不同交通组织方式下路网环境效益评价分析
——以苏州龙湖地块路网为例

张美坤，徐志红

（悉地（苏州）勘察设计顾问有限公司，江苏 苏州 215000）

不同交通组织方式下路网环境效益评价分析
——以苏州龙湖地块路网为例

张美坤，徐志红

（悉地（苏州）勘察设计顾问有限公司，江苏 苏州 215000）

随着城市路网结构逐步完善,越来越多的区域路网进行单行交通组织形成微循环系统。目前传统的单向交通研究集中于基础理论研究，缺乏环境效益评价。以苏州市龙湖地块路网为例，采用交通仿真软件Q-Paramics进行高峰小时车载排放仿真，定量评价采用单向交通组织措施前后的机动车污染物瞬间排放率及排放总量。研究结论表明：采用单向交通组织措施后，地块路网机动车污染物的瞬态排放率及排放总量有所减少。

交通组织；环境效益；定量评价

0 引言

单向交通是一种城市交通组织手段[1]，合理地组织单向交通，可以有效减少机动车的停车次数和加、减速次数,使发动机处于平稳的工作状态,进而降低机动车的尾气排放、燃油消耗,从而改善道路交通环境质量。合理地组织单向交通,对改善道路交通环境有着积极的作用。以往的研究集中于单向交通的通行能力分析及组织设计方法比较[2],而对实施单行交通组织后的路网环境效益缺乏定量的评价。

1 研究区域选择

1.1 研究区域

苏州龙湖狮山路项目位于苏州高新区狮山路与塔园路交叉口的西北角，项目除西侧为规划纵一路外，其他三面均紧邻现有市政道路，其中项目北侧为金山东路，东侧为塔园路，南侧为狮山路。项目4个地块之间还将建设南北向的规划纵二路及东西向的规划横一路。这些规划道路均与外部市政道路相连通，规划道路的交通组织以及与现有市政道路的联系将很大程度上影响到地块出行，见图1。

图1 项目总平面图

1.2 交通组织方式

龙湖周边的塔园路及狮山路为城市主干路，是项目所在区域范围内联系南北及东南方向的主要联络线路。在高峰时段，塔园路与狮山路的交通流量较大。进出龙湖的车辆也将主要经由这两条道路到达及离开，而项目与塔园路及狮山路的连接方式将直接影响到这两条道路和龙湖内部的交通运行状态。

从龙湖地块角度分析，快捷、方便的交通会提高区域的档次与吸引力，但同时也会增加周边主要道路的交通压力，因此需要充分考虑两者之间的利弊，以达到一种平衡关系。

由于项目周边的规划纵一路、规划纵二路及规划横一路的道路红线宽度较窄，采用双向行驶的交通组织方式，道路及交叉口的交通压力会较大。建议龙湖地块道路采用单行交通组织。

单行交通组织方案的好处在于：第一，可以提高道路通行能力。由于单行交通减少了对向机动车的对向冲突，消除了相互之间的干扰，道路通行能力明显提高。第二，可以提高行车安全性，避免了对向交通可能造成的迎面碰撞事故。第三，交叉口处的交织点会明显减少，安全性有很大提高。图2为单行交通组织流线示意图。

图2 单行交通组织流线示意图

1.3 路网交通组织仿真

本文选取随机可拓展STIRPAT模型(stochastic impacts by regression on population，affluence and technology)分析三大典型城市群城镇居民生活用电影响因素。STIRPAT模型基本公式如下:

实行单向改造后,将道路结构、交通需求及信号配时等相关信息参数输入到Q-Paramics软件中,建立路网拓扑结构。

由于龙湖地块为商住用地，机动车车型以小型车为主。由于是规划道路，本文分析时暂不考虑公交影响。

2 区域路网排放定量评价

2.1 基于比功率的排放分析

在机动车行驶过程中，由于受到道路交通流影响，机动车行驶状态会产生变化,从而引起车辆功率需求的变化、发动机油耗和排放的变化。机动车的比功率VSP即单位质量机动车的瞬时功率,它表示发动机克服车轮旋转阻力（Fr）、空气动力学阻力（Fa）做功及增加机动车的动能（EK）和势能（PE）所需要输出的功率，以及因内摩擦阻力（Fi）造成的传动系的机械损失功率[5]。其数值与速度和加速度有关,数学表达式为：

经过整理简化,便可以得到Vsp最终的计算公式：

式中：Vsp为机动车比功率,kW/t；a为车辆行驶瞬时加速度,m/s2；s为坡度；v为车辆行驶速度,km/h。

结合机动车排放污染物随比功率的变化规律,为了便于预测计算并与仿真模型相互融合,将比功率分为了10个区,计算得到了10个比功率分区小型车的质量排放率。以小型车为例,表1为小型车比功率分区下的质量排放率。

