城市新區節點交通需求預測與改造方案研究

劉麗萍，陳 新，趙劉會

(1.西安工業大學 建筑工程學院，陜西 西安 710021；2.西北有色勘測工程公司，陜西 西安 710038)

近年來，城市新區經濟發展較為迅猛，建設速度較快，是地區最具經濟活力的開放窗口，并逐步成為成熟的綜合片區，新區建成的賓館、商場、文化中心附近成為新的交通吸引點，進而成為交通需求新的增長點及擁堵常發點。研究表明[1-2]，交通擁堵常常由節點誘發，并迅速擴大影響區域，最終發展成區域性擁堵。為保證新區交通暢通，本文以某城市面積約38km2的新區為研究對象，調查了重要交通節點的流量及組織方式，結合國際通用的交通需求預測分析方法，對新區節點進行了交通需求預測并根據研究分析結果提出節點交通改造方案，以期為類似問題提供參考。

1 預測方法與出行量

規劃期從2019年至2025年，以2019年為基年，近期為2022年，遠期為2025年。交通預測采用國際通用的四階段預測法。利用交通規劃專業分析工具TRANSCAD，通過對研究區域內的城市規劃資料、人口、道路交通系統的調查研究[3-6]，進行交通分區的劃分，并據此建立數字路網模型和數學分析模型。在城市土地利用規劃的基礎上，估算交通出行生成量；采用美國聯邦公路局開發的雙約束重力模型計算，獲得交通分區間的交通分布量；通過交通方式選擇Logit模型，得到機動車的出行量；最后采用容量限制-多路徑概率分配法進行均衡分配計算，得到研究區域內的細部交通流分布狀況，對研究區域內規劃路網進行測試與評估。

2017年某市綜合交通調查的主城區人口日平均出行次數為2.19次。平均增長率約為1.013，據此推算2022年，平均每人日出行次數約為2.21，至2025年為2.58。考慮新區為城市成熟開發區，且具有較強的產業開發、商貿交流等功能特征，因此在實際取值時稍作調整。對于流動人口，根據經驗一般取3，考慮到新區在未來年發展過程中，土地開發過程變化比較顯著，可稍作提高取值。據此推算新區特征年出行總量為146876。

根據該市交通體系規劃的現狀居民出行調查結果，各出行方式比例如表1所示。由表1可以看出，該市新區現狀出行方式中，小汽車比例明顯高于主城區平均值，這是城市新區的普遍特征。

根據軌道交通線網規劃預測，2025年，公交和軌道交通分別承擔42.3%和25%的居民出行量。結合該市居民出行方式構成比例、城市總體規劃以及新區的功能特性和經濟發展趨勢，預測未來特征年合適的出行方式結構，結果如表2所示。

表1 2017年新區與老城區居民出行方式及比例(%)

表2 新區特征年居民出行方式及比例(%)

2 交通發生、吸引及分布預測

隨著新區逐步建設，將帶動周邊交通客運量的增大。依據新區土地利用規劃和人口發展預測數據，并考慮新區用地布局，將各交通分區內的居住人口乘以規劃年人均出行次數得到規劃年各交通分區內出行發生量，而出行吸引總量與出行發生總量是平衡的，由此得到不同分區預測年交通出行總量見圖1。在圖1中選取從出行總量最高的79619到較高的22318共計六個主要的交通分區及節點，作為主要分析對象。

圖1 2025年交通發生吸引預測

出行分布預測是為了建立出行端點集散量和區間出行分布量之間的關系。分布預測的模型主要有增長率模型、重力模型、機會分析模型、熵模型等及其衍生模型。其中，重力模型能反映土地利用對交通出行的影響，對區間交通阻抗的變化反應敏感，適用于各種城市形態，考慮預測精度，采用雙約束重力模型進行分布計算，如公式(1)所示。

(1)

式中：Tij—i區到j區的日出行總量(次/日)；

Pi—i區日交通發生總量；

Aj—j區日交通吸引總量；

tij—i區到j區的出行時間；

f(tij)—i區到j區的阻抗函數。

基年和預測年的出行分布如圖2、圖3所示。由圖2、圖3可以看出，出行需求表現為南北向過境和北向對外出行需求較大，交通出行的增長趨勢為區域內與各方向出行需求逐步增加，對外向東方向和向北方向交通需求較大。

圖2 2019年交通出行分布

圖3 2025年交通出行分布預測

3 交通分配與影響程度評價

根據多方式平衡分配法，道路使用者不會因改變行駛路徑而縮短出行時間。因此，平衡分配的結果將使任意一對起終點間在其選擇的可能路徑上得到相同的出行時間。這樣，當網絡車流達到平衡狀態時，每組起終點在各條被利用的路徑具有相等且最小的出行時間；沒有被利用的路徑的出行時間應大于等于最小出行時間。

4 節點交通改造方案

根據預測分析結果，結合出行特征，提出以下幾個節點改造方案。

(1)主干路3與主干路2交叉口改造方案如圖4所示。東進口改變標線，拓寬東進口，同時禁止東進口輔道車輛左轉，左轉車輛進入主干路5右轉繞行。西進口改變標線，設置專用左轉車道。南進口和北進口增加左轉車道，設置左轉待行區，并在其立交北進口道、東進口道設置輔道禁止左轉標志，并引導繞行。

圖4 主干路3與主干路2交叉口改造示意圖

(2)主干路3和主干路4的交叉口改造如圖5所示。取消東出口側分帶，增加東進口調頭車道，增加1個東出口車道，調整信號燈周期及配時，設置行人立體過街。從而減少交叉口交織和擁堵，保證主干路2的立交主線和輔道通暢，并減少行人和機動車沖突。

圖5 主干路3和主干路4的交叉口改造

(3)主干路5路緣石處設置分隔欄，僅留一個開口作為建材市場入口。

(4)快速路1跨線橋分流點處設置分隔欄，杜絕從建材市場出來的車輛逆行上橋。

(5)主干路與繞城高速入口處改造方案如圖6所示。取消易引起判斷失誤的原入口標志，將其前移至路燈桿位置進行合桿設計；拓寬轉彎車道并設置提示減速標志，以減輕節點交通擁堵壓力。

新區主要節點交通預測分析結果及具體建議如表3所示。

表3 主要節點交通預測分析結果及建議(交通量/服務水平)

5 結論

(1)結合新區地鐵、公交及道路規劃方案，提出了特征年新區居民出行方式的預測建議比例。

(2)城市新區交通是區域交通，但節點改造不是孤立的，需要考慮與主城區的聯系，同上考慮改造方案的長效機制，以確保方案的科學和合理性。

(3)提出了新區六個主要交通節點的未來年交通預測結果及改造建議，根據一年來的觀測，改造方案可行。

(4)根據新區交通吸引點及節點交通的占比情況分析，建議未來規劃設計道路時注意新舊結合，考慮出入口、交叉口、交織區設置間距，避免誘發新的交通擁堵點。

(5)慎重選擇標志牌擺放位置，清理多余的標志牌，優化指路系統，避免因視覺過載現象，引發交通擁堵。