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城市交通分析方法及交通需求预测

时间:2023-10-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:道路交通量调查包括机动车流量、非机动车流量和行人流量及其流向的调查,速度的调查,交通事故及设施状况的调查。反映城市交通流动特征的OD 调查主要包括居民出行抽样调查、货运抽样调查两类。本调查方法可用于掌握城市居民出行特征及变化趋势,可以为城市提供交通方式和交通设施供给结构,以及优化土地使用结构的依据。2)交通需求预测方法交通需求预测共分为交通生成、交通分布、交通方式划分和交通分配四个阶段。

城市交通分析方法及交通需求预测

1.道路交通调查方法

1)交通量调查

交通量调查主要是了解现状城市道路网的交通分布状况,包括对道路网、路段、交叉口、交通枢纽等的交通流量、流向调查以及公共交通的线路、客流量、集散量调查。

道路交通量调查包括机动车流量非机动车流量和行人流量及其流向的调查,速度的调查,交通事故及设施状况的调查。一般选择控制路段和交叉口对全市道路网同时进行观测。国内大多采用人工观测记录的方法,目前也已研制了一些自动观测记录设备。国外多用自动观测记录装置,进行长期的连续观测。

最常进行的是交叉口交通量观测。根据不同的观测目的和要求设计观测记录表格和统计表格。对观测资料进行汇总、分析后,可以得到2种成果:①交通量空间分布,城市干道网交通流量流向分布图;②交通量时间分布,路段交通量全年分布图,路段交通量全周分布图,路段交通量全日分布图。

2)OD 调查(Origin Destination Survey)

OD 调查就是出行的起终点调查,目的是为了得到现状出行生成形态、交通设备资料、土地使用动态及影响交通的社会、经济等各项因素。反映城市交通流动特征的OD 调查主要包括居民出行抽样调查货运抽样调查两类。根据交通规划的需要还可以分别进行流动人口出行调查、公共交通客流调查、对外交通客货流调查、出租汽车出行调查等。

(1)交通区(traffic zone)的划分

为了对OD 调查获得的资料进行科学分析,需要把调查区域分成若干交通区,每个交通区又可分为若干交通小区。调查区应该尽可能包括所有对出行形态发生影响的建成区和在预测期内可能发展的新建区。调查区以外的郊区也要分成比较大范围的外部交通区。

划分交通区应符合下列条件:

①交通区应与城市规划和人口等调查的划区相协调。以便于综合一个交通区的土地使用和出行生成的各项资料;

②交通区的划分应便于把该区的交通分配到交通网上,如城市干道网、城市公共交通网、地铁网等;

③应使一个交通区预期的土地使用动态和交通的增长大致相似;

④交通区的大小也取决于调查的类型和调查区域的大小,交通区划得越小,精确度越高,但资料整理工作会越困难。

在划定交通区后,还要考虑划出一条或多条分隔查核线(screen-line)。查核线是在外围境界线范围内分隔成几个大区的分界线,使每一个出行通过这条线不超过一次,用以查核所调查的资料。在可能的条件下,可选取对交通可以起障碍作用的天然地形(如河流)或人工障碍物(如铁路)作为查核线。

(2)居民出行调查

居民出行(OD)调查的目的是为了取得客流的出行生成规律以及土地使用特征、社会经济条件等。家庭是居民出行的主要来源,所以一般都采用抽样家访的方法进行调查。调查的内容包括家庭地址(交通区)、用地性质、家庭成员情况、经济收入、出行目的、每日出行次数、出行时间、出行路线、出行方式、车辆停放情况等(表7-13)。本调查方法可用于掌握城市居民出行特征及变化趋势,可以为城市提供交通方式和交通设施供给结构,以及优化土地使用结构的依据。

表7-13 城市居民出行OD调查表(个人出行信息表)

(3)货运调查

货运调查常采用抽样发调查表或深入单位访问的方法,调查各工业企业、仓库、批发部、货运交通枢纽,专业运输单位的土地使用特征、产销储运情况、货物种类、运输方式、运输能力、吞吐情况、货运车种、出行时间、路线空驶率以及发展趋势等情况。本调查方法可用于掌握货运流线分布特征及变化趋势,可以为城市提供货物运输方式和运输量供给结构,以及优化土地使用结构的依据。

3)停车(泊车)调查

观测方法:以直接停放的车辆为调查对象来掌握车辆停放状况,或是以汽车保有者为对象,通过卡片、访问调查,预测未来车辆停放的趋势,还可以停车场管理人员为调查对象,对现有停车场进行抽样调查,了解停车场的使用及收费等情况。调查内容包括:

