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210第八章交通网络设计前面几章分别讨论了交通规划的数据调查、相关模型的建立、出行预测，但这些都不是规划项目的委托者所关心的和需要的，他们真正需要的是交通规划的设计方案（如设计图纸等）。因此，交通规划的方案设计才是整个交通规划最终的着眼点和最关键的工作，前面的各项工作都只是为这个工作作准备。因为交通规划是研究中观层面的交通，其方案设计主要是两个内容：交通网络的设计和交通枢纽的设计，其中交通网络的设计是重点，也是难点。本章我们来研究交通网络的方案设计问题，下一章讨论枢纽的方案设计问题。从前面的内容可以发现，关于数据调查、相关模型的建立、出行预测都有建立在定量的模型之上的规范的科学方法，使得其所得的结果可靠。但是，非常遗憾的是，在我国传统的交通规划理论中，恰恰在规划方案设计这个关键的环节缺乏定量的模型和规范的方法，而只提出一些定性的方法和原则，用它们来指导方案设计。就交通网络的设计而言，目前我国规划工作者所采用的方案设计方法是：在交通分配的基础上，发现现状路网对规划年份预测流量的供求矛盾所在（缺陷所在），作为现状路网的改进提供依据；然后由多个规划者综合考察交通、社会、经济、地形地貌、城市风貌等各方面的因素，根据自己的感性知识和经验各自提出一套方案，这样就得到多套方案；然后用数学评价模型对各套方案进行评价分析，选出其中最优的一个作为最终的方案。这样做的缺点是，备选的方案只有极有限的几个，而真正可行的方案有许多个甚至无穷多个，所以即使所采用的评价模型正确，也只能在这有限的几个方案中选优，而不能全域选优，很难得到真正的最优方案。1973年，Morlok首次提出交通网络设计问题并展开研究以来，在北美和西欧，许多学者如Morlok、LeBlanc、Sheffi、Friesz、Marcotte、Bell等对交通网络的设计问题展开了深入的定量化的研究，提出了描述网络设计的数学模型、和许多相应的算法，形成了交通规划领域中的一个新的研究方向——网络设计问题（NDP—NetworkDesignProblem）。1990年代以来，我国的一些学者如杨海（yangH）、黄海军、黄进仕（WongS.C.）、刘灿齐等也等加入了这个研究行列。近30年来，在NDP方面，国际上已出现了许多很有意义的研究成果，有些还应用到了实际的公路网和城市道路网的设计上。考虑到定性的方案设计方法和原则在我国的交通规划中普遍采用，并且其中还是有一些概念性和规律性的内容可以遵循和参考，本章拟首先在第一节概括地介绍这些一般的方法与原则，然后在后续四节中，着重讨论定量的、模型化的交通网络设计问题。211§8.1定性的交通网络设计方法8.1.1城市道路网设计1道路网布局城市道路网的布局有四种类型：方格网，环形放射网，自由网，混合网。1）方格网（棋盘式）每隔一定距离设置纵向的、和横向的接近平行的道路，但由于地形和历史等原因，方格网一般不一定是严格垂直和平行的，见图1。北京市、西安市、洛阳市等一些平原地区的地域是典型的方格式。这种布局的优点是：①布局整齐，有利于建筑布置和方向识别；②由于多为四肢垂直交叉口，简化了交通组织和控制。缺点是：道路非直线系数比较大，一般在1.27~1.4之间。这里，非直线系数=出行实距/PA点之间几何距离。方格网适用于地势平坦的中小城市以及大城市的局部地区的干道网。2）环形放射式环形放射式的道路网由若干条环线（不一定成圆形）和起自城市中心或环线上的某一点的射线组成，见图2。这种布局的优点是：①有利于市中心与各分区，郊区的交通联系；②非直线系数较小，一般在1.1~1.2之间。缺点是：因街道形状不够规则，交通组织比较复杂。环型放射式道路网一般适用于大城市和特大城市的主干道网。3）自由式受历史原因、山地、河流的影响，道路的线路走行无一定规则，形成自由式。这种布局的优点是：①能充分结合自然地形；②节约道路工程费用。缺点是：道路线路不规则，造成建筑用地分散，和交通组织困难。