基于系統整合的交通精細化規劃與設計實踐

蔣銳

(上海市城鄉建設和交通發展研究院，上海200040)

0 引言

城市交通是交通規劃、設計、建設、運營與管理的實踐表象，交通系統運行效率的高低取決于各系統要素之間的整合程度[1-2]。在長期的交通實踐中，存在各專業之間銜接不緊密的問題，導致交通系統的最終表象與規劃初衷不符，突出表現為以下問題：1)各系統間銜接不緊密，道路交通網、軌道交通網、公共汽車網與設施網之間相對分散，導致不同系統之間的銜接效率不高；2)路網規劃對交通組織考慮不足，路網結構缺乏對交通組織、道路設計及運營管理的系統考慮，導致后期道路設計出現交通組織紊亂，實踐中存在大量的后期反復改造工作；3)系統銜接關鍵要素控制性不強，上下游專業之間溝通不足，最終導致建成的交通系統運行效率不高；4)道路設計中交通組織與設計科學性不足，實際道路設計中更關注于交叉口車道數、交通渠劃島等局部交通設計，缺乏對道路所在區域整體交通系統的綜合考量。

鑒于上述問題，本文對交通精細化的規劃與設計進行研究，著重從交通系統整合角度[3]，提出系統且科學的精細化理念，重點研究以下兩個問題：1)交通規劃與設計系統整合，基于系統工程理念，關注各子系統之間如何進行銜接，提出關鍵要素的控制管理方法，包括路網結構、交通組織、公共汽車線網、過街設施、智能交通等，確保從規劃到建設的一體化整合效果；2)關鍵交通要素設計的科學化，從實際交通使用者的角度，對道路設計中涉及的道路橫斷面、交通組織、交叉口設計、公共汽車場站等關鍵要素進行科學化設計。

綜上所述，交通規劃與設計的精細化不是簡單地交通渠化與設計，而是通過子系統之間高效銜接，最終構建運行高效的交通系統。

1 被動性交通規劃

交通規劃作為城市規劃中一個子系統規劃，根本上應遵循城市發展的總體戰略，構建一個支撐未來城市運行的交通系統，其實踐流程為城市發展戰略—用地布局規劃—路網結構及設施規劃。在交通實踐中，交通規劃作為城市規劃中的相關配套規劃(見圖1)，以配套交通指標體系規劃為主，是一種被動性交通規劃，對后續的道路設計、交通組織與管理等指導性不強，主要存在以下問題：

圖1 被動性交通規劃技術流程Fig.1 Procedure of passive traffic planning

圖2 某城市的道路網結構規劃Fig.2 Example of road network planning

1）規劃道路網中交通組織考慮不足。交通規劃關注于道路網密度、道路面積率、場站設施用地等配套指標，規劃的道路網以支撐城市空間結構、滿足城市發展戰略為重點，對路網交通組織、道路設計等方面欠缺系統考慮。實際道路建成后，存在交叉口管制方式混亂、交叉口展寬不足、公共汽車停靠站用地受限、行人過街不便等問題，交通規劃的實踐指導作用較弱。

2）關鍵控制要素規劃彈性不足。道路要素與交通要素間銜接度不足，如道路紅線寬度、橫斷面形式等側重于道路功能，對公共汽車停靠站、海綿城市需求、非機動交通空間、交叉口設計等關鍵要素的規劃預留彈性不足，導致后期的公共汽車站設計、交叉口展寬、行人過街需求、機非和人非隔離等設計協調性差。綜上所述，被動性交通規劃在系統銜接環節尚存在不足，應考慮規劃對后續道路設計、組織與管理的指導性功能，避免規劃與設計嚴重脫節。

以某城市小范圍片區的規劃路網為例(見圖2)，規劃采用高密度的支路網，目標在于引導商業中心的建設發展。東西向的主干路橫穿3條南北向支路，考慮相交道路等級，3條支路與主干路交叉口應為右進右出交通組織，即建成后的縱向支路不能南北貫穿，不能實現城市規劃的南北一體化發展意圖。相反，如果在交通規劃階段，考慮將圖2中交叉口①所在的南北向支路提升為次干路，那么交叉口①將可通過信號控制方式實現南北向的連通。由此可見，僅以單一的城市規劃考量道路網結構并不能實現城市發展意圖。

2 主動性交通規劃

主動性交通規劃指在城市規劃的源頭階段，從交通組織與設計角度，同步開展交通規劃工作。通過對道路紅線、交通組織、交叉口展寬、橫斷面形式等關鍵要素進行系統控制，反復校核交通系統的可實施性和合理性。本質上，主動性交通規劃應與城市規劃同步啟動，同步優化，關鍵在于交通各子系統的協調以及關鍵要素規劃控制。

