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[摘 要]本文对小区开放对周边道路通行的影响做出了评价，并对该影响进行相关研和扩展比较.以交通通行的角度为中心，从开放小区的选址到内部道路的改造原则，从设置相关交通设施到加强交通管理以保障安全等多个方面，对开放封闭小区提出可行性建议。
通过建立上述相关模型，解决了小区开放问题。此外，进行模型评价与推广，发现该模型的鲁棒性好，适用于随机服务系统、电网系统等。
[关键词]拓扑结构 模糊评价 马尔可夫模型 布尔逻辑 元胞自动机问题的重述
中图分类号：TU984；U491 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0213-01
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》，其中第十六条关于推广街区制，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。
除了开放小区可能引发的安保等问题外，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。一种观点认为封闭式小区破坏了城市路网结构，堵塞了城市“毛细血管”，容易造成交通阻塞。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、外部及内部道路状况等诸多因素有关，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了，相应地，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。
城市规划和交通管理部门希望你们建立数学模型，就小区开放对周边道路通行的影响进行研究，为科学决策提供定量依据，为此请你们尝试解决以下问题：
1.请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.请建立关于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.小区开放产生的效果，可能会与小区结构及周边道路结构、车流量有关。请选取或构建不同类型的小区，应用你们建立的模型，定量比较各类型小区开放前后对道路通行的影响。
4. 根据你们的研究结果，从交通通行的角度，向城市规划和交通管理部门提出你们关于小区开放的合理化建议。
一 问题的背景与分析
背景：中共中央、国务院今年年初发布《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》。其中的第十六条[1]指出
（十六）优化街区路网结构。加强街区的规划和建设，分梯级明确新建街区面积，推动发展开放便捷、尺度适宜、配套完善、邻里和谐的生活街区。新建住宅要推广街区制，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打开，实现内部道路公共化，解决交通路网布局问题，促进土地节约利用。
该《意见》的发布，使得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这一问题得到广泛关注。
针对问题一： 由于城市道路的交通运行状态包括宏观路网的交通运行状态与微观路段和交叉口交通状况，其中路网的宏观交通运行状况又取决于每一个路段和交叉口的微观交通运行状况。为了对城市道路交通运行状况进行正确全面的评价，建立科学的指标体系是最重要的一步。在建立了良好的指标体系后还应采用适当的评价方法。我们考虑基于模糊数学的综合评价方法，对城市道路交通运行状况评价的指标体系进行研究。
针对问题二：研究小区开放对周边道路车辆通行的影响，我们在第一问的基础上选取某一小区周边道路，将其拓扑结构抽象为电路网络[2]进行研究，研究的微观量如平均车速、平均延误率、拥堵指数经基于模糊数学的综合评价模型计算为道路宏观指标进行研究。
针对问题三：我们需要了解当前居住小区内部的道路系统，从中提炼并精简出小区的道路拓扑结构，基于问题二的车辆模型，从宏观角度分析小区开放对道路通行的影响，结合小区的结构和小区内部道路的独立通畅度，从而验证小区周边道路结构与车流量也与之相关。
针对问题四：综合前三题的研究结果，从交通通行角度，考虑交通开放、道路的线形、交通设施、停车、安全等方面，提出合理的建议。
二 模型假设
1.不考虑节假日的影响；
2.不考虑小区住户的安全问题与满意度；
3.假设每个交通区域一定存在一个居民小区；
4.假设多个相邻小区组合后的大区域，其周边和内部道路结构特性等价于某单独小区开放后的道路情况；
5.假设该地区存在车流量擁堵状况且车流总量不变；
6.假设车辆左转进小区回主路，与右转进小区回主路没有区别。
