城市道路网络规划

1道路网络结构与基本指标道路网络结构与道路分类1.1道路网的结构和特性主要由路网基本形态和路网交通流特征决定。由于道路所在区域土地利用和土地开发的差异，以及管理体制原因，我国道路规划、建设、管理甚至设计标准，均分为公路与城市道路两大类。这种区分与我国城市混合交通条件也有很大的关系。公路与城市道路在空间上没有非常严格的界限。通常集中城市化区域内的道路作为城市道路；集中城市化区域之外的道路作为公路。城市道路分类：交通功能，行车条件/道路管理公路分类方法：行政等级，技术等级城市道路基本分类规划设计分类：快速路、主干道、次干道、支路、小区道路、步行街交通管理分类：机动车专用道、非机动车专用道公交专用道、客运车辆专用道单行道道路断面形式：四块板、三块板、二块板、一块板道路与街道干道与集散道路行政等级分类：国家高速公路、（区域高速公路）国道（国道主干线）、省道县道、乡道、村道技术等级分类：高速公路、一级路、二级路三级路、四级路、等外公路路面条件分类：晴雨通车里程公路基本分类高速公路有分隔/无分隔的多车道公路乡村双车道公路城市道路网基本形态1.1道路网络的基本形态指空间布局特征，包括道路的走向、连接方式和各类道路的组合。道路网的基本形态既与城市特性有关，也与路网的发育程度有关。基本的路网形式有方格网式、环形放射式、自由式以及混合式等。方格网式也称棋盘式，主要道路由两组大致互相垂直的平行道路组成；环形放射式道路网由自城市中心向各主要方向延伸的辐射状道路及若干环绕市中心不等距的环形道路组成；自由式路网一般为滨江（海）或坡地城市顺应地形而形成的道路系统；混合式路网指的是前述三种不同形态路网混合而成的道路系统。交通流与路网基本指标1.1道路上的机动车流、非机动车流与人流统称为交通流。如无特殊说明，一般情况下交通流主要指机动车流。通常用流量、密度、速度等三个最重要的参数来描述其特征。道路上行驶的车流，不因外界因素干扰而停车，称为连续流。如果车流由于交叉口信号或标志等原因，可能导致车流行驶中断，称为间断流。城市道路网络以间断流为主，公路网络以连续流为主路网特征指标有平均路网密度、道面面积率（城市）、人均道路长度、车均道路长度、人均道路面积、车均道路面积以及衡量各级道路相对比重的路网技术等级等指标。路网基本指标1.1）（规划区域面积规划区域路网总长度平均路网密度2/KmKm）（规划城市总面积规划区域道路用地面积道路面积率（城市）%人（辆））（数）规划区域人口数（车辆规划区域道路网长度人均（车均）道路长度/m人（辆））（数）规划区域人口数（车辆规划区域道路网总面积人均（车均）道路面积/2m公路里程公路等级值）（公路里程公路网技术等级2道路交通量预测城市道路的路段和交叉口交通预测必须在网络背景下分析，通常采用经典四步骤模型。道路机动车交通量不仅与机动车保有量有关，而且与城市土地利用、交通政策、交通方式等诸多因素有关。与城市道路交通量对区域开发强度、交通管理因素变化比较敏感不同，公路网络形态、运量分担率相对比较稳定。公路交通量预测首先考虑现状基础上的增长，再考虑公路建成或交通服务条件变化对沿线土地开发产生的影响和增加交通量，以及各种运输方式之间的相互竞争和运量转移。一般在四步骤模型基础上，考虑诱增交通量和转移交通量。2.1道路交通量预测方法2.1现状基础资料社会经济发展规划机动车增长城市总体规划人口空间分布交通基础设施规划工作岗位空间分布出行发生模型出行生成模型出行吸引模型出行分布模型出行方式划分模型出行分配模型道路交通量每车次载客数城市道路网交通量预测流程公路网交通量预测流程2.1社会经济历史资料交通量现状调查及历年资料未来社会经济发展指标预测交通与经济发展关系和弹性系数未来年份路网方案未来年规划区交通生成量FRATAR法其它运输方式运量及流向规划区经济发展及影响研究容量限制均衡分配综合运输现状及历年资料未来年各种方案预测交通量结果未来年规划区交通OD矩阵区域综合交通运输研究诱增及转移交通的考虑基年规划区交通分布1）流量调查交通量调查分为区域交通量调查、区域境界线调查、核查线调查和特定地点（专项）调查。