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开放小区对周围路网的影响

更新时间:2009-03-28

0 引言

城市的交通对国民经济的发展一直具有重要的战略意义,是国家重点建设内容之一.但由于近年来国家经济的发展,城市机动车的数量也迅速增长,交通阻塞日趋严重,引发了一系列社会与环境问题.为缓解交通问题,有关专家提出了推广街区、开放住宅区的建议,引起群众广泛的关注与讨论.

开放小区是指除小区业主以外的人员也可以自由进出的私人住宅.开放小区能否达到优化路网结构,提高道路通行能力,改善交通状况的目的,以及改善效果如何,这些问题使得开放小区一直存在争议.一种观点认为封闭式小区破坏了城市路网结构,堵塞了城市“毛细血管”,容易造成交通阻塞.小区开放后,路网密度提高,道路面积增加,通行能力自然会有提升.也有人认为这与小区面积、位置、外部及内部道路状况等诸多因素有关,不能一概而论.

本文第一部分先分析和量化体现小区及其周围路网状况的各个因素,建立合理的评价指标体系(表1).本文第二部分对小区结构进行简化和抽象,并选取了几种具有代表性的结构模型进行关于车流通行效率的量化分析和对比.第三部分利用Vissim软件对道路通行情况进行仿真和定性分析,借以佐证第二部分的结论.第四部分简要总结本文的核心结论,给出关于开放小区模式的建议.

这些断层在各期次活动中不断发生变化,相互切割交错,在交汇处形成复杂的断裂组合,控制形成潜山、洼陷、隆洼相间的构造样式。

总而言之,市政建设质量管理是关键,关系着整个工程的使用功能,以及市政工程的使用年限。因此,市政建设必须要树立质量意识,控制好影响施工质量的各个因素,通过严格审核施工图纸、加强施工材料管理、提高施工人员的技术水平、全方位的监管等措施,提高质量管理的实效性,促进市政建设可持续发展。

 

表1 重要符号说明

 

Tab.1 Important symbol description

  

符号含义单位S距离标准mDCar-car车辆间平均距离mK综合评价指标/L1小区横向边长mL2小区纵向边长mN车流量/DL平均车长mvsafe安全车速m·s-1μ道路摩擦系数/g重力加速度m·s-2s安全距离mv车速m·s-1δ道路通行因子/α,β,γ分岔口因子的3个参数/t平均通行时间stX从X出发到达各点的平均通行时间stXY从X出发Y的平均通行时间sρ0小区外车流密度m-1x小区内外车流密度比/δin小区内部道路通行因子/

1 开放小区对周边道路通行影响度的评价指标

评价小区开放对周边道路通行的影响,需要设计一个综合评价指标,同时综合周边道路的公路饱和度、交通复杂度以及车辆通行速度等关键因素[1].因此,在找到有关道路通行影响度的指标后,需要进行量化、筛选和赋予权重等步骤[2].在本文中,采用层次分析法寻找关键因子,剔除不显著指标,同时拟定权重.最后,根据指标对道路通行影响的程度,给出综合评价指标,控制变量,建立仿真模型,对有无开放小区的周边道路通行分别进行评分,分值越高,开放小区对该道路的正面影响越大.

1.1 开放小区对道路通行影响度评价指标体系

开放小区对道路通行影响度评价指标应能突出且全面反映小区开放道路后对周边路网运行状况的影响.开放小区与交通设施的关系直接表现为交通需求与交通设施能力的关系,因此应综合开放小区和交通设施的性能指标,根据科学建立指标体系的原则,本文提出了如图1所示的评价指标体系.

由实际分析可知,当小区周边路况良好时,开放小区并不会对周边路况起到明显的优化作用,反而会使得车辆的行驶速度下降.反之,有众多车道同时拥堵时,小区的开放意义也不大.下面利用VISSIM仿真来佐证上述观点.

  

图1 小区开放对周边道路影响度的评价指标示意图Fig.1 The evaluation index sketch of the influence degree of the district opening to the surrounding areas

由于描述周边道路交通情况的水平指标众多,例如行车速度、拥堵程度、交叉口延误等,考虑到部分指标的同类性,以及有的指标难以在预测的情况下获得准确的数据,本文选取了线路段饱和度和交叉口饱和度作为评价周边路网状况的指标.此处周边路况包括对交通服务水平的影响,如公共交通的影响和紧急事故发生时救急交通的影响.

