值T1交叉口飽和度變化值T2小區(qū)出入口小區(qū)出入口連接方式變化值T3小區(qū)出入口渠化變化值T4公共交通服務(wù)指標(biāo)公共交通承受系數(shù)5.2 問題的求解以下是列出的五項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)：路段飽和度：路段飽和度是車輛在各個(gè)路段車輛流通的指標(biāo)，這個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)可以直觀地反映車流量在路段中的變化程度。交叉口飽和度：交叉口飽和度是車輛在各個(gè)交叉口車輛流通的指標(biāo)，這個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)可以直觀反映車流量在交叉口的變化程度。出入口連接值：由于小區(qū)開放必定會(huì)使得小區(qū)周邊新增出入口，出入口連接值旨在分析小區(qū)道路開放前后出入口連接點(diǎn)的車輛流通情況。出入口

11、渠道化指數(shù)：開放小區(qū)同時(shí)也應(yīng)考慮小區(qū)道路的安全問題，減小小區(qū)出入口車輛流動(dòng)對(duì)城市、小區(qū)的干擾，故因當(dāng)對(duì)出入口渠道化。公共交通高峰小時(shí)承擔(dān)系數(shù)：小區(qū)開放可能引起公交路線的增加，特別是交通高峰期，更是分擔(dān)了更多的交通壓力。通過模擬小區(qū)開放后將吸引的公交出行人數(shù)以及公交公司所投入的更多公共交通資源，來評(píng)價(jià)對(duì)小區(qū)開放的影響。六、問題二模型的建立6.1問題分析居住小區(qū)開放的目的旨在與周邊道路形成交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而減輕周邊主、次干道的交通壓力。但是，由于小區(qū)類型、地形、交叉口分布等等一系類的問題，小區(qū)是否適合開放，還是小區(qū)部分開放成為問題的關(guān)鍵，本文針對(duì)路段飽和度，交叉口飽和度，出入口連接，出入口渠道化，

12、公共交通高峰小時(shí)負(fù)荷系數(shù)等指標(biāo)的綜合分析，并且分析以及利用Braess悖論來判斷小區(qū)內(nèi)所開放的道路是否合理，最終得到關(guān)聯(lián)度k，通過擬定的關(guān)聯(lián)度等級(jí)來評(píng)判，小區(qū)開放前后對(duì)周邊道路通行的影響。6.2模型的建立本模型是通過五個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)來分析小區(qū)開放對(duì)周邊道路交通的影響，五個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)分別是路段飽和度、交叉口飽和度、出入口連接值、出入口渠道化指數(shù)、公共交通高峰小時(shí)承擔(dān)系數(shù)。1、路段飽和度通過計(jì)算路段飽和度，作為評(píng)判的指標(biāo)之一，旨在分析小區(qū)開放前后的路段的車輛流通情況。公式1；式中:v;交通影響范圍內(nèi)各路段高峰小時(shí)交通量c;交通影響范圍內(nèi)各路段通行能力n一交通影響范圍內(nèi)路段數(shù)a表示小區(qū)開放后增加的道路條數(shù)

13、（開放前的a值為0）2、交叉口飽和度通過計(jì)算交叉口飽和度，作為評(píng)判的指標(biāo)之一，旨在分析小區(qū)道路開放前后交叉口的車輛流通情況。 公式2式中:v;交通影響范圍內(nèi)各交叉口高峰小時(shí)交通量c;交通影響范圍內(nèi)各交叉口通行能力n一交通影響范圍內(nèi)路段數(shù)a表示小區(qū)開放后增加的道路條數(shù)（開放前的a值為0）3、出入口連接值通過計(jì)算出入口連接值，作為評(píng)判的指標(biāo)之一，由于出入口可以設(shè)置在不同類型的道路上，所以在不同路段影響的程度皆不相同，出入口連接值旨在分析小區(qū)道路開放前后出入口連接點(diǎn)的車輛流通情況。經(jīng)調(diào)查，出入口的連接大致有以下四種等級(jí)：出入口與支路相連接，；：出入口與城市次干道連接，；：出入口與城市主干道連接，；：

