基于道路拼接的小區(qū)開(kāi)放影響問(wèn)題摘綠燈直行車道、無(wú)紅綠燈T型路口、有紅綠燈T型路口、無(wú)紅綠燈十字路口、有紅綠燈十Davidson路阻函數(shù)、Webster函針對(duì)問(wèn)題三，選取國(guó)內(nèi)同馨花園、國(guó)外洛杉磯Frazier小區(qū)這兩個(gè)開(kāi)放小區(qū)進(jìn)行研16.98min16.65min，F(xiàn)razier小區(qū)緊鄰路段的通行時(shí)間由162.3175sFrazier小區(qū)，而是加寬道路207.2917s降至82.0998s。：一、題的重問(wèn)題背問(wèn)題描問(wèn)題一的分析

二、題的分問(wèn)題二的分析問(wèn)題三的分析比較不同小區(qū)開(kāi)放前后對(duì)道路通行的影響。通過(guò)收集小區(qū)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和周邊道路的相關(guān)數(shù)據(jù)，問(wèn)題四的分析三、基本假四、定義符號(hào)說(shuō)VKFZBDQKqxgrL注：未列出符號(hào)及重復(fù)的符號(hào)以出現(xiàn)處為五、問(wèn)題一：基于網(wǎng)絡(luò)層次分析法的道路通行評(píng)價(jià)模問(wèn)題的分析模型的建立

圖 問(wèn)題一思路流程圖 周邊道路通行評(píng)價(jià)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模日平均交通量車V=N/tVs)，N，t（s。nnVn日平均交通流密度K交通流密度[]是指在某一觀測(cè)時(shí)刻，單位道路長(zhǎng)度上存在的車輛數(shù)（包括機(jī)動(dòng)車和非KNLKk，NLk)。nn Ki1n非機(jī)動(dòng)車摩擦系數(shù)F在分岔口與機(jī)動(dòng)車發(fā)生碰撞的非機(jī)動(dòng)車數(shù)量行人受阻系數(shù)道路飽和度交通供需差異度一般把交通需求看作是土地利用水平A和交通服務(wù)水平S共同作用的結(jié)果[2]，則交通發(fā)生變化，將這個(gè)關(guān)系表示為服務(wù)函數(shù)J，則J可以描述交通服務(wù)的供給：S=J(T,V)當(dāng)土地利用水平A一定時(shí)，道路通行時(shí)間t越大，則交通需求量V越小，因此需求函VS=t( 1 同樣地，當(dāng)交通發(fā)展水平T一定時(shí)，交通量V越大，則道路通行時(shí)間t也越大，因此供給函數(shù)為向上傾斜的曲線，此時(shí)供給函數(shù)表示為VD=2t(20)；得到小區(qū)周邊道的正常通行時(shí)間t0，則可以定義交通供需差異度為時(shí)間t0VD- t-(ttD|VD+VS|=|2t02+(101)t2 1 圖 交通系統(tǒng)供需函評(píng)價(jià)體系： P1V2K3F4Z5B6至此，建立小區(qū)周邊道路通行評(píng)價(jià)模型 P1V2K3F4Z5B6 V i iK F Z= BV/

VD- t-(t 2 1 模型的求解數(shù)據(jù)預(yù)處理圖 表 廣西大學(xué)路段數(shù)度95243表 廣西大學(xué)交通供需函數(shù)估對(duì)于日平均交通流密度V，平均交通密度過(guò)小表示車道占用率很低，道路資源沒(méi)有得 Mm,mV2(Mm)V 2(MV) M