在这里认定所有权重的指标之和为1,权重指标越大,就说明这个指标越为重要.这里小区路网交通密度权重是最大的,说明了小区路网交通密度对于该系统而言是最重要的,这是因为小区路网密度越大,说明小区内和外界链接的通道就越多,那么就越有利于其道路通行.

1.2 道路通行影响度评价指标的量化

在评价指标体系中,存在部分定性指标,为了更精确地对周边道路通行度进行评价,在这里对定性分析的指标进行量化处理[3-4].

1)线路段饱和度C1.

线路段饱和度C1采用距离标准S与车辆间平均距离DCar-car的比值来表示,计算公式为

 

(1)

在实际进行设计的过程中,设计人员应该充分考虑施工地区的气温以及降水量。同时还需要考虑施工过程中沥青的稳定性,对于其可操作性进行更加严格的考虑。因此,在设计的过程中,设计人员应该对8次、100次、160次之间的关联度。通过科学的进行对比来更好的确认其变化规律,从而更加有效的对施工的质量进行控制。

2)交通道路复杂度C2.

采用研究区域内各交岔路口的数量定义该路段交通复杂度,由于每出现一个岔路,路口数量线性增加2,默认值为1,因此给出下列计算公式:

C2=2n+1

(2)

其中,n为岔路口个数.

在城区交通运行中,不妨假定S是个相对不变的常数.

3)小区路网交通密度C4.

研究小区内部路网的交通密度有着重大的意义,因此给出下列计算公式:

 

(3)

本文只简单地展示、分析几种生活中常见的小区结构中和小区外部交通结构.此外,受篇幅限制,文中只给出计算结论和仿真结果,开放小区模型的建立过程和具体计算过程将在《关于简单路网系统中车流通行效率的研究》中具体阐述.小区结构包括封闭小区、单通道开放小区、多通道开放的小区等.由多种模型的计算,得到一些关于是否开放小区道路的一些一般性的结论.同时,用专业的交通分析软件VISSIM软件,对实际情况进行可视化的仿真和分析.

1.3 确立综合评价指标

这在世界文物考古发掘史上。都是绝无仅有的。这个奇观说明,地处发掘地的汉江流域古老文明,历经悠悠,一脉长流,五千年从未断绝。

但是在开放小区道路之后,道路上的车速会受到一定的影响,因此考虑道路上车的速度也成为了一个重要的指标.对于小区而言,开放了道路,就无形之中提升了小区的路网交通能力,因此也应纳入考核.

线路段饱和度权重ω1=0.200 0,交通道路复杂度权重ω2=0.150 0,主干道平均车速权重ω3=0.150 0,小区路网交通密度权重ω4=0.500 0.

小区的道路开放必然使得主干道出现岔路,从而使得车辆在经过该处时需要放缓车速以保证安全.因此选取近小区和远小区道路的平均车速作为指标的一类.

上述指标中,远离小区道路平均车速C3所占权重甚小,因此剔除该指标.又考虑到线路段饱和度、交通道路复杂度对道路通行影响度的情况是负面的,靠近小区道路的平均车速为正面影响,因此给出综合评价指标:

再次,在引导学生进行知识学习的过程中,应当设计复合学习模式,使学生能够在不同的学习模式下获得更为高效的学习体验。

 

(4)

1.4 利用综合评价指标仿真

首先给出交通拥堵系数的定义和拥堵等级.

仿照北京交通发展研究中心给出的交通拥堵指数(traffic performance index,即“TPI”)定义,将拥堵系数定义为车辆平均距离DCar-car与距离标准S的比值(表2),即DCar-car/S.

并且给出5个拥堵等级如表2所示.

设计一种全封闭小区由图2所示,不妨假设图中L1=L2=1 km,小车长度DL平均为3.5 m,该小区周边内每日车的通行量为2 000辆,采集其运行的速度为37.5 km·h-1,每一辆车的通过该路段的时间为1.63 min,道路基本顺畅,由此可以计算得到K0

 

表2 拥堵等级的示意表

 

Tab.2 A table of congestion level

  

DCar-carS拥堵等级0严重拥堵0.25中度拥堵0.5轻度拥堵0.75基本畅通1畅通

的数值.因为小区中的道路全部对外封闭,所以小区内的道路对于疏通外界的拥堵的交通而言,没有实质性的作用,故小区内和外界路网的交通道路的总面积占小区的总面积的比例应该非常小,故不妨设为0.1,即封闭小区的小区路网交通密度为C4=0.1×10=1.