表1 小型车比功率分区下的质量排放率[4]

通过结合交通仿真软件输出的交通流中单车的实时运行状况，包括速度、加速度与建立的基于Vsp的微观排放模型,计算路网区域内的机动车排放总量。

2.2 瞬态排放率和排放总量计算

通过 Paramics中 modeller对区域的交通仿真，选取并通过vehicle tracer追踪记录,获得共计8 000多个时间点（秒）的数据。结合比功率分区下的小型车尾气质量排放率,通过统计计算,获得单行交通组织实施前后的机动车瞬态排放率。

如表2所列，机动车的3种排放污染物的质量排放率相比较都有比较明显的降低。具体表现在：CO质量排放率降低了11.2%；HC质量排放率下降了6%；NOx质量排放率也有5.3%左右的降低。

对比实施单向改造前后区域排放总量的变化，如图3所示,实行单行交通组织后,区域机动车3种排放污染物小时排放量均有所降低,高峰小时排放总量降低了5.21%。

表2 各交通组织方式下机动车瞬态排放率 mg/s

图3 实施单行交通组织措施后区域小时排放总量的变化情况

车辆行驶过程中较大比例的怠速造成了车辆频繁启动,机动车比功率处于较高的水平,约是交通流平稳状态下的污染物排放率的2～3倍。单行交通组织方式可有效降低区域机动车延误,提升机动车的运行速度,使得交通流运行更加畅通。交通流运行平稳，有助于发动机燃料燃烧充分,将空燃比控制接近于理论空燃比,降低机动车的输出功率,由此降低机动车排放物质量排放率。

综上所述,龙湖区域路网采用单行交通组织提升路网容量,减少冲突，机动车处于较低的比功率范围。3种排放污染物质量排放率有明显降低,区域机动车排放总量降低,有效减少了区域的机动车排放污染。

3 结论

龙湖地块道路考虑两种交通组织方式,车道规模保持不变，利用Q-Paramics交通仿真软件进行采用单行交通组织措施前后的交通流仿真,并结合微观排放模型定量评价了实施前后区域的机动车排放变化情况。结论如下：

（1）采用单行交通组织措施后，机动车的排放污染物质量排放率相对于双向交通组织有所下降。

（2）采用单行交通组织措施后，区域机动车排放污染物小时排放量均有所降低,高峰小时机动车排放总量降低了5.21%。

由上可知，对地块路网进行合理的交通组织,可有效改善道路环境的质量。

[1]张彬，李文勇，陈学武.单向交通条件下交叉口通行能力分析与仿真[J].交通与计算机,2005,23(3)：52-55.

[2]于晓淦.南京市城市单向交通效益分析与发展对策[J].交通与计算机,2007,25(5)：110-113.

[3]王云鹏,李世武,郭栋,等.基于BP神经网络的城市道路轻型车排放率模型[J].交通与计算机,2007,25(5)：1-3.

[4]郭栋，高松，谭德荣，等.城市道路单向交通组织前后的环境效益评价[J].北京交通大学学报,2011,35(6)：17-21.

[5]宋国华,于雷.城市快速路上机动车比功率分布特性与模型[J].交通运输系统工程与信息,2010,10(6)：133-140.

哈市地铁2号线过江隧道2017年施工 穿越主江1.8 km

哈尔滨市地铁2号线过江隧道盾构施工预计明年初启动，计划工期一年半左右。挖掘过江隧道的两台盾构机将从太阳岛站出发，向江南人民广场站掘进，挖掘出双向共3.6 km长过江隧道。

江底修建隧道为哈尔滨市首次，但利用盾构机挖掘江底隧道技术已经成熟，武汉、沈阳等城市已经利用盾构技术成功挖掘了地铁过江隧道。因体积大、转弯不灵活，所以盾构机将从预先建设好的车站进入地下，自车站开始挖掘。太阳岛站为此次过江隧道盾构始发车站，其施工进程影响过江隧道施工，属于节点性工程，预计明年初可具备条件，准备实施盾构施工。经过测算，确定隧道位于江面以下约22 m、江底以下约8 m深处，穿越主江长度约1.8 km。

4月启动施工的地铁1号线三期工程镜泊路站至新疆大街站也使用盾构技术，但该段使用的盾构机为土压型盾构机，适合在陆地上进行盾构施工。过江段土质以泥沙为主，使用的是泥水平衡型盾构机。过江隧道盾构预计每天掘进6 m左右，完成盾构大约需要一年半时间。

U49

B

1009-7716（2016）05-0006-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.05.002

2016-01-12

张美坤（1985-），男，江苏泗洪人，硕士，工程师，主要从事市政工程的设计工作。