日夜飛馳——聊聊城市馬路

豌豆皮

咱們的博物館盜竊案進(jìn)入了關(guān)鍵環(huán)節(jié)——飛車(chē)捉賊！其實(shí)不止這次的盜竊案了，所有的警匪片中都有許多在城市中的追逐戲，這種情況在真實(shí)生活中也能見(jiàn)到。警察與小偷之間的這場(chǎng)追逐戰(zhàn)是否精彩，與這個(gè)城市的道路尺度和布局很有關(guān)系。

城市道路的布局

“道路”這個(gè)概念，在《中華人民共和國(guó)道路交通安全法》里是這么規(guī)定的：“指公路、城市道路和雖然在單位管轄范圍內(nèi)但允許社會(huì)機(jī)動(dòng)車(chē)通行的地方，包括廣場(chǎng)、公共停車(chē)場(chǎng)等用于公眾通行的場(chǎng)所。”城市內(nèi)部的道路是“城市道路”，城市外的道路才叫“公路”。雖然道路的“本職功能”是解決交通問(wèn)題，但它顯然還有分割土地的作用，把城市劃分成一個(gè)個(gè)大大小小的街區(qū)。所以，道路的尺度和布局，在很大程度上，與這個(gè)城市的生活方式互相影響。

城市道路的布局方式主要分兩類(lèi)：

第一類(lèi)棋盤(pán)式

形式 好像棋盤(pán)一樣縱橫交錯(cuò)的，把城市劃分成許多個(gè)方格子。

我國(guó)許多古代城市都采用這種道路布局，用街道把城市劃分成一個(gè)個(gè)坊，“街坊”這個(gè)詞就是由此而來(lái)。這種棋盤(pán)式布局，最有名的例子是長(zhǎng)安，在《長(zhǎng)安十二時(shí)辰》這部劇里有很充分的展現(xiàn)。

優(yōu)點(diǎn) 這種布局勝在靈活，兩點(diǎn)之間有無(wú)數(shù)種可能的抵達(dá)方式，在任何一個(gè)交叉口都能靈機(jī)一動(dòng)改變路線(xiàn)，非常適合上演警匪追逐戰(zhàn)。

缺點(diǎn) 承載的交通量比較小，眾多的交叉口雖然靈活，然而交通流的交叉就會(huì)降低車(chē)速，增加延誤和擁堵的可能。而且這種布局比較依賴(lài)地形，地形起伏比較大的地區(qū)并不適用。

古代長(zhǎng)安城的布局

第二類(lèi)環(huán)形加放射線(xiàn)式

形式 圍繞中心的環(huán)形加放射線(xiàn)的布局把城市劃分成中心和外圍兩部分。

優(yōu)點(diǎn) 適合大城市。

缺點(diǎn) 路線(xiàn)選擇不如棋盤(pán)式靈活，環(huán)形線(xiàn)路和放射狀線(xiàn)路交叉的路口，常常不是直角相交的，形狀不規(guī)則。另外，這種布局方式也受到一定的地形限制，比如地形狹長(zhǎng)的城市就不能采用這種方式。

綜合的城市結(jié)構(gòu)

現(xiàn)代的大城市，一般采用在環(huán)形框架內(nèi)填充棋盤(pán)的混合式道路布局，比如我們知道北京的道路以“橫平豎直”著稱(chēng)，以致當(dāng)?shù)厝颂貏e習(xí)慣用東南西北指路，讓不習(xí)慣辨認(rèn)方向的游客一頭霧水。但它又有從二環(huán)一直到傳說(shuō)中的七環(huán)的六道環(huán)路，還產(chǎn)生了“五環(huán)之歌”這種段子，這就是環(huán)路式+棋盤(pán)式混合布局的典型例子。

另外，有些地形地貌過(guò)于特殊的城市，比如山城重慶，就只能采取依地形而規(guī)劃的自由式布局了。

北京市的主要交通布局

道路的分類(lèi)