计算结果为

 

而半开放小区如图3所示,其中横向1路段开放,由于开放小区形成的岔路口会导致车辆行驶速度降低,因此在车流量为2 000的情况下,每辆车的速度为34 km·h-1,道路非常顺畅,由此可以计算得到K1的数值.此时在开放小区,路网的交通密度为C4=0.15×10=1.5,

 

由计算结果可以见得,开放小区的部分通道,对于周边道路的通行确实有其存在的意义,但是否对所有的小区都是如此,还需要进一步讨论.对于小区而言,如果得到的分数越高,说明这个小区的开放程度是越高的.得分越高,也说明了周边交通环境是越好的.

  

图2 纯封闭式的小区地图模型Fig.2 The traffic model of a pure closed district

  

图3 开放式小区地图模型Fig.3 The traffic model of a opening district

2 小区开放对周围路网车流通行效率的影响分析

如果C4的值越接近10,说明小区路网的通行越畅通,越开放,小区居民出行就越方便;如果C4的值接近0,小区呈现出封闭性.一般而言,以小区的通行能力较高为宜.

  

图4 简化下的小区模型Fig.4 The simplicity model of a square community

2.1 小区结构简化

经信息收集,发现现在国内小区很多都采用了矩形构造,因此将小区构造简化为m×n双向直道模型,如图4所示.

设小区有(m-1)条纵向双向内路,(n-1)条横向双向内路,每个小格皆为矩形.特别地,取(m,n)为[1,1]、(2,1)和(2,2)时,可以分别得到“封闭模型”“单条双向直道模型”和“十字双向直道模型”.此外还讨论了一种非m×n双向直道模型,但计算建模过程与之类似的“单转角单向通道模型”(其内路仅允许单向行驶).这4种模型的示意图见表3.

 

表3 简化下的小区道路行车模型

 

Tab.3 The traffic roads under the simplicity district models

  

封闭模型单条双向直道模型十字双向直道模型单转角单向通道模型

由于假定各道路皆为直道,建立了直道上的简化速度模型:

无障碍导向主要包括以下内容:盲人导向带(盲导带)、盲文导向牌(盲导牌)、专用电梯(即残疾人液压梯)、楼梯升降机(即楼梯牵引机)及轮椅坡道、专用电梯及楼梯升降机吊顶导向灯箱、残疾人标识牌等。

 

矩形结构小区模型及简化速度模型均在《关于简单小区路网系统中车流通行效率的研究》中有具体阐释.

2.2 关于各简单结构的计算结果和分析

在模型中,最终衡量周围路网车流通行效率的目的变量为平均通行时间t和车速v,相关参量有小区边长L1L2、系统总车流量N、路面摩擦系数μ、平均车长dL、内外车流密度比x、小区道路通行因子δ,以及简化速度模型中涉及到的参量αβγ.

改革开放以来,随着上海经济持续发展、人民生活水平日益提高,全社会对能源消费的需求规模不断扩大。2017年,上海全社会能源消费总量接近1.2亿t标准煤,是1980年的5.6倍,年均增长4.7%。随着总量的不断提升,各能源品种消费量都经历了不同程度的增长和调整。从总体看,除煤炭自2011年到达峰值后消费量出现持续下降外,其余各主要能源品种消费仍处于上升通道,尤其是天然气自1999年进入上海至今,年均增速高达27.8%。

在具体计算中,取L1=L2= 1 000, μ=0.6,dL=4.5,x=0.5;根据定义,小区周围道路上δ=1,小区内部取δin=0.5;对简化速度模型,取α=0,β=1,γ=0.2,以此得到了如表4的结果(“Zero”“One”“Ten”和“Turn”分别表示封闭模型、单条双向直道模型、十字双向直道模型和单转角单向通道模型).

