小区开放对道路的影响完整版Word文档格式.docx
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问题二的分析
要求建立数学模型研究小区开放对周边道路通行的影响。
可以通过VISSIM软件结合一些相关数据模拟小区开放前后的道路交通状况，由VISSIM得到的数据分析小区开放对周边道路通行的影响。
问题三的分析
通过上面第二问建立的数学模型定量分析不同类型的小区开放前后对道路通行的影响，从而通过全面分析判断出适合于开放的小区类型和所需满足的条件。
问题四的分析
通过以上三个问题的分析，并结合实际情况，可从小区结构，小区管理等角度对问题进行解读，提出合理建议。
三、问题假设
1.假设车辆数目守恒；
2.假设城市中的道路状况十分良好，没有房屋拆迁，道路、桥梁的维修和破坏，特定道路的管制通行或者占道，交通事故等影响因素；
3.假设交通条件无速度限制，所有车通过路口的速度一样，同一转向的车辆时间相同；
4.假设车的长度对交通没有影响；
5.假设不考虑天气和车辆状况的影假设文中所用数据可真实反映实际情况；
四、符号说明
1.
：
表示准则i；
2.
表示
和
对上一层因素的影响的比；
3.
表示最大特征根；
4.：
表示一致性指标；
5.
：
表示CW的第i个元素；
6.R．I．：
表示平均随机一致性指标；
五、模型的建立和求解
问题一的求解
小区开放对于周边道路的影响因素，无外乎包括道路条件，交通条件，交通费用，交通设施，政策管理等，其具体组成如下：
（1）道路条件：
路口数量，路网密度，交通可达性，道路面积等；
（2）交通条件：
人流量，车流量；
（3）交通费用：
过路费，高峰时段高额停车费，注册税，违章罚款等：
（4）交通设施：
公交专用道，停车位、换乘衔接性、信号灯设施，紧急疏散系数等；
（5）小区条件：
地理位置，建筑密度；
（6）政策管理：
场所设计标准，协同管理等[1]；
根据实际情况，我们无法对所有指标进行分析检测，而要根据问题着重点选取部分关键指标进行详细分析，故选取以上小区开放对周边道路交通的影响问题的关键指标，构建合适评价指标体系如下图5-1所示：
评价
指标
体系
图5-1小区开放对道路交通的影响评价体系
应用APH综合评价小区开放对于道路交通将与决策层有关的元素分解成目标、准则、方案等层次如下图5-2所示：
决策目标层：
道路交通影响评价
准则层一：
准则层二：
方案层：
图5-2递阶层次结构图
建立比较判断矩阵
表5-1Saaty九级标度法及其含义
标度值
含?
?
义
1
表示因素Ci与Cj比较，具有同等的重要性。
3
表示因素Ci与Cj比较，Ci比Cj稍微的重要。
5
表示因素Ci与Cj比较，Ci比Cj明显的重要。
7
表示因素Ci与Cj比较，Ci比Cj强烈的重要。
9
表示因素Ci与Cj比较，Ci比Cj极端的重要。
2，4，6，8
2，4，6，8分别表示相邻判断1~3，3~5，5~7，7~9的中值。
倒数
表示因素Ci与Cj比较得判断Cij，则Cj与Ci比较得判断Cij=1/Cij
对于一个n阶矩阵，两两判断比较的次数为n（n+1），对于得出的两两比较判断矩阵C_（Cij）：
矩阵C具有如下性质：
（1）C0>
O：
（2）Cij=l／Cji；
（3）Icul2l
小区开放不同因素对于道路交通的影响如下所示：
CC1C2C3C1C11C2C2C21C22C3C31C32
C1111/3C1111C2111/5C3111/3
C2111/3C1211C2251C3231
C3331
C11D1D2C12D1D2C21D1D2C22D1D2
D111D111D111/5D113
D211D211D251D21/31
C31D1D2C32D1D2
D111D111
D211D211
计算单一准则下元素的相对权重及一致性检验
计算在准则层Ci下n个元素Cil、Ci2?
、Cin排序权重的计算，并进行判断的一致性检验，对于Cil、Ci2?