(Mm)V2性，因此均為極小型指標(biāo)。道路飽和度B和交通供需差異度Dzi

ziMi其中Mi為指標(biāo)xi可能取到的最大值，mi為指標(biāo)xi可能取到的最小值表 處理后的指標(biāo)日平均日平均車非機(jī)動(dòng)摩行人受阻道路飽和度交通供需網(wǎng)絡(luò)層次分析法確定權(quán)重（N）3確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)Step1：構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第一部分為控制層，包括評(píng)價(jià)目標(biāo)(車道通行能力)和決策準(zhǔn)則(A1、道路Step2：構(gòu)造指標(biāo)關(guān)系影響圖系圖G。將該有向圖用0-1矩陣S的形式，矩陣元素為1表示某指標(biāo)對(duì)另一指標(biāo)有直接陣S如下：Step3：求解指標(biāo)影響中心度 1xij取0123矩陣D為標(biāo)準(zhǔn)化后的直接影響矩陣：計(jì)算矩陣TD(ID)1

7maxj ，7Ai7j ，7Bi7 ，將向量M標(biāo)準(zhǔn)化得到指標(biāo)影響中心度N= Step4：求取影響關(guān)系矩陣C，修正直接影響矩陣TT（TT∈0,1E(G‘)0-1S’TT=0.5，Step5：重復(fù)Step2，獲得指標(biāo)體系中各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)值地反映指標(biāo)i在決策影響中的重要程度，因此可以用其衡量指標(biāo)權(quán)重的相對(duì)大小。最終得到N0.10.1 利用公式P1V2K3F4Z5B6D2結(jié)論11.32%，二級(jí)主路的通行得分提高了12.89%，三級(jí)主路的通行得分提高了0.26%；分變?yōu)樽罡撸瑸?.4623；直接影響矩陣的敏感性分析響矩陣X會(huì)對(duì)各指標(biāo)最終的權(quán)值產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響周邊道路通行力的最終得分。因此，通過(guò)改變直接影響矩陣X中元素的取值，判斷指標(biāo)間的相互敏感程度和指標(biāo)關(guān)系變化對(duì)道路軟件編程求解得到修正后的指標(biāo)影響中心度：N’= 定義指標(biāo)i和指標(biāo)j的相互敏感程度：(i,j)|指標(biāo)i權(quán)重變化wi+指標(biāo)jwj|xij容易發(fā)現(xiàn)(i,j)那么，日平均交通流密度K和非機(jī)動(dòng)摩擦系數(shù)F之間的相互敏感程度為(23|指標(biāo)2w2指標(biāo)3w3|x23|(0.37340.1)(0.06330.5)|100%0表

行人受阻因素Z的直接影響強(qiáng)度調(diào)整為3，則依據(jù)上述計(jì)算方法可得：=表 結(jié)論得分上升約5%。 六、問(wèn)題二：基于拼接原理的車輛通行問(wèn)題的分析口兩種類型，其中車道包括無(wú)紅綠燈直行車道、有紅綠燈直行車道，路口包括無(wú)紅綠燈TT型路口、無(wú)紅綠燈十字路口、有紅綠燈十字路口。下面對(duì)這幾個(gè)基本AB點(diǎn)可以先后由無(wú)紅綠燈直行車道—有紅綠燈直行車道無(wú)紅綠燈直行車道無(wú)紅綠燈十字路口無(wú)—T5模型的建立同，如果從A到B的路線1通行時(shí)間小于路線2，那么就會(huì)有的車輛選擇路線1，進(jìn)而圖6問(wèn)題模流程TT型路口、無(wú)紅綠燈十字路口、有紅綠燈Davidson路阻函數(shù)[4]來(lái)衡量無(wú)紅綠燈直行車道上通行時(shí)間與車流量的關(guān)系。車輛通行的數(shù)TT(1 Q/ )T1(1)Q/ 1Q/ 1Q/ 其 表示車流量為Q時(shí)的行駛時(shí)間，為可自由行駛時(shí)的直行車道行駛時(shí)間，Q為服務(wù)水平參數(shù)，服務(wù)水平參數(shù)與道理類型、道路寬度、交通信號(hào)與行人過(guò)街的頻率有關(guān)，一般認(rèn)為快速干道可取0-0.2，城市干道取0.4-0.6，集散道路取1-1.5。Qmax為道路實(shí)際通行能力，計(jì)算表達(dá)式[5]為QmaxCBNfwfHVfp，其中向車行道的車道數(shù)；fw為車道寬度和側(cè)向凈寬對(duì)通行能力的修正系數(shù)；fHV為大型車對(duì)通行能力的修正系數(shù)（fHV=1/[1+PHV（EHV-1）]，EHV是大型車換算成小客車的車輛換算系數(shù)；PHV是大型車交通量占總交通量的百分比)；fp駕駛員條件對(duì)通行能力的修正系數(shù)，一般取值在0.9~1之間。7TA上的車流量為QA，車道B上的車流量為QB，車道A上需要換道的車輛比例b1QB即為車道B上繼續(xù)直行的車流量。tA車道開(kāi)始換道到完全駛?cè)隑車道的平均換道時(shí)間，因此平均每輛直行車的延誤時(shí)間為a1QAt。B非常空曠時(shí)，直行車受到的影q

