齊聰　肖堯

摘 要：

主要研究了封閉式小區(qū)開放能否達到優(yōu)化路網結構、改善交通狀況的問題，建立了AH 比較矩陣改進的模糊綜合評價模型、特定區(qū)域通勤耗時長短模型，利用MATLAB和S SS等軟件，探討不同類型小區(qū)開放與否對周邊主干道通行能力的影響。

針對問題一，以優(yōu)勢互補為原則，通過對比各種評價方法，最終建立了AH 比較矩陣改進的模糊綜合評價體系。然后基于Satty 9級標度方法求解一致性矩陣，利用模糊矩陣得到綜合判斷矩陣。

針對問題二，為建立車輛通行模型，以紐約布魯克林街區(qū)為原型。用MATLAB對街區(qū)周邊道路情況進行30次仿真實驗模擬。并利用動態(tài)規(guī)劃算法得出30組可能解。計算每條路徑的平均用時，用該指標刻畫影響程度，并利用我們的評價體系進行量化評分。

針對問題三，為了定量比較各類型小區(qū)開放前后對道路通行的影響，按照小區(qū)離市中心的位置將小區(qū)分為3種類型分別建立相應的模型，計算各類型小區(qū)的等級得分。

關鍵詞：開放小區(qū)；AH 綜合評價模型；C SAT；動態(tài)算法

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.26.158

1 符號說明

2 模型的建立與求解

2.1 問題一

[BT3]2.1.1 問題分析

為了建立切實可行的研究小區(qū)開放對周邊道路通行影響評價體系我們采取層次分析法和模糊綜合評價法相結合的方式來解決上述問題。并選取了大連市某小區(qū)為原型（圖1），抽象出它的理想簡化模型（圖2）。

2.1.2 指標計算

（1）車流密度比的計算。

車流密度是指在某一瞬時內一條車道的單位長度上分布的車輛數(shù)。計算公式如下：（其中，K-車流密度，N-單車道路段內的車輛數(shù)，L-路段長度。）

假設：200輛/千米為交通擁堵的條件。計算結果為ρ= 1∶0.605。指標表明：小區(qū)開放對車流密度產生了重要的影響，開放政策的實施給人們出行帶來極大的便利，會得到廣大人民群眾的支持。

（2）延誤時間比的計算。

假設①小區(qū)開放前需要3個紅綠燈，開放后2個紅綠燈即可；②假設每個紅綠燈的延誤時間是5分鐘；③假設紅綠燈的延誤時間與紅綠燈數(shù)量成正比。最終計算結果為M=1∶0.67。

由此得出，小區(qū)開放可以減少信號燈設置的數(shù)量，減少城市規(guī)劃成本，也縮短了車主等待紅綠燈的時間，給車主帶來最大效益。

（3）路網密度比的計算。

城市道路網密度等于道路長度與路網所服務面積之比，假設主干道的服務面積為左右各0.5km的矩形面積。通過計算得出：ρ=1.065∶1.515=1∶0.703.上述結果表明：小區(qū)開放對城市路網密度的貢獻比達到1∶0.703。

從結果看，小區(qū)開放在一定程度加大了車主路線選擇的可能性，能充分滿足各車主的靈活性，從而緩解交通壓力，疏通城市“毛細血管”。

[BT3]2.1.3 模型建立

使用AH 綜合評價模型對小區(qū)開放對周邊道路通行的影響進行評估。首先，將問題轉化為以下集合：目標集合{小區(qū)開放對周邊道路通行的評價體系}，評價細化指標集合{紅綠燈數(shù)，路網密度，車流密度 }及評語集合{好，一般，差}。

[BT3]2.1.4 模型求解

根據Satty 9級標度方法得出一致性矩陣，然后利用求根法得出相對權重向量為：W=（0.21843，027285，0.2651，0.24362）

由于實際得到的判斷向量不一定一致，我們進行了一致性檢驗，用MATLAB求出了矩陣的最大特征值γm=4.0161，得出一致性指標CI=γ-nn-1=0.0054；而隨機一致性指標RI=0.9，見表1；一致性比率指CR=0.0054/0.9=0.0060<0.1，判斷矩陣的一致性可以接受（結果匯總如表3）。

2.2 問題二

2.2.1 問題分析

我們利用MATLAB編寫構建“車輛通過特定區(qū)域用時長短模型”（下文簡稱C SAT）。在C ASAT中仿真模擬30輛車分別在一個隨機因子的條件下的路徑選擇過程。選取紐約布魯克林附近的街區(qū)（圖3）建模，并按1∶200比例縮小簡化處理得到（圖4）計算平均通過時間量化小區(qū)開放的程度。最后，運用問題一所建立的評價體系，對開放街區(qū)進行打分，衡量小區(qū)開放效用。

2.2.2 C SAT模型假設

（1）V主干路=20km/h，V小區(qū)路段=30 km/h且車輛是勻速行進的；

（2）汽車換方向掉頭會有延時，T延時=0.0042h；

（3）重要路口處設有三盞紅綠燈，每個紅綠燈對汽車的延時為：0.12h；

（4）模型圖中每個矩形都是長6.6km，寬2.8km。

2.2.3 C SAT模型計算

首先利用動態(tài)規(guī)劃原理設計一個30次小車模擬仿真過程并計算每一輛車在開放和不開放的條件下的平均用時，然后利用模型對平均用時計算處理，最后計算最終得分（表4）。

如果把小區(qū)開放對周邊道路影響各項指標總得分未100分，則未開放得分為：74.5分。得出結論：通過對布魯克林街區(qū)的實際分析，論證了我們的觀點，即那些服務面積較大、人口規(guī)模占有一定比重、處在交通要塞的小區(qū)進行開放確實會對小區(qū)周邊道路的通行產生積極的影響。

2.3 問題三

2.3.1 問題分析

問題三要求定量比較各類型小區(qū)開放前后對道路通行的影響，所以我們依據小區(qū)在城市中的位置和周邊道路結構、車流量的不同構建了3種不同的模型，并構建了城市模擬道路（圖5）。然后對三種小區(qū)在開放與不開放情況下進行簡化處理（以圖6小區(qū)在郊外為例）。

2.3.2 C SAT（升級版）計算

通過模型計算得出三種類型小區(qū)模型的量化周邊道路通行能力的4線指標，以及評價得分，結果對比分析圖見表5。

2.3.3 C SAT（升級版）結論

首先將結果進行縱向比較。在問題一、二所建立的模型中，小區(qū)面積約占整個區(qū)域的1/3，問題三中占比只有大約1/10.說明小區(qū)的區(qū)域占比面積起了很大作用。若所占比例很小，即便是處于交通要塞，小區(qū)開放對交通的便利影響也只能是杯水車薪。其次將結果進行縱向比較。如果小區(qū)占據了足夠比重的市中心位置，小區(qū)面積占比很小也能對于車輛通行有積極影響，從0.933下降到了0.8839，即小區(qū)所占交通要塞的比重至關重要，所以其影響系數(shù)大于小區(qū)內部結構。