2.1 交通系統整合規劃

城市交通在交通規劃階段是一個多種交通方式聯合運輸的綜合系統，應重點解決各系統之間關鍵要素的整合控制(見圖3)，主要包括以下方面：

1）規劃要素控制。首先，多網合一的系統協調規劃，即充分整合道路交通網、軌道交通網和公共汽車網，涉及道路網結構、道路功能、公共汽車線路走向、車站設置、交通組織等要素協調。其次，道路要素控制，涉及道路網結構、交通組織、道路橫斷面、交叉口展寬等方面，道路網結構應保障主次干路的貫穿性，道路網密度合理且預留彈性；交通組織規劃應注重交叉口的管制方式規劃，注重交通分布平衡組織；道路等級和功能規劃應注重城市用地與道路寬度、橫斷面形式控制；公共汽車線網規劃應注重與城市用地結合，車站間協調設置，對向換乘組織協調。再次，軌道交通要素控制，應注重線路走向與道路功能、城市用地相協調，車站設置應結合交叉口管制、公共汽車停靠站設置。最后，公共交通要素控制，線路走向應與路網結構、道路橫斷面形式相協調，公共汽車站設置與軌道交通車站、交叉口組織相協調，保障客流換乘的便捷性。

2）設計要素控制。設計是規劃落地的重要階段，受限于交通規劃所確定的道路網結構、道路紅線、道路橫斷面形式等控制要素，分為路段和交叉口設計。在路段設計中，應結合實際交通需求，注重區域交通平衡組織、符合規定的地塊開口需求、公共汽車站及換乘需求、行人過街設施設計等。在交叉口設計中，應校核各交通流的進出通道及轉換路徑，從車道數、行車軌跡、運行安全及人性化等方面進行系統設計。

3）管理要素控制。設計階段應考慮交通組織運營需求，注重相應設施設備的設計及管線預留，為交通組織與管理預留足夠的彈性。在路段管理中，道路設計應注重路段開口的管制方式，考慮過街需求的設施設計，綜合考慮路內外停車設施及出入口組織等。

2.2 交通組織要素約束

交通組織效率是主動交通規劃的核心，其根本目的在于規劃一個交通分布均衡的道路網系統，避免過分追求道路網的結構形式。現舉例說明交通組織對道路網規劃的影響。

1）方案一：不考慮交通組織的道路網規劃。如圖4a所示，主干路結構為“兩橫兩縱”，內部穿插“兩橫兩縱”的支路網，假設方格網間距為300 m。從交通指標分析(見表1)，方案一道路用地面積約占31%，道路網密度8.89 km·km-2，道路網規模較大。從交通組織分析，方案一主要由4個信號控制交叉口和8個右進右出交叉口組成。然而，當交叉口①發生交通擁堵時，對外交通轉換將集中于其他三個交叉口，擁堵影響范圍較大。

圖3 交通系統規劃與設計的關鍵要素控制Fig.3 Key factors control during traffic system planning and design

圖4 道路網規劃方案對比Fig.4 Comparison of different traffic organization schemes

表1 兩種道路網規劃方案的交通指標對比Tab.1 Comparison on traffic index between two road network planning schemes

2）方案二：考慮交通組織的道路網規劃。如圖4b所示，主干路也為“兩橫兩縱”，但內部次干路為“一橫一縱”。從交通指標分析(見表1)，方案二道路用地面積約占29%，道路網密度6.67 km·km-2，道路網規模比方案一小。從交通組織分析，方案二主要由9個信號控制交叉口組成。當交叉口①發生交通擁堵時，可通過相鄰兩個交叉口實現對外交通轉換，擁堵影響范圍較小。

對比兩個方案可知，在道路網密度和道路面積率有限的前提下，充分考慮交通組織約束的道路網結構能夠實現更高的交通組織效率。因此，在道路網規劃中，應充分考慮交通組織約束條件，實現道路資源的集約、高效利用，避免過分教條地追求道路網的形式結構。

3 科學化交通設計

經過系統化的交通規劃后，下一步是關鍵交通模塊的科學化設計，從而保障規劃得以順利實施。經過大量交通實踐發現，道路紅線寬度、交通組織形式、交叉口設計、道路橫斷面形式等要素是關鍵控制要素。在實際設計中，道路橫斷面和交叉口的規劃與設計存在系統化不足。結合交通實踐，基于系統工程理念，對道路橫斷面、單條道路設計和交叉口進行系統闡述。

3.1 道路橫斷面系統化

通常，道路橫斷面設計主要考慮單幅路、雙幅路、三幅路和四幅路等結構形式[4]，缺乏系統考慮公共汽車站、行道樹、車道展寬等附屬交通要素，導致實際道路設計中出現大量的交通畸形設計，如種植行道樹的人行道通行空間不足，兩側分隔帶與港灣式公共汽車站協調不足等。鑒于此，提出道路橫斷面系統化設計理念，以精細化的設計手法對關鍵要素進行控制(見圖5)。

1）五步驟系統規劃。遵循從交通需求到要素控制的技術思路，結合海綿城市設計、公共汽車站、交叉口展寬等交通要素約束條件，將道路橫斷面設計分為交通需求分析—機動車道設計—分隔帶設計—非機動車道設計—人行道設計五個步驟。

以快速路橫斷面設計為例(見圖5)，從快速路的功能定位確定路幅形式，從設計車速及車道數確定機動車道寬度，從設計車速及海綿城市設計需求確定分隔帶寬度，從非機動車道需求及分隔要求確定非機動車道寬度，從行道樹種植及非機動車停車需求確定人行道寬度。

