城市大型居住區(qū)交通系統(tǒng)設(shè)計與優(yōu)化

任澤恒，姚麗亞

(北京理工大學(xué)機械與車輛工程學(xué)院，北京 100081)

實地調(diào)查證明，大型居住區(qū)周邊存在嚴重的交通問題，在早晚高峰尤其嚴重.對于大型居住區(qū)與周邊道路銜接問題以及周邊公共交通設(shè)施優(yōu)化的相關(guān)研究，Clarence Perry［1］提出將居住區(qū)看作城市的一個個細胞，以“鄰里”為“單位”進行相關(guān)規(guī)劃設(shè)計;Calthorpe［2］提出從城市整體交通規(guī)劃的角度，以主要的交通換乘站點為中心，建立相關(guān)的配套設(shè)施，加大居民的居住密度;Furth和Wilson［3］建立數(shù)學(xué)模型來分析公共交通的發(fā)車頻率，此模型以總發(fā)車成本、公交載客率和等待時間為條件，為之后的相關(guān)研究作了很好的鋪墊.Baccelli.P.Boyer等［4］分析了排隊系統(tǒng)中乘客等待時間與心中可以接受等待時間的關(guān)系，得出結(jié)論:若是乘客的等待時間超過可以接受的等待時間，則乘客會選擇放棄排隊.李江華等［5］同樣進行了顧客不耐煩心里的研究，通過分析不耐煩顧客的行為特點，將不耐煩顧客分為2類，一類為顧客到達后，因不能馬上服務(wù)而立刻離開，成為阻滯;另一類為顧客到達后進行排隊，當(dāng)排隊時間超過其可忍耐范圍時離開，稱之為中途離開.姚俊等［6］以乘客等待時間滿意度和公交運營成本為約束條件，分析研究了公交調(diào)度，建立了以乘客滿意度為重要條件的公交優(yōu)化調(diào)度模型.但目前并沒有對大型居住區(qū)進行系統(tǒng)調(diào)查以進行分析改進的實例.

作者以大型居住區(qū)為研究對象，通過實地調(diào)查采集數(shù)據(jù)，對現(xiàn)有交通系統(tǒng)進行優(yōu)化.

1 北京市大型居住區(qū)現(xiàn)狀調(diào)查分析

1.1 居住區(qū)特點調(diào)查

1.1.1 區(qū)域簡介

本次研究選擇區(qū)域為北京市昌平區(qū)朱辛莊地區(qū)大型居住區(qū)，既領(lǐng)秀慧谷大型居住區(qū).北至朱辛莊東路，南至北清路，西至京藏高速，東至朱辛莊東路，面積為50多萬m2的區(qū)域.根據(jù)北京市對于昌平TBD地區(qū)的規(guī)劃，朱辛莊大型居住區(qū)的發(fā)展前景，定會是多種交通需求結(jié)合、交通量巨大的區(qū)域.在此時對于大型居住區(qū)做出合理的規(guī)劃，不僅可以解決當(dāng)前區(qū)域內(nèi)交通問題，同樣可以為將來交通量的增長打好基礎(chǔ).

1.1.2 居民組成調(diào)查

本次調(diào)查通過發(fā)放調(diào)查問卷和居民實地采訪進行，調(diào)查地點為領(lǐng)秀慧谷一區(qū)西門、一區(qū)南門、A區(qū)西門和B區(qū)東門，調(diào)查時間分別為早高峰7:30—8:30，晚高峰6:00—7:00，調(diào)查人數(shù)約為200人，通過調(diào)查數(shù)據(jù)可知居住區(qū)居民主要由以下幾方面構(gòu)成:

1)中心城區(qū)工作人員:在居住區(qū)居民中中心城區(qū)工作人員占絕大多數(shù)，多數(shù)為市中心企業(yè)白領(lǐng)，有一些居民會把家中成員一同安置在居住區(qū)內(nèi).

2)學(xué)生:在領(lǐng)秀慧谷周圍存在大量的院校，如北京農(nóng)學(xué)院、北京市中關(guān)村外國語學(xué)校等，有一部分學(xué)生會在居住區(qū)內(nèi)租房子或者買房子，也包括父母在居住區(qū)內(nèi)購買房子的情況.

