数学建模一等奖论文《小区开放对道路通行的影响与研究》

1 小区开放对道路通行的影响的评估与研究小区开放对道路通行的影响的评估与研究 摘要摘要 本文主要研究了基于公共交通日益受到关注的前提下， 小区开放对于城市道路交通 的影响，建立了 AHP 层次分析模型，运用单因素方差分析、Floyd 最短路径算法、排队 论等方法，利用 MATLAB、SPSS、VISSIM 软件，就小区开放对城市交通影响问题进行了 深入分析和仿真模拟，从而给出了可行性建议。 针对问题一，采用 AHP 层次分析模型，分别选取平均出行时间、行程延误时间、排 队长度以及交通流量来衡量小区开放对城市道路交通的影响程度。 基于 AHP 层次分析的 结果，分别求得小区开放与否对于四项指标的权重影响值。以长沙市该小区为例，小区 开放对于这四项指标的加权总量为 4.122，小区封闭对于这四项指标的加权总量为 3.9517。故而得出小区开放前后对周边道路的影响因子为 1.043。可知，该小区的开放 对周边道路的交通状况有一定的改善。 针对问题二，搜集长沙市某小区的道路俯瞰网状图，从通行该区域的车辆运行平均 时间入手，基于 Floyd 算法计算出该区域各点的最短路径，并对各个路口及道路状况的 不同分别给予一定权数的加成，得出小区开放后，车辆在该区域内的平均运行时间得到 了一定程度的减少。根据排队论建立交叉路口车辆运行模型，得出当车辆通过两个交叉 路口的路段时，相对于直接沿城市干道通向，车辆沿小区内部道路通行的时间相较之更 短，故对于长沙市该小区而言，小区开放对于周边道路的具有一定有益影响。 针对问题三，本文选定两个最具代表性的小区类型：块状式小区和合围式小区。运 用 VISSIM 软件对其交通状况进行仿真模拟，导入交通总量数据后，导出问题一所需的 四个评价指标数据， 再运用问题一所建立的 AHP 层次分析模型进行分析， 易知块状小区 开放对周围道路交通的影响有益，而合围式小区开放对周边道路不但没有起到效果，在 局部区域还加重了交通的堵塞。 关键词：小区开放AHP 层次分析 单因素方差分析 Floyd 算法VISSIM 仿真模拟 2 1 1、问题重述、问题重述 1.11.1 问题背景问题背景 2016 年 2 月 21 日，国务院发布关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意 见 ，其中指出：原则上不再建设封闭住宅小区，已建成的住宅小区和单位大院要逐步 开放等意见，引起了广泛的关注和讨论。 1.21.2 问题提出问题提出 1. 选取合适的评价指标体系，用以评价小区开放对周边道路通行的影响。 2. 建立车辆通行的数学模型，用以研究小区开放对周边道路通行的影响。 3. 应用建立的模型，定量比较各类型小区开放前后对道路通行的影响。 4. 根据研究结果，从交通通行的角度，向城市规划和交通管理部门提出合理化建 议。 2 2、模型假设、模型假设 （1）假设本题的数据来源真实有效。 （2）主要干道上的汽车类型及其性能的影响忽略不计。 （3）不考虑行人、车祸及其他不可控制因素对于城市交通的影响。 （4）忽略天气、节假日、上下班等对于城市交通流量的影响。即城市交通流量在 一定程度上处于动态平衡。 3 3、符号说明、符号说明 符号含义 VC.道路运行的平均出行时间 ij d用表示顶点 i v和顶点 j v的最短距离 ）（tyn小区之路车辆驶向干道后，通过的第 N 辆 车所处的位置。 L平均车长 D两车平均间距 V两车的平均速度 4 4、模型的建立与求解、模型的建立与求解 4 4.1.1 问题一的分析与建模问题一的分析与建模 3 为分析小区开放与否对小区周边道路影响的具体表现， 要求设立一定的指标并建立 评价指标体系，搜集小区开放前后周边道路的平均通行时间、行程延误时间、交叉路口 排队长度和一天中平均交通流量数据。 以长沙市某小区为例 （数据来源于 城市交通拥堵对策一封闭型小区交通开放研究 ， 见附表） ，本文使用上述四个指标，通过分析数据，首先将小区周边道路及内部道路分 为若干段，并对小区开放前后的四个指标运用变异系数法确定相对权重，再构建 AHP- 熵值赋权模型，确定小区开放前后对于四个指标的影响比重，从而可以判断小区开放后 对于周边交通的影响。 