（交通运输规划与管理专业论文）功能导向的主干道规划和设计方法研究.pdf

摘要 摘要 主干道连接城市各功能分区和关键控制节点，在道路网络中以满足长距离交通运输为 主要功能。国内各大城市高负荷高密度区域和中负荷中密度区域的主干道在交通负荷高峰时 段，交通拥堵问题日趋严重，突出表现为主干道在交通功能上大都未能达到预期的功能，主 干道更多地承担了次干道和支路应承担的“通达”功能，而基本“通行”功能受到严重影响， 各种性质交通过度依赖主干道，造成主干道无法保障基本交通功能。 论文针对上述问题，提出以主干道的功能保障为导向，将规划、设计、管理紧密联系 的设计理念。为了便于在规划、设计阶段与使用、管理阶段统一考虑和分析主干道的交通功 能，综合通行能力、服务水平概念后提出评价主干道交通功能的服务能力指标，并采用交叉 口v c 比、平均行程车速、交叉口车均停车延误三项指标描述服务能力。重点分析影响主干 道服务能力的四个因素一一非机动车干扰，信号灯控制，交叉口间距，横断面型式与服务能 力的相关关系、敏感性程度。 保障城市主干道基本通行功能，在规划和设计时必须调整考虑问题的角度，并将“服 务能力最优”作为规划、设计和管理的统一目标。表述为主干道沿线交叉口v c 比均匀，灯 控交叉口间距合理且均匀，路段行程车速均匀，直行交通优先通行。对于已建主干道，综合 采用t s m 和t d m 的交通管理方法，重点推荐“分离不同性质交通”、“强化主干道交通功 能”、“高负荷高密度区域主干道推广信号灯联动控制系统”、“合理渠化设计”、“合理交通疏 导”的交通改善设计方法，并采用交通仿真技术进行改善效果分析。对于规划新建城市主干 道，提出转换传统的规划设计观念，采用规划、设计、建设和管理一体化的新理念，结合服 务能力研究成果，给出功能导向的规划设计方法。 关键词： 城市主干道功能保障服务能力行程车速停车延误机非干扰信号灯控制系统 主干道交叉口合理间距规划、设计、建设和管理一体化设计理念 摘要 a b s t r a c t t h ea r t e r i a lc o n n e c t sd i f f e r e n tf u n c t i o na r e a sa n dc o n t r o lp o i n t s ，a n ds e r v 骼面m 撕l yt h r o u g h 仃a 衢c i nc h i n ac i t y ，t r a f f i cc o n g e s t i o no fa r t e r i a li nt h er u s hh o u rb e c o m 豁m o r ea n dm o r es e r i o u s t h i sp r o b l e mi sd e f i n e d 船t h ea r t e r i a lc a nn o tp e r f o r mt h ep r o s p e c t i v ef u n c t i o n ，s u c ha st h e a r t e r i a lu s u a l l yp e r f o r m so t h e ru r b a ns t r e e t s c o e m c c d n gf u n c t i o n ，a n di n f l u e n c e st h em a i nm o v i n g t h r o u g ht r a f f i cp e r f o r m a n c e ，a n da l lk i n d so fv e h i c l e sr u n n i n go nt h ea r t e r i a lr e s u l t si nt h el o w q u a l i t yo ft h et h r o u g ht r a f f i c i no r d e rt of m das o l u t i o no ft h ep r o b l e m ，t h i sp a p e rs t a r tt h er e s e a r c ho ft h ea r t e r i a lp l a n n i n ga n d t r a f f i cd e s i g nm e t h o dw h i c hg u a r a n t e e st h ea r t e r i a lt r a f f i cf u n c t i o n a n dt h ep a p e rd e f m e ds e i - q e c a p a c i t yc o n c e p ts o a st ow eh a v eac o n s i s t e n tm e a s u r ei nt h ep r o c e s so fp l a n n i n g ，d e s i g n i n g ， u s i n ga n dm a n a g e m e n t , a n dm a k ei te a s yt oa n a l y s i sa r t e r i a lt r a f f i cf