第4章交通网络布局规划与设计

1第二讲交通网络布局规划与设计主要内容:第1节概述第2节交通小区划分第3节交通网络与线路布局规划第4节交通网络的拓扑建模2上节内容回顾1.交通(Traffic)的定义广义地：人、货物、信息的的地点间，并伴随着人的思维意识的移动。侠义地：人、货物地点间，并伴随着人的思维意识的移动。（水流、山崩、地震等自然现象)当代社会的特征：人流、物流、信息流伴随着人的思维意识的移动：(1)移动的本身有价值；(2)移动的结果有价值。3上节内容回顾2、交通的经济学分类：(1)本源性需求(2)派生性需求3、交通的作用(1)交通的经济作用；(2)交通的社会作用4、交通规划的定义交通规划(Traffic/TransportationPlanning)是确定交通目标与设计达到交通目标的策略和行动的过程。4上节内容回顾5、交通规划的构成要素：(1)需求要素：移动的意识决定主体----个人、团体；移动的对象----人、物(2)供给要素：运载工具----汽车、火车、飞机、船舶交通网络----线路、站场运行系统——信号控制系统、信息管制中心(3)市场要素：交通市场的调节系统----经营主体和市场框架。5上节内容回顾6、交通规划的种类：(1)按移动的对象分：旅客交通规划(人的移动)、货物交通规划(2)按交通方式分：城市道路交通规划、公路交通规划、铁路交通规划、港湾交通规划(3)按交通设施分类：交通网络规划、交通节点规划(4)按交通服务分类：公共交通规划；特定用户交通规划----交通弱者(中小学生、伤残、盲人、老龄人)通行路；特定交通服务规划----急救、避难路(5)按交通服务对象的空间规模分类国际交通规划、全国交通规划、区域交通规划、城市交通规划、地区交通规划6上节内容回顾6、交通规划的种类：(6)按规划目标时期分类：长期交通规划、中期交通规划、短期交通规划7第１节概述交通流分配问题（最短路径算法——里程最短、时间最短等）交通小区划分问题划分的原则——决定了交通规划四阶段预测模型的准确性和可行性交通网络的评价评价准则——有利于交通网络的合理布局和协调发展8第2节交通小区划分交通小区分区(zoning)遵照以下原则：1.现有统计数据采集的方便性2.均匀性和由中心向外逐渐增大3.充分利用自然障碍物4.包含高速公路匝道、车站、枢纽5.考虑土地利用图4.2.1交通小区划分示例图例码头用地物流用地商业用地工业用地住宅用地研究用地绿化用地图4.2.2交通小区划分与土地利用11第3节交通网络与线路布局规划1.城市交通网络基本形式（1）方格网式（优：可达性、秩序性、方向感、易于辨别，有利于城市用地划分和建筑的布置；缺：网络空间形式简单、对角线方向直线系数小）（西安、北京）一、交通网络结构与布局12第3节交通网络与线路布局规划一、交通网络结构与布局1.城市交通网络基本形式（2）带状带状交通网是由一条或几条主要的交通线路沿带状轴向延伸，并且与一些垂直的次级交通线路组成类似方格状的交通网。特点：使城市土地利用布局沿着交通轴线方向延伸并接近自然，对地形、水系等条件适应性较好。（如：兰州）13第3节交通网络与线路布局规划一、交通网络结构与布局1.城市交通网络基本形式（3）放射状特点：连接主城与卫星城之间14第3节交通网络与线路布局规划一、交通网络结构与布局1.城市交通网络基本形式（4）环形放射状城市骨架交通网络由环形和放射交通线路组合而成。放射状交通线：承担内外出行，连接主城与卫星城；环形交通网：承担区与区之间或过境出行，连接卫星城之间，减少卫星城之间的出行穿越主城中心。（北京）15第3节交通网络与线路布局规划一、交通网络结构与布局1.城市交通网络基本形式（5）自由式:因地形、水系或其他条件限制而使道路自由布置。优点：较好的满足地形、水系及其他限制条件。缺点：无秩序、区别性差，道路交叉口易形成畸形。风景旅游城市/旅游区可以采用（如上海、天津）162.