对于 AHP 层次分析，在构造层次结构图后，便构造判断矩阵，要比较 n 个因子 1234 ,.B B B B对于某个因素 F 的影响大小，通常采取对因子进行两两对比的方法，建 立成对比较矩阵，设 ij a表示因子 i B和 j B对因素 F 的影响大小之比，再设立矩阵 ij n n Aa ，称 A 为判断矩阵或成比较矩阵。再分别求出其特征向量和最大特征根，后 得出小区开放前后对于周围交通的影响大小。 4.1.1 模型的求解模型的求解 对于开放后小区平均出行时间来说： 1 1 1 35.4586 .0.2187 162.15 SD CV v ； 行程延误时间为： 2 2 2 28.7017 .0.3253 88.24 SD CV v ； 余下变异系数以此类推。 计算四个指标间的两两权重，计算方法为： 对于开放后小区平均出行： 1 14 1 .0.2187 0.1391 0.21870.32530.49440.5342 . i i CV h CV 行程延误时间为 2 24 1 .0.3253 0.2069 0.21870.32530.49440.5342 . i i CV h CV 余下权重以此类推之后，本文将数据制成如下表格： 4 表 1 开放式小区评价指标数值表 表 2 封闭式小区评价指标数值表 封闭式评价指 标 平均出行时间行程延误时间排队长度交通流量 平均数170.0792.3141.784100.67 标准差38.670029.660222.25422159.7 变异系数0.22740.32130.53270.5267 权重0.14140.19980.33130.3275 之后，本文便可以构造判断矩阵 1 C和 2 C，在此之前，本文不妨设立评价标度体系为： 表 3 评价指标含义表 标度标度 ij a 含义含义 ij a=1因子 i B和因子 j B同等重要 ij a1因子 i B比因子 j B更加重要 ij a1因子 i B比因子 j B不重要 令 1 10.67230.44240.4095 1.487410.65810.6091 2.26021.449510.9255 2.44211.64191.0801 C 运用 MATLAB 函数计算出上述判断矩阵的特征向量和最大特征根值： 1 0.2655 0.3966 0.5932 0.6484 a T 2 0.1004 0.2928 0.9132 0.2652 a T 3 0.4003 0.0108 0.9159 0.0292 a T 4 0.2389 0.1907 0.7718 0.5576 a T 1max 4.122 开放式评价指 标 平均出行时间行程延误时间排队长度交通流量 平均数162.1588.2441.594034.75 标准差35.458628.701720.56342155.4 变异系数0.21870.32530.49440.5342 权重0.13910.20690.31440.3397 5 对于 2 C 步骤于此相似： 2 10.70770.42680.4318 1.413010.60310.6101 2.34301.658211.0116 2.31611.63910.98851 C 1 0.2706 0.3638 0.6339 0.6266 b T 2 0.1853 0.7714 0.4324 0.4284 b T 3 0.2622 0.6346 0.6783 0.3703 b T 4 0.6138 0.4675 0.8781 0.1019 b T 2max 3.9517 然后对结果进行特征一致性检验，由于选择的权重标度间距过于庞大，所以需要通过 一致性的检验来检验判断矩阵是否严重的非一致，以便确定是否可以接受它. 设 max 为判断矩阵 A 的最大特征根，于是本文进行一致性检验具体计算方法如下： max 1 n CI n 虽然 CI 值可以在一定程度反映出判断矩阵 A 的非一致严重程度，但未能指明该非一 致是否可以接受， 。因此本文还需要引入一个度量的标准，即所谓的随机一致性指标 RI。 它是用从 19 及其倒数中随机抽取的数字构造的 n 阶正互反矩阵，算出相应的 CI，取充 分大的样本，计算得样本均值。