（交通运输规划与管理专业论文）高速公路与城市道路衔接线布局规划研究.pdf

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 i 摘摘 要要 为了更好地发挥高速公路对城市社会经济发展的促进作用，高速公路与城市道 路衔接线布局规划意义重大。 首先，本文深入分析了高速公路、城市道路的功能及二者之间的相互作用，在 此基础上对衔接线进行了界定，分析了衔接线的功能和道路交通特性，提出了衔接 线布局的原则、要求和影响因素，为下文研究奠定了坚实的理论基础。 其次，本文对衔接线布局规划进行了系统的分析，提出了衔接线布局规划思路； 根据城市规模及相关影响因素得到衔接线的数量；衔接线的数量确定后就得到出入 口数量，针对不同规模的城市，提出了不同的出入口选取方法：对中小城市，采取 优势指数法来进行选取，对特大、大城市，采用模糊聚类分析法进行选取，从而完 成衔接线的布局规划。 然后，对衔接线两类节点进行了深入分析，提出了两类节点型式选取的理论与 方法。 接着，本文研究了衔接线布局方案评价方法。综合比较各种评价方法的优缺点， 并结合衔接线布局特点，最终采用模糊综合评价来对布局方案进行评价。 最后，本文以湖北省荆门市和襄樊市高速公路与城市道路衔接线布局规划为例， 采用相应的衔接线布局方法对衔接线进行布局规划，并用模糊综合评价方法对布局 方案进行评价，收到了较好的效果。 关键词关键词：高速公路；城市道路；衔接线；布局规划；节点；模糊综合评价 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 ii abstract to enhance the role of the expressways contribution to the urban social-economical development, the connected-way layout planning of expressway and urban road has a very significant influence. firstly, this paper deeply analyses the functions of the expressway and the urban road and interactions between them, and based on the conclusion, has a very clear definition of the connected-way, analyses the functions and road traffic characteristics of the connected-way, brings forward layouts principles、requirements and influent factors of the connected-way, which establishes the compact theory foundation. secondly, this paper has a systematic analysis of the connected-way layout planning, brings forward its layout planning clue; according to the city scale and related risk factors, figures out the amount of the connected-way; then the amount of the passageway, brings forward the different methods of passageway to different size cities: applies the superiority index approach to choose the external traffic passageway in small and medium-sized city, applies the fuzzy clustering analytical approach to choose the external traffic passageway in big or metropolis-sized city, then accomplishes the layout planning of the connected-way. thirdly, has a deeply analysis of two kinds of node, brings forward the theory and method to choose the types of the nodes. then this paper has a study on the evaluation method of the connected-way layout programme. having a compressive comparison of merits and shortcomings with every kinds of evaluation methods and according to the feature of the connected-way layout, chooses the fussy comprehensive evaluation to appraise the layout