u n c t i o n t h ev cr a t i o ， a v e r a g et r a v e ls p e e da n dt h ea v e r a g ed e l a yo fs i g n a l i z e di n t e r s e c t i o nc o m p r i s e dt h e l v ec a p a c i t y a n dt h em a i ni n f l u e n c ef a c t o r sa 糟t h eb i c y c l et r a f f i c ，s i g n a lc o n t r o ls y s t e m ，t h ed i s t a n c eo f i n t e r s e c t i o na n dt h ec r o s ss e c t i o n w eh a v et oc h a n g et h ep o i n to fv i e wo fp l a n n i n ga n dd e s i g n i n ga r t e r i a l si fg u a r a n t t h ea r t e r i a l 蛐f u n c t i o ni sp u ti nt h ef i r s tp l a c e g u a r a n t e et h eb e s ts e l v ec a p a c i t y i st h e0 _ b j e c ti nt h e p r o c e s so fp l a n n i n g ，d e s i g n i n ga n dm a n a g e m e n t i ti s d e f m e da st h ed i s t a n c eo fi n t e r s e c t i o ni s c l o s et 0t h es a m ea n dr e a s o n a b l e 。t h ev cr a t i oo f e a c hi n t e r s e c t i o na n dt h ea v e r a g et r a v e ls p e e d o ne a c hs e g m e n ta r en o tm u c hd i f f e r e n c e f o rt h ee x i s t i n ga r t e r i a l ，u s i n gt r a f f i cs i m u l a t i o na n d e x p e r i e n c em o d e ld ot h ea n a l y s i so fi m p r o v e m e n t e f f e c to nd i f f e r e n tt s ma n dt d m c o m p r o m i s e m e t h o d s ，s u c h 勰s e p a r a t i n gt h eb i c y c l ea n dv e h i c l et r a f f i c ，i n t r o d u c i n gc o o r d i n a t i o no fs i g n a l sf o r a r t e r i a li nt h eh e a v yt r a f f i ca n dh i l g hd e n s i t ya r e a ，i n t r o d u c i n gr e a s o n a b l ed e s i g nm e t h o da n ds oo n f o rt h en e wb u i l d i n ga r t e r i a l ，i ti si m p o r t a n tt or e a l i z eg o o dc o n n e c t i o no fp l a n n i n ga n dd e s i g n ， c o n s t r u c tt h en e wp l a n - d e s i g n - b u i l d - m a n a g ei n t e g r a t e dm e t h o df o ra r t e r i a l ，a n dp u tf o r w a r dt h e d i f f e r e n td e s i g nm e t h o df o ra r t e r i a la c c o r d i n gt ot h ep l a c ei nt h er o a dn e t w o r k k e yw o r d s ： a i a e r i a l ，g u a r a n t e et h ea r t e r i a lt r a f f i cf u n c t i o n ，, = l - v ec a p a c i t y ，a v e r a g et r a v e ls p e e d , a v e r a g e d e l a yo fs i g