(1)建设状况:停车场种类(配建/公共)、形式(路内/路外)、结构(地面、地下、地上)、经营方式(政府/私营)、容量、收费状况。

(2)使用状况:一定时间内停放的车辆总数、高峰时间停放车辆数、平均小时停放车辆数、进出停车场的车辆数等。停车泊位的周转率(即一个泊位在单位时间内停放的车辆数,它是一个泊位上每辆车停放时间的倒数)。

本调查方法可用于普查停车场供需状况、利用效率及时空分配规律,进而为停车场的规划布局、详细设计和运营管理提供依据。

2.交通需求预测方法(四阶段法)

交通需求预测是交通规划中的核心内容之一。道路交通网络设计以及方案评价、城市交通设施的配置、土地使用布局的调整、开发强度合理性的判定都与交通需求预测有着密切的联系。

1)城市交通需求预测的内容

(1)城市客流交通需求预测:包括城市居民出行预测、城市流动人口出行预测、城市对外及过境客运交通预测三部分。

(2)城市货流交通需求预测:包括城市市内货运交通预测和城市对外及过境货运交通预测两部分。

2)交通需求预测方法

交通需求预测共分为交通生成、交通分布、交通方式划分和交通分配四个阶段。

(1)交通需求生成预测

交通需求生成预测是指根据国民经济发展状况,对规划区域及各交通分区的五大运输方式交通需求总量的发生进行预测。

①增长率法。增长率法是根据预测对象(如客运量、经济指标等)的预计增长速度进行预测的方法。其步骤是:a.分析历史年度预测对象增长率的变化规律;b.根据对相关因素发展变化的分析,确定预测期增长率;c.进行未来值的预测。预测模型的一般形式为:

Qi=Q0(1+α)t

式中,Qi为预测值;Q0为基年值;α为确定的增长率;t为预测年限。

增长率法的关键在于确定增长率,但增长率随着选择年限及计算方法的不同而存在较大的差异。所以增长率法一般仅适用于增长率变化不大且增长趋势稳定的情况。其特点是计算简单,但预测结果粗略,较适于近期预测。

②乘车系数法。乘车系数定义为区域客运量与人口数之比,乘车系数法又称为原单位发生率法,用区域总人口与平均每人年度乘车次数来预测客运量。模型的形式为:

Qi=Ptβ

式中,Qi为预测客运量值,万人;Pt为预测总人口,万人;β为乘车系数。

乘车系数可以根据指标的历年资料和今后变化趋势确定,但是乘车系数本身的变动有时难以预测,各种偶然因素会使其发生较大波动。此外,人口、职业、年龄的变化也使系数很难符合一定规律。

③产值系数法。产值系数法是根据预测期国民经济指标值(如工农业总产值、社会总产值、国民收入等)和确定的每单位指标值所引起的货运量或客运量进行预测的方法。模型的形式为:

Qi=Mtβ

式中,Qi为预测期总运量,万人或万吨;Mt为预测期经济指标;β为产值系数。

产值系数法的关键在于把握产值系数的变动趋势。

④时间序列法。时间序列法是根据规划区域客、货运输的历史统计资料,以时间t为自变量建立模型,对客、货运输量进行预测的方法。时间序列法预测技术的基本出发点是利用预测对象过去发展变化的特征来描述和预测未来的变化特征。各种事物的时间序列变化特征一般可以分为趋势形、周期形、不规则形及组合形。在交通生成预测中,一般遇到的是组合形的时间序列。

时间序列预测技术包括移动平均法、指数平滑法、成长模型等。因其不从因果关系分析入手,省去了变量筛选、自变量预测、参数检验等一系列工作,较为简单、直观。但是,时间序列预测技术本身所要求的数学知识较为深奥,计算复杂,只有借助计算机才能实现。

交通需求生成预测还可以使用回归分析法、弹性系数法、灰色预测法、类比法、经济计量模型等方法。

(2)交通分布预测

交通分布预测是指根据预测得到的各交通分区的交通发生、吸引量,确定各交通区之间的交通流量、流向,即确定OD 矩阵。交通分布预测方法可分为增长系数法和综合方法。

①增长系数法。增长系数法是基于出行起点与终点小区的交通增长特性,利用现状的OD 分布量推算将来的OD 分布量。它依赖于各节点间的基年分布情况,并假设区间的出行交通与路网的改变相互独立,或者在预测年限内交通运输系统没有明显的改变。这种方法适用于小地区或区域间出行不受空间阻挠因素的影响而只受地区间交通发生、吸引特性影响的出行空间分布形态,且这种方法不限于某些个别因素的影响,着重总的趋势,适用于交通量的宏观分布预测,但如基年OD 分布稍有偏差,对未来影响将会很大。属于增长系数法类别的交通分布预测模型主要有平均增长系数模型、弗拉塔(Fratar)模型和弗内斯(Furness)模型。