道路的核心功能是交通，交通的需求分兩類(lèi)，一類(lèi)是“通”，一類(lèi)是“達(dá)”。我們形容一個(gè)地方交通方便，說(shuō)這里“四通八達(dá)”，但是通和達(dá)其實(shí)有著一定的內(nèi)在矛盾。通的要求是迅速，需要快速通過(guò);達(dá)的要求是方便，要在目的地靠邊，還要減速停車(chē)。那么一部分車(chē)流要快速直線(xiàn)通過(guò)，另一部分車(chē)流要變向靠邊，減速停車(chē)，這就產(chǎn)生了矛盾，因?yàn)榉较蚝退俣壬系慕粫?huì)都會(huì)增加事故的風(fēng)險(xiǎn)。

最安全的行車(chē)狀況是什么樣的呢？所有車(chē)輛以同樣的速度朝同一的方向行駛，這樣才能把行車(chē)風(fēng)險(xiǎn)降到最低。車(chē)速越是參差不齊，發(fā)生事故的可能性就越大。處理這個(gè)矛盾，就要盡量把通和達(dá)的車(chē)流區(qū)分開(kāi)來(lái)。道路與道路之間分出級(jí)別差別，劃分車(chē)道，還有其他許多交通安全設(shè)施和管理設(shè)施，都是出于這個(gè)目的。

我國(guó)的城市道路，主要分為快速干道、主干道、次干道和支路，這也是城市道路規(guī)劃的針對(duì)范圍，在此之外，還有一些生活性的街坊小路，不在城市規(guī)劃的范圍中。

不同分類(lèi)的體量

主動(dòng)脈：快速千道和主干道

快速干道和主干道是城市中的主要交通走廊，它們的主要任務(wù)是“通”，快速干道限制非機(jī)動(dòng)車(chē)進(jìn)入，主干道要把機(jī)動(dòng)車(chē)和非機(jī)動(dòng)車(chē)分流，這都是為了保證車(chē)流速度盡量均衡穩(wěn)定。這兩類(lèi)道路的兩側(cè)，都不會(huì)直接設(shè)置大型公共場(chǎng)所的出入口，比如大商場(chǎng)、大型博物館，因?yàn)檐?chē)輛在快速干道和主干道上是快速通過(guò)的，不能靠邊停下來(lái)。在快速干道和主干道上接近目的地之后，一定是通過(guò)附近的出口，來(lái)到次干道和支路上，然后才能抵達(dá)目的地。這樣的出口相距不會(huì)太遠(yuǎn)，太遠(yuǎn)會(huì)造成過(guò)多的繞路，但也不會(huì)太近，太近會(huì)造成過(guò)于頻繁的變向和減速，降低行車(chē)效率。城市里快速干道的出入口，一般相距在1.5千米以上。

小動(dòng)脈：次千道

次干道是介于城市主干道和支路之間的道路，也是車(chē)流、人流的主要交通集散道路，公交線(xiàn)路主要就分布在這一級(jí)道路上。

毛細(xì)血管：支路

如果說(shuō)干道是城市的動(dòng)脈，那支路就是城市的毛細(xì)血管。人們?nèi)粘Ｉ钏璧母鞣N便利設(shè)施，往往也是在支路街道的外立面上。一個(gè)城市是否宜居，可以從支路的路網(wǎng)密度看出端倪，交通的便利程度影響著人們的出行選擇，從而影響生活方式。

次干道和支路是對(duì)城市交通走廊的擴(kuò)展和補(bǔ)充，共同承擔(dān)“達(dá)”的任務(wù)。大家可以在自己的城市觀察一下，公共建筑、停車(chē)場(chǎng)、公交車(chē)站和出租車(chē)服務(wù)站等等設(shè)施，都分布在什么樣的道路兩側(cè)，那就是城市的次干道。

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我國(guó)在《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見(jiàn)》中提出，到2020年，城市路網(wǎng)密度要達(dá)到8千米/平方千米的水平，但直到2018年底，全國(guó)主要城市中還只有深圳、廈門(mén)和成都達(dá)到了這一標(biāo)準(zhǔn)，其他城市尚未達(dá)標(biāo)。

如何來(lái)規(guī)劃城市道路

快速干道、主干道、次干道和支路的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不同，承擔(dān)的任務(wù)也不一樣，它們各自應(yīng)當(dāng)在道路網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)多大的比例，需要根據(jù)每個(gè)城市各自的城市形態(tài)、地理?xiàng)l件、交通流的方向和交通量的大小來(lái)決定。