n a l i z e di n t e r s e c t i o n ，t h eb i c y c l et r a f f i c ，s i g n a lc o n t r o ls y s t e m ，r e a s o n a b l ed i s t a n c e o fi n t e r s e c t i o n ，p l a n d e s i g n - b u i l d - m a n a g ei n t e g r a t e dm e t h o d 声明尸明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取 智吾陶铂空彳莲去已耐0 和 得的成果，撰写成博士硬士学位论文! 主釜i 盏，：垂纽煎：。 除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人 和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确 注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名：凌醑兽 乃牛年彳月2 日 第一章绪论 第一章绪论 1 1 研究背景 道路网络是城市布局的骨架，也是城市居住、工作、游憩和交通功能的载体。随着城市空间尺 度的扩大，从平均半径为3 - 5 k i n 的小城市到平均半径超过2 0 k i n 的大城市，居民在相同出行距离下 所花费的行程时间长短成为城市交通系统运行效率高低的关键评判指标。随着城市化和郊区化的快 速发展，大城市人口集聚明显；经济水平的提高和汽车产业定位为国家支柱产业后，大城市机动车 保有量迅速增加，两大客观因素促进大城市交通需求的“量”逐年快速增加，远超过道路建设速度， 同时交通出行的形势也向多样化发展，因此提高交通系统服务功能从满足基本出行要求到提供 多样化交通服务，注重个性化、舒适性与可靠性，由适应性向引导型转变，成为城市交通管理部门 的首要任务。 对于平均半径超过2 0 1 a n 的大城市道路网络分级体系是否合理，结构功能是否完善是对交通需 求进行分层分流，集散有序的保障前提。在城市有限的道路用地和较高的交通强度下，城市快速路 和主干道在道路网络中往往是主要的交通走廊，承担较高交通负荷，表现为高峰持续时段两类道路 平均饱和度超过o 7 5 ，承担整个路网交通周转量5 5 以上，以上海城市内环以内区域为例，快速路 约承担该区域交通周转量的3 8 ，主干道承担约3 5 ，二者合计为7 3 ，高于快速路和主干道提 供的路网容量6 3 的比例( 其中快速路提供路网容量占该区域的3 2 ，主干道提供3 1 ) 。 主干道连接城市各功能分区( 如居住区、商业区、工业区等) 和关键控制节点( 如交通枢纽等) ， 承担城市的主要客流、货流以及对外交通，在道路网络中以满足长距离交通运输为主要功能；而在 道路设计规范中建议人口超过2 0 0 万的大城市，主干道的密度应达到o 8 一1 2k i n k i n 2 ，快速路的 密度达到o 4 一o 5k i n k i n 2 ，即主干道的密度是快速路的2 2 5 倍，因此主干道是城市道路网络骨 架系统的主要组成部分，本论文研究对象确定为主干道。 主干道在城市不同区域、不同路网条件、不同交通负荷和两侧土地开发强度时，运行特征有明 显差异。在国内各大城市进行内部路网调整、局部地区交通改善的项目研究中，高负荷高密度区域 ( 即区域道路网平均饱和度 o 8 5 ，路网密度 8i a r l k m 2 ) 和中负荷中密度区域( 区域道路网平均饱 和度 o 5 ，路网密度4 5 8k i n k i n 2 ) 主干道在交通负荷高峰时段，运行出现交通拥堵问题日趋严重， 导致整个路网在高峰时段运行效率低下。突出表现为主干道在交通功能上大都未能达到预期的功 能，主干道更多地承担了次干道和支路应承担的“通达”功能，而基本“通行”功能受到严重影响， 具体表现为各种性质交通( 例如长距离出行、集散交通、进出交通、服务性交通等) 过度依赖主干 道，造成主干道无法保障一定的服务质量。因此，论文研究范围确定为高负荷高密度区域、中负荷 中密度区域的主干道。同时上述问题直接表述为一一问题( 1 ) 主干道实际运行效率与规划设计目 标存在较大差异。 另一方面，笔者在完成和参与了上海市主干道“内环线地面道路”、南横“肇嘉浜路”和 中纵“南北高架地面道路”的机动车专用道交通改善研究后发现： 问题( 2 ) ，国内对主干道道路断面设计方面的研究资料尚有部分可查，但有关主干道运行规律 的研究成果积累却非常少。 问题( 3 ) ，一条主干道沿线往往有若干交叉口，这些交叉口的运行情况直接关系到主干道的通 行能力和平均行程车速等指标。传统的道路路网交通评价，主要是分析所评价范围内各个交叉口的 指标及其分布，即针对单个交叉口的拥堵状况来判定该道路或路网的交通状态。而实际的交通状况 是当交叉口间距较近时，下游交叉口的拥堵经常会引起上游一系列交叉口的堵塞，由“点”及“线” 再及“面”扩展开来，因此传统的针对单个交叉口的综合评价体系不能完全真实的反映“线”和“面” 的真实运营情况。 