计算出系统车辆通行度的最大值能达到1.716041250961。
5.1.1 问题三结果分析：
由上述结果可知开放小区后，对小区周围道路的通行并不总是有利的，环通式开放小区与半环式开放小区存在明显差异，并且两者都与小区内部道路独立通畅度有关，环通式开放小区的车辆通行度区间为，半环式开放小区车辆通行度的最大值能达到1.716041250961，大于封闭式小区时的1.62833245可以看出，无论环通式开放小区内部道路独立通畅度如何变化，其对周边道路的影响总是不利的，半环式开放小区对周边道路的影响有利有弊，同样取决于小区内部道路独立通畅度，对比两种小区发现，小区开放对道路通行的影响与小区结构有着密切的关系，同时宏观量小区内部道路的独立通畅度也是由微观量计算所得，这与小区周边道路结构与车流量也是密切相关的。
5.2 问题四
通过对前三个问题的研究，我们发现开放封闭住宅小区的实施还面临着一些实际的问题，基于此我们拟写了以下建议书。
建议书
尊敬的城市规划和交通管理部门人员：
您好！
今年年初国务院发布了《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》，该《意见》以提高道路通行能力和改善交通状况为主要利处，提出推广街区制和逐步开放已建成的住宅小区和单位大院等意见，引起社会广泛的关注和讨论。
但是，开放封闭住宅小区的做法，从交通通行的角度来看：交通开放、道路的线形、交通设施、停车、安全等等都将会引起一些问题。为了避免负面影响，根据我们的研究结果，提出一些关于小区开放的合理化建议：
1.选择适当地理位置和合适的拓扑结构类型的小区进行开放，以确实达到改善小区周边交通情况的目的。
2.交通开放道路应遵循节约用地、利益兼顾的原则。尽量选择已有道路进行改造开放。
3.选取合适的交通组织方式，道路线形设置不应使得道路过宽和车速过快。
4.设置相应的安全设施，加强交通管理，提高综合评价指标；合理新增和调整小区出入口，并在出入口处设置减速带和交通标志牌。
5.根据停车的时间与地点需求，将集中式和分散式两种停车方式结合规划，建立弹性的停车体系，解决停车问题。
6.限制开放小区内部路段上车速，避免交通事故的发生。
如今城市交通情况存在着许多方面的问题，而开放封闭小区以提高道路通行能力的这一办法也存在许多需考虑的具体问题。不仅仅是交通通行方面，政府目的和业主诉求也需要综合考虑。如若能解决这些问题，开放封闭住宅小区、推广街区制也将是提高道路通行能力和改善交通状况的有效办法之一。
希望你们能考虑我们的建议。
此致
建议人：本建模小组
时间：2016年9月11日
通过建立上述相关模型，解决了小区开放问题。此外，进行模型评价与推广，发现该模型的鲁棒性好，适用于随机服务系统、电网系统等。
[关键词]拓扑结构 模糊评价 马尔可夫模型 布尔逻辑 元胞自动机问题的重述
中图分类号：TU984；U491 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0213-01
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》，其中第十六条关于推广街区制，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。
除了开放小区可能引发的安保等问题外，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。一种观点认为封闭式小区破坏了城市路网结构，堵塞了城市“毛细血管”，容易造成交通阻塞。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、外部及内部道路状况等诸多因素有关，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了，相应地，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。
城市规划和交通管理部门希望你们建立数学模型，就小区开放对周边道路通行的影响进行研究，为科学决策提供定量依据，为此请你们尝试解决以下问题：
1.请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.请建立关于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.小区开放产生的效果，可能会与小区结构及周边道路结构、车流量有关。请选取或构建不同类型的小区，应用你们建立的模型，定量比较各类型小区开放前后对道路通行的影响。
4. 根据你们的研究结果，从交通通行的角度，向城市规划和交通管理部门提出你们关于小区开放的合理化建议。
一 问题的背景与分析
