基于小区内开放道路对周边道路影响的评价模型制造技术

本发明专利技术公开了基于小区内开放道路对周边道路影响的评价模型，该方案基于该种针对不同类型小区内开放道路对周边道路影响的评价模型，通过计算小区开放对周围主干道与非主干道道路通行的积极影响或消极影响来评价相关机构在想要改善城市道路布局和缓解道路通行压力时该选取哪一个小区作为对象提供了科学、合理的模型化建议，用以提高城市道路的通行效率。

【技术实现步骤摘要】
基于小区内开放道路对周边道路影响的评价模型
本专利技术具体涉及基于该种针对不同类型小区内开放道路对周边道路影响的评价模型，属于虚拟现实

技术介绍
2016年2月21日，国务院发布《关于进一步加强城市规划城市管理工作的若干意见》，其中第十六条关于推广街区制，原则上不再建设封闭式住宅小区，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。除了开放小区可能引起的安保问题外，议论的焦点之一是：开放小区能否达到优化路网结构，提高道路通行能力，改善交通状况的目的，以及改善效果如何。一种观点任务分笔试小区破坏了城市路网结构，堵塞了城市“毛细血管”，容易造成交通堵塞。小区开放后，路网密度提高，道路面积增加，通行能力自然会有提升。也有人认为这与小区面积、位置、外部及内部道路情况等诸多因素有关，不能一概而论。还有人认为小区开放后，虽然可通行道路增多，相应地，小区周边主路上进出小区的主叉路口的车辆也会增多，也可能会影响主路的通行速度。对此，我们提出了一种针对不同类型小区内开放道路对周边道路影响的评价模型。由于评价一个小区开放能否优化道路网结构是由多种指标决定，优势影响指标包括主干道车流量减少率、道路事故减少率、通行效率、主干道道路承载密度减少值，劣势影响指标包括单行道道路堵塞率、非主干道车流量增加率、非主干道道路承载密度增加率。该模型综合了各指标对是否开放小区对周边道路通行有利做出了全面的分析。
技术实现思路
本模型所要解决的技术问题是：针对现有理论模型和技术的缺陷，提供了一种能够全面的评价开放不同类型的小区对周边道路影响的建模方法。本方法分为三个阶段：阶段一：指标评价系统的选取；阶段二：模型的建立；阶段三：模型的求解。第一步：指标评价系统的选取对于小区开放的优势影响来说，最主要的体现将是小区周边的主干道车流量会减少，减轻了在高峰时期主干道拥堵的现象，我们用主干道车流量减少率来量化这一影响。道路事故会随车流量的降低而减少，因此我们提出事故减少率这一指标。下文中我们还将提出一个新的概念——道路承载密度，这一概念的含义是单位面积的道路上车流量的多少，用以分析道路通畅程度。我们着重研究的小区开放优势是道路的通行效率的提高，如何在车流量一定的状态下，分配各路段的通行车流量使得耗时最短，是我们下面建立模型的思路。相对主干道车流量和道路承载密度的减少，小区开放连通了不同的道路，也会联动地增加非主干道道路的车流量和道路承载密度。然而非主干道的道路宽度等条件和主干道有一定差距，相比主干道更容易拥堵。因此，在劣势影响方面我们提出单行道路堵塞率、非主干道车流量增加率和非主干道道路承载密度增加值，来量化小区开放的消极影响。第二步：模型的建立模型的背景及原理：定义m出(1+p)≤m入带入数据计算得概率的范围。1、目标函数的建立：根据车流量定义的公式，车流量为单位时间行车距离与车距(净车距与车身长)的比值：可转换得我们设AB段车流量为m，CB段车流量为m1，CD段车流量为m2。其中m1：m2＝1:2，所以CB段的车流量可以表示为m1＝(n-m)/3由于在主干道行驶的车辆采用其平均速度，则车辆在ACD路段行驶的时长为同理，车流量AB路径行驶的时长为车流量在ACB路段行驶的时长为最小总时长的目标函数就表示为2、函数的约束条件根据车距、公路等级、道路限速等约束条件，得到约束项第三步：模型的求解如图3，为经相关人员实地观测的实例小区附近各时间段的车流量数据参数。根据车流量情况表，着重标注出的时段为高峰时段，车流量为其时段内平均车流量，参量值取650辆/小时；平常时段的车流量取值为非高峰期时段车流量平均值，参量值为500辆/小时。将已知的参变量带入目标函数中，得到(1)式转化为高峰时段的目标函数(2)，求解(2)式即为求解导函数方程(3)。同理，平常时段目标函数转化为(4)式求解(4)式即为对导函数方程(5)式求解。通过matlab软件求出目标函数(1)式中m的值。有益效果将小区原先封闭的交通资源融入城市实现共享，能极大地带动城市交通的发展。针对我们建立的车辆通行模型，开放小区能有效地缓解附近主干道的压力，可以促进开放式小区与周边交通路线有机结合，打通小区内部支路与外部道路，形成网状结构，分散车流和人流。附图说明图1为评价指标。图2为小区及周边道路模拟示意图。图3.1高峰时期曲线图(标记点处m＝214.05)。图3.2为平常时段曲线图(标记点处m＝164.66)。具体实施方式以下结合附图具体说明本专利技术技术方案。第一步：指标评价系统的选取对于小区开放的优势影响来说，最主要的体现将是小区周边的主干道车流量会减少，减轻了在高峰时期主干道拥堵的现象，我们用主干道车流量减少率来量化这一影响。道路事故会随车流量的降低而减少，因此我们提出事故减少率这一指标。下文中我们还将提出一个新的概念——道路承载密度，这一概念的含义是单位面积的道路上车流量的多少，用以分析道路通畅程度。我们着重研究的小区开放优势是道路的通行效率的提高，如何在车流量一定的状态下，分配各路段的通行车流量使得耗时最短，是我们下面建立模型的思路。相对主干道车流量和道路承载密度的减少，小区开放连通了不同的道路，也会联动地增加非主干道道路的车流量和道路承载密度。然而非主干道的道路宽度等条件和主干道有一定差距，相比主干道更容易拥堵。因此，在劣势影响方面我们提出单行道路堵塞率、非主干道车流量增加率和非主干道道路承载密度增加值，来量化小区开放的消极影响。如图1，开放小区对周边道路通行影响的评价体系是综合优势影响及劣势影响从而给出的多方面辩证评价，模型的建立将以此评价指标体系作为实际情况考量的基点。第二步：模型的建立模型的背景及原理：如图2，我们以淮安市某小区为例，假设下文计算的车流量均取单向通行的车流量。健康东路与拥军路分别是小区周边主干道和非主干道，道路交叉口记为C点，连接A、B点的是即将开放的小区内道路。健康东路上小区东面建有一处交通信号灯，标记为D点。假设有相当一部分车流自西边来到当前小区周边路段，未开放小区时，所有车辆选择沿主干道路线行驶，直行车流沿ACD路线经过信号灯，转弯车流沿ACB路线从健康东路转入拥军路。根据车流量统计数据我们假设，沿ACB路线行驶的车流量与沿ACD路线行驶的车流量比值为1:2，并且小区开放前后，该比值不变。在此状态下的主干道路拥堵情况严重，整体车流行驶缓慢。当小区内部道路对外开放后，原先沿ACB路线行进的车辆部分将选择小区内部道路即沿AB路线，不必全部从主干道前往；同时，部分车流原本沿ACD路径直行经过信号灯，为避免等待红灯也会部分选择沿AB路段通行。当部分车流选择从小区内部通行时，就会减轻主干道的交通承载压力，使主干道的整体车速有所提升，分流后的车辆行驶用时得以缩短，而小区内部在其道路饱和度负载范围内也能保证顺畅通行，即小区内车辆通行时间最短，这就提高了道路的整体通行效率。我们将建立如下车辆通行模型寻求主干道路线、非主干道路线和小区内部路线三方面的通行效率最大化，即各时段总车流量一定时，ACD路段行车用时加上AB段行车用时以及ACB段行车用时，使得总用时最短的车流量情况分布。由于车辆经由主干道进入小区内道路是概率事件，只有当单位时间驶出小区的车流量大于本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于小区内开放道路对周边道路影响的评价模型，其特征在于，包括3个阶段：阶段一，指标评价系统的选取；阶段二，模型的建立；阶段三，模型的求解；具体如下：第一步：指标评价系统的选取：对于小区开放的优势影响来说，用主干道车流量减少率来量化这一影响；道路事故会随车流量的降低而减少，提出事故减少率作为指标；另提出道路承载密度，即单位面积的道路上车流量的多少，用以分析道路通畅程度；以及如何在车流量一定的状态下，分配各路段的通行车流量使得耗时最短；劣势影响方面提出单行道路堵塞率、非主干道车流量增加率和非主干道道路承载密度增加值，来量化小区开放的消极影响；第二步：模型的建立：模型的背景及原理：定义m出(1+p)≤m入带入数据计算得概率的范围；2‑1)目标函数的建立：根据车流量定义的公式，车流量为单位时间行车距离与车距即净车距与车身长的比值：