14、出入口與城市高速路連接，；由于小區(qū)開放涉及多種出入口的連接方式，采用數(shù)值平均法，即總的出入口連接值除以總的出入口個(gè)數(shù)。4、出入口渠道化指數(shù)通過計(jì)算出入口渠道化指數(shù)，作為評(píng)判的指標(biāo)之一，對(duì)于小區(qū)而言，主體無非是人，交通構(gòu)成有人、自行車，小汽車。開放小區(qū)同時(shí)也應(yīng)考慮小區(qū)道路的安全問題，減小小區(qū)出入口車輛流動(dòng)對(duì)城市、小區(qū)的干擾，故因當(dāng)對(duì)出入口渠道化。經(jīng)調(diào)查，出入口的連接大致有以下四種等級(jí)：設(shè)置人行橫道、地下通道等行人安全通過的設(shè)施，并且采取了機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車分離的措施， ；：設(shè)置人行橫道、地下通道等行人安全通過的設(shè)施，但沒有采取了機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車分離的措施， ；：沒有設(shè)置人行橫道、地下通道等行人安全

15、通過的設(shè)施，但采取了機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車分離的措施， ；：沒有設(shè)置人行橫道、地下通道等行人安全通過的設(shè)施，并且沒有采取了機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車分離的措施， ；同樣的，小區(qū)開放必然形成多個(gè)出入口，采用數(shù)值平均法，即總的出入口渠道化指數(shù)除以出入口的總個(gè)數(shù)。5、公共交通高峰小時(shí)承擔(dān)系數(shù)通過計(jì)算公共交通高峰小時(shí)承擔(dān)系數(shù)，作為評(píng)判的指標(biāo)之一，小區(qū)開放可能引起公交路線的增加，特別是交通高峰期，更是分擔(dān)了更多的交通壓力。通過模擬小區(qū)開放后將吸引的公交出行人數(shù)以及公交公司所投入的更多公共交通資源，來評(píng)價(jià)對(duì)小區(qū)開放的影響。公式3式中：n小區(qū)周邊主要公交路線數(shù)量。 Y目標(biāo)年基地周邊的滿載率R高峰小時(shí)項(xiàng)目吸引公交出行客流P公

16、交平均座位數(shù)本文采用層次分析法來求解出各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，層次分析法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的步驟如下:1、 構(gòu)造判斷矩陣 判斷矩陣表示層次結(jié)構(gòu)模型中，對(duì)上一層因素來說，本層次所有因素之間的相對(duì)重要程度，采用兩兩對(duì)比的方法來確定，構(gòu)造的判斷的矩陣如下所示。是判斷矩陣A的元素，它表示相對(duì)于的重要程度。標(biāo)度定義比較因素1因素和一樣重要3因素比稍微重要5因素比較強(qiáng)重要7因素比強(qiáng)烈重要9因素比絕對(duì)重要2、4、6、8兩項(xiàng)鄰的辨別值倒數(shù)當(dāng)比較因素與時(shí)表2 2、權(quán)重值的確定及一致性檢驗(yàn) (1)最大特征值及特征向量 解判斷矩陣A的特征方程|= 0 , I為單位方陣，得到的特征值為，記最大特征值，對(duì)應(yīng)于的標(biāo)準(zhǔn)化特征向量

17、為，則為因素對(duì)目標(biāo)的權(quán)重.也即對(duì)應(yīng)于判斷矩陣最大特征值的特征向量表示因素間的相對(duì)重要程度(權(quán)重)。判斷矩陣的最大特征值及特征向量的近似解法一方根法: 計(jì)算判斷矩陣A每行元素乘積的n次方根: 公式4 對(duì)向量作正規(guī)化、歸一化處理:公式5則為所求的對(duì)應(yīng)最大特征值的特征向量。 按下式求得最大特征值公式6 2)一致性檢驗(yàn) 正常來說，判斷矩陣中的元素可能具有傳遞性，也可能不存在傳遞性，即不出現(xiàn)=，如果這個(gè)公式也成立，則這個(gè)判斷矩陣是完全一樣的。但是，由于客觀事物的復(fù)雜性和人們認(rèn)識(shí)上世界的多樣性，不可能精確地判斷出，的值，只能對(duì)它進(jìn)行估算，這個(gè)估算誤差會(huì)使特征向量出現(xiàn)差別。AHP中并不要求判斷的矩陣完全一致