3)周邊工作人員:周邊院?；蚱髽I(yè)單位的職工，為了工作方便，多為在居住區(qū)內(nèi)租的房子.

4)社區(qū)內(nèi)部服務(wù)人員:包括小區(qū)內(nèi)部工作人員以及在社區(qū)內(nèi)部從事商業(yè)活動的生意人，多為在居住區(qū)內(nèi)部租房.

5)其他人員:上述人員的家屬，或無工作者.

通過調(diào)查數(shù)據(jù)可知居住區(qū)居民構(gòu)成如表1所示.

調(diào)查結(jié)果顯示居住區(qū)內(nèi)居民大部分為城市中心工作人員，通過分析具體原因分為:

1)居住區(qū)周邊不發(fā)達:朱辛莊地區(qū)與城市中心區(qū)相比非常不發(fā)達，周邊企事業(yè)單位較少，所需工作人員數(shù)量較少.

2)城市中心區(qū)住房緊張:在城市中心區(qū)工作的人員無法承擔(dān)城市中心區(qū)高額的房屋費用，無論是買房或是租房.而郊區(qū)居住區(qū)房屋費用較低，成為大量市中心工作人員的選擇.

表1 居民各職業(yè)分布

1.1.3 居民出行方式調(diào)查

通過實地調(diào)查得出居住區(qū)居民出行方式如表2所示，在調(diào)查的近200人中，采用公共交通和私家車出行占調(diào)查人數(shù)的75%左右.

表2 居民出行方式

通過調(diào)查分析后得知造成這種情況主要原因有:

1)工作地點:當(dāng)?shù)鼐用翊蟛糠譃槭兄行墓ぷ魅藛T和學(xué)生，其工作地點和上學(xué)地點距離居住區(qū)較遠，且在周邊工作的居民較少，因此采用步行或自行車出行的人數(shù)較少.

2)富裕情況:在調(diào)查人數(shù)中，有近30%的人采用私家車出行，這與我國經(jīng)濟和汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展是分不開的，居民汽車保有量增加，私家車出行也成為人們出行方式的一大選擇.

3)交通狀況:在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)一部分私家車主并沒有采用私家車出行的方式，在詢問原因后得知一些私家車主不使用私家車出行的主要原因有2點.

①限號:在北京市采用限號政策之后，有很大一部分私家車主無法使用私家車出行，轉(zhuǎn)而采用其他交通方式，這無疑為城市交通減輕了一部分負擔(dān).

②擁擠:詢問車主后得知，在早晚高峰期間，居住區(qū)周邊擁堵情況較為嚴重，將擁堵時間算在一起往往會比使用其他交通方式的時間要長，這導(dǎo)致一部分車主為了保證工作時間轉(zhuǎn)而使用其他交通方式作為工作日的通勤手段.

1.2 居住區(qū)周邊環(huán)境調(diào)查

1.2.1 北清路與朱辛莊西路

在早晚高峰期間，大量私家車和少量公共汽車通過北清路，該處雙方向紅綠燈采取同時變化的方式，信號周期為120 s，紅燈時長50 s，綠燈90 s，時間長度設(shè)置較為合理，但在由西向東的方向并沒有設(shè)置左轉(zhuǎn)信號燈，導(dǎo)致左轉(zhuǎn)車輛有時甚至需要等過一個信號周期，當(dāng)由東向西方向信號再次變?yōu)榧t燈的時候才能穿過.

1.2.2 北清路與朱辛莊東路

在北清路與朱辛莊東路路口處并沒有設(shè)置交通信號燈，僅有行人斑馬線，在早晚高峰期間領(lǐng)秀慧谷及朱辛莊新區(qū)的居民通過該路口通過馬路后乘坐交通通勤，東西方向車流與居住區(qū)出行車流間存在著嚴重的沖突，車流與人流之間存在著嚴重的沖突，不僅使該路口處車速受到影響，且存在著嚴重的安全隱患.