，其中K為道路最大車流量密度，q為車道BK

a1QAt換qb Q+t Q b b aQt Q+t T直讓=1bA換 b 8Ta1QAt換b出來(lái)的車輛，因此T直換b2

上右轉(zhuǎn)的車輛比例（b1b21Q+t+bQ q a 行K，其中為從T型路口出來(lái) 車流量中左轉(zhuǎn)的比例，tT型路口的時(shí)間，q為車道A的車9的總的延誤時(shí)間可以表示為T直讓

，其中Q 下方直行的車流量，K為道路最大車流量密度，q為下方車道的車流量密度。10(Q上左+Q左直+Q左左) QQ右

Q右為下方右轉(zhuǎn)的車流量，K為道路最大車流量密度，q11 =(Q右直+Q右右+Q右左+Q上直+Q上右+Q上左+Q左直+Q左左)tq，其中t為避讓QKQK左車流量，K為道路最大車流量密度，q為下方車道的車流量密度。紅綠燈路口T(1

T 0.65(c)32(1 2qe(1 3(xx0),xxQu2(1 0,x x00.67

,x

w =Qu抗 信號(hào) 12對(duì)于向左行駛的車輛和直行車輛，當(dāng)車道暢通時(shí)，車輛通行時(shí)間用Webster函數(shù)表示，TT(1 Q/ )T1(1)Q/ 1Q/ 1Q/ T=pQ右1- p

通行被擋的概率，Q鄰為直行車道上的車流量，L為一次信號(hào)燈通過(guò)的車輛長(zhǎng)度，Tc為信號(hào)擁堵時(shí)，車輛通行時(shí)間用Line函數(shù)表示。T型路口直行車道的通行情況和有紅綠燈十字路口處直行車輛的通行情況大T總=Ti(QiT(Q)T1(1)Q/Qmax CBNfwfHV 1Q/ aQ Q+ A換 轉(zhuǎn)，直行車

b T(Q)

A換qb2 Q+t+bQ q 行，左轉(zhuǎn)車 a1 (Q右直+Q右右+Q右左+Q上左+Q左直+Q左左tq，直行車

T(Q) 上 左

左

，右轉(zhuǎn)車 ) 右 右 右 上 上 上 左 左 ，左轉(zhuǎn)車T(1

c)3x(25x)2(1 2qe(1 T(Q) 3(xx 0,x T，其中Qu2(1 0，x0.67 ,x c，擁

0,x

T(Q)

1(1)Q/1Q/

鄰T，p ，擁 模型求解所需參數(shù)：Q輛輛K輛q輛輛s-x-gsr輛Lm模型求解步驟：Step1：確定小區(qū)開(kāi)放前的路線構(gòu)成Step2：計(jì)算基本道路結(jié)構(gòu)的車輛通行時(shí)間Step3：計(jì)算車輛通行總時(shí)間Step4：確定小區(qū)開(kāi)放后的路線構(gòu)成Step5：計(jì)算小區(qū)開(kāi)放后基本道路結(jié)構(gòu)的車輛通行時(shí)間小區(qū)開(kāi)放后會(huì)增加從起始點(diǎn)到目的點(diǎn)的通行路線2，進(jìn)而對(duì)原有路線的車流量產(chǎn)生影基本道路結(jié)構(gòu)下的車流量已知，則轉(zhuǎn)Step7，否則轉(zhuǎn)Step6。Step6：基本道路結(jié)構(gòu)車流量預(yù)測(cè)1的通行總時(shí)間T總1=Ti(Qi=2的通行總時(shí)間T總2=Tj(Qj)，且路Step7：計(jì)算車輛通行總時(shí)間七、問(wèn)題三：小區(qū)開(kāi)放效果實(shí)例研問(wèn)題的分析同馨小