依计算结果,不难得到如下的结论:

为了得到综合评价指标,需要根据评价指标的重要性赋予上述评价指标对应的权重.对于城市交通而言,如果一个路段的饱和度较为低,说明该路段较为畅通;反之,则说明该路段较为阻塞.一般而言,衡量是否应该开放小区的直接因素,应该是开放小区的道路之后,小区附近的道路的饱和度是否得到改善.如果得到了明显改善,那么就基本可以认为应该开放小区[5].

男仆端上来加冰的葡萄酒。酒色很浓,像红宝石的色泽。她微笑着举杯向我致意。我们轻轻碰杯。酒人口很凉,清爽宜人;但到了食道便开始温暖起来;到了胃中,竟有些灼热。我还从没喝过这样的美酒。她仿佛知道我的想法,轻声告诉我这酒产自波斯。

(ⅰ)当系统总车流量较小,不管是哪一种模型,开放小区和封闭小区时周围路网的车流通行效率差异不大.特别地,当小区结构为“十字双向直道模型”或者“单转角单向通道模型”时,开放小区还会使通行效率降低.

表4 小区简单结构下的参数计算和分类

Fig.4 Calculation and classification of parameters under simple district structure

  

N/辆tZero/stOne/stTen/stTurn/s10037.3837.4538.0038.3220054.5154.3954.9955.7630068.9868.5269.0070.3930068.9868.5269.0070.3950095.7794.0993.8397.14600109.27106.64105.73110.43700123.38119.47117.67124.15800138.48132.85129.88138.63900155.02147.08142.54154.221000173.59162.47155.88171.381100195.03179.46170.13190.681200220.63198.61185.58212.981300252.53220.73202.62239.551400294.71247.06221.75272.561500355.76279.65243.71315.91

(ⅱ)当系统总车流量较大,平均通行时间依“封闭模型”、“单转角单向通道模型”、“单条双向直道模型”、“十字双向直道模型”递减,且模型差异随系统总车流量的增大而递增.

根据这些结论以及实际情况,对开放小区的举措分析如下:

1)根据结论(ⅰ)(ⅱ),无论小区属于何种结构,当系统车流量较小时,应封闭小区;当系统车流量达到一定程度时,应开放小区.因此,小区应当依据自身道路结构以及周围路网车流变化规律规划限时开放模式.

2)根据结论(ⅱ),具有“单条双向直道模型”、“十字双向直道模型”的小区较为适合开放.但是“十字双向直道模型”小区道路交错相通,具有一定的安全隐患,应该谨慎考虑“十字双向直道模型”.换言之,倘若更注重小区内部安全性时,“单条双向直道模型”小区最适合开放.

3 定性分析VISSIM仿真结果

3.1 开放小区对通行良好路况的路况影响效果不大

那么,方言到底如何来定义?在英国英语语言学习和研究中,较难找到一个能够区分方言和语言的定义。但笔者认为方言和语言之间有着紧密的联系,它们的区别不是绝对的,不能以任何刻板的定义来描述和确定。

VISSIM软件是一种微观的、基于时间间隔和驾驶行为的仿真建模工具,用以城市交通和公共交通运行的交通建模.VISSIM的核心是由交通仿真器和信号状态产生器两部分组成,其中交通仿真器是一个微观交通仿真模型,包括跟车模型和车道变换模型.主要采用的是交通仿真器.VISSIM采用的核心模型是Wiedemann于1974年提出的生理-心理驾驶行为模型.该模型基本思路为一单后车驾驶员认为他与前车之间的距离小于其安全距离时,后车就开始减速.由于后车驾驶员无法准确判断前车车速,后车车速会在一段时间内低于前车车速,直到前后车间的距离达到另一个安全距离,后车驾驶员开始缓慢加速,由此周而复始进行迭代运算.VISSIM软件截图(图5、图6)所示.

  

图5 VISSIM 软件截图Fig.5 The software snapshot of VISSIM

在建立VISSIM仿真的时候,首先是建立环路地图,其次设定每一个路口的车流量大小,最后设定车辆的出发点和目的地.以下是一些参数的设置,例如车速分布和车辆设定如图6所示.