programme. lastly, takes the layout programmes of the city of jingmen and xiangfan as examples, applies relevant layout methods to accomplish the planning, chooses the fussy comprehensive evaluation to appraise the layout programme which has a good outcome. key words：expressway; urban road; connected-way; layout planning; node; fussy comprehensive evaluation 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他 个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集 体， 均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本论文属于 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 保密，在 年解密后适用本授权书 不保密 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 1 绪论 绪论 1.1 研究背景研究背景 随着社会经济的快速发展，我国城市化进程不断加快，城市数量不断增加，城 市规模不断扩大1-2。在这个大的环境下，各地的联系更加紧密，导致了城市间与城 市内部的人流、物流和信息流大幅增加，为了强化区域及城市的联系，更好地推动 国家产业布局调整，对交通快速、通畅、便捷、安全的要求日益突出，交通的快速 发展已经成为促进我国现代化建设的一个重要支撑3。 为了加强城市间的交通联系，国家大力发展高等级公路、快速铁路、水运、航 空与管道运输，力求建立完善、高效的综合交通运输体系，使各种交通方式的优点 得到最大程度的发挥，为社会主义经济建设提供强有力的保障，其中大力建设国家 级和省级的高速公路是重中之重4；为了加强城市内部的联系，各大中小城市都科学 规划、建设新的城市道路，改造等级低、通行能力低、不能满足当前及未来交通需 求的城市道路，不断改善城市发展中的对外交通瓶颈与内部交通瓶颈，已经成为发 展现代化交通的重要内容。高速公路的大量建设与城市道路等级、结构、功能的不 断完善，大大加强了城市之间及城市内部的联系，促进了城市社会经济的发展，同 时也有利于城市布局和空间结构的调整和完善，交通引导城市发展的功能得到加强， 为构建“和谐城市”提供强有力的保证。 在高速公路与城市道路规划建设中，有一项重要的内容是研究并解决高速公路 与城市道路衔接线的规划建设问题，如何衔接高速公路与城市道路是高速公路与城 市道路的功能能否得到很好发挥的前提。衔接线是指为城市承担出入境和少量过境 交通的那部分道路，具有高速公路和城市道路的双重功能，它的道路交通特性比较 复杂，建设标准也与高速公路、城市道路有较大差异，因此它的规划建设必须满足 城市对外交通发展的需要，适应城市的发展，保证城市与其周围地区的交通联系， 并在高速公路和城市道路之间起到协调作用。 然而，国内现有的大多数高速公路与城市道路衔接线布局规划很少或没有从城 镇体系或城市交通体系的要求出发，考虑城市性质、规模、经济、运输发展、路网 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 结构等因素，对衔接线进行布局规划研究；长期以来，对衔接线的功能、作用、性 质缺乏系统深入研究，特别是与城市用地发展关系研究。近几年中国不少城市开始 将衔接线布局规划纳入城市的总体规划进行分析论证，如北京根据城市中心区的功 能、中心区与卫星城镇客货联系的要求、路网布局和对外交通的需要，规划多条衔 接线，并对这些衔接线交通量进行了预测。 随着国内城市发展，横向经济联合的扩大，人们收入的增加以及汽车工业的发 展，高速公路与城市道路衔接线客、货运量的比重进一步增加，衔接线在城市的作 用将日显突出。理论上，我国把城市交通区分为对外交通与市内交通两个子系统， 没有把城市及其周围地区作为一个有机整体进行研究；组织上，道路规划、管理各 自为政的现象比较严重，缺乏统一的机构来协调衔接线的建设发展与管理。因此， 衔接线的规划建设缺少统一的规划建设标准，大多是城市交通部门根据公路发展情 况，按照公路工程技术标准进行规划建设，与衔接线的道路交通特性、功能等不相 符，且缺乏考虑衔接线变为城市道路后的改造工作。 高速公路与城市道路衔接线规划建设的一个重要内容就是布局规划，它是整个 规划建设工作的第一步，对整个规划建设工作有着直接的影响。然而，我国的大中 小城市在高速公路与城市道路衔接线布局规划方面缺少深入的理论方法研究，布局 规划没有科学合理的根据，仅靠专家的经验来进行确定，没有综合考虑城市土地利 用的调整方向、国家级与省级高速公路在城市的布局、城市社会经济的发展方向等 各方面因素的影响，导致了衔接线的布局与城市对外交通流向不一致，增加了城市 对外交通的费用、时间、路程等，没有实现对外交通的“费用（时间、路程）最小， 效益最大”的目标，影响了城市的可持续发展。因此，寻求一种科学、合理、可操 作性强的衔接线布局规划方法，显得十分迫切和必要。 