1314Step1：確定小區(qū)開(kāi)放前的路線構(gòu)成Step2：計(jì)算基本道路結(jié)構(gòu)的車輛通行時(shí)間直行車道TT(1 Q/ )T1(1)Q/ 1Q/ 1Q/ 道路限速60km/h，則T0=s/v=1.4/60=1.4min；該馬路共有3個(gè)車道，所以該道路的Qmax=1750*3=5250pcu/h1.410.5Q/該直道的路段阻抗TQ 1Q/T(1

T 0.65(c)32(1 2qe(1 在該路口信號(hào)燈的一個(gè)周期Tc1.5min45s，因此綠信比0.5，該道路為三 1.5則該直道的時(shí)間阻抗T )3 十字路口B：TT(1 Q/ )T1(1)Q/ 1Q/ 1Q/ 其中v為自由轉(zhuǎn)彎速度，由參考文獻(xiàn)[9]，機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)彎速度過(guò)30km/h，故此處取自由轉(zhuǎn)彎速度30km/hT0=0.2/30=1/150h=0.4min，α0.5，由道路通行能力推薦表與車速的關(guān)系可推得Qmax=1390pcu/h10.5Q/TQ0.41QT=0.610.5Q/ 1Q/Step3：計(jì)算車輛通行總時(shí)間10.5Q/ 1.5 10.5Q/ 10.5Q/T=1.4 + 0.65( )30.860.4 0.6 1Q/ 1Q/ 1Q/Step4：確定小區(qū)開(kāi)放后的路線構(gòu)成型路口--有紅綠燈十字路口--無(wú)紅綠燈燈T型路口--無(wú)紅綠燈直行車道拼接而成。所以AP的路段阻抗

10.5Q/1Q/b b aQt Q+t T直讓=1 Ab b 由于該路口有3個(gè)車道，因此QA為非緊鄰小區(qū)的外面2條車道的車流量，QB為緊1條車道的車流量a1=0.1，t換=5t=10b1與車道數(shù)量有關(guān)，該路口有3個(gè)車道，故取b1得到

30Q+ 轉(zhuǎn) 直 2(QQ) (QQ) [1-0.5(QQAQ)]/T

[1(QQAQ)]/其中Q表示小區(qū)開(kāi)放前AB道的車流量，QA為進(jìn)入小區(qū)車流量，QB為從小區(qū)出來(lái)的車

直 2(QQ) (QQ) [1-0.5(QQAQ)]/T

[1(QQAQ)]/10.5Q/ 30Q+ [1-0.5(QQQ)]/后T 轉(zhuǎn) +T 后1Q/ 2(QQA) (QQA) [1(QQAQ)]/ 30Q+ [1-0.5(QQQ)]/ 轉(zhuǎn) 2(QQA) (QQA)Step6：基本道路結(jié)構(gòu)車流量預(yù)

