基于街區制的自貢市中心區域小區周邊路網優化設計

何艷靈 何逸凡 楊清清 陳鑫

[摘 要] 隨著時代經濟的高速發展，城市路網的交通壓力增大，現有的“封閉式”住房小區嚴重影響了城市的交通，降低了都市路網的密度。因此，探析小區開放方案對小區周邊路網優化具有十分重要的意義。首先，文章分析了自貢市中心區域小區空間模式的形成背景以及發展過程，淺析了當前自貢市交通發展和規劃中存在的問題。其次，針對小區開放的路網特性淺析小區開放道路網絡的結構特征，在借鑒國內外的發展經驗及方法上，通過雙層模型反復迭代運算，最終得出最優結果的方法，對小區內可供開放的路網進行選擇，最后針對自貢市道路網絡存在的問題進行了分析，并對自貢市中心區域小區開放路網優化設計提出了重要建議。

[關鍵詞] 封閉式;路網密度;路網特性;雙層模型;路網優化設計

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2019.34.050

1 緒論

1.1 研究背景

自貢市雖然作為四川省環境優美的示范城市，但交通情況卻不是很樂觀。一年365天，自貢市中心區域——丹桂大街、匯川路、龍匯路、匯興路、學苑街等路段每天都會出現交通擁堵情況，少則十分鐘，多則一小時以上。并且自貢每年都會出現一次交通嚴重癱瘓時期——自貢國際燈會。

鑒于自貢市前期用地規劃和交通規劃的問題，低等級道路網密度不足，使得自貢市中心區域交通問題更加惡化。于是文章以提升自貢市道路網運行效率和整體通行能力為目的，淺析自貢市中心區域小區開放后增加的支路，并向自貢市相關交通部門提供優化自貢市路網的建議。

1.2 研究內容、方法和框架

文章主要針對自貢市中心區域小區開放對周邊道路網絡的優化進行研究。研究的技術思路如圖1所示。

2 小區周邊路網現狀分析

2.1 開發操作簡易

土地大面積出讓比土地小面積打包出讓更便于市場操作，這就導致自貢政府更愿意施行土地大面積出讓的策略，這種土地大面積開發的導向一定程度地造成了地塊偏大、路網密度偏低，同時也造成了土地利用低效等問題。

2.2 道路規劃缺少遠見性

多年來，自貢市對道路規劃缺少前瞻性，很多道路在規劃時對未來發展預估不足。隨著自貢市汽車數量的不斷增長，原有道路更加不能滿足交通出行需求。同時也忽略了地上地下停車場的建設、公共交通的擴大、城市車輛停放的限制措施的采取，從而導致原本低路網的道路變得十分擁堵甚至交通癱瘓。

2.3 路網等級結構不合理

自貢市在道路路網規劃建設中，道路網等級級配不盡合理，沒有注重道路網的路側帶，停車場等問題的改善，只是擴充了道路網的空間大小。

2.4 行人、交叉口機非相互干擾，通行混亂

在道路建設中忽視了非機動車的分流設計，從而造成交叉口人車出行狀況混亂復雜，無法有效保障市民的出行安全。

3 小區開放路網特性研究

3.1 道路級配

小區開放形成的道路路網將住宅小區中的道路按照一定的開放方案形成一個城市交通微循環系統。如圖2所示，為自貢市“封閉式”管理的通達明珠小區。

如果對圖2所示的通達明珠小區內部路網進行開放，內部的道路匯入城市支路路網，該住宅小區周邊的匯川路、龍匯路的交通量會被分流到開放后的小區道路上。開放后的小區道路和匯川路、龍匯路共同形成一個交通微循環系統。

3.2 道路間距

一般情況下，支路的道路間距越小，區域路網的通行能力越好。規范認為當城市支路的道路間距在150～250m時，城市路網具有良好的路網結構。[1]根據街區制的研究成果，城市道路間距在200～250m是比較合適的，道路間距越小，路網密度越大，路網的通行能力一般會越好。

3.3 交叉口構造

根據交叉口的幾何形狀，小區開放道路路網的結構可以分為T形交叉、十字形交叉和折線交叉三種形式。[1]干路交叉一般為十字形交叉，支路與支路或支路與干路的交叉形式可能為T形交叉，而支路與支路之間的交叉形式為折線交叉。

4 小區開放路網優化模型

4.1 建立雙層規劃模型

城市交通擁堵路網優化的數學模型中，上層目標函數F（ v_ ij）為整個路網的運行成本費用以及道路升級費用之和，決策變量為路網上各個路段的交量 v_ ij，下層目標函數G（ t_ i）以城市道路網擁堵程度為目標，決策變量為路網上每個路段的出行用時t_ i。 v_ij與t_i互相作用。

