道路交通剩余容量制約下城市中心區(qū)新增建設(shè)用地規(guī)模分析方法

魏 越 程小丹 韓軍紅 張興雨

陜西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院 陜西 西安 710021

隨著城鎮(zhèn)化和機動化的快速發(fā)展，交通問題已經(jīng)成為城市發(fā)展中的重大問題，科學(xué)協(xié)調(diào)城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)與交通系統(tǒng)發(fā)展之間的關(guān)系已成為城市發(fā)展的重點。目前，部分城市已在進行片區(qū)或單一地塊規(guī)劃報批時要求開展《建設(shè)項目交通影響評價》，通過分析和評價建設(shè)項目投入使用后新增交通需求對周圍交通系統(tǒng)的影響程度，制定相應(yīng)的對策，從而把項目建設(shè)對交通系統(tǒng)的影響消減到可接受范圍[1]。但是，交通影響評價的視角是基于未來年的道路交通運行環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平，而一個城市，尤其是大城市中心區(qū)的交通出行模式相對固化、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)條件往往局促，現(xiàn)狀與規(guī)劃間往往有較大的差距和較長的建設(shè)過程。所以，現(xiàn)實中反映出無論建設(shè)項目體量如何，都基本能夠在規(guī)劃的條件下得出交通影響評價的合理性結(jié)論，但是其提出道路交通改善措施對當下的指導(dǎo)性并不強。

本文以西部某大城市、省內(nèi)第二大城市城市中心區(qū)大型商業(yè)綜合體改擴建項目為例，探討一種更加貼合現(xiàn)狀的城市中心區(qū)新增建設(shè)用地規(guī)模分析方法，從公共利益、管理有序、促進經(jīng)濟等多個角度出發(fā)，探索一條統(tǒng)籌資源存量與城市建設(shè)，協(xié)調(diào)群眾、規(guī)劃管理部門和開發(fā)企業(yè)等多方利益的可持續(xù)發(fā)展之路。

1 傳統(tǒng)交通影響程度評價預(yù)測方法

1.1 預(yù)測思路

傳統(tǒng)交通需求預(yù)測往往采用“四階段法”[2]進行預(yù)測，即通過現(xiàn)狀調(diào)查了解城市交通吸發(fā)特征，通過社會社會經(jīng)濟調(diào)查了解城市經(jīng)濟特點與發(fā)展趨勢，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合經(jīng)濟與交通發(fā)展規(guī)劃，通過生成、分布、方式劃分、分配等四個步驟來預(yù)測項目的未來交通量。

1.2 交通生成預(yù)測

居民出行生成預(yù)測是通過建立小區(qū)居民出行產(chǎn)生量和吸引量與小區(qū)土地利用、社會經(jīng)濟特征等變量之間的定量關(guān)系，推算規(guī)劃年各交通小區(qū)的居民出行發(fā)生量和吸引量。

預(yù)測模型為：

式中：

G—小區(qū)機動車交通發(fā)生量，單位：標準小汽車（PCU）；

A—小區(qū)機動車交通吸引量，單位：標準小汽車（PCU）；

Si—表示小區(qū)內(nèi)第i類用地的建筑面積，單位：平方米（m2）；

αi—第i類用地的車輛發(fā)生率，單位：PCU/100 m2；

βi—第i類用地的車輛吸引率，單位：PCU/100 m2。

1.3 交通分布預(yù)測

根據(jù)交通發(fā)生吸引預(yù)測的結(jié)果，采用重力模型分布預(yù)測，小區(qū)間的阻抗采用小區(qū)形心間道路最短自由流時間作為阻抗矩陣。兩區(qū)間的交通阻抗可以是兩區(qū)之間的距離、出行時間、出行費用或者是時間距離和費用的綜合函數(shù)。

在交通分布預(yù)測中，常用雙約束重力模型進行交通分布計算。雙約束重力模型形式為：

式中：

Xij—i區(qū)到j(luò)區(qū)出行分布量；

Ki=[∑jLjAjf(Rij)]-1，Lj=[∑iKiGif(Rij)]-1

Gi—i區(qū)發(fā)生交通量；

Aj—j區(qū)吸引交通量；

Rij—i區(qū)到j(luò)區(qū)出行阻抗（impedance，通常以最短時距表示）；

f(Rij)—交通阻抗函數(shù)，又叫阻抗系數(shù)（friction factor），常用的形式為：a、b、c為待定系數(shù)，采用綜合交通規(guī)劃時標定的相關(guān)參數(shù)。

1.4 交通方式劃分預(yù)測

交通方式劃分預(yù)測常用方法有轉(zhuǎn)移曲線法、回歸模型法和概率模型法等。

（1）轉(zhuǎn)移曲線法

在大量的統(tǒng)計調(diào)查資料的基礎(chǔ)上，得出城市各種交通方式的分擔比例與其影響因素之間的關(guān)系曲線，被稱為轉(zhuǎn)移曲線。