、Cin通过两两比较得到判断矩阵C，解其特征根方程：
CW=λmaxW公式
（1）
所得到的W经正规化后作为元素Ci1、Ci2……、Cin准则Ci下排序权重。
在精度要求不高的情况下，可采用行和正规化方法进行计算，其计算公式为：
公式
（2）
式中，λmax的计算公式为：
公式（3）
式中（CW）i表示CW的第i个元素。
在进行道路交通影响评价时，由于影响因素较多，且较为复杂，加之对其认识的多样性、主观性和片面性，所以无法保证每一次判断前后完全一致。
因此为了保证AHP评价结果的基本合理，保证判断的大体一致，需要对评价矩阵进行一致性检验。
一致性指标用.表示：
公式（4）式中λmax为判断矩阵的最大特征根，n为判断矩阵的阶数。
计算一致性比率.=．/.。
其中R．I．为平均随机一致性指标。
对于3-15阶判断矩阵，.的值如下表5-2所示：
表5-23-15阶判断矩阵，.值
阶数
4
6
8
10
11
12
13
14
15
.
一般地，C．R.<
时，判断矩阵的一致性是可以接受的；
否则考虑修正判断矩阵。
小区开放对道路交通影响评价的单排序权值如下：
C单（总）排序权C1单排序权值C2单排序权值C3单排序权值
C1C11C21C31
C2C12C22C32
C3CRCRCR
CR
C11单排序权值C12单排序权值C21单排序权值C22单排序权值
D1D1D1D1
D2D2D2D2
CRCRCRCR
C3l单排序权值C32单排序权值
D1D1
D2D2
CRCR
计算各层元素的相对权重及一致性检验
为了得到递阶层次中每一层所包含元素相对于总目标的相对权重，需要对其进行组合权重的计算及总的一致性检验。
假定已经计算出第k．1层元素相对于总目标的组合排序权重向量：
公式（5）
其中，不受支配的元素的权重为O。
令：
公式（6）则第k层n个元素相对于总目标的组合排序权重向量由下式给出：
公式（7）
式中，C2为第二层元素的排序向量，h
k
3，k为层数。
对于递阶层次组合判断的一致性检验，需要类似地逐层计算CI若以得到第k-1层的计算结果：
，
，则第k层相应各指标为：
公式（8）
公式（9）
公式（10）
式中m——第k-1层元素的个数；
若
<
，认为递阶层次在第k层水平上整个判断有较为满意的一致性。
由于整体一致性检验较为复杂，所以在实践中过程中一般不予考虑。
小区开放对道路交通影响评价的最低准则层排序权值如下，其中（CR=
C11C12C21C22C31C32
小区开放对于道路交通影响评价的方案层总排序如下，其中CR=
D1D2
可以看出，总排序的.<
，认为判断矩阵的整体一致性在可接受范围内。
AHP的最终结果是得到总目标下各个决策方案的优先顺序权重，并给出这一组合排序权重所依据的整个递阶层次结构所有判断的总的一致性指标，依照此指标作出决策。
通过准则层二可以看出，小区条件的建筑密度、地理位置；
路网服务的交通量、可达性；
交通特性的饱和度和安全性对于小区开放对道路交通影响度分别为、、、、、，因此要解决小区开放对于周边道路通行的影响问题，就要从交通量与饱和度、可达性与安全性、小区位置和建筑面积方面来考虑；
通过方案层的总排序可以看出，经过方案D2即设立收费站的改善措施，可以一定程度解决小区开放对于周边道路通行的影响问题，所以，小区开放会对周边道路通行有一定影响，但若科学合理的设立收费站，可在一定程度上降低这种影响。
[2]
问题二的求解
根据实际情况和数据分析，城市道路结构大致有以下三种类型：
（1）网状道路结构：
它具有较高密度的网络道路系统，但是道路比较狭窄，而且每条道路之间的距离比较小。
如图5-3所示：
图5-3
（2）树状道路结构：
它是按照不同的大小等级而形成的像树枝一样的城市道路体系。
它的枝干道是由那些通向建筑的地方街道汇聚而成的，然后再将枝干道上的每个地方街道的车流量汇聚到主干道上。