下表列出部分结果： 表 4 一致性检验分析表 n123456789 RI000.580.901.121.241.321.411.45 本文把 CI 与 CR 之比定义为一致性比率 CR，即： CI CR RI 故，当10. 0CR时，可以接受矩阵A，否则，本文就要对矩阵 A 做一定的修正 对于本题说，对于开放小区判断矩阵 1 A 1 4.1224 0.0407 3 CI 1 0.0407 0.0452 0.90 CR 0.10 对于封闭小区判断矩阵 2 A 6 2 3.95174 0.0161 3 CI 1 0.0161 0.0179 0.90 CR 1.52 影响程度阻碍作用不影响轻微影响有较大影响强烈影响 因此可以认为长沙市该小区开放后对于周边交通的情况有一定程度的改善， 但改善程 度有限。其中对于交通流量的改善程度最大，通过数据平均值可知开放后周围道路流量 下降，通过单因素方差分析小区开放与否对四个评价指标影响的显著性进行检验。 运用 MATLAB 程序（见程序附录）对四个评价指标一一进行单因素方差分析，结果如 下： 图 1 平均出行时间的单因素方差分析结果图 图 2 延误时间单因素方差分析图 图 3 排队长度单因素方差分析图 7 图 4 交通流量的单因素方差分析结果图 但通过对四个要素的单因素方差分析， 可知小区开放后对交通流量的影响显著性都 不通过。故长沙市该小区开放后对周边道路的四个设立指标有一定的影响，但影响程度 有限，无法对小区周边的道路状况起到根本性的提高，故这个小区开放并不能从根本上 改善该地区附近的交通问题。 这说明小区开放后对于周围道路的影响与小区面积、 位置、 外部及内部道路状况等诸多因素有关，不能一概而论。 4 4.2.2 问题二的分析与建模问题二的分析与建模 依题意， 要建立车辆的通过模型， 从而判断该小区对周边道路的影响情况。 据分析， 当车辆通行过程中要从一个点到另外一个点时，会优先选择最短的路径作为目标路径， 而反映道路交通状况的最直观因素必然是每辆汽车通过这一区域路段的平均时间。 不妨 选取这一指标来判断小区开放前后的交通影响情况，因此可以运用 Floyd 算法计算出小 区开放前后任意两点之间的最短路径，并求出车辆通过这一区域的平均时间，加权后作 出对比得出结论。此外，由于小区开放后将增加周边道路的交叉路口的数量，所以选取 一段路程建立城市交叉路口通行模型， 计算某一个段路在增加交叉路口后单位时间通行 能力的变化情况。 本文摘取长沙市某小区道路网状图（数据来源城市交通拥堵对策一封闭型小区交 通开放研究 ，见附表） ，运用 Floyd 算法进行路程模拟计算，这样就将问题转化为小区 开放前后对于车辆通行时间的影响。此外，根据 Braess 悖论的理论，对小区道路和周围 干道赋予不同的路阻系数，并对通行所经过的交叉路口赋予时间上的权数加成，使车辆 运行的模型更加符合实际情况。 显然，小区开放后，车辆通行的距离有所减少，通行道路和通行方向有所增加，但 这不能够代表交通情况的改善，这一点，Braess 悖论可以证明： 在个人独立选择路径的情况下，为某路网增加额外的通行能力（如增加路段等） ，反 而会导致整个路网整体运行水平降低。为了叙述方便，可以使用一个简化的交通模型， 8 如下图所示： 图 5 breass 悖论示意图 某地从起点至终点有两条路线，即起点-A-终点，起点-B-终点。已知从起点至 A 和从 B 至终点所需时间与这条道路上通行的车辆有关，从起点至 B 和从 A 至终点所需的时间 固定为 45 分钟。假设有 a 辆车走上半段路，b 辆车走下段路，则通过上断路所需的时间 为：T=a/100+45 min。通过下段路所需的时间为：T=b/100+45 min。 当 a=b 时，通过两段路所需的时间一致。而当 ab（或 ab）时，通过某段路所需时 间较多，则会导致某段路交通拥堵，司机自然会选择另一条路，最终也能达到平衡 a=b。 图 6 breass 悖论示意图 2 若新修一条路（假设 a，b 位于同一地方） ，这样的话当司机位于 A 或 B 点时，都可 以选择接下来走哪一条路。不妨假设这条路上共有 4000 辆车，而即使所有的车辆都选 择 A 这条路，所需的时间也只有 40 分钟45 分钟，这样的话理论上不会有人选择 B 这 条路。