自由式适用于山区城市和河流较多的城市。4）混合式：因地制宜，将上述两种、或三种道路网形式的混合在一起。混合式使用得当可以尽得各图8-1方格式道路网图8-2环形放射式道路网212式样的优点、扬长避短。我国大多数城市采用方格式与环形放射式的混合式，如北京。2道路的类型（规格）城市道路可分为快速路、主干路、次干路、支路、和自行车专用路、商业步行专用路等。小城市只分干路和支路两种，前四种道路是主要为机动车服务的，也是最常见的。对于它们，表8-1列出了设计指标。表8-1大中城市路路网规划指标城市规模人口（万人）快速路主干路次干路支路机动车设计速度（km/h）大城市〉30080604030≤30060-8040-604030中等城市-——404030路路网密度（km/km2）大城市〉3000.4-0.50.8-1.21.2-1.43-4≤3000.3-0.40.8-1.21.2-1.43-4中等城市——1.0-1.21.2-1.43-4机动车车路条数大城市〉3006-86-84-62-4≤3004-64-642中等城市——42-42路路宽度（m）大城市〉30040-4545-5540-5015-30≤30035-4040-4530-4515-20中等城市——35-4530-4015-20各种类型的道路的定义是：快速路：1）中间设隔离物分隔对向车流，或两个方向的车路分别设置在不同标高上；2）两侧不设置大流量的公共建筑出入口；3）两侧设护栏，严格限制非机动车，行人横穿；4）两旁视野开阔，不可种高大乔木，弯度和坡度要小；5）与其它道路立体交叉，有条件的城市，部分或全部路段可高架。主干路：1）机动车、非机动车路分隔，大部分路段设护栏；2）两侧不设置大流量公共建筑的出入口。次干路和支路：注意满足公共交通线路行驶的需求。3交叉口设计交叉口是城市道路网的主要组成部分，在设计道路网时，应该同时考虑交叉口的设计。交叉口的设计主要是个微观的设计问题，交通控制理论中已有详细深入的讨论，在此，我们只介绍交叉口的各种类型以及确定类型的标准。预先介绍两个概念：213交叉口的进口道：路段上在靠近交叉口用于分离不同流向车流和停放排队车辆的部分。进口道的车道数是分流向的、并且一般多于路段的车道数。交叉口的通行能力：各个方向进口道单位小时可通过的最大标准车辆数（pcu）之和。平面交叉口的机动车通行能力列于表8-2。交叉口分类：从管制方式分，有：无信号灯、有信号灯。从分隔方式分，有：平面交叉、立体交叉。表8-2平面交叉口通行能力（1000pcu/h）相交道路等级交叉口形式T字型十字型无信号有信号无信号有信号主干道×主干路——3.3-3.7——4.4-5.0主干×次干——2.8-3.3——3.5-4.4次干×次干1.9-2.22.2-2.72.5-2.82.8-3.4次干×支路1.5-1.71.7-2.21.7-2.02.0-2.6支路×支路0.8-1.0——1.0-1.2——注：进口道车道数：主干道3-4条、次干道2-3条、支路2条。这里立体交叉口是指互通式立体交叉口。如果一个立体交叉口不是互通式的，不同方向的车辆就不能在此分流和汇流，这本身就不具有交叉口的全部含义，故这里不含盖这种交叉口。在下列情况下，可采用互通式交叉口：·快速路×市郊高速公路；·快速路×快速路；·快速路×主干路；·快速路×次干路；·主干路×主干路、且交叉口交通量很大；·各进口道上流量之和大于或接近交叉口通行能力，而又无法通过改进交叉口几何布置来提高其通行能力的交叉口。城市的互通式立交形式有：苜缩叶式、部分苜缩叶式、菱形、环形、三路喇叭型、三路环型等，占地面积约为2.5—5公顷，总通行能力约为5000—10000pcu/h。各种形式的互通式立体交叉口的具体形态和特点请参阅道路交通设计的有关文献。应该根据相交的道路上的流量，在节省建设投资的前提下，选择最适合的交叉口。