如图5-4所示：
图5-4
（3）大马路道路结构：
它和网状道路比较相像，它的间距同样也很小，但是它的密度却很低。
而且道路比较宽敞。
如图5-5所示：
图5-5
网状道路结构类型属于一种开放型结构，它不仅能够提供给城市较高效率的城市交通功能和经济效益，而且它还能够提供给城市最好的适宜居住条件。
通过对社区密度的增加、顺畅交通和平息交通的提高、以及提供社区服务设施、紧凑布局、混合土地使用和步行街道等措施来提升社区的活力和公共交通的活力,并且同时减少机动车辆的出行。
[6]开放型小区简而言之就是多増加区域的支路,形成网状道路结构，适当增加道路通行能力，对道路交通通行产生一定影响。
[3]
VISSIM交通仿真软件在方案评价中运用
PTV-VISSIM是一种微观的、基于时间间隔和驾驶行为的仿真建模工具，它是用来对城市交通和公共交通运行进行交通建模。
而且它能够分析各种交通条件，例如车道设置、交通组成、交通信号、公交站点等，评价交通工程设计和城市规划方案的有效工具是城市交通以及公共交通的运行状况。
交通仿真器是一个微观交通仿真模型，它包含跟车模型以及车道变换模式。
另一个信号控制软件是信号状态产生器，它能够通过程序来实现对交通流的控制逻辑。
逻辑是在每一个离散的时间间隔（例如秒）内从交通仿真器中提取检测器数据，而且这些数据是用来确定下一仿真秒的信号状态。
同时，能够将信号状态信息回传给交通仿真器。
交通仿真技术
路网建立仿真与评价输出结果
将一些模拟的数据输入VISSIM软件运行（该数据来自网络）如表5-3表5-4所示：
且下图为小区转换示意图5-6：
小区
图5-6封闭型小区向开放型小区转化的简单示意图（自绘）
表5-3小区开放前路网交通运行一览表
车辆类别
车辆数量
行程时间（h）
距离（km）
延误（h）
平均速度（km/h）
平均延误（s）
平均停车次数
平均停车延误（s）
小汽车
100
27
500
40
23
45
39
大型客车
30
60
17
49
行人
300
70
——
自行车
200
55
表5-4小区开放后路网交通运行一览表
26
490
25
41
37
58
22
65
51
通过对网络提供的各种数据的分析以及VISSIM软件的运用,可以简单推测出小区开放将对周边道路所产生影响。
从整体效果上可以看出的是总行驶距离将减少,而且总行程的时间和行程延误的时间将会有所下降。
并且路网内的车辆行驶速度将有所提高。
由此可以大致推测出开放小区之后能够缓解小区周围道路的交通压力，并且提高城市路网的效率。
[4][5]
问题三的求解
小区类型分析
中国小区现大概分为六种基本类型：
片块式布局、轴线式布局、向心式布局、围合式布局、集约式布局、隐喻式布局，为了方便问题的研究，现构造三种类型小区，分别为：
围合式布局、片块式布局和向心式布局。
运用第二题的研究方法，通过自拟数据结合VISSIM软件来分析比较各类型小区在开放前后对道路通行的影响。
（1）A型：
围合式布局
结合实际情况，此类小区适于改造为街区型开放式小区。
其一是因为街区制是对世界城市规划经验的总结，也是发达国家通行的做法;
二是封闭小区和单位大院确实存在问题，影响了路网的布局，形成了“丁字路”、“断头路”，这也成为造成交通拥堵的重要原因之一，同时影响了社区居民的出行。
而改造后的街区式小区在一定程度上具有城市土地利用率高，交通便利，城市景观丰富，与商业和各种城市活动结合紧密且交通相对便利等优点。
街区式小区强调功能复合性，和整体性的设计原则，不仅使小区自然环境，人文环境更加和谐，而且有利于减轻交通压力，提供就业机会，城市资源共享受。
街区式住宅在国外已成熟发展，遍布于世界各大繁华都市：
美国纽约、西班牙巴塞罗那、德国柏林、捷克布拉格等都有享誉世界的BLOCK街区。
