基于出行特征的城市主干路橫斷面優(yōu)化設計研究

摘要：為緩解城市道路擁堵現(xiàn)象，文章基于行為學理論調研了出租車、私家車、公共汽車、電瓶車、自行車及步行等多種出行模式的特征，并結合車輛行駛理論，提出了包含專屬存放區(qū)、休閑人行步道、交通人行步道及港灣換乘區(qū)等元素在內的城市主干路橫斷面優(yōu)化設計方案，研究了專屬存放區(qū)和港灣換乘區(qū)布置于機非隔離帶、交通人行步道置于公交專用道外側等措施。

關鍵詞：城市道路；出行特征；橫斷面設計；換乘區(qū)；出行模式

中圖分類號：U491.1 A 54 189 3

0 引言

常規(guī)城市道路橫斷面設計方案主要依托遠景設計年限范圍目標累計當量軸載作用參數，設計理念應考慮單位時間車輛通行數量為服務控制指標，因此城市道路設計成果中常出現(xiàn)雙向六車道乃至十車道的超寬斷面形式，激發(fā)了私家車出行熱情，但卻容易出現(xiàn)“路雖寬，車卻堵”的現(xiàn)象［1-2］。現(xiàn)階段的分隔帶、綠化帶、機動車道、非機動車道及人行道等橫斷面結構元素設置所能提供的通行及服務能力現(xiàn)已無法滿足日益多元化的出行方式。

國內外的專家學者針對城市多種出行模式方面進行了一定的研究：呂明華［3］從環(huán)境保護及減輕交通擁堵兩方面出發(fā)，研究并提出了基于綠色生態(tài)城市理念的城市道路橫斷面設計方案；李滿良等［4］在分析論證后搭建了綠色生態(tài)城市道路的綜合指標評價體系，囊括了綠化效果、道路通行能力、環(huán)境保護、節(jié)能減排效果及設計合理性等五個主要方面；陳濤等［5］分析了道路模型多級層次數據體系，搭建出廣度優(yōu)先及深度優(yōu)先雙指標的遞歸遍歷數據模型。

可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有研究及應用方案仍以傳統(tǒng)車輛通行作為城市道路服務思路主導，對于現(xiàn)階段多模式出行特征適用性方面的探索仍存在較大空間，尤其是在換乘區(qū)設置方面仍處于空白。因此，為緩解城市道路擁堵現(xiàn)象，本文以某建設項目為背景，基于行為學理論調研了出租車、私家車、公共汽車、電瓶車、自行車及步行多種出行模式的特征，并結合車輛行駛理論，研究了城市主干路橫斷面優(yōu)化設計方案。

1 出行模式特征分析

隨著城市化水平提升，居民出行模式逐漸多元化，打破了傳統(tǒng)的職住模式，工作與居住的城市跨度也有了新的突破。以廣州市的通行數據展開分析，小客車主要用于中長通行路線，平均路線長度為14.8 km；電瓶車及自行車主要用于中短通行路線，大多服務于職工通勤，平均路線長度為4.5 km；公共交通也是中長通行線路的重要組成部分，且其應用比重逐步提升，大多為6 km以上的通行線路，其中軌道交通的通行線路長度普遍高于地面公交。

基于行為學理論調研出租車、私家車、公共汽車、電瓶車、自行車及步行等多種出行模式的特征。（1）出租車：步行出門-尋找打車點-乘坐通行-尋找下車點-抵達目標點；（2）私家車：步行至停車點-駕車通行-（尋找途經接人點）-尋找停車點-抵達目標點；（3）公共汽車：步行出門-尋找站臺候車-乘坐通行-站臺下車-抵達目標點；（4）電瓶車及自行車：步行至停車（租賃）點-騎車通行-尋找停車（還車）點-抵達目標點；（5）步行：步行出門直接抵達目標點。

2 常規(guī)橫斷面局限性分析

常規(guī)城市道路橫斷面主要劃分為雙幅、三幅及四幅形式，由分隔帶、綠化帶、機動車道、非機動車道及人行道等橫斷面結構元素組成，見下頁圖1。

此類設計方案主要依托遠景設計年限范圍目標累計當量軸載作用參數，設計理念以考慮單位時間車輛通行數量為服務控制指標，常出現(xiàn)雙向六車道乃至十車道的超寬斷面形式，存在如下缺陷：

（1）橫斷面元素設置不充分。僅考慮城市道路等級設定對應車道數量，道路服務功能部分缺失，如未設置公交港灣停靠區(qū)；機動車車道寬度以大型車輛并排行駛為參考，因而車道過寬；隔離帶寬度不足，無法保障非機動車及行人的安全性；中央分隔帶寬度不足，不利于左轉車道加寬及調頭車道布設。