計算公式如下：

式中：Tijk—交通小區(qū)i到交通小區(qū)j的第k種出行方式的出行量；

Tij—交通小區(qū)i到交通小區(qū)j的總出行量；

Pk（tij）—在出行時間為tij時，居民采用第k種出行方式的出行比例。

（2）回歸模型法

通過建立交通方式分擔率與其相關(guān)因素之間的函數(shù)關(guān)系，得出回歸方程的方法即為回歸模型法。一般采用的是線性回歸模型。該方法簡單易行但粗略，且由于由該方法得出的分擔率不能保證在0-1之間。因此使用范圍有限。

2 基于現(xiàn)狀道路交通剩余容量的交通需求預(yù)測方法延伸

傳統(tǒng)交通影響評價是在規(guī)劃的出行方式結(jié)構(gòu)和路網(wǎng)環(huán)境背景下“有無項目”進行的預(yù)測對比，其所得出的結(jié)論往往過于理想，與現(xiàn)實情況差距較大，所以應(yīng)在其基礎(chǔ)上對建設(shè)項目在現(xiàn)狀交通環(huán)境下的可承載度進行延伸分析。步驟如下：

（1）由于評價的背景為現(xiàn)狀道路交通資源和出行方式結(jié)構(gòu)，所以道路網(wǎng)的通行能力、背景交通量等參數(shù)應(yīng)采用背景交通高峰日、高峰小時的現(xiàn)狀交通調(diào)查數(shù)據(jù)所得；對于出行方式結(jié)構(gòu)應(yīng)采用城市《綜合交通規(guī)劃》調(diào)查的出行方式結(jié)構(gòu)，對于未進行交通調(diào)查或《綜合交通規(guī)劃》編制的城市，應(yīng)參考相似經(jīng)濟水平、城市人口、城市尺度的城市。

（2）通過研究范圍內(nèi)所有道路的現(xiàn)狀剩余通行能力確定區(qū)域開發(fā)生成交通量的上限，作為核算區(qū)域開發(fā)規(guī)模的依據(jù)。計算步驟如下：

①計算規(guī)劃范圍內(nèi)所有道路的雙向剩余總通行能力Cr（剩余通行能力=設(shè)計通行能力-背景交通量）[3]。其中，道路背景交通量取每條道路在評價范圍內(nèi)最擁堵路段的交通量；

②根據(jù)Cr計算規(guī)劃范圍內(nèi)能夠產(chǎn)生的小汽車出行總量上限Cm。其中，應(yīng)考慮到車輛行駛需通過不止一條道路的實際情況，對Cr進行折減。

③依據(jù)區(qū)域出行結(jié)構(gòu)，由Cm計算研究范圍開發(fā)生成的總出行需求上限Ct（人次）。

（3）結(jié)合交通設(shè)施的承載力情況，合理將根據(jù)上條計算出的Ct 總量分配至各街坊，作為街坊開發(fā)的控制性指標。

（4）應(yīng)根據(jù)現(xiàn)狀用地結(jié)構(gòu)計算總出行需求Cc及各街坊出行需求，與C 總量及各街坊的分配值進行比對。當前者任一項大于后者，認為片區(qū)開發(fā)的交通影響顯著，反之為不顯著。

3 研究實例

3.1 項目概況

項目位于西北某省第二大城市中心區(qū)，現(xiàn)狀為大型農(nóng)貿(mào)市場，改造后為全市頭部商業(yè)綜合體、大型商超，規(guī)劃用地面積80020.72㎡，總建筑面積152895.57㎡，預(yù)計2023年年底建成。項目周邊建成度較高，但對外通道僅有航宇路，北、東、南側(cè)均為18m以內(nèi)支路，早晚高峰、周末、節(jié)假日交通擁堵狀況突出，且通行條件、改造空間均有限。由于改造后較現(xiàn)狀還會新增約6萬㎡建設(shè)規(guī)模，預(yù)計交通問題將更加凸顯。

3.2 傳統(tǒng)交通需求預(yù)測主要結(jié)論

（1）交通生成

在項目新增交通量生成預(yù)測中，主要根據(jù)項目范圍內(nèi)不同類型用地的建筑面積和不同屬性用地的平均居民出行率計算項目新增的總交通發(fā)生次數(shù)和總交通吸引次數(shù)。

表1 項目交通量生成預(yù)測表

（2）方式劃分

結(jié)合《綜合交通規(guī)劃》[4]，根據(jù)本項目建筑業(yè)態(tài)及居民出行習(xí)慣，得出項目2030年的出行方式結(jié)構(gòu)。

（3）出行分布預(yù)測

本次項目新生成交通的分布預(yù)測直接根據(jù)1小區(qū)其他地塊的出行分布概率矩陣計算得到，項目與南北向外部小區(qū)出現(xiàn)吸引量較大，如圖2所示。

