原创《开放小区对道路通行能力的影响》
该文是小区相关论文如何怎么撰写和道路通行能力和小区和开放相关在职毕业论文范文。
田东红 王媛媛 蒋雪 任甲富 黄馨
（西南石油大学,四川 成都 610500）
摘 要：针对小区开放对其周边道路通行能力的影响问题,选取路段通行能力以及可靠度作为评价指标,对这两个指标分别建立道路通行能力模型和路网可靠度的数学模型.根据模型研究小区开放前后对周边道路的通行能力的影响；对调研的典型开放型小区,运用仿真分析方法比较了小区开放前后对周围道路通行能力的影响.
关键词：小区开放；道路通行能力；路网可靠度；仿真分析
中图分类号：F27文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.03.041
1问题研究
经过多方考虑综合分析,本文选取路段通行能力以及路网可靠度作为指标.路段通行能力以及可靠度相互验证,理应呈正相关指数.给出实际模型通过实际路况的计算来探究小区开放对道路交通带来的影响.
2数据统计以及预处理
由图1可知,其中A为流入方向1和2的总车流量；A1为经过小区路口后流入方向1的车流量；A2为流入小区路口的车流量；B为流入方向3和4的总车流量；B1为经过小区路口左转后流入方向3的车流量；B2为经过小区路口左转流入的车流量.
流入A中的车流比例为：
小∶中∶大等于0.6832∶0.2277∶0.0891；
流入B中的车流比例为：
小∶中∶大等于0.8592∶0.0176∶0.1232；
选定小区简化图如1.
3建立问题模型
3.1通行能力模型
路口信号灯的有无对道路的通行能力以及交通状况都有所影响,特别是对小区外部的主干道的交通情况的影响.因此本文针对这种情况改进了一般的交通能力模型.
车头间距指的是在一条车道上同向行驶的一列车队中,前后相邻车辆之间的间距,一般用车辆上具有代表性的点来衡量,如前保险杆或前轮.此处,要求的最小车头间距公式如下：
v表示车速,ls是两车间最小的静止安全间距,一般ls等于2m；lp是车辆长度,一般小轿车lp等于5m；t是驾驶员反应时间,驾驶员的平均反应时间为1.0s.f′为道路附着系数,一般情况下分为3种情况,即水泥路面、沥青路面和沙石路面.其中水泥路面与沥青路面在天气干燥的情况下其附着系数基本相同,为0.7,沙石路面的附着系数相对较小,为0.4.i为道路坡度；而f1、f2分别为前、后车的制动系数.通过实际情况查阅资料,得到f2-f1等于0.67,f′等于0.7,t等于10s.
由实际情况可知主干路为双向隔离车道,开放小区开放的支路为双向不隔离车道.所以主路最大通行能力和支路最大通行能力分别为：
主路最大通行能力：
支路最大通行能力：
其中N表示单向车道数.
定义主干道车流中分流到支路的车流量与主路剩余车流量之比为：
由以上公式,得出道路理想最大通行能力：
CB1等于{(1－P)Cmn+PCmj}ft（2）
上式中,考虑到车辆在相互穿行中有适当的时间损失,即减速、加速等等造成的时间损失,用ft代表系统损失率,ft∈(0.88,0.94).
在计算实际通行能力时,考虑到行人以及自行车和电瓶车的影响,在理想最大通行能力的基础上加入相关修正系数,且受信号灯控制时可以认为有序度为1,所以此时不考虑有序度.则实际通行能力：
C等于CB1*fa*fb*fs
其中,fa为行人干扰系数,如表3.
程度很严重严重较严重一般很小无
fa0.50.60.70.80.91.0
fb为自行车干扰系数,用以下公式表示：
其中,q车为实测自行车（电动车）交通量,Q车为非机动车道设计通行能力；w1为单向非机动车道宽度,w2为单向机动车道宽度.规定当自行车交通量没有超过通行能力时系数取0.8.
3.2路网可靠度的数学模型
路网可靠度是指在正常和非正常流量波动的条件下,车辆能够在给定的时间内到达目的地的概率.根据实际情况的路况,给出了改进的模型.
经过一次实地调研,选取一个简单的开放小区作为调研地点,平面图形见图1.
根据调研的平面图形和数据,首先将它分为4个流向,图中已标注.
建立一个可靠度模型如下：
上式表示道路通畅的概率,在由数据的情况下代表路段的可靠度.为记录次数中不发生堵塞的情况与总记录次数的比值.