历史长达百年的第五大道在19世纪初时只是一片空旷的农地，但在经过扩建后逐渐成长为纽约的高级住宅区及名媛仕绅聚集的场所。
高级购物商店也是从这时候起开始出现，而“恨天高”的诸多摩天大楼则在20世纪后成为第五大道的另一大特色。
下图5-8即为此类小区开放前后模拟对比图：
小区开放前
小区开放前小区开放后
图5-7A型小区开放前后对比图
同时，此类型小区的开放对于周边路网交通会产生一定影响，如下表5-5-所示：
表5-5A型小区开放前路网交通运行一览表
4512
306
3283
2216
表5-6A型小区开放后路网交通运行一览表
通过对上表数据进行整理分析可以得出：
所构造A型小区在开放后对道路交通的影响有所降低，其对于车辆行驶的行程时间和到达目的地和停车的延误时间均有所缩短，而在行驶距离和平均速度上有所提高。
并且比较得知，小区开放后对于机动车的行驶影响较大一点。
（2）B型：
片块式布局
此类小区适于改造为联动型开放式小区。
联动型的开放式小区通常可以在市区内有一定居住规模的片区开展。
它可以由紧邻的两个或几个住宅小区成片组成，虽然有着不同的开发商、不同的管理者，但是这并不影响到它们之间的开放与融合。
这样互相之间形成的联动型社区，经常会成为一个片区的重要人口集中地和流散地，形成一个知名度较高的社区，并带动片区的人气活力和商业发展。
与街区型的社区有所不同，联动型的居住小区不一定全部有着网络状的道路来连通，因为小区的规模在一定程度上限制着外部道路结构，与其他小区的联系方式也变得更多样，从而在一定程度上带动交通发展和改进。
[7]
靠近街道的建筑可以设计创造一个友善的步行环境，资源的共同利用为居民创造开放融合创造条件，而每个单独的小区在一定程度上可能会有一些相同的公共设施，这就造成了资源的重复浪费，那么在设施的配置上就可以采取互补的措施。
开放的开敞空间形成一系列的公共空间和活动场所，各自小区的公共开放空间在平面位置上的布置是有趋于一致和联系的。
单独小区的规模不大,公共空间非常有限，而通过几个小区的公共空间形成的系列，为居民提供一个更大的活动场所和聚焦地域，从而成为一个社区的中心。
下图5-9即为此类小区开放前后模拟对比图：
图5-8B型小区开放前后对比图（自绘）
下表5-75-8对B型小区改造前后各情况做出相应对比：
表5-7B型小区开放前路网交通运行一览表
表5-8B型小区开放后路网交通运行一览表
结合上表分析，可以看出B型小区在进行开放性改造后，与A型小区改造后结果具有一致性，适合于改造且对于交通通行有所改善。
（3）C型：
向心式布局
此类小区适应改造为个体型开放式小区。
个体开放型的居住小区可以是小区本身的景观开放和商业开放。
在高层住宅小区中，商业设施一般都是以临街面裙楼的形式出现，这种方式已经得到普及，在一定程度上形成了开放形式。
景观设施作为比较重要的部分，很多小区采用了围合的封闭形式，留给城市街道面的仅是高大的建筑群。
[8]有景观面的区域一般是公共空间，是小区居民交流活动场所，如果将它适度的设计在外，那么它的开放性和融合性就会得到进一步提升。
这不再是一个小区意义上的融合，而是小区空间与城市空间的融合，交通情况也将有可能得到改善，从而会逐步形成热闹的人居氛围。
未开放的封闭小区，内部是围合的景观。
从道路向内望，仅有高大的建筑。
沿街道的建筑全部后退，没有商业设施，也无法形成精彩的街道，居民活动全部
在小区空间内部。
开放的小区，内部和外部形成了连贯统一的景观区域。
临街面
是底商形式，人气旺盛，交通便利。
如图5-10：
图5-9C型小区改造前后景观对比图
下表5-95-10对C型小区改造前后各情况做出相应对比：
表5-9C型小区开放前路网交通运行一览表
表5-10C型小区开放后路网交通运行一览表
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