②综合方法。综合方法是将出行空间阻碍因素与地区增长特性一并考虑的模拟分析法。该方法对问题的刻画较详细,但对长期趋势的描述往往过分强调某一因素的影响而忽略了总体趋势的正确性,适用于同时受地区发生、吸引特性及空间阻挠因素影响的出行空间分布形态,模型需要标定。综合方法的交通分布预测模型主要有重力模型法、介入机会模型法、系统平衡模型法。其中重力模型,特别是单约束重力模型是现在广泛使用的交通分布预测模型,其主要优点在于考虑的因素较增长系数模型更全面,能敏感地反映交通阻抗参数的变化,即使没有完整的现状表也能进行推算预测,缺点是对短距离出行估计值偏大,因此宜在以交通小区为单位的集合水平上进行标定预测,并且交通小区的面积不宜划的过小。

③方式选择预测。让一个出行与一种交通方式相对应,一个地区的全部出行数中利用该种交通方式的人所占的比例叫做该交通方式的分担,或简称方式分担(model split),其中每个交通方式所分担的交通量叫做该交通方式的分担交通量。方式选择预测方法分为分担率曲线法(转移曲线法)、专家经验法、总量控制法、运输方式分担律法、车辆效率法、交通系数法等。

分担率曲线法的分担比例与其影响因素之间的关系曲线,称为转移曲线。影响因素包括交通小区间的距离,形成时间,或各交通方式所需的时间差等,利用转移曲线法可以直接查到各种交通方式在城市交通小区之间出行量中所占比例,其缺点在于由于该曲线是由现状调查资料得出,无法反映出未来情况,特别是影响因素发生变化时各种交通方式分担率的变化。

3)交通分配

交通分配是指将已经预测出的交通量根据实际情况按照一定的规则分配到道路网中的各条道路上,并求出各道路的交通流量。国际上通常把交通分配模型分为平衡模型与非平衡模型两大类。

平衡模型发展已有几十年历史,在理论上平衡模型结构严谨、思路明确,比较适合于宏观研究,但由于维数大,约束条件多,这类模型的求解比较困难,尽管有近似方法,但在实际工程中难以应用。相比之下,非平衡模型具有结构简单、概念明确、计算简便等特点,因而被广泛使用,效果良好。表7-14为非平衡模型的具体分类形式。

表7-14 非平衡模型分类形式

3.道路网络分析方法

1)道路路网

(1)道路网络类型

城市交通路网是由各类各级城市道路所组成,由主次干路及快速路组成的干路网构成城市发展的骨架,城市路网一经形成,便大体上确定城市土地利用发展轮廓,并将持续影响城市的建设与发展。

常见的城市路网可以抽象的归纳为四种类型:方格网式、环形放射式、自由式、混合式。

方格网式路网(又称棋盘式道路网)适用于地势平坦地区的中、小城市(图7-16)。它划分的街道整齐,有利于沿街建筑布置。这种路网的优点是交通分散,灵活性强;缺点在于道路功能不易明确,交叉口多,对角线方向的交通不便。我国许多大城市的老城区均是此结构形式。

图7-16 方格网式路网

图7-17 北京路网结构图

环形放射式路网由市中心向四周引出若干条放射干道,并在各条放射干道间连以若干条环形干道(图7-17)。这种路网的优点是有利于市中心区与各分区、郊区、市区外围相邻各区之间的交通联系,道路功能明确;缺点是容易将各方向交通引至市中心,造成市中心交通过于集中,交通灵活性不如方格网式路网。

自由式路网一般是由于城市地形起伏,道路结合地形变化呈不规则形状而形成的(图7-18)。其主要优点是不拘一格,充分结合自然地形,线形生动活泼,对环境和景观破坏较少,可节约工程造价;缺点在于绕行距离较大,不规则街坊多,建筑用地较分散。此类路网常见于地形起伏较大的山区与丘陵地带的城市,如我国的重庆、青岛等。

图7-18 青岛路网结构图

以上三种基本形式常常又组合在一起,即形成混合型(图7-19)。混合型结构常根据城市发展的实际需要逐步形成,有利于因地制宜、扬长避短、合理组织分配交通,如中心城区布置(或保留)方格网式结构,各分区、郊区、城区及外围可用放射环和(或)自由式结构加以组织。国内许多特大城市历经发展逐步发展成这种形式。

图7-19 武汉路网结构图

(2)道路网密度

城市范围内不同功能、等级、区位的道路,以一定的密度和适当的形式组成了网络体系结构。所以,路网密度是衡量城市道路网是否合理的指标之一。对交通而言,路网密度越高,道路长度越长,能提供更多的道路接入空间,也能提供更密的人行和非机动车网络以及公交线路服务空间,同时路网的联通度更好,循环能力更强,增强了道路网承受交通压力的弹性,为单向交通组织提供必备的道路条件,提高交通组织效率。对非工业仓储等城市用地而言,路网越密,地块划分越小,能提供更多的沿街面、更多的开放空间,提升街道邻里的交流机会,提升城市空间趣味,从而提高地区的多元化和活力以及土地价值。