约束条件如下:
ηr等于Nr(t+△t)－Nr
上式表示路段上单位时间内实际车辆数与路段分流临界容量的差值.
加入整数0-1规划,上式表示当发生堵塞时取0,当不发生堵塞时取值为1.
其中r为车道路段,Nr(t+△t)是(t+Δt)时刻r路段上的车辆数,Nr是r路段的分流临界容量,当ηr≥0时表示此时发生堵塞,当ηr<0时道路通畅不堵塞.
路段的分流临界容量：
Nr是r路段的分流临界容量,N为车道数,实际调研时方向1为双向6车道,方向2为双向2车道,方向3为双向4车道.Cr0是r路段的基本通行能力,lr指的是r路段的长度,vr指r路段的标准车速.
(t+Δt)时刻r路段上的车辆数：
Nr(t+△t)是(t+Δt)时刻r路段上的车辆数；Vr(t+△t)是(t+Δt)时刻r路段上的车辆平均行驶速度.Cr(t+Δt)表示(t+Δt)时刻r路段上的实际通行能力.
第一车流方向与第二车流方向：
C1(t+Δt)等于CB*N*fw*fHV*fP（5）
此时右转以及进入小区通道的车辆不受信号灯的影响,上式中,C1(t+Δt)表示的是单位时间内的实际通行能力.
第三车流方向与第四车流方向：
此时,左转以及通过小区的车辆受到信号灯的影响,所以在模型上加入信号灯影响的参数,其中t0表示绿灯亮后,第一辆车启动、通过停车线的时间(s),如无本地实例数据,可采用2.3s；ti表示直行或右行车辆通过停车线的平均时间(s/pcu),它与车辆组成、车辆性能、驾驶员条件有关,通过查阅资料,我们得到数据:由小型车组成的车队,ti等于2.5s.βr是r路段车流方向的左转率.
在计算每个车流方向的目标函数时只需把对应计算公式带入目标函数即可.考虑到开放小区的类型不同,实际路段也不同,但是基于本文中的数学模型,当小区道路增加时,只需令r代表不同的路段进行计算即可.小区开放道路主要目的是提高周边道路的通行能力,所以目标函数的计算时主要针对周边干道进行计算.
4对调查小区进行模型求解
4.1通行能力模型
利用实地调研得到的参数带入数学模型,得到该区域的实际通行能力,同时结合实地调研的开放式小区的实际通行能力进行比较.如表4所示.
上述数据可以看出本文调研区域的小区开放后实际通行能力模型求得的值与调查值两者的差比约为0121,比值较小,证实了模型的可靠性.
4.2路网可靠度的模型求解
利用实地调研得到的参数带入数学模型求解得到各时间点各道路上的车辆总数与实地计数所得到的各时间点各道路上的车辆总数相比较验证模型.
表5是实际调研地点各道路各方向上的临界容量,也就是路段方向可容纳的最大车辆数,即当实际车辆容量大于临界容量时发生交通堵塞,反之认为不发生交通堵塞.
通过模型可计算出调研地点各路段各方向上实际车辆容量与临界车辆容量的差值,得到理论差值数据与观测差值.两者差值的正负性主要来判定是否存在堵塞.
表6数据可以看出理论路网可靠度与观测路网可靠度相差不大,验证了本文模型的准确度.并进一步说明了开放小区路段的可靠度较好,缓解了交通压力.
通过对调研数据的预处理得到各项指标的实际值,通过数学模型计算小区未开放情况下两项指标的理论值,得到如表7所示的值.
由表7可以看出两项指标在开放前后数据有所变化.通过增长百分比进行直观的观测,得到如下表的数据.
利用两项指标的增长百分比可以直观的看出各项指标都有一定程度的提高,并且通行能力的提高伴随着路网可靠度的增加,两者数值的增加表示小区的开放对道路压力有着一定的缓解作用.
参考文献
［1］百度百科.小区 封闭式小区 开放式小区［EB/OL］.http://baike.baidu.com/,2016,9（10）.
［2］任福田.道路路段通行能力分析［M］.北京：人民交通出版社,2011.
［3］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.
［4］李江.交通工程学［M］.北京：人民交通出版社,2002.
小区论文参考资料：
此文结束语：上述文章是一篇关于经典小区专业范文可作为道路通行能力和小区和开放方面的大学硕士与本科毕业论文小区论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献。