当位于 A 点时，选择与起点一致，因此司机肯定会选择下半段路，由 B 至终点所 需时间也是 40 分钟。综合一下，从起点至终点所需的时间只用 80 分钟。这样一来，司 机肯定会选择起点-A，再由 B-终点这条路，因而导致交通堵塞。 因此不能单单从是否增加路径来判断小区开放对周围交通的影响， 而需要增加一些 相应的系数及权重，从而使本文的车辆运行模型更加的贴近实际。 首先， 本文运用 Floyd 算法计算最短路径。 设图( . )GV E, ij w表示( ,) ij v v上的权 （即 9 道路的长度） ，若 i v和 j v不相邻，则 ij w ，用 ij d表示顶点 i v和顶点 j v的最短距离。 使用 Floyd 算法来计算出 ij d最短距离矩阵，步骤如下： ( ) ( , ):; k ij d i jd ( , ):path i j对应于 ( )k ij d的路径上 i 的后继点， 最终的取值为 i 到 j 的最短路径上 i 的后继 点。 输入带权邻接矩阵 ( , )n nAa i j 。 （1） 赋初值 对所有, , ( , )( , );i j d i ja i j当( , )a i j 时，( , )0path i j ，否则( , );1path i jj k （2） 更新( , ),( . )d i jpath k j 对所有 i，j，若( , )( , )( , )d i jd k jd i j，则转入（3） ；否则( , )( , )( , )d i jd i kd k j， ( , )( , ),1,path i jpath i kkk继续执行（3） 。 （3） 重复（2）直到 k=n+1。 4.2.1 模型的求解模型的求解 以长沙市某小区区域为例，截取相关长度数据，绘制道路网状图并进行标点，如下图： 图 7 小区道路分布示意图 如图所示， 某小区未开放时主要交通路口为 9 处， 根据所绘制图形的比例尺 （1:8000） ， 计算得各个连通路段的路程（详细见附件点坐标及权矩阵） ，并使用所建模型中的 Floyd 算法，求得所有两点间的最短路径 11 11 D ，并得出该小区在未开放时的基本行车路径， 整理成该小区的行车频率矩阵 9 9 path 。假设该小区周边道路上汽车的平均速度为 10 40km/h，得出周边道路汽车的平均通行时间为： 99 11 ij ij d v =1130.04s 此外，本文还需要考虑道路状况和行人的影响，在前人的研究基础上增加路阻系数 K 融入所建立的模型。 表 6 行人干扰修正系数表 干扰程度很严重较严重严重一般无 2.01.91.61.31 在车辆运行过程中，交叉路口的数量将显著影响车辆通过区域的时间，所以将引入 交叉路口的延误阻力系数作为影响因子加入模型中。 表 7 交叉路口阻力系数表 交叉路口类型干路与干路干路与小区道路小区道路与小区 道路 1.801.851.90 最后算出小区未开放时，车辆通过该区域的时间为： 1130.04 1.3 1.802644.2936 那么，当小区开放以后，主要交通路口增加为 11 处，标记为 A 到 J，方法与上述情 况相同，运用程序计算出各点间的最短路径所需时间为： 99 11 ij ij d v =942.42 从而算出小区开放后，车辆通过该区域的时间为：942.42 1.805 1.48=2517.580 由于 2517.582644.294，所以对于该小区来说开放以后对周边道路交通通行的时间 是有所减少的。 之后，本文建立城市交叉路口通行模型。根据交通法规要求，若从小区交叉路口驶 向干道上的汽车未抵达干道前发现干道来车时，应该停车让行，即“转弯让直行” ，若 小区交叉路口来车已经驶上干道，则干道来车需停车等待，所以，本文依据此建立数学 模型。 11 图 8 交叉路口示意图 本文不妨设小区中车辆直接在路口等待，干道上车辆的间距为 D，车长为 L，车速为 V，设干路上第一辆车的行驶时间为 t=0;y（t）表示小区之路车辆驶向干道后，通过的第 一辆车所处的位置。