城市交通网络形式与城市类型（1）城市规模与路网形式(人口规模—城市规模—城市路网的形式)（2）城市性质与路网形式（土地利用、经济位置—工业、中心、交通枢纽：郑州铁路枢纽城市、特殊功能）（该分类方法与城市道路网关系不明确）（3）城市在区域交通网中的位置与路网形式（交通枢纽、尽头式、穿越式；外围环线）（4）城市发展形态结构与路网形式17（4）城市发展形态结构①中央组团式结构（市中心、网络、放射形（+环形））（适用于平原城市如北京、成都等）②分散组团式结构（几个中心，网络、环形放射形或者带形）（适用于地形比较复杂的城市，如重庆、包头等）③带状结构（几个在一条线上组团，网络带形）（兰州、桂林、深圳等）④棋盘式结构（均匀分布，网络方格）（北京、西安、开封等）⑤自由式结构（城市受特定地形、水系约束）（天津、大连、青岛）18二、交通网络布局规划评价交通网络布局规划评价主要是对其空间布局合理性和有效性进行综合评价，其内容主要有：评价指标的选择与确定和评价体系。交通网络是城市或区域的骨架，是保证用地功能发挥和保持拉动经济、保障可持续发展的基础设施，左右着城市或区域的发展方向或规模。因此，交通网络布局的合理性也应作为研究的问题。19以城市道路网布局为例，在确定评价时，遵循以下原则：1、动态指标跟静态指标相结合。静态指标：道路网密度、道路面积率、各等级路网的比例。动态指标：对道路网服务的交通流因素的评价指标。2、科学性定量评价与专家经验判断相结合。3、符合我国的经济发展水平，避免过高确定目标。1.评价指标201.评价指标(1)道路网密度(km/km2)道路网密度是指单位城市用地面积内道路的长度，表示区域中道路网的疏密程度，即：道路网密度(km/km2)=城市建成区内道路总长(km)/城市建成区用地面积(km2)道路网密度既体现城市道路网建设数量和水平，又可反映城市道路网布局质量优劣。第三章，我国1991年3月颁布的国家标准《城市用地分类与规划建设用地标准》，10，46，73.第5类对外交通用地（T）、第6类道路广场用地（S）。前者担负城市对外交通的综合交通设施用地，后者又分为道路用地（S1）、广场用地（S2）和社会停车场库用地（S3）。S1分为：主干道用地S11，次干道用地S12和支路用地S13，并被界定为包括主干道、次干道、支路、交叉口用地，不包括居住区内居住小区级及其以下级道路，也不包括各种用地内部的道路，如厂区道路、校园内部道路。2122表4.3-1发达国家城市道路用地城市名称指标纽约芝加哥旧金山伦敦米兰巴黎巴塞罗那东京名古屋大阪平均值道路用地率(%)25.423.414.916.68.720.015.814.114.417.217.1人均道路用地(m2/人)28.345.925.327.19.6—8.810.322.814.221.4道路网密度(km/km2)13.118.636.78.007.1413.318.418.418.118.116.2表4.3-2我国主要城市道路用地道路用地率(%)人均道路用地(m2/人)道路网密度(km/km2)上海9.433.29.07北京6.114.85.98天津9.597.19.29沈阳9.194.79.16武汉5.723.66.06广州6.664.56.66哈尔滨8.745.310.4重庆8.924.011.46南京7.074.86.98西安7.645.57.59成都8.404.27.74大连6.347.04.28长春7.755.06.60太原6.266.66.96济南13.6510.411.09兰州3.194.23.09昆明3.572.93.38郑州5.835.04.90长沙4.964.36.61杭州6.335.08.19南昌5.092.99.37石家庄7.536.07.27乌鲁木齐7.994.87.34深圳8.047.43.65平均6.55城市名称指标24(2)干道网间距(km)干道网间距即两条干道之间的间隔，对道路网密度起到决定作用。我国没有规定城市干道的间隔，国际上各国采用的标准也不一致。