背景：中共中央、国务院今年年初发布《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》。其中的第十六条[1]指出
（十六）优化街区路网结构。加强街区的规划和建设，分梯级明确新建街区面积，推动发展开放便捷、尺度适宜、配套完善、邻里和谐的生活街区。新建住宅要推广街区制，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打开，实现内部道路公共化，解决交通路网布局问题，促进土地节约利用。
该《意见》的发布，使得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这一问题得到广泛关注。
针对问题一： 由于城市道路的交通运行状态包括宏观路网的交通运行状态与微观路段和交叉口交通状况，其中路网的宏观交通运行状况又取决于每一个路段和交叉口的微观交通运行状况。为了对城市道路交通运行状况进行正确全面的评价，建立科学的指标体系是最重要的一步。在建立了良好的指标体系后还应采用适当的评价方法。我们考虑基于模糊数学的综合评价方法，对城市道路交通运行状况评价的指标体系进行研究。
针对问题二：研究小区开放对周边道路车辆通行的影响，我们在第一问的基础上选取某一小区周边道路，将其拓扑结构抽象为电路网络[2]进行研究，研究的微观量如平均车速、平均延误率、拥堵指数经基于模糊数学的综合评价模型计算为道路宏观指标进行研究。
针对问题三：我们需要了解当前居住小区内部的道路系统，从中提炼并精简出小区的道路拓扑结构，基于问题二的车辆模型，从宏观角度分析小区开放对道路通行的影响，结合小区的结构和小区内部道路的独立通畅度，从而验证小区周边道路结构与车流量也与之相关。
针对问题四：综合前三题的研究结果，从交通通行角度，考虑交通开放、道路的线形、交通设施、停车、安全等方面，提出合理的建议。
二 模型假设
1.不考虑节假日的影响；
2.不考虑小区住户的安全问题与满意度；
3.假设每个交通区域一定存在一个居民小区；
4.假设多个相邻小区组合后的大区域，其周边和内部道路结构特性等价于某单独小区开放后的道路情况；
5.假设该地区存在车流量擁堵状况且车流总量不变；
6.假设车辆左转进小区回主路，与右转进小区回主路没有区别。
计算出系统车辆通行度的最大值能达到1.716041250961。
5.1.1 问题三结果分析：
由上述结果可知开放小区后，对小区周围道路的通行并不总是有利的，环通式开放小区与半环式开放小区存在明显差异，并且两者都与小区内部道路独立通畅度有关，环通式开放小区的车辆通行度区间为，半环式开放小区车辆通行度的最大值能达到1.716041250961，大于封闭式小区时的1.62833245可以看出，无论环通式开放小区内部道路独立通畅度如何变化，其对周边道路的影响总是不利的，半环式开放小区对周边道路的影响有利有弊，同样取决于小区内部道路独立通畅度，对比两种小区发现，小区开放对道路通行的影响与小区结构有着密切的关系，同时宏观量小区内部道路的独立通畅度也是由微观量计算所得，这与小区周边道路结构与车流量也是密切相关的。
5.2 问题四
通过对前三个问题的研究，我们发现开放封闭住宅小区的实施还面临着一些实际的问题，基于此我们拟写了以下建议书。
建议书
尊敬的城市规划和交通管理部门人员：
您好！
今年年初国务院发布了《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》，该《意见》以提高道路通行能力和改善交通状况为主要利处，提出推广街区制和逐步开放已建成的住宅小区和单位大院等意见，引起社会广泛的关注和讨论。
但是，开放封闭住宅小区的做法，从交通通行的角度来看：交通开放、道路的线形、交通设施、停车、安全等等都将会引起一些问题。为了避免负面影响，根据我们的研究结果，提出一些关于小区开放的合理化建议：
1.选择适当地理位置和合适的拓扑结构类型的小区进行开放，以确实达到改善小区周边交通情况的目的。
2.交通开放道路应遵循节约用地、利益兼顾的原则。尽量选择已有道路进行改造开放。
3.选取合适的交通组织方式，道路线形设置不应使得道路过宽和车速过快。
4.设置相应的安全设施，加强交通管理，提高综合评价指标；合理新增和调整小区出入口，并在出入口处设置减速带和交通标志牌。
5.根据停车的时间与地点需求，将集中式和分散式两种停车方式结合规划，建立弹性的停车体系，解决停车问题。
6.限制开放小区内部路段上车速，避免交通事故的发生。
如今城市交通情况存在着许多方面的问题，而开放封闭小区以提高道路通行能力的这一办法也存在许多需考虑的具体问题。不仅仅是交通通行方面，政府目的和业主诉求也需要综合考虑。如若能解决这些问题，开放封闭住宅小区、推广街区制也将是提高道路通行能力和改善交通状况的有效办法之一。
希望你们能考虑我们的建议。
此致
建议人：本建模小组
时间：2016年9月11日