圖1 2030年新增交通量期望線圖

圖2 2030年道路網(wǎng)流量分配圖

（4）交通分配結(jié)論

由交通流量流向分配圖可以看出目周邊路段服務(wù)水平較高,項目建成后對周邊路段影響不大，如圖3所示。

圖3 現(xiàn)狀交通出行方式結(jié)構(gòu)圖

圖4 航宇路改造方案示意圖

但是，以上結(jié)論均是在2035年規(guī)劃完全形成的前提下形成的，與現(xiàn)實情況差距較大，在2023年項目建成到2035年規(guī)劃形成期間，周邊的交通狀況將會失控。

3.3 基于現(xiàn)狀的多情景下項目建設(shè)規(guī)模研究

3.3.1 基本條件假設(shè)

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，本項目現(xiàn)狀高峰小時出行量約為2269人次/h，可根據(jù)現(xiàn)有各業(yè)態(tài)高峰小時出行量倒推確定各業(yè)態(tài)高峰小時出行率。對項目改造前（現(xiàn)狀）規(guī)模、業(yè)態(tài)及出行特征總結(jié)如表2、表3。

表2 項目現(xiàn)狀各類業(yè)態(tài)高峰小時出行率計算表

表3 項目現(xiàn)狀出行方式結(jié)構(gòu)

3.3.2 交通生成

通過查表法并進行調(diào)整確定各交通小區(qū)高峰小時出行率。結(jié)合各交通小區(qū)對應(yīng)用地類型出行時間特征、內(nèi)部出行需求等，綜合確定各類折減系數(shù)。計算得到各交通小區(qū)的高峰小時折減出行人次如表4所示。

表4 各交通小區(qū)高峰小時折減出行人次計算表

表5 項目高峰小時吸發(fā)車次計算表

3.3.3 方式劃分

通過對周邊各類用地高峰出行方式進行調(diào)研，對現(xiàn)狀出行方式劃分比例進行加權(quán)得到如下圖所示的區(qū)域現(xiàn)狀出行比例。

通過方式劃分，本項目全方式高峰小時發(fā)生標準車781pcu/h，吸引標準車468pcu/h，發(fā)生313pcu/h。

3.3.4 交通分布

通過宏觀預(yù)測結(jié)論，近期項目北側(cè)交通生成大于南側(cè)交通生成，比例關(guān)系約為3:2。項目建成后，北側(cè)生成交通約2222人次/h（469pcu/h），南側(cè)生成交通約1481人次/h（312pcu/h）。

3.3.5 交通分配

將項目及周邊用地建成后的交通量分配至現(xiàn)狀路網(wǎng)，獲得項目周邊路網(wǎng)的瓶頸段交通量，如表6。

表6 典型路段最大流量分配表

表7 低情景下瓶頸路段車道剩余容量分析表

表8 中低情景下瓶頸路段車道剩余容量分析表

3.3.6 多情景下項目建設(shè)規(guī)模分析

（1）低情景

在此情景下，完全采用現(xiàn)狀的路寬、路幅、車道、組織形式及路內(nèi)停車。

項目擬報建方案總建筑面積152895.57㎡，此情景下，航宇路為限制周邊交通的首要瓶頸，航宇路過載426pcu/h，需減少商業(yè)建筑面積57371㎡，即低情景模式可承載項目建筑面積95524.57㎡。

（2）中低情景

在此情景下，沙河市場環(huán)路、福田路、福園路均保持現(xiàn)狀不變，僅改造航宇路。

通過綠化帶拆除、標線重新施畫、車道規(guī)制等措施后，航宇路可實現(xiàn)最窄處雙6，項目門前雙8，實現(xiàn)航宇路擴容。此外，在航宇路-沙河路交叉口處利用專用信控、渠化掉頭提高掉頭通行能力，減少掉頭處的交通延誤。

此情景下，沙河市場環(huán)路遞進為首要瓶頸，沙河市場環(huán)路過載63pcu/h，需減少項目商業(yè)8485.7㎡，即中低情景模式可承載項目建筑面積144409.87㎡。

4 結(jié)語

本文通過西部某大城市、省內(nèi)第二大城市城市中心區(qū)大型商業(yè)綜合體改擴建項目為例，提出了傳統(tǒng)交通需求預(yù)測與實際建設(shè)項目規(guī)劃管控中的相關(guān)問題，提出了基于現(xiàn)有交通承載力用地開發(fā)規(guī)模強度分析的相關(guān)方法，并通過構(gòu)建多情景模型找到制約片區(qū)道路自由流暢運行的最關(guān)鍵因素并針對性的予以解決。本文所提出的方法對于提高城市運行管理水平、相關(guān)建設(shè)管理部門控制用地開發(fā)條件、提高城市改造提升的針對性和資金效率都有重要意義。