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        基于慢行交通理念的城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)

        2021-11-15 04:46:40黃丹青
        城市道橋與防洪 2021年10期
        關(guān)鍵詞:城市道路機(jī)動(dòng)車車道

        黃丹青

        (中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司,天津市 300457)

        0 引 言

        城市道路規(guī)劃設(shè)計(jì)經(jīng)歷了多個(gè)階段,20世紀(jì)八九十年代,我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量較少,城市道路以滿足自行車等慢行交通為主[1-4]。進(jìn)入21世紀(jì),我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量快速增加,限速60km/h的城區(qū)快速路規(guī)劃提上日程,且城區(qū)道路多以滿足機(jī)動(dòng)車行車為目的,城市道路規(guī)劃設(shè)計(jì)理念以快行交通為導(dǎo)向[5-7]。但是,機(jī)動(dòng)車并不能滿足大部分2km以內(nèi)的城市交通需求,隨著快行交通網(wǎng)絡(luò)在城市道路中的占比越來(lái)越高,停車難、非機(jī)動(dòng)車占道等問(wèn)題開(kāi)始涌現(xiàn)[8-10],在城市的復(fù)雜功能區(qū)實(shí)現(xiàn)慢行交通規(guī)劃成為亟待解決的問(wèn)題。

        該研究以某市某核心商業(yè)區(qū)支線道路為例,比較分析快行規(guī)劃和慢行規(guī)劃的實(shí)際交通能力仿真數(shù)據(jù),觀察慢行交通理念在城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)中的可用性和利弊。

        1 個(gè)案道路的問(wèn)題分析

        某市某核心商業(yè)區(qū)的直線道路,總寬度26m,初期按照雙向4車道外加非機(jī)動(dòng)車道和人行道方案布置,機(jī)動(dòng)車道寬度3.5m,非機(jī)動(dòng)車道寬度2.0m,人行道寬度4.0m,道路長(zhǎng)度685m。道路連接城市南二環(huán)路與開(kāi)發(fā)區(qū)一路。道路東側(cè)包括1個(gè)CBD商務(wù)區(qū),1個(gè)機(jī)關(guān)辦事處,提供1個(gè)地下停車場(chǎng)路口和1個(gè)機(jī)關(guān)汽車門禁出口;道路西側(cè)為1個(gè)商貿(mào)物流城,路段內(nèi)該商貿(mào)物流城開(kāi)門3處,均為汽車門禁進(jìn)出口。故該道路在685m長(zhǎng)度內(nèi)共有5個(gè)車輛進(jìn)出口,另包含1處公交站臺(tái),道路兩側(cè)各布置1處站牌。上述車道布置模式如圖1所示。

        圖1 個(gè)案道路車道布局圖(單位:m)

        圖1中,全路段限速40km/h,全程限停。但是,在該路段的實(shí)際交通管理過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)了以下3點(diǎn)問(wèn)題。

        (1)實(shí)際車速遠(yuǎn)低于限速

        該路段管制限速為40km/h,但5個(gè)路口處車輛進(jìn)出實(shí)際車速小于15km/h,且路口最小距離150m,導(dǎo)致外側(cè)車道的車速被進(jìn)出路口車輛限制,平均車速低于15km/h,交通高峰時(shí)段全程車速低于10km/h,堵車現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

        (2)道路功能難以得到有效表達(dá)

        該道路為南北走向,其東側(cè)平行道路距離為550m,西側(cè)平行道路距離為830m,3條平行道路均按照相同車道規(guī)劃和限速進(jìn)行設(shè)計(jì),所以導(dǎo)致該道路被作為南二環(huán)路與開(kāi)發(fā)區(qū)一路的渡線道路使用,而該道路的實(shí)際功能——將道路兩側(cè)CBD地下停車場(chǎng)、機(jī)關(guān)辦事處、商貿(mào)物流城的進(jìn)出車輛接入車流的功能受到限制。該道路兩側(cè)雖無(wú)常住居民,但流動(dòng)人口量(含辦公人員和商貿(mào)物流城工作人員)達(dá)到7萬(wàn)人,道路剛性機(jī)動(dòng)車流量為每天24000車次,高峰時(shí)段集中在8:00—9:30和17:30—19:00,高峰3小時(shí)內(nèi)剛性機(jī)動(dòng)車流量為每小時(shí)4500車次,此時(shí)段交通嚴(yán)重?fù)矶隆?/p>

