城市道路網容量合理性研究

趙子玉 白婧榮

(重慶交通大學交通運輸學院 重慶 400074)

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城市道路網容量合理性研究

趙子玉 白婧榮

(重慶交通大學交通運輸學院 重慶 400074)

城市道路網影響著城市經濟發(fā)展、交通運輸規(guī)模、道路兩側建筑物的建設、土地開發(fā)利用、居民的日常生活等諸多方面。由于機動車數量的迅速增加，隨之而來的是道路擁堵、車速降低、交通事故等各種各樣的交通問題。城市道路網是否合理，則是城市道路是否能適應于城市交通的一個關鍵因素。因此，城市道路網容量研究是城市綜合交通規(guī)劃中非常重要的組成部分，對城市的健康發(fā)展具有重要意義。本文在研究城市路網容量計算方法及城市交通需求的基礎上，分析了城市道路網供需匹配情況，對于評價及改善城市路網狀況、緩解城市交通擁堵具有重要意義。

路網容量；時空消耗；交通需求；供需匹配

一、路網絡特征分析

1.城市道路等級劃分

依據在城市道路網中的作用、地位及服務功能，我國將城市道路分為：主干路、次干路、支路及快速路四類。快速路主要在特大城市或者大城市中建設，起聯系各城區(qū)和城市郊區(qū)及周邊城鎮(zhèn)的作用，承載城市的主要客貨運輸，通行能力最高；主干路是城市道路網絡的骨架，起聯系城區(qū)各部分的作用，通行能力較大；次干路是市區(qū)內數量較多的一般交通道路，與主干路組成干道網，起聯系和集散的作用，與城市主干路銜接[1-2]；支路是連接各相鄰節(jié)點的直達道路，起連接次干路和街坊路的作用，主要提供服務功能[3]。

2.城市道路網結構的層次劃分

結合我國城市路網的實際狀況，應將我國城市道路網絡劃分為三個層次，即快速路網體系、干道路網體系和連接路網體系。快速路網系統(tǒng)由城市快速路及其相關節(jié)點構成，它是城市發(fā)展到一定規(guī)模后，為滿足市內長距離出行需求而誕生的供機動車行駛的快速通道體系；干道路網體系是由城市主干路和次干路及相關節(jié)點構成的網絡體系，其范圍至城市道路的服務邊界，以滿足全市范圍內的可達性和交通能力需求為主，同時要保證一定等級的服務水平；連接路網體系是由主干路、次干路、快速路以及鐵路、河流等不宜穿越的障礙物圍成的區(qū)域內的匝道、支路及其相關節(jié)點構成的網絡體系，既滿足區(qū)域內的交通需求，又可作為高等級道路間的一種連接紐帶，增強城市路網的連通性[4]。

3.城市道路網絡布局形式

城市道路網結構在幾何意義上指的是城市道路的平面圖形。不同城市由于地理位置、經濟發(fā)展、道路規(guī)模、土地利用性質等的不同，城市道路網絡布局形態(tài)有明顯差異，路網布局的平面圖形也各不相同總體而言，城市道路網的平面圖形主要包括棋盤型、帶型、放射型、放射環(huán)形、混合型以及自由組合型等六種[5]。這里不再對這六種道路網絡布局形式進行贅述。

二、城市道路網容量計算

1.城市道路網容量的分類

根據各個城市設施層次的不同，可將路網容量分為局部路網容量和總體容量。局部路網容量是指局部地區(qū)的道路組成的路網在一定時間內，一定交通狀態(tài)下所能容納(或通過)的最大交通個體數量。總體容量是指城市總體規(guī)模層次的路網容量。本層次的容量從總體、宏觀的角度來估算城市交通現狀對道路網的需求、城市道路網對交通個體的容納能力以及規(guī)劃年限道路容量的需求與供給。

2.時空消耗法求解路網容量

采用有效運營長度與有效運營時間的乘積作為路網的時空總資源，其目標是計算交通設施在時空總資源的約束下，單位空間、時間內所能服務的最大交通個體數。其計算模型見下式：

(1)

式中：Crd——城市道路網容量(輛)；C——城市道路網的時空總資源(km·h)；Ci——交通個體在單位時間內一次出行的平均時空消耗(km·h/輛)；Lr——城市機動車道總長度(km)；T——城市道路總運營時間(h)；hi——交通個體行駛過程中的車頭間距(km)；ti——機動車在單位時間內的平均出行時間(h/輛)。

該模型中需要確定的變量是道路有效運行時間、交通個體在單位內平均出行時間及出行過程中的平均動態(tài)車頭間距。

三、城市道路網容量需求匹配分析

1.城市交通需求分析

城市的交通需求可以分為對機動車的交通需求與對非機動車的交通需求，貨運交通需求與客運交通需求。本文主要考慮城市對于機動車客運的交通需求。

根據車型的不同，對一定時間段內城市交通需求進行相關計算，建立模型如下所示。

(2)

式中：D2——時間T內城市交通需求(pcu)；Pi——城市交通中第i種車型的交通量(veh/d)；mi——第i種車型的當量換算系數(pcu/veh)；ki——第i種車型在T時間內出行量占總出行量的百分比(%)[6]。

根據以上所建立的模型，對城市交通需求量進行預測分析。

2.路網容量負荷分析

根據對路網容量及城市交通需求的計算，在此進行道路容量與需求匹配分析。這里引進城市路網容量負荷度σ，用來判斷路網容量的供需平衡情況。σ的計算公式為：

(3)

式中：σ——城市道路網供需匹配系數，即路網負荷度；N——城市道路網容量；D——城市交通需求。

根據計算結果，當小于0.9時表示供給不足，當大于1.1時表示供給富裕，在其間表示供給基本滿足要求。

在供給不足的情況下，表示城市道路網的容量不足，在采取交通管理與控制的相關理論外，還應通過各種措施和手段減少不必要不合理的出行，優(yōu)化交通結構，調整交通需求空間分布。而在供給富余的情況下，會造成道路資源的浪費，與建立節(jié)約型社會的理念相悖，并不值得提倡。只有在基本匹配和良好匹配的前提下，才能使得道路資源得到充分利用而又不會造成過度交通擁堵。

四、結語

本文分析了城市道路網絡的基本特征，采用時空消耗法分別建立了城市道路網容量的數據模型，并從城市本身的交通需求出發(fā)，建立了城市交通需求模型，對城市交通的供需情況進行了研究，對于評價城市道路網容量、緩解交通擁堵具有實踐意義。

(References)

[1]Kyeil Kim.A Transportation Planning Model for State Highway Management:A Decision Support System Methodology to Achieve Sustainable Development[M].(Dissertation of Ph.D)Virginia Teeh,1998.

[2]陸化普等.城市交通管理評價體系[M].人民交通出版社，2003.

[3]陸錫明等.綜合交通規(guī)劃[M].上海:同濟大學出版社,2002.

[4]李晶，劉麗.路段重要度法進行公路網交通量分配的進一步探討[J].遼寧省交通高等專科學校學報.2002,4(3):15-17.

趙子玉(1992-)，男，漢，山東臨沂人，在讀研究生，交通運輸工程。