2）各模塊科學設計。結合《城市道路工程設計規范》(CJJ 37—2012)《城市道路交叉口設計規程》(CJJ 152—2010)《城市道路交叉口規劃規范》(GB 50647—2011)等規范，對機動車道、分隔帶、非機動車道和人行道等橫斷面組成要素進行系統設計。在各模塊要素設計中，關鍵應把握模塊的系統整體性和延展彈性，如人行道寬度應結合行道樹、非機動車道停車的需求寬度，中間分隔帶寬度應考慮交叉口左轉車道展寬及行人過街安全島寬度，兩側分隔帶寬度應考慮公共汽車站及交叉口右轉車道展寬等寬度。

3.2 單條道路設計規范化

單條道路設計是實施規劃路網的落地設計，存在規劃與設計脫節，輕交通、重道路等問題，試圖以簡單的交通渠化替代交通精細化設計。鑒于實踐中存在的不足，提出道路設計的規范化技術理念，遵循整體—局部的思路，實施交通組織—公共汽車站—路段進出口—交叉口設計—過街設施的技術流程，系統完善道路設計附帶交通設計的不足。

以某條道路設計為例(見圖6)。1)確定沿線各交叉口組織方式，包括信號控制、右進右出、停車和減速讓行等；2)校核行人過街間距，確定是否應增加路段立體過街設施；3)布置公共汽車和軌道交通車站，校核對向換乘是否便捷，確定是否應增加過街設施；4)對交叉口和路段進出口進行精細化的交通設計。

3.3 交叉口設計科學化

交叉口是道路網交通組織的轉換節點，是影響區域交通組織效率的重要因素。在實際交通設計中，由于簡單的交通渠化缺乏對各過街交通流的系統考慮，存在車輛行駛軌跡不暢、兩側分隔帶(安全島)遮擋等不足。結合交通實踐經驗，提出通道匹配校核—行駛軌跡校核—管理設施設置—信號相位規劃等系統設計流程[5-7]，其關鍵是進出通道能力和路徑軌跡校核，并綜合考慮信號燈桿、電子警察、交叉口監控、公共交通管網等約束要素，形成一個整體的綜合運行系統，避免各系統模塊之間簡單拼湊、反復施工。

緊湊型交叉口設計方法的技術流程為車輛軌跡校核—兩側分隔帶(安全島)位置—內嵌人行道—待行區及流線設計。關鍵技術為：1)各交通方式的進出通道能力及軌跡順暢校核，避免進出通道不匹配、行駛路徑不暢(見圖7a)；2)車輛行駛軌跡范圍內，應保障無分隔帶的遮擋，保障車輛順暢通過交叉口(見圖7b)；3)在車輛軌跡保障區外，盡量將人行橫道往交叉口內壓縮，實現最短的行人過街通道；4)結合實際交通管理需求，系統設置信號控制設備、電子警察、視頻控制、公共交通信息發布等(見圖7c和圖7d)。綜上所述，緊湊型交叉口設計的目的在于車輛行駛路徑順暢、行人過街距離最短，為城市街角環境品質打造預留更多空間。

4 結語

圖6 交通規劃設計各階段Fig.6 Procedure of transportation planning and design

圖7 交叉口設計各階段Fig.7 Procedure of intersection design

從交通規劃到道路設計是一個多部門的系統整合過程，實踐中因系統整合不足，導致規劃最終的實施效果不佳。結合大量交通實踐經驗，提出基于系統工程理念，對交通系統構建的全產業鏈進行精細化分析，嚴格控制道路網結構、交通組織、道路橫斷面、交叉口展寬等關鍵要素，形成一套切實可行的交通規劃與設計方法體系，高效地利用城市有限的道路資源。在此，提出以下幾點精細化設計建議：

1）轉變觀念提前實施主動性規劃。應逐步擺脫先總體規劃、后交通規劃的操作流程。提倡實施同步啟動、同步優化策略，即在城市總體規劃階段同步開展交通規劃工作，以交通實施及組織運營的需求，反復校核路網及設施的可行性，以各關鍵交通要素的系統優化為手段，構建一個切實可行的交通系統，實現運行效率的最大化。

2）以交通組織復核道路網結構規劃。在遵循城市空間結構的框架下，以交通組織效率高效化為約束條件，校核道路網結構的組織可行性，從而規劃形成一個符合實際交通運行特征的可實施路網結構，避免過分教條追求道路網的形式結構。

3）以系統思維整合交通設計要素。無論是道路橫斷面形式，還是單條道路設計，應當系統地考慮各交通要素的需求，切實考慮實際交通運行中存在各種合理交通需求，有序、科學地整合各要素，設計形成一個符合實際需求的道路網絡，實現交通運行效率最大化。

綜上所述，交通精細化并非簡單的交通渠化設計，而是基于系統工程的理念，對交通系統各要素進行綜合、全面地規劃，目標是構建一個切實可行的、高效的交通運行系統。