常用的交通量采集有交叉口流量流向调查、路段交通量调查和比重调查。根据调查目的确定观测地点、时间和内容。交通量观测除分方向外，还需要区分车型、车种。流量可以按照自然车和折算标准车计算。为便于计算，观测得到的交通量需要换算成为标准车。城市道路和高速公路、一级公路采用小客车为标准车，其它公路采用中型汽车作为标准车。车辆换算系数按车辆的道路时空资源占用确定道路交通量调查与分析2.22）主要交通量指标AADT：年平均日交通量ADT：平均日交通量，为任意期间各日交通量的总和除以该期间日数所得的值。WADT：周平均日交通量，为一周交通量总和除以7所得之值。MADT：月平均日交通量，是一个月的交通量总数除以该月的天数所得之值。高峰小时交通量：全天交通量最大的一个小时称高峰小时，该小时内的交通量谓高峰小时交通量。分早高峰或晚高峰交通量年最大小时交通量和年第30位最高小时交通量道路交通量调查与分析2.22）主要交通量指标高峰小时流量比：高峰小时交通量占日交通量的百分比。我国公路高峰小时流量比一般为8%—10%，城市道路高峰小时流量比一般为9%—13%。高峰小时系数（PHF）：为高峰小时交通量与t分钟高峰流率折算交通量之比。车种比率：不同车种交通量占总交通量的比例。KD：方向不均匀系数，表示道路不同行车方向的交通不均衡现象3）车速调查地点车速，行程车速和行驶车速调查道路交通量调查与分析2.2机动车OD调查与分析2.21）城市机动车OD调查私用小客车：通过居民OD调查获得数据，家访调查营运车辆：发表调查出租车卡车2）公路机动车OD调查出入口：询问方式路网：设卡询问3）调查内容出行出发、到达地点；出行目的、时间；装载；路径；费用交通量预测模型—四步骤方法2.3I类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类(a)(b)(c)(d)G－出行生成；D－出行分布；MS－交通方式划分；A－交通分配(a)(b)(c)(d)G－MSDAGD－MSAGDAMSGMSAD四阶段交通需求预测由4个子模型组成：出行生成、出行分布、方式选择、交通分配。出行生成预测指对每一个小区产生和吸引的出行数量的预测，即预测发生在每一个小区的出行端数量；出行分布预测是指从起点小区到终点小区(OD)的交通量预测，即指定二个小区（地点）的出行交换量；方式划分预测是指对每组起、终点间各种可能的交通方式所承担比例的预测。在城市内部的出行需要考虑轨道交通、公共汽车、自行车、出租车、私人小汽车等方式，城际出行则需要考虑飞机、铁路、公路、水运等运输方式；路网分配是将每种交通方式起、终点（OD）间的流量在指定网络上分配到特定线路，最常用的网络是道路网和公交网。道路交通量预测方法2.21）弹性预测模型社会经济活动的频繁程度与交通需求增长之间存在相关性弹性预测模型即描述经济与交通需求增长率的相关关系εij：为j年相对于i年的弹性系数；Ti，Ti：i和j年的交通生成量；Ei，Ei：i和j年的经济指标值交通生成量可以是出行人次、车次；客货运量、客货周转量；也可以是客货运交通量。根据需要还可分区域、分时段确定弹性系数。交通量预测模型—交通生成2.3iijiijiijiijijEEETTTEETT/)(/)(//2）回归预测模型一般采用多元回归模型。根据ＯＤ调查、土地利用等数据，标定反映分区出行生成量模型的参数；利用已求出的参数及各因素预测值预测出行生成量：Ti:i年的交通生成量；xi:与第i年交通生成量有关的指标值，如国内生产总值GDP、车辆拥有量、土地利用（总人口、职工岗位）、社会商品零售总额、客货物周转量、客货运量等；C0、C1、C2、Cn为待定参数。