18、，允許存在一定的差別，但要求判斷的趨勢(shì)大體具有一致性。 為防止一致性偏差太大而影響評(píng)價(jià)結(jié)果，必須檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性。檢驗(yàn)方法如下: 一致性指標(biāo)CI公式7式中:n表示判斷矩陣的維數(shù);表示判斷矩陣的最大特征值。當(dāng)即時(shí)，矩陣滿足一致性條件。當(dāng)不滿足一致性條件時(shí)，>n，即CI>0。平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI單層次判斷矩陣的RI值隨矩陣的維數(shù)而變化，其值如表所示。RI數(shù)值列表維數(shù)345678910RI0.580.901.121.241.321.411.451.49 一般地，若CR 0.10時(shí)，認(rèn)為判斷矩陣具有不錯(cuò)的一致性，可以接受;否則不能接受，需要重新設(shè)計(jì)判斷矩陣。 首先按以上步驟運(yùn)用層次分

19、析法對(duì)準(zhǔn)則層確定指標(biāo)權(quán)重，指標(biāo)層也采用同樣的方法，則由層次分析法確定交通影響度各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的權(quán)重為: 路段飽和度權(quán)重: =0.5 x 0.637·0.3185;交叉口飽和度權(quán)重: =0.5x0.637=0.3185;出入口連接權(quán)重: =0.5x0.105=0.0505;出入口渠化權(quán)重: =0.5x0.105=0.0505;公共交通高峰小時(shí)負(fù)荷率權(quán)重: = 0.2580各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重：評(píng)價(jià)指標(biāo)路段飽和 度交叉口飽和度出入口連接值出入口渠道化指數(shù)公共交通高峰小時(shí)承擔(dān)系數(shù)權(quán)重6.3阻抗函數(shù) 的求解本文通過研究道路阻抗函數(shù)，求解得到各個(gè)路段的阻抗之后，給新增的道路分配交通量。美國(guó)聯(lián)邦公

20、路局阻抗函數(shù)（即BPR函數(shù)）里，只考慮了道路交通流量對(duì)行駛時(shí)間的干擾，但并未涉及非機(jī)動(dòng)車（包括自行車、人力三輪等）、行人對(duì)道路的影響，以及新增交叉口對(duì)干路的交通影響，為了更為精準(zhǔn)地體現(xiàn)道路阻抗的實(shí)際情況，在本文對(duì)阻抗函數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，完善后的阻抗函數(shù)加入了非機(jī)動(dòng)車，行人，交叉口等因素，從而更好地分析小區(qū)開放后對(duì)周邊道路的影響。未改進(jìn)的阻抗函數(shù)： 公式8式中：t實(shí)際通過該路段所需要的時(shí)間 路段自由行駛時(shí)間 q當(dāng)時(shí)通過該路段的交通量 c該路段的實(shí)際通行能力新增的道路屬于交通支路，正常情況是一塊板的雙向車道，一般不僅會(huì)受非機(jī)動(dòng)車的影響，在未設(shè)置分隔帶的情況下，還會(huì)受到車輛以及行人的影響。通過查閱資料，我