（2）未設置非機動車道或寬度過小。無法滿足（共享類）電瓶車、自行車的通行需求。

（3）未設置出租車上下客區(qū)域。引起出租車使用者不便，從而易引發(fā)占用公交車停靠站的不良行為，加劇擁堵狀況。

（4）未考慮私家車臨時停靠。私家車接送他人或臨時停靠時無法找到停靠點，從而進入人行道或非機動車道，引發(fā)交通秩序混亂，并有可能威脅人員安全。

（5）未設置（共享）單車類專屬存放區(qū)。尤其是共享單車及電瓶車的興起，加劇了擺放亂象，侵占了行人通行空間，破壞城市形象。

要從根本上解決上述各類問題，就要轉變唯小客車通行為主的設計管理思路，在保證通行效率的同時不能阻礙公交通行及慢行通行系統(tǒng)發(fā)展，形成優(yōu)先發(fā)展公共交通的新共識。在這一過程中，充分發(fā)展逐步普及的網約車、共享單車等新型出行方案，為其開辟特定的道路通行空間，設計適應當今出行特征的橫斷面形式。

3 優(yōu)化設計方案

3.1 組成元素分析

常規(guī)城市主干路橫斷面常強調小客車通行速率，忽視了其臨時上下客的需求，包括私家車、網約車、出租車等；電瓶車、自行車未設置專屬通行空間，常發(fā)生在機動車道混行的現(xiàn)象，除通行空間外，各類（共享）單車的停放空間也是要重點考慮的橫斷面元素；行人是交通參與各方中的弱勢成分，其通行空間常被各類機動車、非機動車侵占，應貫徹“以人為本”的設計思路，開辟其專屬橫斷面組成元素。

基于此，本文依照上述思路，結合車輛行駛理論，提出了包含專屬存放區(qū)、休閑人行步道、交通人行步道及港灣換乘區(qū)等元素在內的新型橫斷面優(yōu)化設計方案。

3.2 組成元素優(yōu)化

（1）機動車道數量。分析城市道路不同車道的理論通行能力，各車道的通行量折減系數情況見表1。

由表1可以發(fā)現(xiàn)，第三、四、五車道的通行能力與前兩車道通行量相當，但其占地面積卻達到150%，若車輛未進入理想行駛車道，將發(fā)生1～4次的變道低速行駛，從而影響道路整體通行能力，單方面增加車道數量并不能直接提升道路通行量，反而會提升事故率。因此，考慮車輛行駛理論和駕駛習慣，可設置3個機動車行車道，其中公交車專用車道設置于最外側。其余道路空間則可改造為其他橫斷面元素，總體實現(xiàn)緩解交通擁堵的目的。

（2）機動車道寬度。我國現(xiàn)行規(guī)范中對車道寬度的規(guī)定見表2。美國對于城市道路車道寬度的規(guī)范要求是達到3.05 m，日本則是要求在3.0±0.5 m范圍。綜合考慮城市主干路的行車速度一般≤60 km/h，因此確定機動車車道寬度為3.50 m，其中公交車專用道設置為3.75 m。

3.3 主干路橫斷面優(yōu)化設計方案

除機動車車道數和機動車道寬度設置外，設置人行道寬度為3.0 m，非機動車道寬度為3.5 m，最終獲得了下限橫斷面寬度為54 m的主干路橫斷面優(yōu)化設計方案見圖2，其鳥瞰平面圖見圖3。

4 結語

為緩解城市道路擁堵現(xiàn)象，本文基于行為學理論調研了出租車、私家車、公共汽車、電瓶車、自行車及步行多種出行模式的特征，并結合車輛行駛理論，提出了包含專屬存放區(qū)、休閑人行步道、交通人行步道及港灣換乘區(qū)等元素在內的城市主干路橫斷面優(yōu)化設計方案，研究了專屬存放區(qū)和港灣換乘區(qū)布置于機非隔離帶、交通人行步道布置于公交專用道外側等措施。研究成果可為現(xiàn)有城市道路優(yōu)化設計提供參考。

參考文獻

［1］LEEJ，EDIL T B，BENSON C H，et al. Building environmentally and economically sustainable trans portation infrastructure： green highway rating system［J］. Journal of Construction Engineering and Management，2013，139（12）； 1-10.

［2］MCPHERSON E G，SIMPSON J R，XIAO Q F，et al. Million trees Los Angeles canopy cover and benefit assessment［J］. Landscape and Urban Planning，2011，99（1）： 40-50.

［3］呂明華. 以綠色生態(tài)為導向的城市道路橫斷面布置研究［D］.西安：長安大學，2015.

［4］李滿良，鄭 晨，王朝輝，等.綠色生態(tài)型城市道路評價指標體系［J］.交通運輸工程學報，2015，15（2）：10-21.

［5］陳 濤，魏 朗，袁望方.OpenFlight三維公路模型設計參數的獲取［J］.長安大學學報（自然科學版），2009，29（2）：80-83.

收稿日期：2022-12-20