基于街區(qū)制的自貢市中心區(qū)域小區(qū)周邊路網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計

何艷靈 何逸凡 楊清清 陳鑫

[摘 要] 隨著時代經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市路網(wǎng)的交通壓力增大，現(xiàn)有的“封閉式”住房小區(qū)嚴(yán)重影響了城市的交通，降低了都市路網(wǎng)的密度。因此，探析小區(qū)開放方案對小區(qū)周邊路網(wǎng)優(yōu)化具有十分重要的意義。首先，文章分析了自貢市中心區(qū)域小區(qū)空間模式的形成背景以及發(fā)展過程，淺析了當(dāng)前自貢市交通發(fā)展和規(guī)劃中存在的問題。其次，針對小區(qū)開放的路網(wǎng)特性淺析小區(qū)開放道路網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征，在借鑒國內(nèi)外的發(fā)展經(jīng)驗及方法上，通過雙層模型反復(fù)迭代運算，最終得出最優(yōu)結(jié)果的方法，對小區(qū)內(nèi)可供開放的路網(wǎng)進行選擇，最后針對自貢市道路網(wǎng)絡(luò)存在的問題進行了分析，并對自貢市中心區(qū)域小區(qū)開放路網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計提出了重要建議。

[關(guān)鍵詞] 封閉式;路網(wǎng)密度;路網(wǎng)特性;雙層模型;路網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2019.34.050

1 緒論

1.1 研究背景

自貢市雖然作為四川省環(huán)境優(yōu)美的示范城市，但交通情況卻不是很樂觀。一年365天，自貢市中心區(qū)域——丹桂大街、匯川路、龍匯路、匯興路、學(xué)苑街等路段每天都會出現(xiàn)交通擁堵情況，少則十分鐘，多則一小時以上。并且自貢每年都會出現(xiàn)一次交通嚴(yán)重癱瘓時期——自貢國際燈會。

鑒于自貢市前期用地規(guī)劃和交通規(guī)劃的問題，低等級道路網(wǎng)密度不足，使得自貢市中心區(qū)域交通問題更加惡化。于是文章以提升自貢市道路網(wǎng)運行效率和整體通行能力為目的，淺析自貢市中心區(qū)域小區(qū)開放后增加的支路，并向自貢市相關(guān)交通部門提供優(yōu)化自貢市路網(wǎng)的建議。

1.2 研究內(nèi)容、方法和框架

文章主要針對自貢市中心區(qū)域小區(qū)開放對周邊道路網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化進行研究。研究的技術(shù)思路如圖1所示。

2 小區(qū)周邊路網(wǎng)現(xiàn)狀分析

2.1 開發(fā)操作簡易

土地大面積出讓比土地小面積打包出讓更便于市場操作，這就導(dǎo)致自貢政府更愿意施行土地大面積出讓的策略，這種土地大面積開發(fā)的導(dǎo)向一定程度地造成了地塊偏大、路網(wǎng)密度偏低，同時也造成了土地利用低效等問題。

2.2 道路規(guī)劃缺少遠見性

多年來，自貢市對道路規(guī)劃缺少前瞻性，很多道路在規(guī)劃時對未來發(fā)展預(yù)估不足。隨著自貢市汽車數(shù)量的不斷增長，原有道路更加不能滿足交通出行需求。同時也忽略了地上地下停車場的建設(shè)、公共交通的擴大、城市車輛停放的限制措施的采取，從而導(dǎo)致原本低路網(wǎng)的道路變得十分擁堵甚至交通癱瘓。

2.3 路網(wǎng)等級結(jié)構(gòu)不合理

自貢市在道路路網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中，道路網(wǎng)等級級配不盡合理，沒有注重道路網(wǎng)的路側(cè)帶，停車場等問題的改善，只是擴充了道路網(wǎng)的空間大小。

2.4 行人、交叉口機非相互干擾，通行混亂

在道路建設(shè)中忽視了非機動車的分流設(shè)計，從而造成交叉口人車出行狀況混亂復(fù)雜，無法有效保障市民的出行安全。

3 小區(qū)開放路網(wǎng)特性研究

3.1 道路級配

小區(qū)開放形成的道路路網(wǎng)將住宅小區(qū)中的道路按照一定的開放方案形成一個城市交通微循環(huán)系統(tǒng)。如圖2所示，為自貢市“封閉式”管理的通達明珠小區(qū)。