21、們獲得行人干擾修正系數(shù)建議值，如下表：行人干擾程度很嚴(yán)重嚴(yán)重較嚴(yán)重一般很小無0.50.60.70.80.91.0非機(jī)動(dòng)車對(duì)道路交通的干擾，公式如下：公式9式中：非機(jī)動(dòng)車隊(duì)機(jī)動(dòng)車的干擾系數(shù)； 道路上實(shí)測(cè)到的非機(jī)動(dòng)車交通量； 非機(jī)動(dòng)車道路每米非機(jī)動(dòng)車的設(shè)計(jì)通行能力； 單向非機(jī)動(dòng)車寬度； 單向機(jī)動(dòng)車道寬度。由于小區(qū)的開放必定會(huì)增加道路的交叉口，交叉口對(duì)道路交通的影響也不可以忽視。因?yàn)榻徊婵诘脑O(shè)置問題，情況相對(duì)復(fù)雜，所以我們采用交叉口平均延誤公式，如下：公式10式中:信號(hào)周期長(zhǎng)度 ； 有效綠燈時(shí)間。綜上所述，經(jīng)過改進(jìn)后的阻抗函數(shù)為：當(dāng)取公式，當(dāng)取公式。6.4城市路段可能通行能力c的求解城市道路路段的可

22、能通行能力可表示為： 式中為路段車道數(shù)，、分別代表道路車道寬度、側(cè)向凈空和路旁干擾的修正系數(shù)，為單條車道的理論通行能力。城市道路路段單條車道小汽車的理論通行能力為：其中v是測(cè)量行駛速度通過實(shí)測(cè)車道寬度變化對(duì)道路通行能力影響，并結(jié)合道路通行能力中的相關(guān)規(guī)范，可以得出車道寬度對(duì)同性能里影響的修正系數(shù)儀，如表3-3所示。表3-3車道寬度對(duì)通行能力影響的修正系數(shù)車道寬度（m）>3.503.253.002.752.50修正系數(shù)1.000.940.880.850.82由上表可以看出，當(dāng)車道寬度大于3.50m時(shí)，車道通行能力基本不會(huì)受到車道寬度的影響。當(dāng)?shù)缆穼挾葪l件局促，道路兩側(cè)側(cè)向凈空不定時(shí)，需要對(duì)

23、側(cè)向凈空進(jìn)行修正，其修正系數(shù)可參考日本道路通行能力中相關(guān)規(guī)定，如表3-6所示。表3-6側(cè)向凈空對(duì)通行能力影響的修正系數(shù)側(cè)向凈寬（m）>0.750.500.250.00修正系數(shù)單側(cè)不足1.000.980.950.93兩側(cè)不足1.000.950.910.86把受路旁干擾的道路斷面情況劃分成以下七大類：1、四塊板及有行人隔離的兩塊板機(jī)動(dòng)車專用道不受非機(jī)動(dòng)車干擾，不受對(duì)向車流干擾，不受行人干擾；2、無行人隔離的三塊板機(jī)動(dòng)車專用道不受非機(jī)動(dòng)車干擾，不受對(duì)向車流干擾，受行人干擾；3、兩塊板有行人隔離的機(jī)非混行車道受非機(jī)動(dòng)車干擾，不受對(duì)向車流干擾，不受行人干擾；4、一塊板有行人隔離的機(jī)動(dòng)車專用道及三塊

24、板道路不受非機(jī)動(dòng)車干擾，受對(duì)向車流干擾，不受行人干擾；4、一塊板有行人隔離的機(jī)動(dòng)車專用道及三塊板道路不受非機(jī)動(dòng)車干擾，受對(duì)向車流干擾，不受行人干擾；5、一塊板機(jī)動(dòng)車專用道不受非機(jī)動(dòng)車干擾，受對(duì)向車流干擾，受行人干擾：6、兩塊板機(jī)非混行受非機(jī)動(dòng)車干擾，不受對(duì)向車流干擾，受行人干擾；7、一塊板機(jī)非混行道路受非機(jī)動(dòng)車干擾，受對(duì)向車流干擾，受行人干擾；通過對(duì)一系列車速觀測(cè)的結(jié)果，可以分析出各種道路的車速下降率，從而可以得出以上七類情況的路旁干擾系數(shù)，分別為：第一種：第二種：第三種：第四種：第五種：第六種：第七種：其中為行人流量(3min)，為對(duì)向機(jī)動(dòng)車流量(3min車道)，為非機(jī)動(dòng)車流量(1 0min

