雄安城際站、小里站交通預測及交通組織分析

由婷婷，朱曉東，高佳寧，孟維偉

（中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司，天津市700074）

0 引 言

根據(jù)《河北雄安新區(qū)總體規(guī)劃》[1]、《河北雄安新區(qū)起步區(qū)控制性規(guī)劃》（以下簡稱“起步區(qū)控規(guī)”）和《河北雄安新區(qū)啟動區(qū)控制性詳細規(guī)劃》（以下簡稱“啟動區(qū)控詳規(guī)”），雄安新區(qū)設(shè)置雄安城際站和小里站。雄安城際站和小里站處在雄安新區(qū)東西軸上，分別位于啟動區(qū)、起步區(qū)西部組團的核心區(qū)域，是踐行“交通一體化、站城一體”理念的示范區(qū)。圖1 為起步區(qū)控制性規(guī)劃圖。

圖1 起步區(qū)控制性規(guī)劃圖

雄安城際站的項目規(guī)劃范圍為雄安新區(qū)啟動區(qū)的核心區(qū)域。雄安城際站作為雄安新區(qū)的主客站，承擔著聯(lián)系京津冀的重要功能。雄安城際站及周邊地區(qū)將同步設(shè)計、一體開發(fā)，是踐行“站城一體”理念的示范區(qū)和活力門戶。

小里站位于起步區(qū)西一組團的中心城區(qū)，是宜居宜業(yè)、功能協(xié)調(diào)、特色鮮明的城市副中心。根據(jù)上位規(guī)劃，該區(qū)融合綜合交通樞紐、創(chuàng)新智慧產(chǎn)業(yè)，結(jié)合周邊區(qū)域同步設(shè)計、一體開發(fā)，踐行“站城一體”的開發(fā)理念，構(gòu)建起步區(qū)的創(chuàng)新高地。

在雄安新區(qū)管委會組織開展的雄安城際站及小里站周邊建筑設(shè)計方案征集研究中，該項目在起步區(qū)控規(guī)、啟動區(qū)控詳規(guī)和城市設(shè)計研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建雄安城際站及小里站區(qū)域范圍交通模型，為城際站樞紐區(qū)各類交通容量預估提供理論基礎(chǔ)，同時，根據(jù)各類交通需求，進行交通流線的組織及交通設(shè)施的布局。

本文研究的主要內(nèi)容：

（1）根據(jù)雄安新區(qū)上位規(guī)劃對雄安新區(qū)起步區(qū)的土地利用、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行梳理，為交通預測模型提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（2）采用交通規(guī)劃四階段法對起步區(qū)道路網(wǎng)進行預測，支撐車站樞紐區(qū)各類交通容量預估，合理組織交通流線，合理布局交通設(shè)施。

（3）通過模型預測結(jié)果與交通流線布局的互饋結(jié)果，進一步應用預測模型對流線布局進行檢驗分析。研究成果將為實現(xiàn)站城一體、打造復合功能、塑造特色公共空間、構(gòu)建未來高標準啟動區(qū)門戶空間形象奠定理論基礎(chǔ)。

1 交通模型建立

本次道路交通流量預測采用傳統(tǒng)的四階段法[2-4]建立預測交通模型，考慮較為不利的交通情況，采用人口高限進行模型測試。采用情景分析法進行方式劃分：分別取25%和10%作為小汽車分擔率，以滿足《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》對起步區(qū)遠期綠色交通出行比例達到90%的要求。

道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以《河北雄安新區(qū)起步區(qū)控制性規(guī)劃》中的“起步區(qū)骨干道路系統(tǒng)規(guī)劃圖”為準，構(gòu)建城市快速路、組團連接道路（主干路）、單元集散道路（次干路）和支路4 級道路體系，形成級配合理、功能完善的城市道路系統(tǒng)。規(guī)劃路網(wǎng)密度為10~15 km/km2，組團連接道路和單元集散道路密度為5 km/km2左右。

本次道路交通流量預測，主要對啟動區(qū)內(nèi)規(guī)劃的“四橫四縱”骨干道路網(wǎng)系統(tǒng)進行交通流量預測。其中，雄安城際站區(qū)域交通組織研究范圍內(nèi)規(guī)劃的東西軸北側(cè)路、南北干路及E2 路均為啟動區(qū)內(nèi)主干路，其他為次干路。結(jié)合用地條件，將其整體布置為窄密路網(wǎng)的道路結(jié)構(gòu)，道路間距約150 m。