1.2 研究目的与意义研究目的与意义 本课题提出的高速公路与城市道路衔接线布局规划理论和方法是对目前国内外 衔接线布局规划理论方法的总结及深化，是对目前衔接线布局规划理论方法的一种 全新探索，最终目的是为了构建衔接线布局理论体系，建立科学、合理、可操作性 强的衔接线布局方法和评价指标体系，对布局方案进行有效评价。 1）深入研究高速公路与城市道路衔接的基本理论。在对高速公路与城市道路功 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 3 能分析的基础上，提出衔接线的定义，对其功能、道路交通特性、布局规划的原则、 要求、影响因素进行深入分析，归纳衔接线布局规划理论，为下文的工作打下坚实 的基础和铺垫； 2）探讨衔接线布局规划方法。本课题在该领域的研究有所突破，提出了衔接线 布局规划思路，根据城市规模及相关影响因素确定衔接线数量，在此基础上进行出 入口选取，实现衔接线布局规划； 3）提出衔接线节点型式选取理论方法。对衔接线两类节点进行深入分析，根据 两类节点的道路交通特性、功能等提出节点型式选取的理论方法； 4）建立系统的衔接线布局方案评价指标体系，选取模糊综合评价方法对布局方 案进行评价，完善衔接线布局规划理论与方法； 5）把该理论方法运用到实际的工程项目中。 通过本课题的研究，力求为城市交通部门、规划建设管理部门提供高速公路与 城市道路衔接线布局规划方法，有效地指导大中小城市的高速公路与城市道路衔接 线布局规划，为国家及地方交通发展“十一五”规划的顺利实施提供有力的帮助， 较好地解决城市高速公路与城市道路衔接瓶颈难题，为国家、区域、城市社会经济 发展注入强有力的活力。 1.3 国内外研究概况国内外研究概况 1.3.1 国外研究现状 国外研究现状 在国外，西方一些发达国家，由于其汽车化水平高，高速公路与城市道路衔接 线在城市对外交通中起主导作用。衔接线的道路交通特性、功能和作用同城市道路、 高速公路的差异不是太大5-7。但从技术指标附加限制条件(速度、延误、交通干扰、 街道化程度等)中也体现了衔接线的特点和使用要求。在解决大城市高速公路与城市 道路衔接时，美国和西欧大城市多采取修建快速道路越过市区直接进入市中心，衔 接线主要以快速路为主，根据具体情况可采取高架或专用道形式引入8-10 。 前苏联、美国和日本等国家在高速公路与城市道路衔接线布局规划问题上结合 二战以后高速公路建设作了不少研究，其中主要是对于高速公路过境布局模式的研 究，注重研究土地利用与交通运输的关系，主要从土地利用与交通发展的协调性出 发，针对各自国家紧凑或分散的城市布局提出了规划思路和方法。此外，也尤其注 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 4 重高速公路以及高速公路与城市间衔接线的交通影响分析研究，对衔接线布局规划 缺少详实的理论方法11-13。 1.3.2 国内研究现状 国内研究现状 在国内，相关的研究主要集中在两个方面：其一是关于城市对外交通的研究， 常见于城市规划1416和交通工程文献1719中。其中重点是对城市出入口道路和交通 的研究，例如 20 世纪八十年代，东南大学运输工程研究所进行过大城市出入口干道 的交通特性和交通规划研究、城乡结合部交通规划研究和大城市辐射交通研究；其 二是在公路建设规划中，关于入城公路与绕城公路选线布局和设计要求的研究。近 年来，随着高速公路建设步伐的加快，许多省市结合路网规划和工程实践在高速公 路与城市道路衔接线方面进行了研究。例如，1990 年作为国家“八五”科技攻关课 题子项目的城市道路与高等级公路结合部交通规划技术研究 ，江苏省城乡规划院 在江苏省高速公路网规划中对江苏省高速公路与城市布局关系进行的研究，相关研 究的技术路线，主要是根据各个城市的规模、发展规划以及公路布局情况来提出过 境布局方案，其它方面的因素则较少考虑。 考察现有高速公路与城市道路的衔接方式，大致有两种情况：一是接上城市快 速道路系统，二是直接接上城市交通性干道。大城市大多规划了快速干道系统，但 没有形成完善的路网系统，快速干道两侧用地控制不严，街道化现象严重，难以发 挥快速交通的效率，如苏州、无锡、常州等市都有这种情况，而像南京市将高速公 路接上城市生活性干道中山东路，造成大量出入境交通直接进入市中心区，与城 市交通干扰很大，这更是应该尽量避免的。 目前国内外关于高速公路与城市道路衔接线布局规划的研究很少，仅有的相关 研究也仅局限于公路与城市道路出入口线位规划，下面将对其研究进行简单介绍。 杨涛20采用公路网规划中的节点规划方法；卢文增21把公路网规划中的节点规 划方法加以改进，作为出入口道路线位规划的方法之一。研究思路如下： 1）把城市交通源点设为节点，然后选择确定出入口道路必须连接的节点以及连 接的等级，这种线位规划方法称为节点规划法。节点规划法的关键是节点和线路选 择的标准。线路选择的标准应从定性和定量两方面来考虑：定性方面主要视节点特 定的地位和作用，如规划出入口线路应尽可能通过人口稠密的郊区小城镇，应尽可 能通过工业区和仓储设施密集的地区，连接对外交通设施如机场和港口等等。定量 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 5 方面主要采用重要度法、动态聚类法和其他优化方法。 2）在计算出各节点的重要度后，按照大小对其进行排序。然后在城市合理的出 入口道路数量的限定下，选取排在前面的节点，作为出入口道路线位经过的控制点， 重要度越大的节点，出入口道路的等级越高。而未选中的节点要间接地通过其它道 路与出入口道路联系。在确定要连接的节点后，还需确定连接的具体方式，可运用 离散数学中的网络流理论来解决节点的连接方式。 