25、m)。七、問題三模型的應(yīng)用7.1問題分析問題三是分析不同類型的小區(qū)開放之后對(duì)周圍道路交通的影響，小區(qū)類型包括樹形、環(huán)形。 類型一：樹形 類型二：環(huán)形7.2 類型一模型的分析與應(yīng)用 選取對(duì)象地理位置：文中選取的南雅宛小區(qū)位于廣州市中心，廣州作為國(guó)內(nèi)一線城市，城市開放程度高，在此地段的基礎(chǔ)設(shè)施完善，交通發(fā)達(dá)，往來頻繁。項(xiàng)目是由黃埔大道西，天河?xùn)|路，體育東路，體育東路橫街所圍成的封閉型小區(qū)。其中黃埔大道西，天河?xùn)|路作為主干道，常年承受著較大的交通壓力。而體育東路作為次干道，體育東路橫街作為支路。選取對(duì)象的性質(zhì)：小區(qū)地理位置優(yōu)越，在小區(qū)的北面是廣州市體育中心，南面有婦科中心，西北面是人流量密集的萬菱國(guó)

26、際中心，東面是著名高校暨南大學(xué)，選取對(duì)象周圍更分布著大大小小的學(xué)校，銀行，酒店等等人流量大的場(chǎng)所，然而位于中心位置的小區(qū)卻只有四個(gè)大門供住戶進(jìn)出，沒有支路連接，周圍幾乎所有的交通壓力集中在主、次干道。所以，打破一個(gè)封閉的小區(qū)，可以增強(qiáng)小區(qū)周圍路網(wǎng)的暢通性，大大減輕周圍主、次干道的交通壓力第一種類型是樹狀型，以下是廣州市南雅宛小區(qū)的衛(wèi)星地圖。通過衛(wèi)星圖的測(cè)量可以得知：南雅宛小區(qū)西面道路是體育東路，全長(zhǎng)206米；小區(qū)北面是體育東路橫街，全長(zhǎng)544米；小區(qū)東面是天河?xùn)|路，全長(zhǎng)180米；小區(qū)南面是黃埔大道西，全長(zhǎng)546米。其他數(shù)據(jù)包括各個(gè)路段的機(jī)動(dòng)車道寬度，非機(jī)動(dòng)車道寬度，道路斷面種類，側(cè)向凈寬，道路

27、等級(jí)等，從衛(wèi)星圖中可以查詢得到，為了觀察方便，將衛(wèi)星圖轉(zhuǎn)化為平面圖： 小區(qū)開放之后的平面圖：在小區(qū)開放之后，新增了四條道路，八個(gè)出入口。通過衛(wèi)星圖測(cè)得數(shù)據(jù)并列表如下：開放前道路開放后道路ad路段dg路段gj路段ja路段ad路段dg路段gj路段ja路段bi路段ch路段le路段kf路段道路寬度（單位：米）263232262632322616162020單向機(jī)動(dòng)車寬度9.512.512.59.59.512.512.59.55.55.57.57.5單向非機(jī)動(dòng)車寬度（單位：米）3.53.53.53.53.53.53.53.52.52.52.52.5道路長(zhǎng)度（單位：米）544180546206544180

28、546206198177545545道路等級(jí)支路主干道主干道次干道支路主干道主干道次干道支路支路支路支路車道數(shù)（單位：條）244224422222道路斷面種類411341134444公交路線數(shù) 25側(cè)向凈寬（單位：米）0.50.760.760.50.50.760.760.50.250.250.250.25人行橫道地下通道情況有有有有有有有有有有有有一路段飽和度上表知道，接下來要求各路段通行能力各路段高峰小時(shí)交通量1.城市道路路段的可能通行能力為： 式中為路段車道數(shù)，、分別代表道路車道寬度、側(cè)向凈空和路旁干擾的修正系數(shù)，為單條車道的理論通行能力。根據(jù)上表數(shù)據(jù)可以知道各路段車道數(shù)，各個(gè)道路車道寬度