[1(QQAQ)]/從M到N的通行時(shí)間為1+0.2Q/ 2 30(QQ) 1+0.2Q/T0.91Q/ Q1000 0.41Q/ [1-0.5(QQQ)]/ T 轉(zhuǎn) 2(QQ) (QQ) [1(QQQ)]/ 2(QQ) (QQA)其中等式左邊表示從M點(diǎn)到N點(diǎn)走小區(qū)的通行時(shí)間，等式右邊是走小區(qū)的通行時(shí)間。小區(qū)的實(shí)時(shí)觀察， Q+=500pch/h，利用遺傳算法求解上述方程得到Q關(guān)于Q1的函數(shù)表達(dá)式QStep7：計(jì)算車輛通行總時(shí)間表 Q2(ABBCABBCABBCABBCABBCABBCABBC60.62BC路段車輛通行的影響堵?tīng)顟B(tài)時(shí)，開(kāi)放小區(qū)使AC路段通行時(shí)間增加量6.07分鐘，極大地了交通狀況，洛杉Frazier小區(qū)圖 有紅綠燈，信號(hào)燈時(shí)間有30s、45s、60s不等。Step1：確定小區(qū)開(kāi)放前的路線構(gòu)成起始點(diǎn)到目的點(diǎn)由無(wú)紅綠燈直行車道—T型路口—無(wú)紅綠燈直行車道—有紅綠燈T型路口—無(wú)紅綠燈直行車道--有紅綠燈十字路口—無(wú)紅綠燈直行車道--T型Step2：計(jì)算基本道路結(jié)構(gòu)的車輛通行時(shí)間在第一個(gè)無(wú)紅綠燈T型路口口A、B兩車道車流量比例為7：3，且A車道上需要換道的車輛占總數(shù)10%，B車道直行車輛間為10s，車流量密度為0.1。a1QAtq=0.1750.120計(jì)算得到換道延誤時(shí)間T1=b K

0.7

30/ 由于避讓對(duì)直行車輛造成的延誤時(shí)間T2=1.9047s紅燈頻率

取其均值22.5s作為紅燈等待時(shí)間。查得汽車時(shí)間一般在5s左右，圍繞汽車速度上下波均總時(shí)間為32.5s。3(xx0),xxQ2(1 0,x

0.67

xrTc，由文獻(xiàn)[10]

TcS=1800pcu/h，代入上式得到Q=353.3

TT(1Q/Qmax)T1(1)Q/ 1Q/ 1Q/

因此擁堵時(shí)總時(shí)間T總=T=擁堵概率擁堵通行時(shí)間+不擁堵概率不擁堵時(shí)=0.1548. =0.476，紅燈等待時(shí)間服從區(qū)間[0，30]上的均勻分布，取其均因此，經(jīng)過(guò)一個(gè)有信號(hào)燈T型路口所需時(shí)間為0.1548.7+0.9Step3：計(jì)算小區(qū)開(kāi)放前車輛通行總時(shí)=Step4：計(jì)算小區(qū)開(kāi)放后基本道路結(jié)構(gòu)的車輛通行時(shí)間TTT AT6.719.047 (1-A)Q替換上述求解步驟中的QA對(duì)于沿小區(qū)內(nèi)部通行的車輛，車輛比例為A，需要經(jīng)過(guò)一個(gè)無(wú)信號(hào)燈T信號(hào)燈T型路口，一個(gè)有信號(hào)燈十字路口。TTT0.5AT6.7 Step5：基本道路結(jié)構(gòu)車流量預(yù)測(cè)Step6：計(jì)算小區(qū)開(kāi)放后車輛通行總時(shí)將A值代入車輛通行總時(shí)間的表達(dá)式，得到總時(shí)間T后結(jié)論：Frazier小區(qū)內(nèi)部增設(shè)紅綠燈圖 在第一個(gè)無(wú)信號(hào)燈T型路口，情況與之前相同：車輛在此處的延誤時(shí)間為TTT AT6.719.047 通行車輛在此路口延誤時(shí)間的期望為0.01TTT0.99紅燈頻率T'=133.8576.719.047A17.1930157.75

結(jié)論：21%加寬道路對(duì)道路通行的影響在第一個(gè)T型路口的換道延誤時(shí)間t10.5T10.56.7由于避讓對(duì)直行車輛造成延誤t20.5T20.51.9047x00.67

,x

，Tc由文獻(xiàn)[10]r=21.3%，S=1800pcu/hx=0.994，QQ Q T 1Q/

1(1)Q/1Q/ 堵時(shí)總時(shí)間：TTT=T+TQ=140.7349s

=由紅燈等待時(shí)間帶來(lái)的延誤TT=TT轉(zhuǎn)=2