设计时还要注意：①快速路、主干路、次干路、支路四级道路不能超级相交，如快速路不要与次干路相交；②环形交叉口通行能力低于非环形平面交叉口，因此大城市较少采用，一般规定：当规划交通量〉2700pcu/h时，不宜采用环形交叉口。关于城市道路交叉口和路段设计的更详细内容可参阅张廷楷（1990）、周荣沾（1999）。2148.1.2公共交通网络城市公共交通是指定时定线的公共汽车、公共电车、轨道交通（轻轨、地铁）、轮渡等交通方式。广义地说，出租车也属于一种公共交通，但因为它仍是一种个体交通，此处不包含它。本小节只讨论公共汽车、电车的网络设计问题，这是目前国内外使用最广泛的公共交通方式。1公共交通网络形式有三种基本的公共交通网络类型：①有中央终点的放射形网（图8-3（1）），中心点一般取市商业中心或长途汽车、火车站。常用于小城市。优点是：乘客只需要不多于一次换乘就可完成出行；且便于调度管理；还有利于促进市中心的商业繁荣和发展。缺点是：非直线系数大。②：主干线与驳运线结合网，又称“鱼骨式”（见图8-3（2）），多用于带形中等城市。③：环线网（见图8-3（3））。优点是：减轻中心点的换乘压力。降低非直线系数。实际上许多城市的公交网络都不是上述单独的某种类型，而是两种或多种基本类型的组合形式。如图8-4（1）是环线式与放射式的组合网；图8-4（2）是鱼骨式、放射式与环线式的组合网。（1）（2）（3）图8-3基本公交线网类型（1）（2）图8-4组合形式的公共交通网络2152技术规格公共交通应遵循如下技术规格：线路长度及单程时间宜为30—50min，大城市可略大一些，但最好不超过60min。过长会导致车辆准时率低，过短则会增加乘客换乘次数。中等城市的公共交通线路密度：市中心区4~5km/km2；郊区、市边缘区2~3km/km2。大城市略高于此值，小城市略低于此值。非直线系数不超过1.5。车队规模：大城市800~1000人/辆，中小城市1200~1500人/辆。3服务水平参数出行者是否选择公交方式主要由公共交通的服务水平决定。刻画公共交通的服务水平可用下面四个参数：非直达系数（又称“换乘系数”）：K=（公交乘客总量-直达乘客量）/公交乘客总量。非直达系数越低，服务水平就越高。实载率：=车内实际乘客数/车内座位数。实载率越低，服务水平就越高。平均营运速度：=线路长度/出发点至终点时间（含中途停车）。平均运营速度越高，服务水平就越高。发车间隔。发车间隔越小，服务水平就越高。4公交车站与站场设计首末车站：用地1000——1400m2，含车辆排队停车场地、调度、休息室、乘客排队空间。中间车站：对于同侧换乘，几条线路可用同一个站点，如果线路太多，也可同侧设两个站点，两站点之间相距应50m；对于对向或相交道路上的换乘的站点，相距应150m。车站应该设在离交叉口50m的地方，以免影响交叉口的通行效率。在主干道快或速道上，公交站应设为港湾式，上下行对置车站，迎面错开30——50m。站距：一般线路：市区500——800(m)郊区800——1000（m）快车线路：市区1500——2000（m）郊区1500——2500（m）保养场：公共汽、电车的保养场的面积规模和每辆车的保养用地指标见表8-3。表8-3保养场的面积规模和每辆车保养用地规模（辆）50100200≥300单节车用地（m2/辆）220210200190铰接车用地（m2/辆）2802702602502168.1.3城市轨道交通规划1城市轨道交通网络城市轨道交通又叫“城市快速轨道交通”。特点是：运量大，速度快，准时点，对城市发展拉动力强，使用寿命长（100年以上），建设费用高，建设时间长，建成后不可更改。常见的形式：地铁、轻轨、市郊铁路（郊铁），在市区内的主要是地铁和轻轨两种形式。因为地铁和轻轨的运营速度大于一般公交，又分别称作：大运量、中运量快速轨道交通。地铁：多在地下，但延伸到城市边缘地区或郊外时，也可将轨道铺设在地面和高架上，但必须做成全封闭线路。轻轨：多行于高架，但某些路段也可能是在地面，但必须做成全封闭线路，也允许部分区间线路进入地下。地铁与轻轨的区别主要不在于其是在地下还是