如果對圖2所示的通達明珠小區(qū)內(nèi)部路網(wǎng)進行開放，內(nèi)部的道路匯入城市支路路網(wǎng)，該住宅小區(qū)周邊的匯川路、龍匯路的交通量會被分流到開放后的小區(qū)道路上。開放后的小區(qū)道路和匯川路、龍匯路共同形成一個交通微循環(huán)系統(tǒng)。

3.2 道路間距

一般情況下，支路的道路間距越小，區(qū)域路網(wǎng)的通行能力越好。規(guī)范認為當(dāng)城市支路的道路間距在150～250m時，城市路網(wǎng)具有良好的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)。[1]根據(jù)街區(qū)制的研究成果，城市道路間距在200～250m是比較合適的，道路間距越小，路網(wǎng)密度越大，路網(wǎng)的通行能力一般會越好。

3.3 交叉口構(gòu)造

根據(jù)交叉口的幾何形狀，小區(qū)開放道路路網(wǎng)的結(jié)構(gòu)可以分為T形交叉、十字形交叉和折線交叉三種形式。[1]干路交叉一般為十字形交叉，支路與支路或支路與干路的交叉形式可能為T形交叉，而支路與支路之間的交叉形式為折線交叉。

4 小區(qū)開放路網(wǎng)優(yōu)化模型

4.1 建立雙層規(guī)劃模型

城市交通擁堵路網(wǎng)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型中，上層目標(biāo)函數(shù)F（ v_ ij）為整個路網(wǎng)的運行成本費用以及道路升級費用之和，決策變量為路網(wǎng)上各個路段的交量 v_ ij，下層目標(biāo)函數(shù)G（ t_ i）以城市道路網(wǎng)擁堵程度為目標(biāo)，決策變量為路網(wǎng)上每個路段的出行用時t_ i。 v_ij與t_i互相作用。

（1）上層規(guī)劃模型。

minF（vif）=q0+q+e （1）

=∑4i=1∑mij=1（q0ij+q0ij（vij-v0iαv0iα）k）+∑4i=1∑pij=1lijdiωij（2）

其約束條件為：

di>01>k>01>α>0.6vij>v0iα（3）

（2）下層規(guī)劃模型。

minG（ta）=ΔtAv（4）

=1MN∑Na=1∑Mb=1（tab-ta）∑4i=1（∑nik=1lcik ∑nik=1viklik）∑nik=1lik ∑4i=1∑nik=1viklik1MN∑Na=1∑Mb=1vab（5）

s.t.lik>0vik>0lcik>0tab>ta>0（6）

4.2 優(yōu)化模型求解

遺傳算法求解問題的步驟。步驟一：確定染色體編碼方案;步驟二：隨機產(chǎn)生所有染色體都滿足約束條件的一個群體;步驟三：計算每個染色體的適應(yīng)值;步驟四：對選出的染色體進行交叉及變異操作;步驟五：反復(fù)運行步驟三、步驟四直到滿足終止條件。

根據(jù)以上優(yōu)化模型及求解方法，科學(xué)合理的設(shè)計已調(diào)研的通達明珠小區(qū)、丹桂小區(qū)、龍城國際、方?jīng)_小區(qū)周邊道路的路網(wǎng)。

4.3 開放小區(qū)周邊路網(wǎng)優(yōu)化措施

（1）城市路網(wǎng)等級級配的合理調(diào)整。合理的調(diào)整當(dāng)前路網(wǎng)的等級級配，對路網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，保障城市路網(wǎng)交通流由次干路向主干路有序匯集，由主干路向次干路有序疏散，并以城市道路網(wǎng)絡(luò)一體化作為城市規(guī)劃的主導(dǎo)思想。

（2）重視輔助性道路的建設(shè)。車輛進入主干路等高一級道路的載體主要是次干路和支路等道路。各級道路應(yīng)互相結(jié)合，各盡其責(zé)，實現(xiàn)道路網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)一致。

（3）挖掘現(xiàn)有道路資源潛力。根據(jù)路網(wǎng)規(guī)劃的優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，從土地利用、城市發(fā)展的角度，維持在城市交通容量的允許范圍內(nèi);優(yōu)化道路結(jié)構(gòu)，使自貢市有限的土地面積和交通設(shè)施得到合理的利用;優(yōu)化路網(wǎng)規(guī)劃，提高路網(wǎng)容量。

（4）組織單向交通。組織單向交通，根據(jù)車輛行駛速度來劃分車道，降低單向行車發(fā)生交通事故的概率，減少機非動車的混行問題，減少車輛通行時間，降低交通擁堵問題;通過對道路的單向交通設(shè)置，可調(diào)配道路車輛的流動方向和數(shù)量，提高通行能力;同時，可在單行道停車位，解決停車問題。