1.3 居住區(qū)公共交通設(shè)施調(diào)查

1.3.1 居住區(qū)周邊公共交通線路調(diào)查

由于居住區(qū)位于昌平區(qū)，公共交通設(shè)施仍處于未完善狀態(tài).居住區(qū)周邊500 m(按步行速度100 m/min，5 min的步行距離)內(nèi)公交站點共有12個，有公共交通560路、463路、昌19路、專49路、昌21路、專49路區(qū)共6條公交線路.其中560路為史各莊鄉(xiāng)前往回龍觀地區(qū)的路線;463路為從回龍觀始發(fā)，途徑朱辛莊，終到八仙莊周邊的路線;昌19路為從沙河方向途徑朱辛莊到達回龍觀方向的路線;專49路為連接沙河與朱辛莊的路線;專49區(qū)為環(huán)繞居住區(qū)的早晚高峰線路，專49區(qū)從地鐵朱辛莊站出發(fā)向南行駛至北清路，之后沿著北清路向西行駛至朱辛莊西路，沿著朱辛莊西路向北行駛至朱辛莊中路向東行駛至朱辛莊東路，沿著朱辛莊東路向南行駛至北清路，后向東返回朱辛莊公交站，完成環(huán)繞居住區(qū)一周，是很多居民在早晚高峰出行的優(yōu)先選擇.

圖1 居民步行到公交站點所用時間

1.3.1 居民滿意程度調(diào)查

本次調(diào)查主要調(diào)查了居民日常的出行方式，調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果如下.

圖2 居民在公交站點等待時長

圖3 居民認為公交存在最嚴重問題

表3 居民在站點的普遍等車時間

表4 終點處公交車內(nèi)人數(shù)

2 居住區(qū)交通系統(tǒng)設(shè)計

2.1 居住區(qū)周邊道路銜接分析設(shè)計

2.1.1 北清路與朱辛莊西路

從北清路進入居住區(qū)內(nèi)部的車輛與北清路上東西方向車輛發(fā)生沖突，且在晚高峰期間，北清路上由西向東方向車輛在路口處轉(zhuǎn)彎進入居住區(qū)數(shù)量巨大，此時交通流沖突嚴重，此處交通信號燈并未設(shè)置左轉(zhuǎn)信號燈，行人居多，導(dǎo)致交通極其混亂，而此處路口并沒有監(jiān)控設(shè)備，許多司機并不遵守信號燈的指示，該處主要問題為交通流沖突，可以在此處優(yōu)化信號燈設(shè)置，在現(xiàn)有信號燈上加裝監(jiān)控器，使信號燈能有效地發(fā)揮其指引作用.但并不建議增加左轉(zhuǎn)信號燈，由于該處左轉(zhuǎn)車輛并沒有直行車輛數(shù)量大，且此處路口為領(lǐng)秀慧谷A區(qū)與B區(qū)間路口，建議此處設(shè)立標(biāo)志禁止由西向東車輛左轉(zhuǎn)，使其繼續(xù)直行后左轉(zhuǎn)后由東向西行駛回到居住區(qū).

2.1.2 北清路與朱辛莊東路

該路口處沒有設(shè)置信號燈，由于在該路口北面約280 m處和南面約680 m處均設(shè)置有交通信號燈，為使車流運行順暢，因此在此處沒有設(shè)置交通信號燈.但由于在該路口東側(cè)南面路旁設(shè)置有專49區(qū)的公交站點，在早晚高峰時，居住在領(lǐng)秀慧谷A區(qū)東部和朱辛莊新區(qū)的居民會前往該站點乘坐專49區(qū)前往地鐵站換乘，這導(dǎo)致在該路口處人流量巨大，在該處路口建議設(shè)置交通信號燈，并禁止由西向東的車輛左轉(zhuǎn)，參照“道路交通信號燈設(shè)置與安裝規(guī)范(國標(biāo)GB14886—2006)”中規(guī)定4.2.2，兩個T型路口間錯位距離超過50 m將其分別視為兩個T型路口進行交通信號燈的設(shè)立.而該處路口與上個路口間距離約為280米，因此兩個路口間設(shè)置信號燈并不互相影響.此路口與上一路口車輛匯合后將前往下個大型路口進行掉頭，通過約700 m的距離將沖突點有效轉(zhuǎn)化為合流點，可以有效地解決大量左轉(zhuǎn)車輛的擁堵問題，如圖4所示.