交通量预测模型—交通生成2.3niniiixcxcxccT22110交通分布预测模型分为两大类，一类是用现状出行ＯＤ分布求算未来ＯＤ表，称为现在状态法，也称增长率法，包括均衡增长率法、平均增长率法、底特律法、费雷特法；另一类是考虑区间距离、时间等因素与交通量的关系求算未来交通分布，这类模型称为综合法，包括重力模型、机会模型等。现在状态法模型适用于未来交通分布与现状交通分布差异较小的情况。多用于公路交通分布预测。重力模型法反映交通与经济、人口之间的内在联系，因而能够适应城市区域土地利用、交通分布模式发生较大幅度变化的情况。用于城市交通分布预测。交通量预测模型—交通分布2.31）现在状态法：均衡增长率模型FODij＝ODij（FQ/Q）FODij：预测年从ｉ分区到ｊ分区的交通分布；ODij:基年从ｉ分区到ｊ分区的交通分布Q:基年各分区的发生集中量总和；FQ：预测年各分区的发生集中量总和。模型应用的前提条件为该地区的交通布局不发生变化，适合各分区间经济发展差异很小且经济与交通格局几乎不变的地区，也可用于那些土地利用形态及强度稳定的地区的ＯＤ调查数据的校正与调整。交通量预测模型—交通分布2.31）现在状态法：弗莱特（Fratar）模型Fik:第k次迭代ｉ分区预测年对基年的交通发生量之比；Gjk:第k次迭代ｊ分区预测年对基年的交通集中量之比；模型的前提假设为从某个分区出发的交通量与该区现在的交通出发量成正比，且未来分布正比于区域分布系数交通量预测模型—交通分布2.32/)(1jijiijijLLGFODFOD2/)(1kjkikjkikijkijLLGFODFOD)(/1kjnjkijkikiGODOL)(/1kinikijkjkjFODDL2）重力模型重力模型假设各分区间的交通分布与分区间的引力成正比而与分区间的阻力成反比。重力模型考虑不同土地利用之间存在的竞争，能反映分区间出行成本变化对分布的影响（1）基本重力模型（2）美国公路局重力模型Tij为交通区i到交通区j的交通分布量；Oi为交通区i的交通产生量Dj为交通区j的交通吸引量；tij为从交通区i到交通区j出行的阻抗参数；Kij为从交通区i到交通区j出行的调整系数；k、α、β、γ、ξ为待定参数。阻抗函数f(tij)为tij的函数交通量预测模型—交通分布2.3ijjiijtDOKTijijnjjijijjiijKtfDKtfDOT)()(11）分担率曲线法根据出行调查的结果，以横轴表示影响交通方式分担率的某个主要因素（如距离）的特性值，以纵轴表示各交通方式的分担率，建立表示分担率变化的曲线。影响出行分担率的因素一般有多个，需要先将影响因素分类、制作分担率曲线交通量预测模型—交通方式划分2.32）函数模型法以各种交通方式的分担率为因变量，以影响分担率变化因素的特性值为自变量，建立交通方式划分函数模型。a,b,c,d为系数，可以通过出行调查结果确定。而x为自变量，可以交通方式之间的距离比或费用比。交通量预测模型—交通方式划分2.3bxeaPbxaecP11bxaecP11非均衡分配模型有全有全无、容量约束、转移分配、多路径概率及综合分配模型；均衡分配模型有确定型均衡分配、随机型均衡分配模型等1）全有全无分配模型在两个交通分区的最短路径上分配全部或交通量。根据交通阻抗（可以是距离、时间、费用或综合阻抗）计算最短路径。全有全无分配模型常用于自行车流量分配，也可用于简单公路网络的机动车交通量分配交通量预测模型—交通分配2.32）容量约束的分配模型容量约束分配模型与全有全无分配模型类似，但引入行程时间函数用以计算每次分配之后的路段阻抗。容量约束分配在实际计算中一般用增量配流法，将OD矩阵等分为若干份配流，每次将一定比例的交通量分配到当时的最短路径上，又称为迭代运算过程。美国联邦公路局容量约束模型的一般形式为：其中：Ｔ－路段行程时间；Ｔ0－自由流行程时间Ｖ－路段交通量；Ｃ－路段实际通行能力交通量预测模型—交通分配2.3])/(15.01[40CVTT3）确定型均衡分配模型