第一組團內(nèi)、第二組團內(nèi)規(guī)劃形成“五縱五橫”的干路系統(tǒng)，其中，小里站區(qū)域交通組織研究范圍內(nèi)規(guī)劃的東西軸北側(cè)路、西一組團南北干路為主干路，其他為次干路。結(jié)合用地條件，將其整體布置為窄密路網(wǎng)的道路結(jié)構(gòu)，道路間距約150 m。

本次道路交通流量預測，依據(jù)城市總體規(guī)劃用地布局發(fā)展進行交通小區(qū)劃分，將雄安起步區(qū)內(nèi)5+1 組團劃分為538 個交通小區(qū)[5]，如圖2 所示。

圖2 交通預測模型中交通小區(qū)分布圖

根據(jù)“起步區(qū)用地規(guī)劃圖”和各控制單元的人口數(shù)和崗位數(shù)，起步區(qū)規(guī)劃總?cè)丝跀?shù)為100 萬人，可承載人口數(shù)為130~150 萬人，其中本地就業(yè)人口為90~100 萬人，外來就業(yè)人口按照20~30 萬人計算，總就業(yè)人口為120 萬人左右，總崗位數(shù)約為120 萬個。小區(qū)劃分及各組團人口數(shù)、崗位數(shù)分布如圖3 所示。

圖3 小區(qū)劃分及各控制單元人口、崗位分布圖

由圖3 可知，雄安新區(qū)起步區(qū)規(guī)劃的崗位/ 人口比值偏高，以人口約束進行出行分布。如果按照崗位約束進行出行分布，出行量會有所增加，因此，本次流量預測以人口高限作為約束條件。

建模流程如圖4 所示。

圖4 建模流程圖

2 交通需求預測

2.1 出行生成預測

2.1.1 樞紐生成量預測

依據(jù)《雄安城際站及小里站周邊建筑設(shè)計方案征集任務書》提供的客流預測數(shù)據(jù)進行預測。

雄安城際站規(guī)劃年度（2035 年）發(fā)送量1 392 萬人次，最高聚集人數(shù)3 000 人。城市交通接駁客流量（單向）為：日均5.5~6.0 萬人次，高峰小時1.0~1.3 萬人次，其中小汽車接駁比例占總接駁比例的10%，約為1 200 人次。

小里站規(guī)劃年度（2035 年）發(fā)送量300 萬人次，最高聚集人數(shù)600 人。城市交通接駁客流量（單向）為：日均 4.0~4.5 萬人次，高峰小時 0.7~1.0 萬人次，其中小汽車接駁比例占總接駁比例的10%，約為800 人次。

2.1.2 背景交通量預測

（1）產(chǎn)生量預測

建立出行生成模型通常有回歸分析法和交叉分類法。其原理都是通過分析研究影響交通發(fā)生和吸引的主要因素，建立主要因素與交通量的關(guān)系。

出行產(chǎn)生量模型表達式為：

式中：Pi為 i 區(qū)的出行產(chǎn)生量，人次；Rik為 i 區(qū)第 k 種出行目的的出行率，次/（人·d）；Tik為i 區(qū)第k 種出行目的人口數(shù)，人。

（2）吸引量預測

出行吸引量模型表達式為：

式中：Ai為 i 區(qū)的出行吸引量，人次；Rik為 i 區(qū)第 k 種出行目的的吸引率，次 /（工作崗位數(shù)·d）；Tik為 i 區(qū)第k 種出行目的工作崗位數(shù)，個。

由于不同區(qū)位、不同交通可達性的出行吸引量有顯著差異，因此按不同用地性質(zhì)和出行特征進行交叉分類，最終得到分區(qū)位、分目的出行吸引模型。

2.2 出行分布預測

出行分布預測有增長系數(shù)法、重力模型法。重力模型通過引入交通區(qū)之間的阻抗，反映土地使用和交通設(shè)施的變化對出行分布的影響?？紤]到遠景規(guī)劃中雄安新區(qū)的用地發(fā)展，本文采用重力模型法。

出行分布模型的表達式為：

式中：Tij為起迄點小區(qū) i 至 j 的出行量，人次；Pi為起點小區(qū)i 的出行產(chǎn)生量，人次；Aj為迄點小區(qū)j 的出行吸引量，人次；rij為起迄點小區(qū)i 至j 的出行阻抗，本次建模采用出行時間，h；F（rij）為阻抗函數(shù)。

本模型采用Gamma 函數(shù)，可避免其他阻抗函數(shù)如負指數(shù)函數(shù)出現(xiàn)短距離出行比重數(shù)值過大的情況。具體形式如下：