（1）上層規劃模型。

minF（vif）=q0+q+e （1）

=∑4i=1∑mij=1（q0ij+q0ij（vij-v0iαv0iα）k）+∑4i=1∑pij=1lijdiωij（2）

其約束條件為：

di>01>k>01>α>0.6vij>v0iα（3）

（2）下層規劃模型。

minG（ta）=ΔtAv（4）

=1MN∑Na=1∑Mb=1（tab-ta）∑4i=1（∑nik=1lcik ∑nik=1viklik）∑nik=1lik ∑4i=1∑nik=1viklik1MN∑Na=1∑Mb=1vab（5）

s.t.lik>0vik>0lcik>0tab>ta>0（6）

4.2 優化模型求解

遺傳算法求解問題的步驟。步驟一：確定染色體編碼方案;步驟二：隨機產生所有染色體都滿足約束條件的一個群體;步驟三：計算每個染色體的適應值;步驟四：對選出的染色體進行交叉及變異操作;步驟五：反復運行步驟三、步驟四直到滿足終止條件。

根據以上優化模型及求解方法，科學合理的設計已調研的通達明珠小區、丹桂小區、龍城國際、方沖小區周邊道路的路網。

4.3 開放小區周邊路網優化措施

（1）城市路網等級級配的合理調整。合理的調整當前路網的等級級配，對路網結構進行優化，保障城市路網交通流由次干路向主干路有序匯集，由主干路向次干路有序疏散，并以城市道路網絡一體化作為城市規劃的主導思想。

（2）重視輔助性道路的建設。車輛進入主干路等高一級道路的載體主要是次干路和支路等道路。各級道路應互相結合，各盡其責，實現道路網絡的協調一致。

（3）挖掘現有道路資源潛力。根據路網規劃的優化標準，從土地利用、城市發展的角度，維持在城市交通容量的允許范圍內;優化道路結構，使自貢市有限的土地面積和交通設施得到合理的利用;優化路網規劃，提高路網容量。

（4）組織單向交通。組織單向交通，根據車輛行駛速度來劃分車道，降低單向行車發生交通事故的概率，減少機非動車的混行問題，減少車輛通行時間，降低交通擁堵問題;通過對道路的單向交通設置，可調配道路車輛的流動方向和數量，提高通行能力;同時，可在單行道停車位，解決停車問題。

（5）平面設計優化。第一，確定交叉口中心線。通過多次調整交叉口交角，讓多路交叉口等非十字形交叉口轉換成標準十字形交叉口，以便解決路口的通透性、順暢性和分布性問題。第二，設置左轉彎待駛區。在某些路口的部分空閑范圍內設置左轉彎待轉區，在直行車開始過綠燈后，提前讓向左行駛的車進入左轉待駛區，這樣在左轉綠燈開始后，每個路口與之前綠燈時間相比可以多通過3～8輛機動車，通行能力顯著得到提高。第三，進行交通渠化設計。在交通量較大的平面交叉路口且路口寬度較大時，則采用渠化島、交通標志、標線來疏通車流和人流。當島的面積較大時，應當將行人通行部分劃分出來;當島的面積較小時，可采用交通標志、標線。

5 結論與展望

5.1 主要研究成果

文章依據城市路網的特性和支路的開放原則，以提高整體路網運行效率為目標，提出了小區開放的設計方法和理論研究，通過進行支路的新增和路網的優化，為小區開放理論的發展奠定了基礎。文章主要的研究成果如下：

（1）闡述了小區開放的概念，并在介紹自貢市中心區域小區周圍路網現狀的基礎上，定義了本文研究的交通開放型小區的類型。同時，從緩解交通壓力、交通運輸的便捷性的交通問題等方面分析了城市路網中支路系統的功能。此外，還對小區開放后道路網絡結構特性、交通需求特性進行了分析。

（2）通過構建路網優化雙層模型，得出最優路網分析，并向自貢市相關交通部門提出科學性、可靠性、適用性、合理性及可推廣性的路網優化方案。

5.2 研究展望

文章雖然結合自貢市現狀對小區開放方案優化進行了分析，取得上述成果，但仍然存在不足，在自貢市中心區域小區開放周邊路網設計方法和模型方面還有許多問題需要進一步探究。隨著自貢市中心區域小區開放的推廣，內部道路公共化對城市交通的影響還需要進一步研究。此外，對小區開放后在小區內部產生的尾氣污染、噪聲污染等交通環境問題的研究，也是今后研究的方向。

參考文獻：

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[基金項目]大學生創新創業訓練計劃項目（項目編號：201710622007）。

[作者簡介]何艷靈（1995—），女，四川達州人，四川輕化工大學人力資源管理專業。