29、和側(cè)向凈寬，可以根據(jù)表及表得出各道路的修正系數(shù)及修正系數(shù)小區(qū)開放前后各個(gè)車道修正系數(shù)開放前開放后路段ad路段dg路段gj路段ja路段ad路段dg路段gj路段ja路段bi路段ch路段le路段kf路段修正系數(shù)111111111111修正系數(shù)0.98110.980.98110.980.950.950.950.95根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以知道各路段的斷面情況然后結(jié)合路旁干擾因素分類標(biāo)準(zhǔn)得知各路段干擾因素種類然后根據(jù)測(cè)得的機(jī)動(dòng)車流量和非機(jī)動(dòng)車流量以及行人流量將其根據(jù)對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式計(jì)算出的值開放前開放后路段ad路段dg路段gj路段ja路段ad路段dg路段gj路段ja路段bi路段ch路段le路段kf路段道路斷面種類

30、411341134444修正系數(shù)0.784110.6980.806110.6980.8210.8210.8210.821城市道路路段單條車道小汽車的理論通行能力為：其中v是測(cè)量行駛速度我們?nèi)∫惶熘熊囕v平均速度12.5m/s 即可算出=知道各路段車道數(shù)各道路的修正系數(shù)及修正系數(shù)修正系數(shù)理論通行能力根據(jù)這些內(nèi)容可以求出各路段的可能通行能力2.下來我們要計(jì)算交通量（即阻抗）小區(qū)開放前的交通量可以通過數(shù)據(jù)調(diào)查得到而小區(qū)開放后新增道路交通量分配情況可以根據(jù)阻抗函數(shù)計(jì)算新增道路后各路段的的交通量其中單向非機(jī)動(dòng)車寬度單向機(jī)動(dòng)車道寬度信號(hào)周期長(zhǎng)度有效綠燈時(shí)間可以根據(jù)表得知道路上實(shí)測(cè)到的非機(jī)動(dòng)車交通量，可以根據(jù)

31、測(cè)量得知非機(jī)動(dòng)車道路每米非機(jī)動(dòng)車的設(shè)計(jì)通行能力非機(jī)動(dòng)車隊(duì)機(jī)動(dòng)車的干擾系數(shù)非機(jī)動(dòng)車對(duì)道路交通的干擾，公式如下：其中單向非機(jī)動(dòng)車寬度單向機(jī)動(dòng)車道寬度道路上實(shí)測(cè)到的非機(jī)動(dòng)車交通量非機(jī)動(dòng)車道路每米非機(jī)動(dòng)車的設(shè)計(jì)通行能力我們?cè)谏厦娑家呀?jīng)知道了從而算出非機(jī)動(dòng)車隊(duì)機(jī)動(dòng)車的干擾系數(shù)=0.8根據(jù)以上求出數(shù)據(jù)可以將上述數(shù)據(jù)帶入求出通行能力求出可能通行能力及交通量并將已知交通影響范圍內(nèi)路段數(shù)和小區(qū)開放后增加的道路條數(shù)帶入公式即可求出路段飽和度=0.45二、交叉口飽和度通過對(duì)未來年交叉口進(jìn)口道交通量的匯總，得到相關(guān)交叉口高峰小時(shí)交通量及負(fù)荷度，根據(jù)小區(qū)開發(fā)以前交叉口的車流量可以計(jì)算出小區(qū)開發(fā)之前的交叉口飽和度然后通過

32、阻抗函數(shù)可以計(jì)算出小區(qū)開發(fā)后的車流量分配情況，與同理求法來求出小區(qū)開放后的交叉口飽和度三、出入口連接值出入口渠道化指數(shù)公共交通高峰小時(shí)承擔(dān)系數(shù)由于出入口可以設(shè)置在不同類型的道路上，所以在不同路段影響的程度皆不相同，出入口連接值旨在分析小區(qū)道路開放前后出入口連接點(diǎn)的車輛流通情況。出入口連接道路等級(jí)可以通過表得出各個(gè)出入口的連接值如下表由于小區(qū)開放涉及多種出入口的連接方式，采用數(shù)值平均法，即總的出入口連接值除以總的出入口個(gè)數(shù)即可得出對(duì)出入口渠道化可以通過表得出人行橫道、地下通道，機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車分離情況得出出入口的連接等級(jí)算出出入口渠道化指數(shù)小區(qū)周邊主要公交路線數(shù)量n是已知量小區(qū)開放后將吸引的公交