        (3)非機(jī)動(dòng)車事故較多

        該區(qū)域CBD內(nèi)辦公人員達(dá)到2.5萬(wàn)人,商貿(mào)物流城工作人員達(dá)到3.0萬(wàn)人。其中:40%采用步行交通,人流量來(lái)源為距離該道路北側(cè)1350m處地鐵站出口和附近公交站點(diǎn);35%采用非機(jī)動(dòng)車交通,以兩輪電動(dòng)車為主,流量達(dá)到每天3.8萬(wàn)車次。由于非機(jī)動(dòng)車車道寬度僅為2.0m,因此高峰時(shí)段部分兩輪電動(dòng)車難免進(jìn)入人行道行駛,且區(qū)域內(nèi)的外賣快遞配送量較大,也進(jìn)一步增加了午間非機(jī)動(dòng)車流量。據(jù)統(tǒng)計(jì),該區(qū)域年均機(jī)動(dòng)車交通事故超過(guò)2400起,年均惡性非機(jī)動(dòng)車交通事故26起。非機(jī)動(dòng)車行車安全不容忽視。

        2 車流量數(shù)學(xué)模型理論研究

        2.1 機(jī)動(dòng)車通過(guò)能力計(jì)算

        城市道路的機(jī)動(dòng)車通過(guò)能力可用式(1)計(jì)算:

        式中:SC為車輛通過(guò)量,pcu/h;N為道路車道數(shù);V'為實(shí)際車速,km/h;LC為車距,m。

        如果車輛可以按照40km/h的設(shè)計(jì)車速通過(guò)該路段,車距為50m,在雙向4車道條件下,該路段的實(shí)際通過(guò)能力為3200pcu/h。但是,如果車速下降到15km/h,該路段的實(shí)際通過(guò)能力則衰減到1200pcu/h。

        V'與SC存在邏輯逆相關(guān),當(dāng)車輛通過(guò)量SC增大時(shí),實(shí)際車速V'必然下降,這也是該路段在高峰時(shí)刻易發(fā)生堵車的主要原因。通過(guò)天眼系統(tǒng)的定量觀察,該路段車輛通過(guò)能力與車輛通過(guò)需求之間的關(guān)系如圖2所示。

        圖2 車輛通過(guò)能力與車輛通過(guò)需求的統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)系圖

        圖2中:40km/h限速條件下,當(dāng)車輛通過(guò)需求達(dá)到2200pcu/h時(shí),車輛通過(guò)能力小于車輛通過(guò)需求,即出現(xiàn)不可控?fù)矶拢?0km/h限速條件下,當(dāng)車輛通過(guò)需求達(dá)到2850pcu/h時(shí),車輛通過(guò)能力小于車輛通過(guò)需求。這說(shuō)明,在擁堵易發(fā)路段,適當(dāng)降低限速,可以有效增加車輛通過(guò)能力,且增加車道數(shù)量可增加車輛通過(guò)能力。

        2.2 非機(jī)動(dòng)車通過(guò)能力計(jì)算

        非機(jī)動(dòng)車通過(guò)能力計(jì)算方式與機(jī)動(dòng)車通過(guò)能力計(jì)算方式相當(dāng),但非機(jī)動(dòng)車難以明確劃分車道,只能通過(guò)非機(jī)動(dòng)車橫向安全車距進(jìn)行計(jì)算。非機(jī)動(dòng)車通過(guò)能力可用式(2)計(jì)算:

        式中:SC為車輛通過(guò)量,pcu/h;V'為實(shí)際車速,km/h;LC為車距,m;B為非機(jī)動(dòng)車車道寬度,m;B0為非機(jī)動(dòng)車橫向安全車距,m。

        實(shí)際計(jì)算中,設(shè)非機(jī)動(dòng)車橫向安全車距B0為0.8m,車道寬度B為2.0m,車速為15km/h,車距為5.0m,則該路段單行通過(guò)能力為7500pcu/h,雙向通過(guò)能力為15000pcu/h。當(dāng)非機(jī)動(dòng)車道寬度增加到3.0m時(shí),該路段雙向通過(guò)能力增加到22500pcu/h。

        3 車道設(shè)計(jì)變更方案

        根據(jù)以上分析,該車道變更策略為增加機(jī)動(dòng)車車道和加寬非機(jī)動(dòng)車車道,且該變更不能拓寬道路總寬度,亦不能過(guò)度壓縮人行道,且應(yīng)適當(dāng)壓低道路限速。目前該道路的機(jī)動(dòng)車道寬度為3.5m,我國(guó)交通法規(guī)要求城區(qū)機(jī)動(dòng)車道寬度為2.5~3.5m,因此可通過(guò)減少機(jī)動(dòng)車道寬度的方式實(shí)現(xiàn)車道變更。改進(jìn)方案見(jiàn)圖3。

        圖3 個(gè)案道路車道布局改進(jìn)方案圖(單位:m)

        圖3中,調(diào)整后的道路包含5條機(jī)動(dòng)車道,其中包括雙向4車道的固定車道,1條潮汐車道,車道寬度均為2.5m,非機(jī)動(dòng)車道從2.0m加寬到3.0m,受此影響,人行道寬度從4.0m減少到3.75m。調(diào)整后道路總寬度仍為26m。