2.2 居住區(qū)周邊公共交通設(shè)施分析設(shè)計

2.2.1 居住區(qū)周邊公共交通設(shè)施分析

通過對當(dāng)?shù)鼐用竦膯柧砑安稍L調(diào)查，分析可得3點結(jié)論.

1)早高峰發(fā)車時間較晚而晚高峰收車時間較早，在朱辛莊地區(qū)居住的居民大多數(shù)要趕在早高峰之前出發(fā)前往工作地點，而專49區(qū)作為高峰時間班車，營運時間為工作日早6:30—9:30和晚16:30—20:30且周六日和節(jié)假日無車.這個營運時間僅僅能滿足一部分人的需求.

圖4 居住區(qū)與周邊道路銜接改進

2)公交車發(fā)車間隔較長，在調(diào)查中認為等車時間是公交目前存在最嚴重問題的居民比認為公交上擁擠嚴重的人多，說明公交車上的擁擠程度是可以被大多數(shù)人接受的，但是在公交站點的等待時間過長是人們不能接受的.

3)覺得公交線路較少的人們所占比例并不大，通過調(diào)查得知，居民認為新開通的地鐵昌平線和地鐵8號線可以滿足其前往市中心方便快捷的需求.

2.2.2 車型及發(fā)車頻率改進

通過調(diào)查可知專49路區(qū)采用的是大型客車，載客量75人，每次車輛到達終點時發(fā)現(xiàn)載客量不會超過60人，且居民對發(fā)車間隔意見很大，認為等待時間過長，實地調(diào)查結(jié)果顯示發(fā)車間隔在11～15 min，而居住區(qū)居民工作地點較為分散，因此前往公交站點的時間也較為分散，通過不同公交車類型的查詢?nèi)绫?所示，建議將大型客車換為中型客車，同時將發(fā)車間隔縮短至5 min.

表5 公交車分類

2.2.3 公交站點形式改進

通過實地考察，得知在居住區(qū)周邊所設(shè)置公交站點對交通影響最大的為北清路南側(cè)的朱辛莊新區(qū)公交站，經(jīng)過此站的公交線路有560路、專50路和專49區(qū)，是早晚高峰居民出行經(jīng)常乘坐的公交線路.站點采用直線式公交?？空镜姆绞?，導(dǎo)致在早晚高峰期間公交車?？吭谠撜军c會對公交車后方車流造成嚴重的影響，增加該路段的擁擠程度，因此應(yīng)對該處站點采用港灣式?？空镜姆绞?

1)幾何外形

港灣式公交?？空靖鶕?jù)幾何外形可分為3類，分別為梯型、拋物線形和流線型.3種類型各有優(yōu)缺點，其中流線型設(shè)計最為復(fù)雜，采用復(fù)合曲線模擬汽車的行駛軌跡.拋物線形較為節(jié)省用地，適用于用地緊張時.梯形是使用最為廣泛的種類，其適用范圍廣，但由于其幾何形狀與汽車行駛軌跡不符，容易造成用地浪費.本次所設(shè)計地點位于昌平區(qū)，土地資源豐富，因此在設(shè)計時選用梯型港灣式公交?？空?

2)幾何尺寸

查找相關(guān)規(guī)定《城市道路設(shè)計規(guī)CJJ37—90》可得相關(guān)尺寸規(guī)范如表6所示.

表6 《城市道路設(shè)計規(guī)范 CJJ37—90》中關(guān)于港灣式?？空境叽缫?guī)定

北清路的設(shè)計速度為60 km/h，因此在進行設(shè)計時采用主線計算行車速度為50 km/h，則應(yīng)設(shè)置減速段長度為40 m，站臺長度為20 m，加速段長度為60 m，總長度為120 m，停車通道寬度為3 m.查找相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可知城市公交車停車位尺寸為長12 m，寬3.8 m，為防止高峰時期多輛車發(fā)生?？繘_突，在設(shè)計時將內(nèi)部站臺長度設(shè)計為可以容納2臺車輛同時停靠，因此站臺長度采用25 m.假設(shè)乘客的步行時間為2 m/s，從中部開始步行一個公交車的長度，約為10 m，用時為5 s，符合公交車在站點的等待時間.由于該路段為公交車等待路段，應(yīng)選擇縱坡度同路拱坡度相同取2.0，以最好程度排水.