问题( 4 ) ，主干道在规划、设计、运行与管理四个阶段，决策者、工程设计者、使用者和管理 第一章绪论 者关心的主干道交通特征指标存在差异。规划和设计阶段，决策者和工程设计者关心的是主干道通 行能力、设计车速，更多的从功能上考虑道路供应能力：管理者关心的是主干道运行特征的有序性、 畅通性；而使用者关心的是主干道运行效率一一即行程时间、交叉口的停车延误长短以及一天不同 出行时段上述指标的变化范围，在美国通行能力手册中采用服务水平作为评价指标，反映在一定交 通运行条件下的主干服务质量感受。由于上述不同阶段缺乏描述主干道服务质量和运行、使用特点 的统一指标；再加之四个阶段没有作为整体进行良好衔接，即主干道在规划和设计阶段通常对日后 的运行管理缺乏综合考虑，造成主干道在已有交通需求和道路网络条件下，普遍出现运行条件恶劣 的现象，然后再由城市市政管理部门进行涉及面广、投资巨大、改善效果有限的“亡羊补牢”的主 干道交通改善工作。 针对上述四大类问题，论文将展开以保障城市主干道交通功能为导向的交通规划和设计方法 研究。服务能力概念是为了便于在规划、设计阶段与使用、管理阶段统一考虑和分析城市主干道交 通功能，适合描述国内大城市主干道交通特征，综合了通行能力、服务水平概念后提出的。由三项 交通服务关键指标一一( 1 ) 交叉口进口道断面的交通负荷v c 比，c 是主干道进口道实际的通行 能力；( 2 ) 平均行程车速或平均行程时间：( 3 ) 交叉口车均停车延误或延误比共同描述。服务能力 概念更多地从供应能力的角度来分析在一定交通需求水平下，主干道系统如何能发挥一种稳定的服 务质量。 保障城市主干道交通功能表述为主干道在较高交通负荷情况下，道路使用者的舒适性和方便 性受到一定限制时，能够维持稳定的服务质量。如果主干道沿线交叉口v c 比均匀，灯控交叉口间 距合理且均匀，路段行程车速均匀，直行交通优先通行，主干道就具备了保障交通功能的条件。 在保障城市主干道功能为导向的交通规划和设计方法研究中，将探索主干道交通流运行特征和 规律，从目前查阅到的国内外研究文献来看，国内外许多车流模型的研究对象大都集中在快速干道 或高速公路这类连续流上，连续流的特性是车速高、不受非机动车和行人干扰、不受信号灯影响、 受环境干扰少，研究得到的模型概念比较简单和清晰，有一定的实用性。城市主干道上的车流受道 路两边用地开发干扰和环境干扰均较大，且具有如下运行特征： 1 ) 在城市中心区道路沿线交叉口间距较短，信号灯的存在使车辆不得不走走停停( s t o pa n d g o ) ，车速较低； 2 ) 受信号灯的影响，车流在交叉口前因红灯而密集，绿灯启亮，饱和车队通过交叉口后因车 速差异而离散； 3 ) 大、中、小型车因交叉口间距小和潜在的行人及非机动车干扰，造成车速差异不大。 这种受干扰的交通流( 也称为间断流) 的运行状况与快速干道或高速公路上的长直路段连续流 的行驶规律是完全不同的。表现在时间轴上，就是在一小段一小段的连续行驶中间穿插了停车。因 此，明确和深入研究主干道在规划和设计、运行与管理不同阶段交通特征指标的相互关系，寻找影 响主干道服务能力的影响因素，将有利于找出保障主干道交通功能的方法。 在分析主干道服务能力影响因素中，交叉口平均间距是关键因素之一。主干道上的交叉口一般 有三种形式：( 1 ) 立交，( 2 ) 信号灯控制交叉口，( 3 ) 无灯控的主一支交叉口，支路穿越主干道车 流受到严格限制，一般为右进右出。第一种和第三种形式不形成间断车流，故不作为研究对象，本 论文在讨论主干道交叉口平均间距时，均指信号灯控制交叉口。 在开展城市主干道交通设计和规划方法研究时，对于已建成主干道，重点讨论采取交通控制与 管理手段、还是采取工程措施保障服务能力更加有效，将成为城市交通改善和路网结构调整、功能 完善的重大突破口；对于新建主干道，提出在规划设计阶段就注重考虑运行和使用特征，建立规划、 设计、建设和管理一体化的科学理念，避免新建城市主干道在规划、设计和建设过程继续出现相同 的错误。 第一章绪论 1 2 国内外研究概况 道路上的行人或运行的车辆构成行人流或车流，行人流和车流通称为交通流，没有特指时交通 流一般指机动车流。交通流运行状态的定性、定量特征称为交通流特性。交通流理论是研究交通流 随时间和空间变化规律的模型和方法体系。多年来，交通流理论被广泛应用于交通运输工程的许多 研究领域，如交通规划、交通控制、道路与交通工程设施设计等。回顾国内外研究成果，对于高速 公路和快速干道、公路这样基本不受干扰的连续流交通模型研究已比较成熟；而研究具有交叉口的 城市道路这类间断流的交通模型却不多，偏重于随机到达车队离散的研究较多；关于城市路网的交 通评价分析方法的研究国内外已有部分成果。上述研究成果中仅有部分内容对本论文的研究有借鉴 和参考作用，具体分述如下： 1 连续交通流模型研究概况 国外研究拯况 国外常用的交通流模型在描述互不干扰交通流的特性( 主要发生在高速公路和快速干道上) 方 面，已比较成熟。