        結(jié)合前文定性、定量分析,該調(diào)整可為該道路帶來(lái)3點(diǎn)重要變化。

        (1)增加的車道和適當(dāng)降低的機(jī)動(dòng)車限速使機(jī)動(dòng)車通過(guò)能力增強(qiáng)。

        通過(guò)觀察:該道路的東側(cè)下行線路交通峰值發(fā)生在工作日8:00—9:30和17:30—19:00,非工作日車流量約為工作日的30%~40%,且無(wú)顯著峰值;西側(cè)上行線路交通峰值發(fā)生在工作日10:00—15:00和20:00—21:30,非工作日車流量顯著高于工作日。所以,該道路具備設(shè)置潮汐道路的條件。該道路潮汐道路運(yùn)行辦法見(jiàn)表1。

        表1 潮汐道路運(yùn)行管理策略

        表1中的策略基本可保障兩側(cè)錯(cuò)時(shí)高峰時(shí)段的車道數(shù)量均在3條以上,且設(shè)定限速均為30km/h,即高峰時(shí)段車輛通過(guò)能力在4275pcu/h以上,對(duì)側(cè)道路車輛通過(guò)能力為2850pcu/h,道路總通過(guò)能力達(dá)到7135pcu/h,較車道變更前4400pcu/h的通過(guò)能力,提升了62.2%。

        (2)加寬的非機(jī)動(dòng)車道使非機(jī)動(dòng)車通過(guò)能力增強(qiáng)。

        非機(jī)動(dòng)車道寬度從2.0m提升到3.0m,非機(jī)動(dòng)車通過(guò)能力從15000pcu/h提升到22500pcu/h,提升了50.0%。城市道路慢行規(guī)劃的根本出發(fā)點(diǎn)為提升非機(jī)動(dòng)車的通過(guò)能力,以加大道路人流通過(guò)能力。

        (3)行人通過(guò)能力的減少幅度在可接受范圍內(nèi)。

        上述綜合措施,特別是降低該路段限速的交通管制策略,可以讓大部分在南二環(huán)路與開(kāi)發(fā)區(qū)一路之間的渡線車輛轉(zhuǎn)移到平行道路中,使該交通路段的實(shí)際車流需求大幅度降低。人行道寬度從4.0m壓縮到3.75m,其理論通過(guò)能力下降幅度為6.3%。車道變更前,該道路的行人通過(guò)能力可以滿足要求,行人通過(guò)功能的最大問(wèn)題為非機(jī)動(dòng)車占用人行道,導(dǎo)致非機(jī)動(dòng)車事故頻發(fā);拓寬非機(jī)動(dòng)車道后,非機(jī)動(dòng)車通過(guò)能力加強(qiáng),非機(jī)動(dòng)車占用人行道的現(xiàn)象會(huì)被有效遏制,人行道的行人通過(guò)能力反而會(huì)得到提升。

        城市道路慢行規(guī)劃核心思路是通過(guò)增加非機(jī)動(dòng)車通過(guò)能力,優(yōu)化城市道路車道布置方案,使城市道路的通過(guò)能力全面提升。從數(shù)學(xué)模型上進(jìn)行分析,該改進(jìn)方案可以有效且同步提升機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車、行人通過(guò)能力,減少非機(jī)動(dòng)車交通事故,可以滿足設(shè)計(jì)需求。

        4 改進(jìn)方案的實(shí)際驗(yàn)證及社會(huì)調(diào)研

        2020年3月1日,該道路經(jīng)過(guò)道路標(biāo)線的重新劃分及部分道路的改建,實(shí)施上述改進(jìn)方案。使用SPSS24.0對(duì)道路規(guī)劃設(shè)計(jì)改進(jìn)前后的道路通過(guò)能力進(jìn)行觀察對(duì)比分析。對(duì)比數(shù)據(jù)來(lái)自天眼系統(tǒng)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù),其中對(duì)比參數(shù)來(lái)自SPSS平臺(tái)下雙變量T校驗(yàn)結(jié)果,讀取其Value值作為T值。當(dāng)T<10.000時(shí),認(rèn)為兩組數(shù)據(jù)存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,且T值越小,數(shù)據(jù)差異越大。讀取其log值作為P值:當(dāng)P<0.05時(shí),認(rèn)為比較結(jié)果處于置信空間;當(dāng)P<0.01時(shí),認(rèn)為比較結(jié)果具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。經(jīng)過(guò)上述比較,得到實(shí)際驗(yàn)證結(jié)果(見(jiàn)表2)。