道路网密度是城市道路总长度与城市用地总面积之比。

一般而言,快速路、主干路的道路网间距为800~1200m,计算出快速路、主干路合计的道路网密度为1.7~2.5km/km2,按照大城市快速路:主干路:次干路:支路的长度比为1∶2∶3∶6;中等城市主干路:次干路:支路的长度比为1∶1.2∶3来计算,得出道路网密度(km/km2),如表7-15所示。

表7-15 道路网密度(km/km2

在我国,不同区位、形态、规模的城市道路网密度不同。从城市区位角度看,南方城市普遍高于北方城市,南方城市道路网密度平均值为6.62km/km2,北方城市道路网密度平均值为5.07km/km2;从城市形态来看,呈现“组团形态>团块形态>带状形态”的特征。以深圳、重庆等为代表的组团型城市平均道路网密度为6.33km/km2,以北京、西安等为代表的团块型城市平均道路网密度为5.79km/km2,以兰州、济南为代表的带型城市平均道路网密度为4.38km/km2;从城市规模角度来看,城市规模越大,道路网密度相对越高。在全国36个主要城市中,超大型城市平均道路网密度为7.30km/km2,特大型城市平均道路网密度为6.06km/km2,Ⅰ型和Ⅱ型大城市分别为5.76km/km2 和5.39km/km2

与许多国外城市相比,中国城市路网密度处于偏低水平(表7-16),低密度的路网除了表现为大尺度、稀疏,还表现为城市肌理的不规则和不完整。

表7-16 国内外城市建成区平均道路密度比较

资料来源:《城市道路交通规划设计规范》(GB50220-95):5.4-7.1

2016年2月,中共中央国务院发布《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》,《意见》指出树立“窄马路、密路网”的城市道路布局理念,到2020年,城市建成区平均路网密度提高到8公里/平方公里,道路面积率达到15%。

(3)道路面积率

道路面积率又称道路面积密度,是城市各类各级道路用地面积与城市用地总面积之比。城市道路面积率是反映城市建成区城市道路拥有量的重要经济指标。公式为:

按照《城市用地分类标准(2012)》的规定,城市道路用地应占城市建设用地面积的10%~30%,比1995年发布的《城市道路规划设计规范(GB50220—95)》中规定的8%~15%大大地提高,说明从政策层面,我国在不断提高道路用地面积率指标。

与国际上一些城市对比,我国城市的道路面积率较低。更准确地说,是公共道路的面积率不够高。我国普遍存在的大街区开发模式下,有两种属性的道路存在,一种是大街区外的对所有公众开放的道路,系公共道路;另一种是街区内部仅供街区内的住民和访客使用的私属道路,系街区内部道路。尽管在建设标准上与公共道路有所差异,但内部道路所占的用地面积也很大。按现实中超大街区开发模式所构建的街道网络,公共道路和内部道路的综合面积率接近30%,这甚至超过了小尺度街区、细密路网开发模式下所构建的路网的面积率。

针对道路尺度大、密度偏低、面积率偏低带来的负面影响,在新建城市中心区,首先要按照人性化尺度进行道路网规划;其次是规划小尺度街区,在增加道路密度的同时,降低道路的尺度。对于已建成区,首先按照完整的街道理念,重新优化调整路权,保障和改善绿色交通的空间环境;其次,增加行人、自行车路段过街设施,以减少道路密度不足对行人和自行车可达性的影响;最后,开放超大街区,使内部道路公共化或对步行、自行车部分交通方式开放,打通微循环,使城市肌理更健康、通达。

4.公共交通分析方法

公共交通是在城市及其辖区范围内供公众出行乘用的各种客运交通方式的总称,包括公共汽车电车出租车、轮渡、地铁、轻轨以及缆车等。

1)公交设施分析

公交设施包括公交停保场、公交首末站、公共交通枢纽站、公交停靠站、公交专用道等的场站设施,这些设施的配置应与公共交通发展规模相匹配,用地有保证。

(1)公交停保场

公交停保场是具有晚间停放公交车、加油、日常维护和抢修的功能,是集停车、维修保养、车辆安全检测、办公、加油于一体的综合性智能化管理场站。对于公交停保场的规划主要考虑其选址和用地规模。一般情况下,公交停保场应避免在闹市及人员密集地区,宜选择在清静、便利通行的次干道上,建立在公交线网的重心处,以减少空驶里程和司乘人员的通勤距离,保证停车保养的使用方便、经济合理。