式中：a、b、c 為需要標定的模型參數(shù)；t 為出行時間，h；F（t）為時間阻抗函數(shù)。

根據(jù)交通小區(qū)出行產(chǎn)生量、吸引量及出行分布模型，計算得到全方式出行OD，將其合并為大區(qū)OD，根據(jù)OD 得到出行期望線，如圖5 所示。

圖5 2035 年全方式期望線圖

由圖5 可以看出，預測年出行空間分布主要聚集在東西組團的溝通聯(lián)系上，由于東西向OD 較大，必然會給各組團間的聯(lián)系道路造成壓力。此外，重要的城市功能中心、交通樞紐等是公共交通出行的重要客流集散點，客流集散規(guī)模較大。最大的OD 發(fā)生在雄安城際站所在的啟動區(qū)與小里站所在的第一組團之間的溝通聯(lián)系上。

2.3 交通方式劃分預測

交通方式劃分采用情景分析法：分別采用25%、10%的小汽車分擔率，以滿足《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》“起步區(qū)遠期綠色交通出行比例達到90%”的要求。

2.4 交通分配預測

本文采用隨機用戶平衡分配模型，按規(guī)劃方案在TransCAD 軟件中對路網(wǎng)屬性進行設(shè)置。

根據(jù)現(xiàn)有路網(wǎng)描述，將預測得到的OD，按一定規(guī)則分配到路網(wǎng)中的各條道路上，求出路網(wǎng)中各路段的交通量和所產(chǎn)生的OD 費用矩陣，并對城市交通網(wǎng)絡(luò)的使用狀況作出分析評價，在確定基本路網(wǎng)和車輛分布OD 矩陣后，進行交通分配。TransCAD軟件中網(wǎng)絡(luò)平衡狀態(tài)是通過多次流量轉(zhuǎn)移迭代實現(xiàn)的，滿足下述任何要求之一即停止迭代。

（1）迭代次數(shù)：5 000 次。

（2）迭代精度：前后兩次分配流量誤差小于0.1%。

路段性能函數(shù)采用 BPR 函數(shù) t=tf[1+α（v/c）β]，其中：t 表示路段的出行時間，h；tf表示路段自由流出行時間，h；v 表示路段流量，pcu/h；c 表示路段通行能力，pcu/h；α、β 為系數(shù)。

3 交通需求預測結(jié)果及分析

基于交通需求預測結(jié)果和交通組織方案，利用TransCAD 軟件對樞紐周邊道路進行測試評價[6-8]。

3.1 路網(wǎng)飽和度

根據(jù)《雄安城際站及小里站周邊建筑設(shè)計方案征集任務書》要求，小汽車交通分擔率近、中期為25%，遠期為10%，雄安新區(qū)起步區(qū)路網(wǎng)飽和度分配結(jié)果如圖6、圖7 所示。

圖6 起步區(qū)路網(wǎng)飽和度（分擔率25%）

圖7 起步區(qū)路網(wǎng)飽和度（分擔率10%）

從圖6、圖7 可以看出：小汽車分擔率為25%時，各組團間連接段交通流量較大，部分方向飽和度超過1，雄安城際站、小里站周邊道路網(wǎng)主、次干路飽和度大于0.8；小汽車分擔率為10%時，路網(wǎng)通暢，雄安城際站、小里站周邊道路網(wǎng)主、次干路飽和度為0.6~0.8。因此，規(guī)劃雄安城際站和小里站在將來的運營階段，其背景路網(wǎng)運行狀態(tài)良好。

3.2 交通組織分析

交通組織研究范圍內(nèi)路網(wǎng)密集，地塊被道路分隔為若干個長方形小街區(qū)，整體呈現(xiàn)高路網(wǎng)密度和小路網(wǎng)間距，形成較為規(guī)整的棋盤式路網(wǎng)布局。區(qū)域內(nèi)的干路系統(tǒng)較為發(fā)達，支路系統(tǒng)密度較大，兩者相互配合、統(tǒng)一組織。另外，路網(wǎng)間距較小，有利于形成配對良好的干道單向交通組織和支路系統(tǒng)的內(nèi)部單向循環(huán)系統(tǒng)。同時，單向交通有利于簡化交叉口組織，提高道路通行能力及車輛運行速度，降低交通事故率，有效挖掘區(qū)域潛力，提高系統(tǒng)收益。