【技术特征摘要】
1.基于小区内开放道路对周边道路影响的评价模型，其特征在于，包括3个阶段：阶段一，指标评价系统的选取；阶段二，模型的建立；阶段三，模型的求解；具体如下：第一步：指标评价系统的选取：对于小区开放的优势影响来说，用主干道车流量减少率来量化这一影响；道路事故会随车流量的降低而减少，提出事故减少率作为指标；另提出道路承载密度，即单位面积的道路上车流量的多少，用以分析道路通畅程度；以及如何在车流量一定的状态下，分配各路段的通行车流量使得耗时最短；劣势影响方面提出单行道路堵塞率、非主干道车流量增加率和非主干道道路承载密度增加值，来量化小区开放的消极影响；第二步：模型的建立：模型的背景及原理：定义m出(1+p)≤m入带入数据计算得概率的范围；2-1)目标函数的建立：根据车流量定义的公式，车流量为单位时间行车距离与车距即净车距与车身长的比值：转换得设AB段车流量为m，CB段车流量为m1，CD段车流量为m2；其中m1：m2＝1:2，所以CB段的车流量表示为m1＝(n-m)/3由于在主干道行驶的车辆采用其平均速度，则车辆在ACD路段行驶的时长为：同理，车流量AB路径行驶的时长为：车流量在ACB路段行驶的时长为：最小总时长的目标函数就表示为：

【专利技术属性】
技术研发人员：张小瑞，章义承，孙伟，王睿，单海希，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32