        表2 道路極限通過(guò)能力對(duì)比圖

        表2中,機(jī)動(dòng)車通過(guò)能力實(shí)際增加了73.3%,非機(jī)動(dòng)車通過(guò)能力實(shí)際增加了57.9%,行人通過(guò)能力實(shí)際增加了5.0%。所有比較數(shù)據(jù)T<10.000,P<0.01,具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。該實(shí)際驗(yàn)證結(jié)果得到兩個(gè)結(jié)論。

        (1)實(shí)際驗(yàn)證結(jié)果與數(shù)學(xué)模型假設(shè)基本相符。

        數(shù)學(xué)模型得出該規(guī)劃改進(jìn)后:機(jī)動(dòng)車通過(guò)能力為7135pcu/h,實(shí)際驗(yàn)證中機(jī)動(dòng)車極限通過(guò)能力為7195pcu/h,偏差率為0.8%;非機(jī)動(dòng)車通過(guò)能力為22500pcu/h,實(shí)際驗(yàn)證中非機(jī)動(dòng)車極限通過(guò)能力為22674pcu/h,偏差率為0.8%。實(shí)際驗(yàn)證中,行人通過(guò)能力的提升幅度并不高,根本原因?yàn)椋簲?shù)學(xué)模型驗(yàn)證行人通過(guò)能力有下降可能,但受到干擾因素影響,行人通過(guò)能力可能會(huì)提升,但實(shí)際運(yùn)行中,原有道路規(guī)劃可以基本滿足行人通過(guò)需求,改進(jìn)后并無(wú)更多實(shí)際行人通過(guò)量,所以改進(jìn)后行人通過(guò)能力僅提升5.0%。

        (2)實(shí)際驗(yàn)證結(jié)果基本滿足該路段剛性通過(guò)需求。

        理論分析中,該路段機(jī)動(dòng)車通過(guò)剛性需求為最大4500pcu/h,受到渡線車輛影響,其短時(shí)車流量可能超過(guò)7000pcu/h。規(guī)劃改進(jìn)后,該道路的極限車流通過(guò)能力達(dá)到7195pcu/h,可以滿足該路段的機(jī)動(dòng)車通過(guò)需求。非機(jī)動(dòng)車通過(guò)需求為22000pcu/h,實(shí)測(cè)結(jié)果也滿足該需求。所以,該改進(jìn)方案可以基本滿足當(dāng)前該區(qū)域的通行需求。

        為更加切實(shí)地了解該改進(jìn)方案的時(shí)效性和民眾滿意度,從2020年3月1日該道路按照新車道規(guī)劃執(zhí)行交通管理后,至2020年5月1日在沿線發(fā)放問(wèn)卷4500份,覆蓋該地區(qū)人口比例6.4%,回收有效問(wèn)卷3872份,其中機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)?52人,占22.0%,非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)?394人,占36%,選擇公共交通人群1626人,占42%。該調(diào)查比例接近之前天眼系統(tǒng)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)中25%、35%、40%的人群比例,要求受訪者就城市道路重新規(guī)劃后的交通情況給出評(píng)價(jià),包括之前狀態(tài)評(píng)價(jià)和之后狀態(tài)評(píng)價(jià),選項(xiàng)包括完全滿意、基本滿意、不滿意、完全不滿意。其選項(xiàng)分布情況見(jiàn)表3。

        表3 社會(huì)調(diào)查結(jié)果表(總調(diào)查數(shù)n=3872)

        表3中,民眾對(duì)該道路交通狀態(tài)的滿意率從改進(jìn)前的38.7%提升到改進(jìn)后的84.4%,是改進(jìn)前的2.2倍,且完全滿意人數(shù)所占比例從7.9%提升到32.9%,是改進(jìn)前的4.2倍。這說(shuō)明,該路段按照慢行理念下的城市道路交通規(guī)劃改進(jìn)方案改進(jìn)后,城市居民對(duì)道路通過(guò)能力的滿意率大幅度提升。

        5 結(jié) 語(yǔ)

        在慢行交通理念下,加寬了個(gè)案道路的非機(jī)動(dòng)車道,增加了1條潮汐機(jī)動(dòng)車道,將道路限速?gòu)?0km/h下調(diào)到30km/h,但將人行道寬度從4.0m壓縮到了3.75m。經(jīng)過(guò)調(diào)整,非機(jī)動(dòng)車、機(jī)動(dòng)車、行人通過(guò)能力均有大幅度提升,該道路再未發(fā)生全路段堵車現(xiàn)象,車輛實(shí)際通過(guò)速度從不足15km/h提升到超過(guò)25km/h。受此結(jié)果影響,民眾對(duì)該路段交通狀況的滿意度從改進(jìn)前的38.7%提升到84.4%。證明慢行交通理念適合城區(qū)非通過(guò)性道路的規(guī)劃設(shè)計(jì)。

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