1.华北理工大学 数学建模创新实验室 河北省唐山市 063210
2.华北理工大学 冶金与能源学院 河北省唐山市 063210
3.华北理工大学 信息工程学院 河北省唐山市 063210
4.华北理工大学 理学院 河北省唐山市 063210
摘要：为建立评价指标体系选取17个评价指标，构造判断矩阵，然后利用方根法求得判断矩阵的特征向量和权值向量，接着建立隶属函数构建评价矩阵，运用模糊综合运算判断指标隶属的程度，最终建立了基于层次分析法的模糊综合评价体系。
关键词：小区开放；道路通行能力：模糊综合评价；VISSIM仿真
引言
随着城市的发展，城市建设如火如荼，由于城区规划中的一些不合理，导致道路结构错综复杂，道路通行拥堵日趋严重。开放小区是优化路网结构一个新想法，但也广泛热议。研究小区开放对道路通行的影响是一个既有理论意义又有实际价值的研究方向。
1 评价指标体系的建立
1.1评价指标体系
为建立道路通行评价指标体系，选取路网密度、路网结构、路网长度、路网负荷度、交叉口数量、交叉口通行能力、延误时间、小区面积、小区位置、小区内部道路结构、小区人口密度、小区类型、房屋位置、公路层级、服务水平、路段宽度和延误率等17个评价指标。
1.2评价指标的分析处理
1.2.1评价因素集的分析与建立
影响评价对象的所有因素构成评价因素集。当因素集影响因素大于5个时，为避免一级模糊综合评价模型中由于权重系数分配不合理，导致一些小权值因素的“泯灭”，通常采用二级甚至多级模糊综合评价。
评判集是指由作为评价标准的多种评判等级构成的集合，通常评语个数不宜超过9个。
1.2.2建立隶属函数
隶属函数用来确定每一个评价指标对道路网规划不同等级评语的隶属程度，本研究采用较成熟的降半梯形分布。
1.2.3模糊综合运算
对第i类单因素的Ai，Ri矩阵进行一级模糊综合运算B= Ai*Ri。多级Fuzzy综合评判模型的判断矩阵是由上级Fuzzy综合评判矩阵的结果向量构成。
2 关于车辆通行的数学模型的建立
2.1最佳道路有效长度优化模型的建立
考虑到不同类型道路有效长度、道路交叉口利用程度等因素，得到城市道路网机动车高峰每小时的通行能力计算公式。
小区开放后，小区内的主干路和次干路应视为小区与周边结构路网的次干路与支路，原小区周边的道路视为小区与周边路网结构中的主干路。因此，优化小区内的道路有效长度，获得小区内道路可使用次干路和支路的有效长度或其比例的最优值是建立模型的目的。以N’作为目标函数，以小区内的次干路长度、支路长度和汽车的平均行驶速度作为设计变量，其他量都为常量，以设计变量的自然约束作为模型的约束条件，建立约束多元非线性规划模型。
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2.2进口道车辆延误水平计算模型的建立
城市路网结构服务水平的优劣主要依据组成路网的路段节点或交叉口的通行能力来判定，平面交叉口是制约路网通行能力及容量的主要因素。而交叉口通行能力又与交通运行中的车辆延误相关。开放小区后，小区内交通压力增大的同时，小区周边交叉口的交通压力相对缓解。因此，选择小区与周边路网的进口道作为研究对象，分析其运行效率和质量。
在这里，车辆作为实体需要考虑车长的影响，符合车辆的通行实际情况。车辆在自由路段上行驶可视为匀速行驶，根据国外提出的BPR函数（路阻函数）都存在优缺点，在此基础上进行改进。
Webster公式适用于进口道饱和度不大时进口道上每辆车的平均延误水平，可以更全面的反映饱和度较大时交叉口的平均延误水平。
2.3建立进口道实际通行能力计算模型
小区周边进口道的流量变化与小区开放密切相关，如小区开放后本应直行且在小区周边某进口道右转的车辆完全可以选择通过小区的某一个入口在小区内实现右转抵达目的地，这样减少小区周边该进口道的交通压力，同时可能增加小区内交叉口的交通压力。所以进口道问题需要重点关注。
3 各类型小区开放前后对道路通行影响情况的比较
设计3个内部结构不同的小区，第一个为一字型小区，第二个为十字型小区，第三个为环形小区。按相关公式计算小区开放前后最佳道路有效长度和最优路网通行能力和小区周边进口道的车辆延误水平，并计算出该进口道的实际通行能力分别为490、225.680、936.1和3300、85.043、1125.4。
十字型小区运用仿真软件后得到结果为：520、200.320、1023.2和4000、60.220、1232.1。
环形小区运用仿真软件得到结果为：760、147.430、1196.6和13600、7.999、1436.0。
通过数据可知，虽然小区的内部结构不同，但小区小区开放后，3个小区及周边路网密度明显提高，产生了良好的路网连通效果，优化了路网通行能力，进口道延误水平下降，实际通行能力提高。说明小区开放对改善小区与周边路网结构的通行能力具有积极作用。从结果分析可知，环型小区开放效果最好，十字型小区次之，一字型效果相对最差。
4 结论
（1）居民小区要按照小区类型和实际情况进行选择开放，坚决反对无差别开放小区。城市里的居民小区是否开放，应该把城市交通和小区布局、地理位置、规模类型紧密结合，重视城市交通研究与交通设施配套同步，真正实现城市交通和城市空间结构、土地利用的调整协调互动；
（2）对于道路较窄和处于郊区及偏远位置的小区，比如城中村、老城区和平房区，不建议对机动车辆和车型较大的非机动车开放；
（3）根据小区规模，制定适度的开放政策。占地面积大的小区内部道路应与周边道路有机结合，尽可能的分散车辆减少拥堵。占地面积较小小区的周边道路要尽可能的改变其树状结构，在与小区内部道路连接后设计为网状结构，增加主干道周围的出口；
（4）开放性小区应具备完善的停车设施。要求住户安全规范的停车，最大程度上减少车辆乱停乱放的现象，防止住户影响车辆的正常通行；
（5）小区开放后要限制车辆的行驶速度，尤其是在上下班的高峰期。如果条件允许要在居民小区内设置行人区以保证小区居民出行安全。
参文献考
[1]秦葛.城市封闭式居住小区规划模式与城市交通发展的协调性研究[D]. 长安大学, 2010.
[2]李向朋. 城市交通拥堵对策——封闭型小区交通开放研究[D]. 长沙理工大学, 2014.
[3]闫梓昂, 董峻岩. 小区开放对小区及周边道路通行能力的影响分析[J]. 公路与汽运, 2017(1):37-39.
论文作者:刘超书1,2,程琦云1,3,崔健1,2,冯立超1,4
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第14期
论文发表时间:2017/12/20
标签：小区论文; 道路论文; 路网论文; 交叉口论文; 能力论文; 车辆论文; 唐山市论文; 《建筑科技》2017年第14期论文;