公共交通车辆保养场用地面积指标宜符合下表7-17的规定。

表7-17 保养场用地面积指标

(2)公交首末站

公交首末站是公交线路的始发站和终点站,部分还是车队的所在地和夜间驻车的主要场所。对于公交首末站的规划主要考虑其选址和土地使用布局。公交首末站的选址应遵循以下原则:①宜选在紧靠客流集散点,尽可能在与道路客流主要方向的一侧设置;②宜在人口比较集中、客流量较大且周围有规划用地或者空地的地方设置。如火车站、汽车站、公园、文化或体育中心附近等;③站点规模要根据规划配置的线路和线路配置的车辆数确定;④尽可能避免在平面交叉口范围内设置首末站点,如果确实需要设置,必要时须在首末站的出入口设置信号控制,减少对交叉口和周边道路交通的干扰。随着土地资源的日趋紧张,深圳的城市已开始规划实施非独立占地的附设式首末站,设于建筑第一层,并制定完善的实施机制。

(3)公交枢纽站

公交枢纽站是指具有一定路外用地规模的,为乘客提供集中的换乘服务,并为公交车辆提供停靠、上下客、到发,甚至停车、管理调度功能的设施,也可视为多条公交线路汇集、换乘功能较强的公交首末站。对于公交枢纽站的分析,首先要确定其选址,公交枢纽站一般会选择在城市密集地区,考虑公交枢纽站的综合开发模式,宜将公交系统与包括商业、商务办公、酒店、居住等某一种或几种业态的开发部分共同进行设计及建设。其次,分析进入场站的公交线路数量、车辆数及发出频率等,然后根据枢纽站的功能开展需求预测,确定枢纽站各个功能区的规模。再者,开展内外部交通组织分析,根据公交线路运营和现场实际情况,合理组织公交车辆的内外部交通流向,使公交车辆在场地内顺畅通行,又对周边交通影响较小。最后,分析枢纽站内部总体布局方案,以满足场站使用方便、线路运营高效、空间利用高效。

(4)公交专用道(www.xing528.com)

公交专用道是指在城市道路上,用交通标线或硬质分离的方法划出一定的车道作为公共汽车专用通道,在特定的时段内(或全天候),供公共汽车行驶而不允许其他车辆通行。公交专用道的设计主要考虑公交专用道在道路断面上的位置,每种位置的选择都有其适用性和优劣性,只有结合实际设计,才能实现公交优先。

公交专用道在道路断面上的位置可分为:路中型、路边型和次路边型。路中型(图7-20)适用于中央实体分隔的两块板道路,公交站距较大的快速道路及主干道路上,在中央分隔岛上设置站台,公交行驶的路线会因站台的偏心设计而较不顺畅,但慢车道部分则完全不受站台的影响,行车顺畅。次路边型(图7-21)适用于道路资源充分时,道路单向车道大于等于6条时,可将公交专用道布设在次外侧车道,最外侧车道作为进出交通流的通行辅道,服务于沿线相交支路及单位进出交通。路边式(图7-22)公交专用道适宜于设置在停靠站距比较小的路段,可以直接沿边缘车道进出停靠站,不必穿越其他机动车道。但受出租车上下客及道路上进出口车辆影响,其总体运行速度会下降。

图7-20 路中型公交专用道

图7-21 次路边型公交专用道

图7-22 路边型公交专用道

(5)公交停靠站

根据设置的位置可分为交叉口上游公交停靠站、交叉口下游公交停靠站、路段公交停靠站;根据设置方法可分为沿机非分隔带设置的公交停靠站、沿中央分隔带设置的公交停靠站、沿人行道设置的公交停靠站;根据站台形式可分为直线式公交停靠站、港湾式公交停靠站。随着我们国家城市道路交通流量的日益饱和,公交停靠站已经成为影响道路交通运行以及路段和交叉口通行能力的关键因素。其中,公交停靠站的位置选择、路段上公交停靠站类型选择、路段异向公交停靠站间距是主要的影响要素。

从交通安全性、对交通流影响程度上考虑,公交停靠站的位置设置在交叉口下游的公交停靠站显然优于设置在交叉口上游的公交停靠站,特别是对交通流的影响,下游的要比上游的小得多(表7-18)。

表7-18 公交停靠站位置选择标准比较

路段上公交停靠站类型多选择非港湾停靠站。港湾式停靠站可在很大程度上缓解公交车停靠时公交车对尾随车辆的干扰;非港湾停靠站容易挤占非机动车道,并对非公交车辆在进出站时造成减加速的影响。

为了缩短公交乘客异向换乘距离,往往把公交停靠站异向间距设置很短,这对一块板非港湾停靠站而言,同时有公交停靠,各占一条机动车道,将在两个停靠站间形成瓶颈,影响路段的通行能力。按照《城市道路设计规范》,交叉设站,错开距离不小于30米。同时为方便公交乘客异向换乘,错开距离不应大于100米。

2)公共交通线路网分析

(1)公交线路网形式

这里指的公交线网主要指公共汽车公交线路网,不包括轨道交通线路。根据道路网形式、城市地形以及连接的城市功能区不同,公交线路网呈现为直线型、放射型、环型、方格对角线型和混合型等形式。