第一步：調(diào)查

對(duì)道路網(wǎng)的規(guī)劃，首先從交通量的調(diào)查開(kāi)始。規(guī)劃員把這叫作O-D調(diào)查，O是起點(diǎn)（Origin），D是目的地（Destination），調(diào)查城市里居民、貨物和機(jī)動(dòng)車(chē)的出行情況。隨后，在O-D調(diào)查的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上把城市劃分成許多個(gè)“交通小區(qū)”，通過(guò)計(jì)算各個(gè)小區(qū)之間的交通需求，來(lái)預(yù)測(cè)整個(gè)城市每天會(huì)有多少交通需求，發(fā)生多少交通量，這些交通量在空間上和時(shí)間上又是怎么分布的。這是一個(gè)數(shù)學(xué)建模和求解的過(guò)程，得到的結(jié)果是對(duì)整體情況的預(yù)測(cè)，并不是對(duì)實(shí)際情況的統(tǒng)計(jì)。因?yàn)榈缆返囊?guī)劃需要考慮的是未來(lái)將會(huì)發(fā)生的交通量，在道路建設(shè)完成后能夠滿(mǎn)足當(dāng)時(shí)的情況，而不是用未來(lái)的道路來(lái)滿(mǎn)足現(xiàn)在的需求。

第二步：分配

在出行調(diào)查和出行預(yù)測(cè)得到結(jié)果，知道了未來(lái)將會(huì)發(fā)生的交通量之后，需要再把預(yù)測(cè)的交通量“分配”到道路網(wǎng)絡(luò)的具體路線(xiàn)上，看看現(xiàn)有道路的每條路線(xiàn)、每個(gè)交叉點(diǎn)上，在高峰時(shí)段會(huì)產(chǎn)生多少交通量，交通質(zhì)量如何。這個(gè)“分配”的過(guò)程也涉及復(fù)雜的數(shù)學(xué)過(guò)程，因?yàn)榧纫紤]到路段、交叉口的通行能力限制，也要考慮到，人們的出行選擇雖然總是傾向于用時(shí)或花費(fèi)最少的路徑，但也有隨機(jī)的其他因素，而且他人的出行選擇會(huì)影響到路段的交通情況，從而影響到自己的出行選擇。眾多的約束條件讓建模求解變成了一個(gè)高維數(shù)學(xué)問(wèn)題，在計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力還不夠發(fā)達(dá)的時(shí)候，這類(lèi)問(wèn)題的求解非常困難，要么需要很多近似的假設(shè)和簡(jiǎn)化，要么就采用模擬的辦法。不過(guò)類(lèi)似的計(jì)算，我們現(xiàn)在在生活中已經(jīng)比較熟悉了：只要輸入起點(diǎn)和終點(diǎn)，大多數(shù)的地圖APP都能基于實(shí)時(shí)的路況，為你規(guī)劃出從距離、用時(shí)，甚至紅綠燈數(shù)量等方面綜合考量后來(lái)說(shuō)最優(yōu)的路線(xiàn)。

不斷優(yōu)化的過(guò)程

城市道路規(guī)劃的一個(gè)特點(diǎn)是，通常只能在現(xiàn)有的道路網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行調(diào)整，很少有機(jī)會(huì)規(guī)劃一個(gè)全新的城市。所以，預(yù)測(cè)交通量的分配，首先是分配到現(xiàn)有的道路網(wǎng)絡(luò)上，評(píng)估每一個(gè)路段、交叉口的通行質(zhì)量，在此基礎(chǔ)上做出修改。由于道路只能修建在道路用地上，道路規(guī)劃的方案還必須結(jié)合未來(lái)城市用地的規(guī)劃來(lái)進(jìn)行。大致的原則是讓快速干道和主干道連接城市的各個(gè)主要功能區(qū)，如果有大量穿過(guò)市中心的流量，則安排環(huán)形的快速干道或主干道;在城市的出入口，快速干道與高速公路應(yīng)該方便地連接，每個(gè)方向要有至少兩條出入口道路，地震風(fēng)險(xiǎn)高的城市需要更多;在快速干道和主干道的框架基礎(chǔ)上填充次干道和支路，保證每一級(jí)的路網(wǎng)密度。做出規(guī)劃方案后，往往還需要再次把預(yù)測(cè)的O-D量分配到規(guī)劃的道路網(wǎng)絡(luò)上，繼續(xù)評(píng)估通行質(zhì)量，重新修改。這個(gè)過(guò)程可能要反復(fù)多次，直到規(guī)劃方案中的每一個(gè)路段、每一個(gè)交叉口都滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)，才能作為一個(gè)可行方案。

