小区开放对道路通行的影响

一、引言

随着我国国力的增强以及人民生活水平的提高, 大量私家车的购置使得道路堵塞已成为我国近几年面临的极大问题。为了解决此问题, 一个值得考虑的思路是将小区开放, 使小区的道路资源全社会共享, 以达到开发新道路资源的目的。那么, 小区开放能否达到我们所预期的提高道路通行能力、优化路网结构、改善交通状况的目的。从网民的观点看, 两种观点皆有支持者。一种支持开放式小区。认为可以打开城市的“毛细血管”, 能增加道路的通行能力, 给人们出行带来方便;而另一种观点则持反对意见。认为小区开放后在增加道路总面积的同时, 也增加了小区周边主路的交叉路口, 反而影响了主路的通行能力[1,6]。那么, 如何科学合理的评价开放式小区对周边道路的影响, 为我们城市规划和交管部门做决策提供定量化的科学依据呢?

二、制约行车速度的主要因素

制约行车速度的主要因素是路面通行能力和交叉路口的通行能力之比。其体现在:要么是交叉路口通行速度慢, 而道路上的车流除此交叉路口外再无其他的交叉路口可供分流选择;要么是发生交通事故造成堵车, 但是无其他的交叉路口可供分流, 造成车速缓慢。假设增加了一条路使人在发生堵车时能绕此路段可到达目的地时, 就不再制约行车时间。即, 我们要消除制约行车路径中的“瓶颈”路段。而行车速度却恰恰是由“瓶颈”路段控制的。小区的封闭正是造成这样“瓶颈”路段的原因之一。

三、小区开放对道路通行的影响

(一) 顶点度和连通度

我们忽略城市道路的宽窄、曲直等具体状况而将其抽象做一条边, 两条道路的交叉点抽象成一个顶点, 分别记做ej和vi。

无向图G (V, E, ϕ) 是一个三元组, 其中, 分别称为G (V, E, ϕ) 的顶点集和边集。顶点所连边的条数称为顶点度, 序列称为一条u-v路, 称

为G (V, E, ϕ) 的点连通度。

为G (V, E, ϕ) 的边连通度。

我们有下面的结论:

(1) 一个城市交通道路网的点连通度和边连通度越小, 城市的堵车现象相对会越多。

(2) 对于每个传统的封闭小区, 都可将其抽象为某一条路的端点, 也即是图的某条边的一个顶点。其像树叶一样满满的长在各条道路的末端, 数量之多, 总面积之大, 但实际的使用率却很低。

(二) 交叉路口的面积密度。

要考虑的是交叉路口的面积与道路总面积之比。

一般来讲, 交叉路口的面积密度越大, 交叉口的数量相对会越多。

(三) 道路网密度, 是指道路总长度和城市建设用地之比。即δ=∑Li/M

用来衡量道路长度的相对大小。

(四) 考虑道路网面积密度, 是指道路的总面积与建设用地的面积之比。

在同样长度的道路下, 面积密度越大, 道路的通行能力越强。

我们会看到封闭的小区包括学校、医院、住宅小区等都会成为图中只连了一条边的顶点。减弱了不同方向道路上车流在交叉路口的交汇面积, 减少了到达目的地可选路线的数量。相反, 若这些小区是开放式的, 则这些问题会同时得到缓解。

基于以上:小区开放对周边道路通行的影响如下。

边连通度 (顶点连通度) :开放后的小区至少会增加一条边连接到周边的主干道上。这样得到的新图的边连通度 (顶点连通度) 不仅不会减少还有可能会增加。

交叉路口的数量和面积密度:开放后的小区因至少增加了一条边连接到周边主干道, 则至少增加了一个交叉路口。那么, 在原有交叉路口的基础上, 不仅数量增加了, 面积密度也增加了。不同方向上车辆的通过率也增大了。

道路密度和面积密度:显然易见, 开放后同样也增加了。

总之, 小区开放对增加道路的通行力是利大于弊。

定量比较各类型小区开放前后对道路通行的影响。

现以下面a、b两种类型的小区做定量比较其开放前后对道路通行的影响。

a.一类为“井”字形小区:如图1。

即小区被两组互相垂直的平行道路分成了整齐的“豆腐块”。这样的小区的交叉路口, 也即抽象为图时, 顶点各连了四条边或三条边。

b.一类为“蜘蛛网”的环形图:如图2这种类型的小区规划适合地域关阔的城区

其从本质上和a类型小区在图知识里是拓扑同构的。因此在通行能力也和a类型图一样。

四、总结

根据以上的分析, 提出关于小区开放的建议如下:

a:建议相关部门采取开放型小区的建立。

b:在建立开放型小区时可根据不同地形, 不同结构选取“井”字形或“蜘蛛网”型的环状结构小区。

c:在道路规划上可采取分层次道路的设置。

可设置主干道、次主干道、社区毛细血管干道。车辆也分类型行驶, 大型车辆及长途车走主干道;中型车走次干道;短途的小型车走毛细干道。

以上着两类小区在开放前只是个“死胡同”, 但在开放后加入城市整个道路的大循环之后, 会使城市的交叉路口大大增加, 单位时间车辆的在交叉路口的通行能力增加数倍甚至几十倍。小区开放前原来挤在有限个交叉路口等待通过的车流在开放后瞬间被均匀的分流到数十倍之多的交叉路口通过, 那么单位时间里的通行速度也会增加数十倍, 对交通的缓解效果明显。

摘要：本文用图论作工具, 将道路抽象为边, 交叉路口抽象为顶点, 并按照实际道路连接关系建立图, 以此建立数学模型。通过分析小区开放前后所得图的最小度、最大度、平均度以及点连通度、边连通度对道路网通行力加以讨论。给出了评价开放小区对周边道路的影响指标:顶点度、平均度以及连通度、交叉路口面积密度、道路网密度、道路网面积密度;并给出规划合理的小区结构等建议。

关键词：图,顶点度,连通度,交叉路口面积密度,道路网密度

参考文献

[1] 胡程, 邹志云, 梅亚南, 周治稳.城市道路网规划评价指标体系研究[J].华中科技大学学报.2016, 12 (S2) :3-4.

[2] 李向明.城市交通用途对策——封闭性小区交通开放研究[J].长沙:交通运输工程, 2014 (4) :2-8.

[3] 诸葛静敏.城市快速道路交通流特性研究[J].北京工业大学硕士论文, 2006 (6) :5.

[4] 马晓龙, 马东方, 王殿海, 林杉.基于logistic曲线的交通流速度——密度关系建模[J].中国公路学报, 2015 (4) :5-6.

[5] http://blog.sina.com.cn/s/blog_4da5de3c0102w7sh.html.

[6] https://baike.so.com/doc/25741736-26874404.html.