①直线型。这种布局一般是由若干条直径形成线路相交叉,并把城市外围与城市中心连起来组成的线路网。其特点是从城市的一端穿过市中心到达另一端,图7-23。适用于道路网呈棋盘状的大、中、小城市。

②放射型。这种布局一般是由若干条放射线为主组成的线路网。其特点是线路一端集中于市中心附近,另一端则根据城市道路网状况向四面八方放射分布,图7-24。适用于中小城市

图7-23 公交线路网形式

③环型。即在城市环形道路上确定的线路,可起到从城市的外围沟通交通的作用。其特点是可以减少车辆在市中心街道上的通行次数,缓解市区道路交通拥挤,图7-23。适用于大城市。

图7-24 无环放射式线网示意图

④方格对角线型。是以纵横交错的直线路网与棋盘形城市中心的对角线型线路网组成,图7-23。多见于历史遗留下的古城,也适用于一些呈棋盘状线路网的现代化大、中城市。

⑤混合型。综合了各种线路网的形态,根据不同地区的主要客流方向、道路网状态,形成不同的线路形式,图7-23。适用于特大城市或大城市。

(2)轨道交通线网布局

总结国内外已经建成的轨道交通线路网,基本可以将轨道交通线路分为:无环放射式线网,图7-24,图7-25,图7-26;有环放射式线网,图7-27,图7-28;方格网式线路,图7-29,图7-30。

图7-25 捷克布拉格地铁网

图7-26 有环放射式线网示意图

①无环放射式线网。其特点主要有:a.线网中心区域的可达性好;b.任意两条线路之间均可实现直接换乘;c.市郊与市郊之间交通联系不方便;d.加剧市中心的交通拥挤。

②有环放射式线网。其特点主要有:a.具备放射式的所有优点。b.克服了无环放射式市郊之间联系不便的特点。c.截流外围区之间的客流,通过环线进行疏解,可减轻中心区的交通压力。

③方格网式线网。其特点主要有:a.平行线路多,线路顺直,易于施工。b.线网不限均匀,客流吸引范围较大。c.线路走向比较单一,对角线方向的出行需要绕行,中心与市郊之间常需换乘。d.平行线间联系较差,换乘不便。

图7-27 上海轨道交通运营线路图

图7-28 莫斯科地铁线路网

图7-29 方格网式线网示意图

图7-30 北京地铁线路图

3)公共交通线路网的技术指标

(1)运营线路条数

运营线路条数是各种公共交通固定运营线路条数之总和。包括干线、支线、专线和高峰时间行驶的固定线路。不包括临时行驶和联营线路。运营线路的数量反映了城市公交的发育水平和发达程度。20世纪80年代初,苏州市城市公交营运线路只有11条,营运车辆111辆,年行驶总里程为407.4万公里;到2018年10月,苏州已拥有常规公交线路389 条,营运车辆4 887辆,公共交通机动化分担率达61.5%,轨道交通最高日客运量达125万人次。

(2)运营线路总长度

运营线路总长度是指城市公共交通全部固定运营线路的长度之和。运营线路总长度=∑(上行起点至终点里程+下行起点至终点里程+上下行终点掉头里程)/2=∑各条营运线路的长度。运营线路总长度是城市公交运量的一个重要指标,反映了城市公交的营运需求和营运能力,与城市的城镇化水平和城市规模成正相关关系。表7-19是武汉市预测2005年和2008年公交客运量需求及运能配置,可以看出随着城市化水平的提高和公交客运量需求增加,城市公交运营线路总长度也在增加。

表7-19 武汉市公交客运量需求预测及运能配置

(3)运营线路网长度

运营线路网长度是指城市公共交通的运营线路所通过的道路长度的总和,或是运营线路总长度减去并行重复线路的长度。运营线路网长度=运营线路总长度-并行重复线路长度。运营线路网的空间分布体现了公交线路能覆盖的城市区域,运营线路网越长表示所能服务的城市面积越大。一般与城市在区域中的地位、城市规模、城市公交的发达程度相关。

(4)线路网密度

线路网密度是指公共交通线路的街道长度与城市建成区面积之比,是反映公共交通供给水平的一个重要指标,又是考核城市公共交通出行服务能力和城市居民乘车方便程度的指标。

线路网密度(δ)(km/km2)=运营线路网长度(L)/城市建成区总面积(F)。

式中,δ——线路网密度(km/km2);

   L——公共交通线路网长度(km);

   F——城市面积(km2),在计算F 值时,城市用地内大块水面及一些特殊用地不计入。

依据《城市道路交通规划设计规范》GB50220—95,在市中心区规划的公共交通线路网的密度,应达到3—4km/km2;在城市边远地区应达到2~2.5km/km2。一般大城市取较高值,小城市取较小值。公交线网的最佳密度δ最佳为:

式中,V——运营速度,km/km2

   W——运送双向乘客所需的车数;

   F——城市面积(km2),在计算F 值时,城市用地内大块水面及一些特殊用地不计入;

   u——公交线网营业线路重复系数,全市公共汽车营业线路的重复系数1.2~1.5;

   V——步行速度,km/h。

总的来讲,如果线路密度大、线路多,则每条线路服务面积小;居民由家—站、由站—目的地时间短;每条线路分摊的车辆少;发车、候车间隔长;如果线路密度小,线路少,则路上车辆多、间隔短、候车时间短;但步行到站和车站到目的地的时间长。一般来讲,规划的公交线路网密度,应使两个步行时间和候车时间最小。

(5)公共交通线路网非直线性系数

非直线性系数=实际乘车路程/起止点之间直线距离。非直线系数越大,一般表现为线路绕行距离越长;非直线系数过大会造成乘车时间长、局部客流不均匀。非直线系数越小,一般表现为线路越顺直;非直线系数过小会造成换乘不便。依据《城市道路交通规划设计规范》(GB 50220—95的规定,公共交通线路非直线性系数不应大于1.4,但中国不少城市的公交车运营非直线系数都大幅高于这个标准。

(6)线路的长度

公交线路起点至终点的总里程长度。依据《城市道路交通规划设计规范》(GB 50220—95)的规定,市区公共汽车与电车主要线路的长度宜为8~12km;快速轨道交通的线路长度不宜大于40min的行程。

(7)线路重复系数

线路重复系数等于运营线路总长除以线路网长度。线路重复系数反映城市公共交通线路在一定范围内的重复程度。其数值的大小,直接影响居民的乘车方便程度,反映城市道路网布局是否合理。

在公共交通发达的城市一般为1.25~2.5之间;但在我国的城市中基本在3~4,市中心的高达6~7。《城市道路交通规划设计规范》(GB 50220—95)的规定一条道路上设置的公交线路不宜超过3~5条。一般情况下,线路重复系数越高,说明公交线路重复情况越严重,市民使用公交的效率也就越低。同时重复线路越多,就会大大增加道路负荷,造成交通拥挤,导致线路周边存在公交服务盲区,道路通行效率下降。

(8)换乘系数

换乘系数是衡量乘客直达程度的指标。换乘系数等于乘车出行人数与换乘人数的总和与乘车出行总人数的比值。

城市公交的发展目标是直达、快捷以及少换乘。依据《城市道路交通规划设计规范》(GB 50220—95),大城市乘客平均换乘系数不应大于1.5;中、小城市不应大于1.3。

(9)站点覆盖率

站点覆盖率也称公交站点服务面积率,是公交站点服务面积与城市用地总面积的百分比。常规的计算方法是以合理的步行距离为服务半径做圆,计算其覆盖面积。依据《城市道路交通规划设计规范》(GB 50220—95)的规定,公共交通车站服务面积,以300m 半径计算,不得小于城市用地面积的50%;以500m 半径计算,不得小于城市用地面积的90%。

以土地面积为基础计算出来的站点覆盖率能间接地反映公共交对人们的服务水平。但有学者提出土地面积是静态的、二维的,无法反映包含人的三维城市空间,同时考虑到人口计算的难度,从而提出以建筑面积代替土地面积来计算公交站点覆盖率。也有人提出基于人口及岗位规模来计算站点覆盖率。其原理是利用公交站点覆盖到的人口数或者岗位数占人口数或者岗位数的比例计算站点覆盖率。首先利用城市规划的人口和土地容积率推算居住人口人均建筑面积,利用各行业与土地类型利用关系推算非居住地岗位人均建筑面积。然后根据居住用地和非居住用地的建筑面积计算居住或者就业人数,进而利用公式来计算出公交站点覆盖率。

(10)公共交通车辆拥有量

公共交通车辆拥有量是指每万人平均拥有的公共交通车辆标台数,这一指标反映了城市公共交通发展水平和交通结构状况,是判断交通发展战略是否明确、公共交通优先政策和措施是否落实的参考指标。

万人公交车拥有量的标准与城市规模相关。一般而言,300万人口以上城市,万人公交车辆拥有量达到25标台以上;100万~300万人口城市,万人公交车辆拥有量达到20标台以上;100万人口以下城市,万人公交车辆拥有量10标台以上。拥有城市出租汽车规划拥有量根据实际情况确定,大城市每万人不宜少于20辆;小城市每万人不宜小于5辆;中等城市可在其间取值。