  

图6 VISSIM 软件参数设定截图Fig.6 Setting the parameters in VISSIM software

假设小区的L1=447 m,L2=321 m,双向三车道路面交通体系.在不同的道路车流量下,小区周边道路通行的效果是不一样的.对于封闭小区,具体而言,不妨设总的车流量为2 400辆时,考量道路的通行情况如图7所示:

1.2.2 对照I组 32例患者,给予木丹颗粒,7 g/次,饭后温水冲服,3次/d,甲钻胺 0.5 mg/次,3次/d,疗程为持续4周。

在VISSIM的道路仿真中可以看出,车辆此时通行较为正常.车辆的平均速度为25.6 km·h-1, 是比较理想的状态(图8).此时开通小区环路,会降低行车的速度,对于路网而言不利.

当车流量达到4 000辆时,路面出现了小型的拥堵,如图9.

由于拥堵,平均车速下降至20.5 km·h-1.此时如果开设小区的通道,则可以看到路网内的车流得到了一定的分流作用.对于路网的通行,起到了正面作用,如图10.

  

图7 VISSIM道路仿真截图Fig.7 The simulation snapshot of the VISSIM

  

图8 VISSIM软件中查看的具体车辆运行参数Fig.8 Checking vehicles parameters under VISSIM

3.2 开放小区对通行非常拥堵路况的路况影响效果不大

当车流量到达6 000辆时,道路出现了严重的拥堵.车流的平均速度下降至15 km·h-1.路网承受着巨大负荷,如图11.

多边形数据试验结果中分别对含“岛屿”的常规面状多边形和线面混合多边形进行了中轴提取,并与基于Delaunay三角网的多边形中轴形态进行对比。结果表明Delaunay三角网方法的提取结果在“河心岛屿”区域Z字形波动较大,无法提取线状河流。本文方法则对其几何形态和拓扑特征都有较好的保留。试验完成后将其应用于河网数据的网络拓扑中,具体结果与分析如下。

肩袖分层撕裂的修复方式均为手术治疗,根据手术入路的不同分为关节镜辅助下小切口治疗和全关节镜治疗,根据其分层肩袖的生物力学特点也分为分层修复和全层修复。

此时,建立的小区通路也会对路网产生一定的效果,但是效果非常有限.如图12.

地方政府在招商引资过程中为了实现“指标”,常常不顾产业管制或产业规划,利用纵向信息不对称,通过各种手段吸引企业落户,最后往往造成一个地区产业同质化,产业转型升级困难。这种机会主义也被称为“产业管制机会主义”。

  

图9 VISSIM仿真中车辆过多时出现拥堵情况Fig.9 The traffic congestions occurs when excess vehicles under VISSIM

  

图10 VISSIM中小区道路对车辆的分流作用Fig.10 The distributary function of the district road to the vehicles

  

图11 VISSIM仿真更严重的拥堵情况Fig.11 Serious traffic congestions occurs in VISSIM

  

图12 VISSIM在车辆及其拥堵的情况下小区道路的作用有限Fig.12 The limit function of the district road under the serious traffic congestions

4 结语

根据模型计算结果和模型仿真结果,可以发现,在比较拥堵的路段和时间段开放小区确实可以起到优化路网结构,提高道路通行能力,改善交通状况的目的.但是,并非所有路况和所有时间段都适合开放小区,在道路状况本身相对良好的区域开放小区,反而会降低周边道路的行车速度,效果适得其反.因此将需要适当的将小区进行有效地分类.同时,在开放的道路方面,不宜将开放的道路变得过于复杂.开放的道路应该相对简单.最后,小区的开放,还应该考虑到小区的安全性和公共资源,应该考虑到开放小区后必然会带来公共道路资源的减少,噪声,交通安全性,小区治安等问题,此前需要制定相关法律法规对其约束.

参考文献

[1] 张荣华.城市扩张中“开放型住区”模式及问题探析[D].杭州:浙江大学,2007.

[2] 李向朋.城市交通拥堵对策——封闭型小区交通开放研究[D].长沙:长沙理工大学,2014.

[3] 李晓蔚.城市道路通行效率及其影响因数的量化分析[D].北京:北京交通大学,2012.

[4] 丁千峰.封闭小区内道路使用评价研究[J].城市建设理论研究(电子版),2011(22).

[5] 马小凤.开放型住区实证研究[D]:武汉:华中科技大学,2013.

 
郑秀婷,张李钦,刘伟明,王宏健
《闽江学院学报》 2018年第02期
《闽江学院学报》2018年第02期文献

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