城市道路网容量合理性研究

赵子玉 白婧荣

(重庆交通大学交通运输学院 重庆 400074)



城市道路网容量合理性研究

赵子玉 白婧荣

(重庆交通大学交通运输学院 重庆 400074)

城市道路网影响着城市经济发展、交通运输规模、道路两侧建筑物的建设、土地开发利用、居民的日常生活等诸多方面。由于机动车数量的迅速增加，随之而来的是道路拥堵、车速降低、交通事故等各种各样的交通问题。城市道路网是否合理，则是城市道路是否能适应于城市交通的一个关键因素。因此，城市道路网容量研究是城市综合交通规划中非常重要的组成部分，对城市的健康发展具有重要意义。本文在研究城市路网容量计算方法及城市交通需求的基础上，分析了城市道路网供需匹配情况，对于评价及改善城市路网状况、缓解城市交通拥堵具有重要意义。

路网容量；时空消耗；交通需求；供需匹配

一、路网络特征分析

1.城市道路等级划分

依据在城市道路网中的作用、地位及服务功能，我国将城市道路分为：主干路、次干路、支路及快速路四类。快速路主要在特大城市或者大城市中建设，起联系各城区和城市郊区及周边城镇的作用，承载城市的主要客货运输，通行能力最高；主干路是城市道路网络的骨架，起联系城区各部分的作用，通行能力较大；次干路是市区内数量较多的一般交通道路，与主干路组成干道网，起联系和集散的作用，与城市主干路衔接[1-2]；支路是连接各相邻节点的直达道路，起连接次干路和街坊路的作用，主要提供服务功能[3]。

2.城市道路网结构的层次划分

结合我国城市路网的实际状况，应将我国城市道路网络划分为三个层次，即快速路网体系、干道路网体系和连接路网体系。快速路网系统由城市快速路及其相关节点构成，它是城市发展到一定规模后，为满足市内长距离出行需求而诞生的供机动车行驶的快速通道体系；干道路网体系是由城市主干路和次干路及相关节点构成的网络体系，其范围至城市道路的服务边界，以满足全市范围内的可达性和交通能力需求为主，同时要保证一定等级的服务水平；连接路网体系是由主干路、次干路、快速路以及铁路、河流等不宜穿越的障碍物围成的区域内的匝道、支路及其相关节点构成的网络体系，既满足区域内的交通需求，又可作为高等级道路间的一种连接纽带，增强城市路网的连通性[4]。

3.城市道路网络布局形式

城市道路网结构在几何意义上指的是城市道路的平面图形。不同城市由于地理位置、经济发展、道路规模、土地利用性质等的不同，城市道路网络布局形态有明显差异，路网布局的平面图形也各不相同总体而言，城市道路网的平面图形主要包括棋盘型、带型、放射型、放射环形、混合型以及自由组合型等六种[5]。这里不再对这六种道路网络布局形式进行赘述。

二、城市道路网容量计算

1.城市道路网容量的分类

根据各个城市设施层次的不同，可将路网容量分为局部路网容量和总体容量。局部路网容量是指局部地区的道路组成的路网在一定时间内，一定交通状态下所能容纳(或通过)的最大交通个体数量。总体容量是指城市总体规模层次的路网容量。本层次的容量从总体、宏观的角度来估算城市交通现状对道路网的需求、城市道路网对交通个体的容纳能力以及规划年限道路容量的需求与供给。

2.时空消耗法求解路网容量

采用有效运营长度与有效运营时间的乘积作为路网的时空总资源，其目标是计算交通设施在时空总资源的约束下，单位空间、时间内所能服务的最大交通个体数。其计算模型见下式：

(1)

式中：Crd——城市道路网容量(辆)；C——城市道路网的时空总资源(km·h)；Ci——交通个体在单位时间内一次出行的平均时空消耗(km·h/辆)；Lr——城市机动车道总长度(km)；T——城市道路总运营时间(h)；hi——交通个体行驶过程中的车头间距(km)；ti——机动车在单位时间内的平均出行时间(h/辆)。

该模型中需要确定的变量是道路有效运行时间、交通个体在单位内平均出行时间及出行过程中的平均动态车头间距。

三、城市道路网容量需求匹配分析

1.城市交通需求分析

城市的交通需求可以分为对机动车的交通需求与对非机动车的交通需求，货运交通需求与客运交通需求。本文主要考虑城市对于机动车客运的交通需求。

根据车型的不同，对一定时间段内城市交通需求进行相关计算，建立模型如下所示。

(2)

式中：D2——时间T内城市交通需求(pcu)；Pi——城市交通中第i种车型的交通量(veh/d)；mi——第i种车型的当量换算系数(pcu/veh)；ki——第i种车型在T时间内出行量占总出行量的百分比(%)[6]。

根据以上所建立的模型，对城市交通需求量进行预测分析。

2.路网容量负荷分析

根据对路网容量及城市交通需求的计算，在此进行道路容量与需求匹配分析。这里引进城市路网容量负荷度σ，用来判断路网容量的供需平衡情况。σ的计算公式为：

(3)

式中：σ——城市道路网供需匹配系数，即路网负荷度；N——城市道路网容量；D——城市交通需求。

根据计算结果，当小于0.9时表示供给不足，当大于1.1时表示供给富裕，在其间表示供给基本满足要求。

在供给不足的情况下，表示城市道路网的容量不足，在采取交通管理与控制的相关理论外，还应通过各种措施和手段减少不必要不合理的出行，优化交通结构，调整交通需求空间分布。而在供给富余的情况下，会造成道路资源的浪费，与建立节约型社会的理念相悖，并不值得提倡。只有在基本匹配和良好匹配的前提下，才能使得道路资源得到充分利用而又不会造成过度交通拥堵。

四、结语

本文分析了城市道路网络的基本特征，采用时空消耗法分别建立了城市道路网容量的数据模型，并从城市本身的交通需求出发，建立了城市交通需求模型，对城市交通的供需情况进行了研究，对于评价城市道路网容量、缓解交通拥堵具有实践意义。

(References)

[1]Kyeil Kim.A Transportation Planning Model for State Highway Management:A Decision Support System Methodology to Achieve Sustainable Development[M].(Dissertation of Ph.D)Virginia Teeh,1998.

[2]陆化普等.城市交通管理评价体系[M].人民交通出版社，2003.

[3]陆锡明等.综合交通规划[M].上海:同济大学出版社,2002.

[4]李晶，刘丽.路段重要度法进行公路网交通量分配的进一步探讨[J].辽宁省交通高等专科学校学报.2002,4(3):15-17.

赵子玉(1992-)，男，汉，山东临沂人，在读研究生，交通运输工程。