根據(jù)上述尺寸信息，對港灣式公交站進行設(shè)計，設(shè)計圖如圖5所示.

圖5 港灣式公交站點設(shè)計圖

由上述數(shù)據(jù)計算可知，入口處彎道角度為173°，出口處彎道角度為175°，可以充分滿足司機行駛的視線要求，車輛通行通道寬3 m，符合規(guī)定，候車站臺寬2 m，長25 m，可以滿足大多數(shù)乘客的候車需求.

3 總結(jié)

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化的不斷推進，我國城市居民汽車保有量逐年增加，隨之引發(fā)的交通問題越來越引起各方學(xué)者注意，城市大型居住區(qū)作為城市近些年逐漸興起的居住區(qū)組織形式，其獨特的特性引發(fā)的交通吸引力使其周邊交通問題尤為嚴重，是急需解決的問題，而對于此類問題的研究較少.因此本研究以北京市朱辛莊地區(qū)大型居住區(qū)為例子，在進行大量實地調(diào)查和居民采訪的基礎(chǔ)上，主要從2方面對居住區(qū)交通情況進行調(diào)查設(shè)計.

1)居住區(qū)周邊道路銜接問題

對當(dāng)?shù)鼐用窈彤?dāng)?shù)貙嶋H交通情況做調(diào)查，包括居住區(qū)與周邊道路銜接處擁堵情況、排隊長度、擁堵時間等，對每個銜接點的交通情況做出具體分析，給出相應(yīng)的解決方案.

2)居住區(qū)周邊公共交通設(shè)施

調(diào)查居住區(qū)周邊公共交通設(shè)施的設(shè)置情況，包括居住區(qū)周邊交通線路數(shù)量、交通站點的設(shè)置情況、居民前往站點所需時間、居民在公交站點的等待時間和居民認為當(dāng)?shù)毓步煌ù嬖诘淖顕乐貑栴}等，對調(diào)查數(shù)據(jù)進行分析，總結(jié)居住區(qū)周邊公共交通設(shè)施的優(yōu)缺點，做出相應(yīng)的改進.

城市交通系統(tǒng)是一個復(fù)雜而又龐大的系統(tǒng)，而城市大型居住區(qū)作為今年快速興起的居住組織形式，大城市獨有的“睡城”引發(fā)的交通問題日益嚴重，其研究價值也越來越高，所以本文在以下幾方面需要進一步深入研究.

1)隨著居民對于居住區(qū)的居住要求的不斷變化，且其中的影響因素也會不斷變化，因此對于居住區(qū)的系統(tǒng)研究設(shè)計必須及時對新的影響因素進行研究分析，進一步完善居住區(qū)的系統(tǒng)設(shè)計.

2)在居住區(qū)的系統(tǒng)設(shè)計中加入對影響因素的未來預(yù)測，結(jié)合地區(qū)的整體規(guī)劃進行具有超前性的設(shè)計，可以降低居住區(qū)的改造頻率.

［1］Perry C A.City planning for neighborhood life［J］.Social Forces，1929，8(1):98-100.

［2］Van der Ryn S，Calthorpe P.Sustainable communities［M］.San Francisco:Sierra Club Books，1986.

［3］Furth P G，Wilson N H M.Setting frequencies on bus routes:Theory and practice［J］.Transportation Research Record，1981(818):1-7.

［4］Baccelli F，Boyer P，Hebuterne G.Single-server queues with impatient customers［J］.Advancesin Applied Probability，1984，16(4):887-905.

［5］李江華，王金亭.具有不耐煩顧客的M/M/N可修排隊系統(tǒng)［J］.北京交通大學(xué)學(xué)報，2006，30(3):85-87.

［6］姚俊，呂智，葉嫣.基于滿意度的公交車調(diào)度模型研究［J］.交通信息與安全，2009，4(27):67-69.