5.静态交通分析方法

静态交通即为车辆的停放。包括因乘客上下车的短时间停车;在商店、工厂等门前为装卸货物而占用公共交通面积的短时间停车,车辆在交通停车场(库)长时间停车以及停车场(库、点)的规划等组成的总的概念。本书涉及的静态交通分析,主要针对停车设施的规划分析,包括公共交通停车设施和私有汽车停车设施,是在对现有停车供给现状和停车问题进行诊断分析的基础上,预测未来静态交通的需求量,进而提出停车空间的存量优化提升方案与增量合理规划方案。

1)停车设施供给分析

(1)私有汽车保有量情况

汽车保有量主要指一个地区拥有车辆的数量,一般是指在当地登记的车辆。但汽车保有量不同于机动车保有量,机动车保有量包括摩托车、农用车保有量等在内。2012年底全国机动车保有量已达2.4亿辆,其中汽车保有量1.2亿辆,占机动车总量的50%。了解汽车保有量情况计算是为了清楚现状停车泊位供需情况。

(2)静态交通设施状况

停车场的类型多样,从停车设施的所有权(占有权)和使用权的经济属性来看,静态交通设施又可分为共享资源和自享(独享)资源两大类。前者包括对外交通枢纽和商业街上的社会公用停车场(楼)等;后者包括机关大院或企事业单位的内部停车场地、居住小区封闭式物业管理者向居民提供的专用停车位和别墅中的私人车库等;按使用场地可分为临时和固定;按道路位置可分为路内和路外;按占有空间可分为地面、地下、立体,其中立体停车楼包括坡道式和机械式两类。

分析不同类型停车设施在不同时空状态下的供给数量、空间分布,是为了了解不同停车资源利用情况、供需关系、资源分配合理度以及与相应功能区的适配关系。

(3)停车调查分析

停车调查分析包括分析平均停车时间、停车能力、车位周转率、停车场利用率、停车集中指数、现状停车需求、现状停车位需求等反映城市停车总体水平与停车特征的指标。

2)停车需求预测

停车需求预测是在交通发展战略和城市综合交通规划的指导下,以城市用地、人口规模、就业特征及停车调查分析为依据,综合考虑城市经济发展水平进行分析预测。停车需求预测应以停车生成率模型为基础,以城市或区域的机动车拥有水平、城市用地规划、交通特征、道路网络交通状况等因素为参数,预测城市或区域停车需求总量、交通小区停车需求量及需求分布和构成等内容。

(1)静态交通发生率模型

根据停车调查数据汇总可得到各交通小区的日停车数,再根据停放车辆车型比例换算为标准车。利用综合交通规划中社会经济与土地利用现状及发展预测所提供的现状和近、远期规划年的就业岗位数,抽取一定的样本来建立静态交通发生率模型:

Pij=aiLij(i=1,…,m;j=1,…,n)

其中,为预测年第j交通小区的基本日停车需求,标准车次/d;ai为第i类用地的静态交通发生率,标准车次/100工作岗位·d;Lij为预测年第j 交通小区第i类用地的就业岗位人数;n 为小区数;m 为用地分类数。把近、远期规划年的预测就业岗位数代入模型,即可得到近、远期的各交通小区的日停车需求(标准车次)。

(2)生成率模型

原理是将土地按使用功能分类与停车需求生成率的关系建立模型:

其中,Pi为预测年第i区高峰停车需求量(标准泊位);Pij为预测年第i 区j 类用地单位需求量;Luij为预测年第i区j 类用地单位面积停车需求生成率;n为用地类型。

该模型作为最严格和科学的方法,其优点是对城市中每类用地均可以得到详细的统计参数,包括需求量、均值、方差、相关系数等;而且针对不同用地,可以根据相关性选择不同自变量进行回归分析,计算结果相当准确。其计算的困难和不足之处在于:①由于建模的基础是单一用地类型,因此在研究土地使用类型多而混杂的城市区域时数据容易受其他因素的干扰;②模型对现状停车需求分析较为准确,但对于规划年各个土地使用类型的停车生成率难以把握,因此预测周期不宜过长。

3)停车场规模与布局

(1)城市公共停车场

城市公共停车场规模应以城市停车需求预测结果为基础确定,并结合现状调查分析和交通发展战略进行合理布局。城市公共停车场宜选址在客流集中的商业办公区、旅游风景区、客运枢纽和娱乐场所;同时,宜在公共交通枢纽、轨道交通换乘站以及城市道路交通走廊处规划换乘停车场。城市公共停车场规划应充分利用城市土地资源,重视地下空间的开发与利用,集约用地,宜结合城市公园绿地、广场、体育场馆及地下人防设施修建。

(2)配建停车场

建筑物配建停车场是城市停车设施的主体,应占城市机动车车位供给总量的80%以上。建筑物配建停车场规模应根据用地指标和各城市制定的建筑物停车配建指标进行确定,机场、车站、码头、公共交通换乘枢纽、轨道交通站点等大型公共建筑物的附属停车设施应进行专项规划研究。

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