例如，美国公路的流密速模型由b r u c ed g r e e n s h i e l d s ( 二十世纪3 0 年代) 创始 至今，已被后人用概率论和数理统计的方法修改并推导出若干函数形式。在新版交通流理论3 中， 推出了由n a v i n e ( 1 9 8 6 ) 用数学中的突变理论来模拟交通流三个基本参数( 流量、密度、速度) 运 行特征的三维曲线。突变理论假定，大多数被模拟的变量是连续变量，但至少有一个变量存在突变。 由交通流变量形成的三维空间中，当三个变量中的两个控制变量发生平滑变化时，第三个状态变量 会在原值的基础上发生一个突变，速度往往是这个经历突变的变量，而流量和占有率( 或密度) 是 控制变量。图1 1 是基于突变理论的可视化模型。 图1 - 1基于突变理论的三维模型 国内研究概况 国内近年来对公路的车速、流量和密度之间的相关关系先后也做了研究，高速公路方面的研究 成果较多，和国外研究相比，在已经得出的理论模型基础上考虑了中国公路的交通特征，提出修正 参数或修正方法。另外，王炜，过秀成等编著的交通工程学叫对中国的公路和城市道路通行 能力给出了估算的方法。连续交通流的研究与本论文关联性不强，故不再赘述。 ，；ll，1l d o o 协 第一章绪论 2 间断交通流的相关研究 国外研究概况 国外对于交叉口间距较短的城市道路上的交通流模型研究不多，系统的研究城市主干道行程车 速和相关因素的内容体现在以张红军教授为代表的研究中旺。该项研究选取了设计车速为8 0 k m h ( 5 0 r a l h ) 长度为2 2 4 k m 包含4 路段3 个信号灯交叉口的一条城市主干道。该主干道每个交叉口 都埋设若干检测器，检测流量、占有率。研究报告讨论了影响指定路段平均行程车速的几个关键因 素流率、信号灯联动控制形式、饱和度。指出信号灯联动控制的优劣直接影响平均行程车速， 流率与平均行程车速的相关关系不大。并给出了地点车速和平均行程车速估算模型，把实测的行程 车速分成三组【0 ，1 5 】，【1 5 ，3 0 和 3 0 ，4 5 】( m i h ) 后，用模型估算出的行程车速基本都落在三组 车速的矩形框内，见图1 2 。 图1 - 2 模型估计结果和实测结果的比较 上述研究成果是选定美国的一条有信号灯的主干道( 设计车速8 0 k i n h ) ，借助检测器数据得出 的，而中国有信号灯的城市主干道设计车速在( 4 0 - 6 0h a h ) 范围，交通组成、交通数据检测手 段均与美国存在差异，因此不能直接引用上述研究成果，但是部分关于影响路段行程车速的关键因 素分析成果和研究方法值得借鉴。 国内研究概况 中国自2 0 世纪7 0 年代后期引入交通工程学科后，交通工程学者对城市道路的交通流理论研究 也取得了一些成果，比较多的研究工作都集中在交叉口通行能力和延误方面( 5 ) 一( 1 6 ) 。且偏重 于通行能力和延误的理论计算模型的推导和修正，其中理论公式涉及到的参数标定又往往过于繁 杂，因此理论计算模型的实际应用和推广比较欠缺。而对于一条城市道路的流量、车速之间相关关 系的研究成果有限，其中同济大学车丕明硕士论文( 4 ) 中，比较详细地分析了双向2 车道、行人 和非机动车干扰小的城市道路长直路段的流密速模型的建立，但未考虑交叉口信号灯对交通特性指 标的影响，并且对其它类型的城市道路车流模型之间差异没有进行讨论。由于他所研究的双向2 车 道城市道路行车条件与目前大城市主干道差异较大。因此，该研究中流量、车速、密度之间的相互 关系、车队到达随机性的部分成果可以参考。本论文将以主干道为研究对象，从宏观角度探索主干 道交通量、饱和度、平均行程车速、交叉口停车延误等交通特征指标的变化情况和相互影响关系， 同时讨论自行车干扰对主干道通行能力的影响。 3 道路网络交通评价相关研究 道路网络交通评价的研究成果比较集中于城市不同区域的可达性评价模型的建立、路网交通评 价分析方法和平面交叉口交通评价系统等几个方面。关于城市主干道的“线”的宏观运行特征指标 分析与评价的研究成果常常分散在上述研究中，不成体系。本论文将可以引用的研究成果分列如下： 第一章绪论 1 ) b r a n s t o n 3 对英国6 个城市的交通数据进行整理，以c b d 中心的放射线道路为研究对象， 将道路按一定的距离分割成若干段，然后进行观测，并以观测数据建立了行程车速和距离模型，模 型曲线计算结果和实测数据点如图l - 3 。图中，横坐标表示距中心区的距离( k i n ) ，纵坐标表示行 程速度( k i n h ) 。 o248 ，n o t t i n g h a m 5 0 一 3 。f v 一7 圳矗抛 o j l 。 a ) ( b ) 图1 - 3n o t tin g h a m 的行程车速和距离模型拟合结果 该项研究提供了英国部分城市中心区射线道路车速变化数据和交通运行状况数据，便于在论文 后续章节进行国内外城市道路相关交通数据的横行比较，同时以平均行程车速来表示可达性也是本 论文讨论保障主干道服务能力的规划涉及方法中的重要内容之一。 2 ) 在上海中心城区平面交叉口交通评价系统研究“”中，提出了关键交叉口的定义，并说 明道路沿线连续交叉口组成的交叉口群中，关键交叉口的服务水平会影响到交叉口群所在路段的服 务水平。