限速60千米/小時(shí)的彎道

理論的構(gòu)想與現(xiàn)實(shí)的交通

道路規(guī)劃是一個(gè)只存在理論最優(yōu)解，但實(shí)際上總是受到種種現(xiàn)實(shí)條件限制的過(guò)程。目前，我國(guó)的大部分城市還處在高速基建階段，主要精力放在干道一級(jí)的建設(shè)上，普遍比較忽略支路的建設(shè)，而且在道路建設(shè)規(guī)范上主要以小汽車(chē)的通行為目標(biāo)。這種道路分布客觀上鼓勵(lì)了開(kāi)車(chē)出行，增大了交通量，雖然道路越修越寬，但車(chē)也越來(lái)越多，并不能從根本上解決擁堵問(wèn)題。許多城市有鑒于此，大力提倡綠色出行，但道路網(wǎng)的分布如果讓綠色出行顯得很不方便的話(huà)，少量的經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)其實(shí)并不能壓過(guò)開(kāi)車(chē)出行的便利，綠色出行的提倡因此也有可能變成一句空話(huà)。城市的交通體系和生活方式相互影響，在進(jìn)行道路規(guī)劃時(shí)，調(diào)整各級(jí)道路的密度比例和連通程度，也會(huì)對(duì)人們的生活方式起到引導(dǎo)的作用。

道路與車(chē)速

道路的網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)靜態(tài)的體系，要加上在道路上行駛的車(chē)流，才構(gòu)成交通體系。大部分的道路區(qū)分機(jī)動(dòng)車(chē)道與非機(jī)動(dòng)車(chē)道，機(jī)動(dòng)車(chē)道又劃分出多個(gè)車(chē)道。車(chē)道的寬度一般是3.5米，這樣的寬度讓車(chē)輛有一定的自由度，行駛起來(lái)比較順暢。車(chē)道越窄，車(chē)流行駛的速度就會(huì)越慢，所以寬度原則上是宜寬不宜窄。不過(guò)如果車(chē)道的寬度富余太多，比如超過(guò)4.5米，就會(huì)有太多人試圖從前車(chē)的間隙中超車(chē)，反而容易造成擁堵。

不同等級(jí)的道路、不同的車(chē)道都有各自不同的速度要求。對(duì)車(chē)速的要求是基于安全的考慮。一方面，需要車(chē)流盡可能保持一個(gè)均衡、穩(wěn)定的速度，降低故障風(fēng)險(xiǎn)，所以不但有最高限速，有的快速干道和高速公路上還會(huì)有最低限速;另一方面，在拐彎的時(shí)候，車(chē)輛其實(shí)是沿著弧線(xiàn)行駛，需要足夠的向心力，否則就會(huì)出現(xiàn)打滑失控甚至傾覆。行駛速度越快，拐彎越急，需要的向心力就越大。這個(gè)向心力是怎么來(lái)的呢？一部分是輪胎與地面的摩擦力，一部分是路面稍微傾斜的支撐力，兩者都是有限的。所以，彎道的限速與道路曲線(xiàn)的半徑有關(guān)。很多時(shí)候，由于地形或永久建筑物的限制，道路設(shè)計(jì)上不一定能有足夠充裕的空間，隨著道路曲線(xiàn)最小半徑的減小，限速也會(huì)進(jìn)一步降低。

所以呀，當(dāng)咱們的偵探和警察在城市道路上追逐的時(shí)候，要看看路況、擁堵和限速，不一定能開(kāi)出電影里那樣火爆的效果。