荷兰规定干道间隔为800～1000m；美国为1/2～2英里；丹麦哥本哈根为700m；德国慕尼黑为700～1000m；英国道路多采用区域自动化控制，道路间距以250～700m为宜；日本没有规定干道间隔的具体数值。25(2)干道网间距(km)•根据国外城市道路网规划建设经验，确定道路网布局应考虑以下内容：•1、交通流的连续性。间隔过密、交叉口数量增加，增加车辆在交叉口等候和频繁加减速，使得车辆延误增加，降低了交通流的连续性和道路的C。因此，以次干道间距不小于300m，主干道间距不小于600m为宜。•2、城市用地。特大和大城市，中心区为商务区，出行率高，客流较为集中，干道过稀不宜居民出行；因此，次干道间距300~400m，主干道间距600~800m为宜。城市工业区边缘区，Q较小，干道间距适当增大，次干道500~600，主干道1000~1200.26(3)路网结构路网结构是指城市快速路、主干道、次干道、支路在长度上的比例，衡量道路网的结构合理性。根据城市道路功能的分类和保证交通流的畅通，道路的交通结构应该为“塔”字型，即城市快速路的比例最小、按照城市快速路、主干道、次干道、支路的顺序比例逐渐增高。其比例值分别被推荐为≤5%、27%～30%、32%和33%～36%。27(4)道路面积率（%）道路面积率即道路用地(S1)面积占城市建设用地面积的比例。我国国家标准《城市用地分类与规划建设用地标准》中，要求道路广场用地(S)占城市建设用地的比例为8%～15%，参照表4.3-1所示国外城市的数值可知，我国国标的规定值偏小。为了适应大城市交通发展的需要，建议将我国的城市道路面积率调整到10%～30%较为合适。28(5)人均道路面积(m2/人)人均道路面积是指城市居民人均占有的道路面积。我国国家标准《城市用地分类与规划建设用地标准》中，给出了道路广场用地为7～15m2/人，这一指标是与上述8%～15%的道路广场用地率相对应的，因此大城市的人均道路用地面积指标也应该相应提高。29(6)道路网的可达性道路网的可达性(Accessibility)是指所有交通小区中心到达道路网最短距离的平均值。该指标值越小，说明其可达性越好，路网密度越大，即zNiizaLNL11式中Nz—交通小区数；Li—i交通小区到道路网的最短距离。30(7)道路网连接度道路网连接度是指道路网中路段之间的连接程度，用下式表示：NMJ2式中M—道路网中路段数；N—道路网的节点数。表4.4-3简单道路网布局的连接度值网络布局形式节点数网络总边数联结度值32402.545683.0981.817323.8322.评价体系利用类似上述多因素进行综合分析评价的方法主要有：层次分析法、聚类分析法、主成分分析法和模糊综合评价等。33层次分析法(AHP)城市道路网布局规划层次结构模型34第4节交通网络的拓扑建模网络可以描述道路和交叉口的物理性构造，网络都是由点集（交叉口）和与此连接的线（道路）组成，并将点的集合称为节点(Node)集,用Ｎ表示；将连接节点的线段的集合称为路段(LinkorArc)集，用Ａ表示；因此，网络可以用由点和线段组成的有向图进行数学描述。35一、网络及其拓扑表现路网的拓扑表现示意图37实际交通网络道路铁路123456789101112131415161718192021222324道路铁路123456789101112131415161718192021222324网络拓扑模型路段号起点终点长度(km)车道数…道路名1350.204…胜利南街2560.154…胜利南街36130.224…胜利南街413140.114…胜利南街53210.404…胜利南街621240.184…胜利南街7980.254…和平东路8870.254…和平东路9760.084…和平东路106170.504…和平西路…………………道路网络的拓扑关系及属性数据41路径与路段连接矩阵42二、匝道和交叉口45本章小结1.交通小区划分的原则2.城市交通网络的基本形式3