该项研究成果对于讨论保障主干道交通功能的设计方法之一一一主干道交叉口通行能力 和路段通行能力匹配的设计有很大启发。 3 ) 在城市路网交通评价分析方法研究中，暨育雄的硕士论文17 ) ，以等效通行能力、密度比概 念来评价城市道路交通状况是一种新的研究思路。由于该项研究没有专门对城市主干道、次干道、 支路进行分类研究，且推导等效通行能力和道路密度的理论依据略显不足，因此本论文仅借鉴道路 交通评价的思路。 1 3 研究内容和方法 ( 1 ) 研究方法 由于主干道服务能力具有时间、空间两个变量，同时还受随机因素的影响，变化规律非常复杂， 很难精确描述不同时间和空间下体现主干道服务能力的各项交通特征指标的关系。因此，在本论文 研究过程中综合运用了经验模型、数学解析模型和模拟仿真方法来进行分析。 所谓经验模型，乃是根据过去的观测资料来估算道路容量和各项特征指标的方法，这种方法最 为人所熟悉的例子，就是“通行能力手册州，在搜集了全部美国道路上的交通资料基础上，然后 分f - j s a j 类地加以判定和统计分析而成。还有其他一些研究者则采用回归分析法得出平均延误时间、 流量、车速、通行能力之间的关系。 用数学分析模型来研究道路或交叉口的通行能力和延误的方法国外是从2 0 世纪6 0 年，j 后开始 的，中国则从2 0 世纪8 0 年代开始，而且一直延续至今。一般的数学模型结构比较复杂，应用条件 比较苛刻，尽管对某些交通现象具有良好的解释性，但由于很难彼人们接受而失去生命力或被应用 的机会很少。当然推崇简单和适用性并不等于拒绝复杂的交通模型，这里需要综合权衡。 交通仿真方法在研究交通特征指标和交通流模型中日趋成熟，虽然一个仿真模型的推导或验 第一章绪论 证，也是一个复杂的过程，但目前交通仿真软件技术发展很快，而且仿真软件已经商业化，国际上 流行的微观交通仿真软件只要模型参数设置恰当，仿真结果与实测结果比较误差可以控制在l o 以内。另外，仿真模拟时间可以随意长短，模拟的交通条件可以修改。模拟过程中的有意义的数据， 还可导入数据库，做进一步深入分析。这些都是用仿真手段进行研究分析的优势和优点。 ( 2 ) 研究思路 主干道“通行”的主要交通功能不能得以保障是国内大城市普遍存在的问题。论文研究以此为 切入点，对该问题从现象到实质进行分析和诊断，建立主干道交通功能的评价指标体系，分析影响 主干道交通功能的敏感因素。 并以此为基础，按照主干道的功能定位，对已建成主干道，探讨设计调整和改进方法。对新建 主干道，避免重复规划设计与建设、使用脱节的错误做法，研究在规划和设计中如何转换考虑问题 的角度，强调规划设计阶段重视道路使用和运行特征的重要性，以交通功能保障为导向，用规划、 设计、建设和管理一体化的科学理念来指导主干道的规划和设计。 ( 3 ) 研究内容 论文从城市道路网络入手，对城市道路的功能、国内外设计规范给出的道路分级体系进行比较 分析；明确道路分级的重要性后，主干道在城市内部承担的交通功能、应该具备的运行服务条件一 目了然；在此基础上，关注大城市主干道运行状况，找出形成主干道交通功能与国内道路规划设计 规范各项标准之间差异的原因，确定描述主干道交通服务的关键指标，分析主干道服务能力的影响 因素和各因素的敏感度，寻求保障主干道基本通行功能的交通设计和规划方法，并结合交通仿真分 析和实际的主干道交通改善项目，进行相关方法的效果评价。 具体研究内容分为四大部分： 第一部分：在上述研究框架下，收集各国及各地区的道路设计规范、中国大陆的城市道路设 计规范和城市道路平面交叉口规划与设计规程资料，对各国及各地区主干道设计标准进行比 较和分析。在明确主干道交通功能基础上结合交通调查数据，找出目前国内大城市主干道实际运行 过程中出现的问题，并给出描述和评价主干道交通服务的关键指标。 第二部分：结合上海市政局委托的 2 0 06 86 - 84 七3 - 4 兰2 0 04 64 一64 _ 62 中等城市42 - 42 道路宽度 大城市 2 0 04 口一4 54 5 5 54 0 一5 0 1 5 3 0 耋2 0 03 5 - 4 04 0 _ 一5 03 伊一7 4 51 5 2 0 中等城市 3 5 - 4 53 0 - 一4 0 1 5 2 0 道路网密度( k m k m 2 )大城市 2 0 00 4 - 0 50 8 1 2 1 2 1 4 3 4 三2 0 00 3 - 0 4o 8 1 21 2 一1 4 3 4 中等城市 1 o 一1 21 2 1 4 3 4 2 2 第二章主干道交通功能分析 表2 - 2 大中城市道路交叉口的形式 相交道路快速路主干路次干路 支路 快速路 aaa ，b 主干路 a ，bb ，cb ，d 次干路 c ，dc ，d 支路d ，e 注：a 为立体交叉口；b 为宽展式信号灯管理平面交叉口；c 为平面环形交叉口；d 为信号灯 管理平面交叉口。 规范指出，快速路上的机动车道两侧不应设置非机动车道：机动车道应设置中央分隔带：与 快速路交汇的道路数量应严格控制，相交道路的交叉口应符合上表规定。主干路上的机动车与非机 动车应分道行驶：交叉口之间分隔机动车与非机动车的分隔带宜连续。