3.2.1 干路單行交通組織

依據(jù)雄安城際站、小里站周邊交通組織方案，從便于交通組織的角度出發(fā)，采取東西軸單行方案。測試結(jié)果如圖8、圖9 所示。

圖8 東西軸單行方案路網(wǎng)運行結(jié)果（分擔率25%）

圖9 東西軸單行方案路網(wǎng)運行結(jié)果（分擔率10%）

從圖8、圖9 可以看出，東西軸采用單行方案后，有利于緩解東西大道的交通壓力。按小汽車分擔率25%考慮時，飽和度由0.7 小幅下降至0.65；按小汽車分擔率10%考慮時，飽和度由0.6 小幅下降至0.5。同時，該方案也有利于雄安城際站、小里站周邊道路網(wǎng)交通組織，且對周邊路網(wǎng)影響不大。因此，經(jīng)模型測試，東西大道單行方案具有可實施性，推薦采用。

3.2.2 地面交通組織

（1）雄安城際站

本次方案征集階段，雄安城際站周邊地上道路網(wǎng)擬利用棋盤狀的支路網(wǎng)構(gòu)建單行路系統(tǒng)。這樣既有利于減輕主干路的交通壓力，提高路網(wǎng)交通運行效率，也符合城市交通發(fā)展政策。具體交通組織方案見圖10。

圖10 雄安城際站周邊地上道路網(wǎng)單行交通組織方案

根據(jù)該交通組織方案，利用TransCAD 軟件對樞紐周邊道路進行測試。周邊道路網(wǎng)運行結(jié)果如圖11、圖12 所示。

圖11 雄安城際站周邊地上道路網(wǎng)運行結(jié)果（分擔率25%）

圖12 雄安城際站周邊地上道路網(wǎng)運行結(jié)果（分擔率10%）

由圖11、圖12 可知，東西軸單行且雄安城際站周邊地上支路網(wǎng)單行后，對雄安城際站周邊道路網(wǎng)影響較小。經(jīng)測試：支路網(wǎng)單行、小汽車分擔率25%的地面道路飽和度數(shù)值為0.7~0.9；支路網(wǎng)單行、小汽車分擔率10%的地面道路網(wǎng)通暢，飽和度數(shù)值不大于0.6，路網(wǎng)運行狀態(tài)良好。

（2）小里站

本次方案征集階段，小里站周邊地面道路不進行特殊的交通組織。根據(jù)此原則，利用TransCAD 軟件對樞紐周邊道路進行測試，周邊道路網(wǎng)運行結(jié)果如圖8、圖9 所示。

由圖8、圖9 可知，東西軸單行對小里站周邊道路網(wǎng)影響較小，方案實施后，經(jīng)測試，地面道路網(wǎng)通暢，飽和度數(shù)值不大于0.6，路網(wǎng)運行狀態(tài)良好。

3.2.3 地下交通組織

通過地下環(huán)路為高強度開發(fā)組團的地下車庫提供額外的進出通道，緩解地面交通壓力。同時，借助地下環(huán)路為雄安城際站的到發(fā)交通組織提供便利。

（1）雄安城際站

對雄安城際站具體交通組織方案進行測試：周邊地下道路網(wǎng)通暢，道路飽和度絕大部分小于0.8，路網(wǎng)運行狀態(tài)良好，如圖13 所示。

圖13 雄安城際站周邊地下道路網(wǎng)運行結(jié)果（小客車流量）（單位：pcu/ 高峰小時）

（2）小里站

對小里站具體交通組織方案進行測試：地下道路網(wǎng)通暢，道路飽和度絕大部分小于0.8，路網(wǎng)運行狀態(tài)良好，如圖14 所示。

4 結(jié) 論

通過上述研究，結(jié)論如下：

（1）交通組織研究范圍內(nèi)，路網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模適宜，能夠支撐雄安城際站、小里站樞紐區(qū)周邊的交通需求。

（2）交通組織研究范圍內(nèi)，將東西軸及雄安城際站周邊部分支路設(shè)置為單向交通，具有可實施性。東西軸單行線長度較長，穿越范圍較廣，可以有效簡化交叉口組織，提高運行效率。雄安城際站周邊區(qū)域路網(wǎng)呈棋盤狀，且支路密度較大，與東西軸相互配合設(shè)置單向交通，有利于形成良好的內(nèi)部單向循環(huán)系統(tǒng)。

圖14 小里站周邊地下道路網(wǎng)運行結(jié)果（小客車流量）（單位：pcu/ 高峰小時）

（3）地下環(huán)路交通組織能有效緩解車站區(qū)域交通組織研究范圍內(nèi)的地面交通壓力，實現(xiàn)雄安城際站、小里站地上地下分流，加強總部區(qū)與金融島、創(chuàng)新島與科創(chuàng)小鎮(zhèn)之間的相互聯(lián)系。