运用数学建模观点设立方程如下： 2 0 2 0 0 (1)() 0(1) (1)()(1) ) (1)(1) 2 ( ) (1) (1)()(1) 2 1,2,3,. n oo nLD tnT a nLDtnT nTtnTt y t atnTt nLDtv tnTt n 此时，本文设平均车长 L=5m，两车的间距为 2m，去车辆的宽度为 H 为 1.8m，t=15 S 即，第一辆车驶出以后，第二辆车需要等待 15 秒才能继续行驶（其中包括小区内小车 驶出支路的时间和掉头转弯的时间） ， 0 10/vkm h，所以根据上述模型，本文判断在小 区支路来车之后，第一辆车的位置 1( ) 191.3y t ，用时 42.5 秒。所以，本文考虑如果小 区支路不通的话，则第一辆车全速前进到达实际位置的时间为： 191.3 4.7 40 S Ts V 所以，对于路口来说，时间确实延长，但小区来车来自于另外一个交叉路口时，本文 需要对另外一个交叉路口进行建模分析 12 图 9 交叉路口模式示意图 即，当交叉前方道路有车速度较慢时，下一辆车将拐入交叉路口从小区中穿行而过， 而后一辆车将继续从干路上通行，所以本文以此建立数学模型如下： 1 0 ( ) n n LDD t n v 2( ) 15 n n D t n v 12 (1)(1) zong ttt 最后得出结果为 zong t24.9s； 所以打开小区后，对于需要穿过两个节点的车辆来说，节约的时间为 17.9S，所以， 本文认为开放小区是可以节约汽车穿过这片区域的时间的。 4.34.3 问题三的分析与建模问题三的分析与建模 依题意，本文要选择不同道路结构，不同小区结构和周边不同交通通行量的小区开放 前后的效果进行对比，并运用前面所建立的评价指标体系即车辆运行模型，对小区开放 的效果和影响进行评价，其中本文选取三种不同位置，不同小区结构的小区见下表： 表 8 两种不同类型小区交通量及地理位置表 小区结构块状式小区合围式小区 所处地理位置建设东路沿江南路 交通通行量23043064 本文通过查询各小区交通量和结构数据，运用 VISSIM 对周围道路交通状况及交叉路 口进行仿真模拟前后交通量的变化情况，然后运用之前建立的模型及评价指标，之后对 三种类型的小区进行比较和分析。 首先，本文不妨选取建设东路某块状小区进行仿真模拟，该小区俯瞰图如下： 13 图 10 块状式小区俯瞰效果图 本文通过该小区及小区周边主要通行道路运用 VISSIM 进行道路网络的构建与仿真， 构建结果如下图： 图 11 VISSIM 路网效果图 如果小区封闭，则设置路线均不通过小区中，并将交通总流量导入该模型中，运行仿 真程序，汽车速度默认为 40KM/H,本文可以看到在交叉路口和主要干线路段车流量明显 增大。 图 12 VISSIM 仿真效果图 随后， 本文分别在各个主要路段设置采样点对一小时仿真期间的交通流量进行检测采 样，本文得出整理数据如下（具体输出文档见附件） ： 14 表 9 块状小区封闭式评价指标统计表 路段平均出行时间行程延迟时间排队长度交通流量 健康路236.2s45.2s53.2836 建设东路180.8s39.0s33.4765 规划道路左98.5s13.577.5209 规划道路下145.8s28.7713.4494 此后，本文将这个小区打开，仿真模拟后本文发现，在相同的条件下，各个路段的交 通流量出现了明显的改善， 单位时间的通行量在直观上有了明显的改善， 效果截图如下： 图 13VISSIM 块状小区开放式仿真示意图 随后， 在与上面相同位置的各个主要路段设置采样点对一小时仿真期间的交通流量进 行检测采样，本文得出整理数据如下（具体输出文档见附件） ： 表 10 块状小区开放式指标数据统计表 路段平均出行时间行程延迟时间排队长度交通流量 健康路153.4s22.2s26.2s544 建设东路93.5s19.8s14.7s478 规划道路左54.4s8.77s3.0s98 规划道路下77.4s15.6s5.5s244 而后，本文再使用 AHP 分层分析法计算出各项权重，并求出影响因子 表 11 块状小区封闭式各项指标权重分析表 令 封闭式评价指标平均出行时间行程延误时间排队长度交通流量 平均数165.32531.62526.875576.5 