次干路两侧可设置公共建筑 物，并可设置机动车和非机动车的停车场、公共交通站点和出租汽车服务站。 表2 - 3 美国城市干道功能和设计分类 服务功能分类 分类因素主要干道次要干道 移动性功能非常重要重要 可达性功能次要重要 高速公路等郊区干道，重要活动中心 连接区域特征主要干道 ( 商业、车站) ，主要出行产生区 在重要活动中心间的长途出行车次，服都市区中小区域间车辆出行功 服务车次特性 务进入城市、离开城市、过境的出行能，服务中、短出行车次 设计标准分类 部分入口控制 分类因素快速道路郊区道路市区道路 的干道 适当密度的出 出入口控制几乎全部控制低密度的出入口很少控制 入口 分隔的或不分隔的分隔的或不分隔分隔的或不分不分隔的单向 道路分隔形式多车道，或双向车的多车道，或双车隔的；单向2或双向道路，2 道道路道道路车道车道或多车道 路边停车没有没有很少很多 左转专用车道有有通常有部分有 信号灯1 6 k m o 5 2 1 - 54 - 1 0 6 一1 2 限速 7 2 - 8 8k m h6 4 7 2 k m h4 8 6 4k m h4 0 5 6 k m h 行人过街非常少少有多 道路两侧开发低密度低到中密度中到适度密度高密度 2 3 第二章主干道交通功能分析 表2 - 4 基于服务功能和设计分类的美国城市干道等级 设计分类功能分类 主要干道 次要干道 快速道路i 郊区道路 i i i i 部分入口控制的干道 或 市区道路m 或 2 4 “opo暑寸ooipo-_【一暑)ioohiohf巨h一 犁豫赠圈 靛本 球髹 星 e 正赴 杈权 妫球r 星g 掣掣 谁爱涩 螺擦 捌捌 到姆 1 谣 暇圈 拒翱 汝酱 奁箧 毯螺 熠 测 稻强 职帐 陡k 抖 世甘 热 始妊 班轹鞣 型 嫠葺 1 昔e “ 医妯 聋 。 轼4 o 鞠。鲁 ?导舞越?2 u ， 旧 2墨敢 o n 针一 甘 n 器暮 叹叫 一 。 uu 型差 一量 置 oo - _ n q c _ 蔼 o oo oo o 轺 暮 丑 俐 梨嘉舀 藿茎 一 捌 隧 鲻 j j | 翻 ，、 删热 基 簧 霞 氓酬 丑 匠翊 口 l 剞 罩s 。圈妥暴 嵌 j j 蠹接 剞 陵 鞣稍 捌集 留。 。o o可 o c v - j 倒丑? f _ ? 取求 o ? o 晒陋 甘 n f - 一 叫 鹊 r 一 j 生 h 寸 2 2 啦 厘。宣- 一 d 璺 6 v r 翅 鄙h - 然 蝼 蝼蝼涮岬权 端 蜊划裂訇恃罂 蜊 j i ? k 离测 k 汝盆 o j 粤。 o o o o o 箍丑 ，。- n 2 2 ? 7 剞求 o 旧 缸妞 h 捌穴捌穴 赠明靼赠已 墨制杈 ：了 丑 求凶 圈 箍厘期 雎 岌 寄 留 凶 区 制 挂州魁制 俄 趟 - - t _ 最- 要最，# 裂 型 三冒 兰爱涨署 明鬈例霹鬈倒薜舔制 蜊 巅 | 鎏萋 瀣汝 酱留 h _h - 蚓捌 神轻钕 州 爱球 粼求野冲温蜃留臭怛警回批山懈 $畚疆蛋暇杈籍巾州料捧 。糕求卜妲封l螺瀣涮悟爨罨酱对莨挺累蟮挺累基魁酱捌匠赠上紧米宴蕊。燃 o 6 限 限依限 甘3 导 毫查 6 曷昌 。 8 岛 ，_ 、 88 888 8 霉霉 量 、一 昌2昌 。 22。卜 卜 虽赛 赛赛曷 o 宝 宣 j 宝昌宝 瑙 墨8888 斟 走 魁 昌 幅杈 誉举篡掣 杈 杈杈杈 杈杈愀倒 杈杈杈权 牛1 ；卜 睁 睁l l *斗 龄* l 镫 一、 镫 权制 以杈 愀 科乖爿 杈 悄纠 、一 辎辎辎 辎辎辎辎辎辎 辎 辎辎 避佰 式悠卷 式 卷憨悠 式 式憨 荦詈釜 辎。辎“ 辎“鳝辎“ _ 辎“ 七旧 怒式卷 辎毖 魁 监n nnnnn 董 0 羹 ooooo 22 ooooooooo 。_ 卜卜 c o旧 iw l | w| |w oool oo 曲 赠 韶 赠 蚓 赠卿 明 明鼎 熠赠鼎赠 圈 镫轻 洳 帮缸 额 铷钿 枷 洳湖：瓤宅i 皿 叠口 旺暖旺旺旺旺 血秘秘秘妒秘 淞 雷针 井料料抖料 熠臀臀罨需臀蒋 杈暴墨窭赛暴暴 u 鲟 警掣 杆 硝 弋迥 闻凶 赠鼎毯：卧遥：卧 捌 j 四 蛰 脉厘杈 厘制：醉谣斟长渚h - 捌 h - 期 瀣渣 趔 最悟捌 兰捌餐沓 餐鍪涮+ h h 斗hh 捌 剖 期凶 瀣鬈留鬈用妲亘 始厘幽 仁柽柽m 圈鼎 螟 捌二g _ 。 凸 o u 脉k 袄矧 口 太 口孽 鼎 蔷 翻几1 = 门 汝 菩鐾刊 垂酱碧 7 乏髯舞乏鬈耄一 髯翌 蚓 耋要型謇萋i 竺鼍 - d 要垂翥 s 弱墨 萋面蔷海 蓊萎姜莹 曼擎仨耀蓑絮鼍薰乏蜀蟹乏霉蜀 求剖蠢量蔷裂豁酱 捌龋1 裂颦盎区 瀣图瓿缸颦州因鲻测斟瘴蛰 蚓 陵涩一划穴u 窿垭仨。陵埘捌 称求留阜f回鞭。山搽 辖求疆罄赠杈捌巾州褂援 第二章主干道交通功能分析 美国、德国城市道路等级划分明确、层次清晰、环环相扣。城市快速路、主干路主要用于机动 车长距离出行，其基本功能是通过性的，因此特别强调禁止或限制两侧用地范围内的交通直接进入 城市干道。在城市中心区，两个国家都强调通过低一级道路建立与城市主干道的联结，以保证整个 干道系统的畅通。