33、出行客流以及滿載率和公交平均座位數(shù)都是可測(cè)的即可根據(jù)公式計(jì)算出綜合以上求出的數(shù)據(jù)運(yùn)用評(píng)價(jià)模型分別對(duì)開放前的影響度和開放后的影響度進(jìn)行評(píng)價(jià)得出如下結(jié)果居住小區(qū)交通影響程度評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)I級(jí)II級(jí)III級(jí)IV級(jí)路段飽和度(0,0.6)(0.6,0.75)(0.75,0.9)(0.9,1.2)交叉口飽和度(0,0.6)(0.6,0.75)(0.75,0.9)(0.9,1.2)出入口連接(1,1.75)(1.75,2.5)(2.5,3.25)(3.25,4) 出入口渠化(1,1.75)(1.75,2.5)(2.5,3.25)(3.25,4)公共交通供給水平(0,0.9)(0.9,1.0)(1,1

34、.2)(1.2,1.5) 表 給出了項(xiàng)目各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)交通影響度各等級(jí)的關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果，從表中可以看出，該項(xiàng)目建成以后，交叉口飽和度、出入口連接和公共交通高峰評(píng)價(jià)指標(biāo)影響度等級(jí)關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果評(píng)價(jià)指標(biāo)I級(jí)II級(jí)III級(jí)IV級(jí)路段飽和度0.25-0.25-0.4-0.5交叉口飽和度-0.130.07-0.12-0.30出入口連接-0.3300-0.33出入口渠化0.25-0.33-0.67-0.78公共奪誦高峰小時(shí)負(fù)荷率-0.150.01-0.02-0.29 由上表評(píng)價(jià)指標(biāo)關(guān)聯(lián)度和層次分析法確定的指標(biāo)權(quán)重，計(jì)算出小區(qū)開放前交通影響度關(guān)于各等級(jí)關(guān)聯(lián)度計(jì)算如下: (q)=-0.0047; (q)二一0

35、.0721; (q)=-0.2060 (q)=-0.3879則可以判定該項(xiàng)目交通影響度處于III級(jí)同理可以計(jì)算出小區(qū)開放后的交通影響度處于I級(jí)。道路影響度等級(jí)小區(qū)開放前影響度等級(jí)III級(jí)小區(qū)開放后影響度等級(jí)I級(jí)小區(qū)開放前后影響度等級(jí)差（前減后）2開放后影響度等級(jí)1級(jí)2級(jí)3級(jí)4級(jí)5級(jí)開放前后等級(jí)差-2-10125級(jí)稱為“順暢影響”，居住小區(qū)開放后對(duì)周邊道路通行較開放前更加順暢，對(duì)此類小區(qū)積極提倡開放。6.2類型二環(huán)形小區(qū)環(huán)形道路對(duì)道路通行影響度對(duì)于環(huán)形道路來說，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與樹形道路有很大的不同，故環(huán)形道路在開放后，新增道路的長(zhǎng)度，寬度以及車道數(shù)和側(cè)向凈寬，等因素都會(huì)有所不同，所以在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，數(shù)據(jù)也會(huì)因其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同而產(chǎn)生差異，所以無論是任何內(nèi)部道路結(jié)構(gòu)的小區(qū)或其他類的小區(qū)，在應(yīng)用該模型計(jì)算時(shí)，模型中的數(shù)據(jù)會(huì)因其類型發(fā)生相應(yīng)的變化，所以該模型能夠全面的反映各種類型小區(qū)開放后對(duì)道路通行的影響度。七、問題四的求解封閉型小區(qū)交通開放，