标准差58.050413.817920.7569285.4289 变异系数0.35110.43690.77230.4951 权重0.17080.21260.37570.2408 15 1 10.80340.45460.7093 1.244710.56590.8829 2.19961.767211.5149 1.40981.13260.64091 C 特征向量： 1 0.3278 0.4081 0.7158 0.4622 b T 2 0.1464 0.1757 0.9515 0.2058 b T 3 0.01630.2699 0.42950.3345 0.7942 0.00050.0016 b i i T i 4 0.01630.2699 0.42950.3345 0.7941 0.00050.0016 b i i T i 最大特征根： 1max 3.9927 表 12 块状小区开放式各项权重统计分析表 令 2 11.25990.52490.7367 0.793710.41670.5847 1.90492.411.4036 1.35471.71020.71261 C 特征向量： 1 0.3752 0.2978 0.7149 0.5094 a T 2 0.8010 0.4025 0.4340 0.0897 a T 3 0.8009 0.5922 0.0876 0.012 a T 4 0.3998 0.4500 0.7399 0.3003 a T 最大特征根值： 2max 6.001 故，本文得出该小区开放前后对道路交通各个指标的影响因子为 开放式评价指 标 平均出行时间行程延误时间排队长度交通流量 平均数94.67516.592512.35341 标准差42.31045.885310.5149206.9106 变异系数0.44690.35470.85140.6068 权重0.19780.15700.37680.2685 16 2max 1max 6.001 1.502 3.9927 从而本文可以得出结论小区开放后，对于周边道路有较大的影响。 之后，本文选取合围式小区在此进行相同的分析，合围式小区俯瞰效果图如下： 图 14 合围式小区俯瞰效果图 然后本文根据合围式小区结构的道路特点对其道路状况进行简化后的道路交通网状图 如下： 图 15 合围状小区 VISSIM 路网效果图 然后在 VISSIM 运行后，如果小区封闭，则设置路线均不通过小区中，并将交通总流 量导入该模型中，运行仿真程序，汽车速度默认为 40KM/H,本文可以看到在交叉路口和 主要干线路段在没有交通指示灯的情况下车流量明显发生拥堵。 图 16 合围状小区封闭式 VISSIM 仿真效果图 之后，本文提取该种情况的相关数据指标作为分析的依据。 表 13 合围式小区封闭式各项指标数据统计表 17 路段平均出行时间行程延误时间排队长度交通流量 左边路段86.428.248.66726 右边路段69.321.433.69506 上边路段170.445.575.481009 下边路段93.730.854.72782 此后，本文继续将小区内部的道路打开，后继续进行仿真后本文发现，在打开小区道路 的条件下，其他条件不变时，上下左右四个节点依然会发生拥堵现象，似乎交通的情况 并没有得到任何的好转（缺少交通指示信号灯和信号牌的情况下） ，效果图如下： 图 17 合围状小区开放式 VISSIM 仿真效果图 本文同样提取相关数据作为分析的指标依据： 表 14 合围式小区开放式各项指标数据统计表 路段平均出行时间行程延误时间排队长度交通流量 左边路段54.315.439.53602 右边路段55.79.325.79453 上边路段203.858.660.54987 下汴路段100.640.560.73722 表 15 合围式小区开放式各项指标权重统计表 指标平均出行时间行程延误时间排队长度交通流量 平均值104.9531.47553.1375755.75 标准差44.815510.153317.32206.6275 变异系数0.42700.32260.32590.2734 权重0.31660.23920.24160.2027 首先提取合围式小区开放后各项指标权重值，令 1 