美国和德国的次干道、集散道路、普通道路承担相同的职能，即具有通过性交通 和出入交通的双重职能：一方面它服务于高一级道路，作为高等级道路的支撑，起着聚集和疏散交 通的职能；另一方面它又作为区域内主要交通道路，深入到居住区、商业区、工业区内部，满足各 区域内各种活动展开的需要。美国的地方道路和德国的生活区道路都是地块内部道路，解决建筑物 的交通出入，是对集散道路、普通道路交通量的进一步疏解。 鱼渣垫匡 2 0 0 1 年版台湾地区通行能力手册规定：市区千道依据其服务功能划分成主要干道与次要干道， 亦可依据设计标准划分成对外道路、市区道路、市中心区道路，这些干道等级性质如表2 7 所示， 为分析方便，市区干道可依照服务功能及设计标准分成如表2 8 所示i ，i i 及i 等级。 表2 - 7 台湾城市干道分类及性质 服务功能分类 分类因素 主要干道次要干道 移动性功能非常重要重要 可达性功能次要重要 高速公路等郊区干道，重要活动 连接区域特征中心( 商业、车站) ，主要出行主要干道 产生区 服务进入、离开市区或上述区位都市区中小区域间车辆出行功 服务车次特性 的长途出行车次能，服务中、短出行车次 设计标准分类 分类因素对外道路市区道路中心区道路 道路分隔形式对向分隔，多车道中央分隔、快慢分隔中央分隔、快慢分 路边公交站较少有多 路边停车较少有多 出租车扬招限定地点限定地点允许 信号灯交叉口间距( m ) 3 2 02 2 0 3 2 02 2 0 限速 5 04 0 - 5 0兰4 0 行人过街较少有多 道路两侧开发低中高 表2 - 8 台湾市区干道等级分类 设计分类 功能分类 主要干道次要干道 对外道路 ii i 市区道路i ii 市中心区道路 ii 2 - 7 第二章主干道交通功能分析 邃太型垩! 整埴撞2 澳大利亚首都堪培拉因其花园城市的成功规划享誉全球。堪培拉的道路分快速路、主干道、次干 道、集散路、连接道、便道，设计车速分别为11 0 k m h 、8 0k m h 、6 0l 皿l h 、4 0k m h 、3 0k m h 、 2 0k m h ，路宽分别为9 1 5 米、1 2 或1 4 米、1 0 或1 3 米、9 或7 5 米、6 米、5 米。 小结 总体比较得出，中国大陆与美国、澳大利亚( 堪培拉) 的道路规划和设计规范较为相似，德国 与台湾地区较为相似。 各国、各地区城市道路规划和设计规范相同点： 1 ) 分类名称虽然各有不同，但道路分级体系却类似，特别是对快速干道、主干道承担的交 通功能和对沿线土地使用的服务功能的定义较为一致； 2 )国内外主干道的设计车速或限制车速一般在5 0 一7 0 k m h ，次干道的设计车速或限制车 速一股在3 0 一5 0k m h ； 不同点： 1 ) 关于次干道、支路的定义：中国的分级标准不如美国、德国、澳大利亚( 堪培拉) 对次 干道、集散道路( 普通道路) 、地方道路( 生活区道路) 的定义细致和明确；台湾地区 的城市道路分级基本参照了美国h c m 2 0 0 0 的城市道路功能和设计分类，由于收集到的 台湾地区资料有限，无法评价其适应性。 2 )车道数和车道宽度：德国道路设计规范对公路和城市道路统一分类，规定主干道为双向 4 8 车道，每车道宽通常取3 2 5 米城市以外地区可取3 7 5 米；次干道双向2 4 车 道，每车道宽3 0 0 或3 2 5 米。中国大陆规定大小型汽车混用的道路在计算行车速度主 4 0 k m h 时，车道宽为3 7 5 米， 4 0 k m h 时车道宽为3 5 米。中国大陆的车道宽度3 7 5 米是以中型卡车为设计标准，因此城市道路公路化比较明显。 3 )交叉口间距和城市结构关系较大，没有一致指标。美国主干道交叉口平均间距最小在 8 0 0 米，次干道交叉口平均间距最小在4 0 0 米左右；中国大陆规范u 只有各等级道路密 度推荐值，无这方面明确规定，如果按照主干道和次干道密度和为2 2 - - 2 6k m l ( m 2 推算，主干道交叉口的平均间距是7 6 0 _ _ 9 0 0 米；在文国玮的城市交通与道路系统规 划中给出的中国大陆各级道路的交叉口间距推荐值见表2 9 1 ；台湾地区主要干道和 次要干道交叉口平均间距在2 2 0 一3 2 0 米，完全不同于美国。 表2 - 9中国大陆各级道路的交叉口间距推荐值 道路类型城市快速路城市主干路 城市次干路支路 设计车速k m h 8 04 0 6 04 0薹3 0 交叉口间距i l l l5 0 0 2 5 0 07 0 0 1 2 0 03 5 0 毒5 0 01 5 0 丰2 5 0 注：木小城市取低值。 2 1 3 主干道交通功能 总结上述道路设计规范可知，主干道是城市道路网络的骨架，是联系城市各功能分区的交通性 干道，为市域范围内较长距离出行提供服务，其“通行”功能优于“通达”功能。主干道在道路 网络中的级配比例( 主干道长度路网总长度) 和承担的交通负荷数据也表明了它承担的重要交通 功能。国际交通工程师协会推荐的城市道路网级配结构为高速路快速路、主干道、次干道、集散 道路、地区道路，除城市快速路外，各等级道路应占总长5 一1 0 、1 0 - - 2 0 、5 0 5 - - 1 0