（5）平面設(shè)計優(yōu)化。第一，確定交叉口中心線。通過多次調(diào)整交叉口交角，讓多路交叉口等非十字形交叉口轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)十字形交叉口，以便解決路口的通透性、順暢性和分布性問題。第二，設(shè)置左轉(zhuǎn)彎待駛區(qū)。在某些路口的部分空閑范圍內(nèi)設(shè)置左轉(zhuǎn)彎待轉(zhuǎn)區(qū)，在直行車開始過綠燈后，提前讓向左行駛的車進入左轉(zhuǎn)待駛區(qū)，這樣在左轉(zhuǎn)綠燈開始后，每個路口與之前綠燈時間相比可以多通過3～8輛機動車，通行能力顯著得到提高。第三，進行交通渠化設(shè)計。在交通量較大的平面交叉路口且路口寬度較大時，則采用渠化島、交通標(biāo)志、標(biāo)線來疏通車流和人流。當(dāng)島的面積較大時，應(yīng)當(dāng)將行人通行部分劃分出來;當(dāng)島的面積較小時，可采用交通標(biāo)志、標(biāo)線。

5 結(jié)論與展望

5.1 主要研究成果

文章依據(jù)城市路網(wǎng)的特性和支路的開放原則，以提高整體路網(wǎng)運行效率為目標(biāo)，提出了小區(qū)開放的設(shè)計方法和理論研究，通過進行支路的新增和路網(wǎng)的優(yōu)化，為小區(qū)開放理論的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。文章主要的研究成果如下：

（1）闡述了小區(qū)開放的概念，并在介紹自貢市中心區(qū)域小區(qū)周圍路網(wǎng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，定義了本文研究的交通開放型小區(qū)的類型。同時，從緩解交通壓力、交通運輸?shù)谋憬菪缘慕煌▎栴}等方面分析了城市路網(wǎng)中支路系統(tǒng)的功能。此外，還對小區(qū)開放后道路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特性、交通需求特性進行了分析。

（2）通過構(gòu)建路網(wǎng)優(yōu)化雙層模型，得出最優(yōu)路網(wǎng)分析，并向自貢市相關(guān)交通部門提出科學(xué)性、可靠性、適用性、合理性及可推廣性的路網(wǎng)優(yōu)化方案。

5.2 研究展望

文章雖然結(jié)合自貢市現(xiàn)狀對小區(qū)開放方案優(yōu)化進行了分析，取得上述成果，但仍然存在不足，在自貢市中心區(qū)域小區(qū)開放周邊路網(wǎng)設(shè)計方法和模型方面還有許多問題需要進一步探究。隨著自貢市中心區(qū)域小區(qū)開放的推廣，內(nèi)部道路公共化對城市交通的影響還需要進一步研究。此外，對小區(qū)開放后在小區(qū)內(nèi)部產(chǎn)生的尾氣污染、噪聲污染等交通環(huán)境問題的研究，也是今后研究的方向。

參考文獻：

[1] 齊濤. 基于路網(wǎng)連通可靠性的小區(qū)開放方案優(yōu)化研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2017.

[2] 錢紅波.拆除小區(qū)圍墻的背后——我國城市路網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計主要問題分析與對策[J].中國公路，2016（5）：80-85.

[3] 李忠燕. 基于交通微循環(huán)的城市核心區(qū)路網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化與應(yīng)用[D].昆明：昆明理工大學(xué)，2010.

[4] 田清浩.深度探討中小城市道路網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計及評價方法[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010（5）：41-42.

[5] 宋雪鴻. 城市交通微循環(huán)問題的解決策略及其應(yīng)用研究[D].上海：同濟大學(xué)，2008.

[6] 王建軍，王吉平，彭志群.城市道路網(wǎng)絡(luò)合理等級級配探討[J].城市交通，2005（1）：37-42.

[7] 諸云，王建寧，高寧波，等.基于擁堵辨識的城市路網(wǎng)優(yōu)化模型[J].南京：東南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2017（3）.

[8] 玄光男，程潤偉.遺傳算法與工程設(shè)計[M].北京：科學(xué)出版社，2000.

[基金項目]大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（項目編號：201710622007）。

[作者簡介]何艷靈（1995—），女，四川達州人，四川輕化工大學(xué)人力資源管理專業(yè)。