11.32361.31041.5619 0.755510.99011.1801 0.76311.010011.1919 0.64020.84740.83901 C 特征向量： 18 1 0.6246 0.4719 0.4767 0.3999 a T 2 0.663 0.2845 0.0912 0.26 a T 3 0.6630 0.2845 0.0912 0.026 a T 4 0.0387 0.3324 0.5795 0.7431 a T 最大特征根： 1max 4.0001 然后本文提取合围式小区封闭时各项指标权重值 表 16 合围式小区封闭式各项指标权重统计表 指标平均出行时间行程延误时间排队长度交通流量 平均值103.630.9546.6475691 标准差70.175822.849117.0979225.9366 变异系数0.67740.73830.36650.3270 权重0.32120.35000.17380.1550 令 2 10.91771.84812.0723 1.089712.01380.2581 0.54110.496611.1213 0.48260.44890.89181 C 特征向量： 1 0.6069 0.6614 0.3284 0.2939 b T 2 0.4740 0.5077 0.2479 0.6754 b T 3 0.8217 2.0022 0.2479 0.6754 b T 4 0.021 2.5254 0.7511 0.6598 b T 最大特征根： 2max 4.0068 故，本文得出该小区开放前后对道路交通各个指标的影响因子为 2max 1max 4.0001 0.9984 4.0068 可以看出，合围式小区在开放后，对于周围交通情况起到了一定得恶化作用。 4.44.4 问题四的分析与建模问题四的分析与建模 通过对上述研究的理解和学习，本文觉得，对于具有一定规模的住宅小区来说，它 应该是整个城市功能结构及有效空间的重要组成部分，对于城市交通来说更是如此，本 文不能因为过分追求小区中居民中的生活质量而使住宅小区成为城市交通“血管”中的 “肿瘤”。但从另一方面来讲，本文不能为了追求城市交通道路面积的增加而使所有的 小区全部开放，这样往往会弄巧成拙，因为小区开放后，虽然可通行道路增多了，相应 19 地，小区周边主路上进出小区的交叉路口的车辆也会增多，也可能会影响主路的通行速 度。 对于现在的城市交通体系来说，过大的生活住宅小区所暴露出的问题主要体现在： 1、住宅小区过于封闭，破坏城市交通枢纽，使小区外部的流动车辆及人口通行不便， 往往需要采取“绕行”的方式才能到达目的地。 2、同时，对于小区内部居民来说，过于封闭和庞大的小区结构容易使小区与公共交通 的紧密贴合造成困难，使住户带来不便。 3、住宅小区的封闭化管理容易“撕裂”城市的公共交通枢纽，使城市交通的主要干道 过于疏松，从而导致局部交通的压力骤增。 与此，鉴于之前对于这个问题的深入研究和调查，本文对城市规划和交通管理部门 提出如下意见： (1)、小区规划道路要合理。 本文要求在小区规划过程中，要布置合理的道路密度，制定合理的道路条件，在考虑 到内部居民道路需求量的前提下，尽可能考虑到对周围城市交通道路的影响，尽可能做 到使小区内部交通与城市外部道路交通贴合与衔接。在之前的建模过程中发现，盲目将 道路规划不合理，道路层次不清晰的小区融入城市交通系统，往往会加剧 Breass 现象。 而将道路规划好的小区融入城市公共交通系统，却能够减缓交通堵塞的压力和可能性。 （2）、在交通压力大的区域将小区道路转化为城市支路，增加城市道路密度。 众所周知，城市道路密度低于一定值的情况下，堵车和交通停滞将成为必然，但城市 中往往存在某些区域，在某一时间段中（如上下班期间）交通压力骤增，对于这些区域， 如果盲目的增加城市道路密度会造成资源和财政的浪费，所以，在这类区域中将住宅小 区的道路设计成城市道路。这样不仅有利于住宅区内的交通疏散，而且对于外部环境也 提供了一个良好的交通环境，使住宅小区更加与城市贴合。 （3） 、小区的开放需要考虑到小区本身的建筑规划结构 从问题三的研究本文可以得知， 块状式住宅区对于周围城市交通的缓解远远大于合围 式住宅区。所以，本