3）在实际规划中，需要对通过以上步骤得出的结果做出调整，因为还有其它特 殊的情况和政治、国防、安全等因素都未考虑在内，比如任何城市必须保证每个方 向上至少有两条出入口，以利于防灾、救灾。 李伴儒22综合考虑高速公路的过境模式与城市出入口道路的供给能力，进行高 速公路与城市道路衔接布局走廊规划，在此基础上运用交通规划学中的交通分配方 法把对外交通在衔接系统中进行分配，根据分配结果确定高速公路与城市道路衔接 布局初步方案，然后根据相关指标对初步方案进行比选，从而确定最优方案。该方 法虽然有很强的理论基础，但交通分配中相关参数的确定没有标准，因此存在一定 的问题。 总体来说，高速公路与城市道路衔接线布局规划的研究没有受到应有的重视， 实际工作中主要通过定性分析和经验，并基于交通工程学的考虑进行规划。此外， 在高速公路与城市道路衔接线布局规划方案的评价和比选上缺少系统的方法研究。 1.4 研究目标与主要内容研究目标与主要内容 1.4.1 研究目标 1.4.1 研究目标 本论文所研究的高速公路与城市道路衔接线布局规划是在分析国内外其他研究 内容的基础上，结合我国高速公路、城市道路及其衔接线的道路交通特性，运用系 统工程学原理构建衔接布局理论体系，并提出了针对不同规模城市的衔接线布局方 法，并对两种类型节点型式的选择进行了分析，该分类研究方法在国内是首次提出， 但它是在现有的衔接线布局规划理论方法的基础上形成的，具有很强的理论和实践 依据，主要目标是寻求适合我国道路交通特性的高速公路与城市道路衔接线布局规 划方法，最终得到国内外交通专家的认同；除此之外，本论文的次要研究目标是对 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 6 现有的衔接线布局规划理论方法进行归纳与总结，构建衔接线布局规划方案评价指 标体系与方法，不断完善该领域的理论方法研究。 1.4.2 内容概述 内容概述 本论文主要包括三方面内容：一是进行高速公路与城市道路衔接线理论知识分 析与总结，深入分析衔接线基本定义、功能、道路交通特性、布局规划原则、要求 和影响因素，为衔接线布局规划方法及节点型式选取提供理论支持；二是提出衔接 线布局规划思路，确定衔接线的数量，并运用定量分析方法进行出入口的优势指数 的计算及选取，从而完成衔接线布局规划，完善衔接线布局规划理论方法；三是对 衔接线与高速公路、城市道路两类节点型式选取进行分析，提出两类节点型式选取 的理论方法；四是提出高速公路与城市道路衔接线布局方案评价指标体系；五是结 合湖北省相应城市高速公路与城市道路衔接线布局规划的实际工程项目对该理论方 法进行实例分析，论证该方法在实际应用中的可行性。论文的主要框架内容如下： 1) 高速公路与城市道路衔接线概述； 2) 衔接线布局规划方法研究； 3) 衔接线节点型式研究； 4) 衔接线布局方案评价研究； 5) 实例分析； 6) 结论与展望。 1.5 研究方法与技术路线研究方法与技术路线 1.5.1 研究方法 研究方法 通过大量查阅国内外研究成果并进行实地调研，听取各地交通管理部门、规划 建设部门、专家学者的宝贵意见，获得了国内外大量的理论与实践方面的宝贵资料。 本文将理论和实践项目相结合，综合运用城市规划学、城市经济学、系统工程学、 统计学、交通工程学、交通规划学、数学建模等开展本课题的研究。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 7 1.5.2 技术路线 技术路线 图图 1-1 衔接线布局规划技术路线图衔接线布局规划技术路线图 结论与展望 高速公路功能分析 城市道路功能分析二者相互关系分析 衔接线功能及道路交通特性 衔接线布局影响因素 衔接线布局规划衔接线布局规划 布局规划 节点型式选取 线位走向 交叉口型式 应用实例 衔接线布局方案评价 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 8 2 高速公路与城市道路衔接线概述 2 高速公路与城市道路衔接线概述 高速公路与城市道路衔接线不同于高速公路与城市道路，有其自身的特点和功 能，因此其布局规划的基本原则、要求与影响因素也具有特殊性。本章首先分析了 高速公路与城市道路的功能及二者之间的相互关系，在此基础上引出了衔接线的定 义、功能和道路交通特性分析，对衔接线布局规划的基本原则、要求和影响因素进 行了深入分析，为衔接线布局方法研究和节点交通型式选择提供理论支持。 2.1 高速公路与城市道路功能分析高速公路与城市道路功能分析 2.1.1 高速公路功能分析 高速公路功能分析 高速公路23-25是专门供汽车高速、安全、舒适行驶，并且能适应大交通量的现 代化公路。高速公路具有工程量大、造价高、行驶速度快、通过能力大、划分车道 和设置中间带、全部立体交叉和控制进出口，配制安全、环保、交通管理、服务设 施等特点。目前全世界己有 80 多个国家和地区拥有高速公路，通车里程超过了 23 万公里。高速公路不仅是交通现代化的重要标志，也是国家现代化的重要标志。 城市是高速公路人流、物流、信息流形成的源泉，高速公路是城市间交通流的 通道。高速公路的建设密切了城市之间的联系，扩大了城市的辐射范围，增强了城 市交通流的集散强度，实现了城市间人流、物流的有效移动和运转功能。高速公路 既可能成为城市发展的动力，也可能成为城市发展的门槛。 1）高速公路是城市的发展轴线； 2）高速公路可以提高城市市场竞争能力，优化城市经济结构； 3）高速公路是中心城市和周围小城镇的联系方式； 4）在做土地利用规划和交通规划时，应尽量避免使城市发展和高速公路布局方 向发生冲突，否则，当城市用地需要跨越高速公路时，高速公路将成为城市发展的 门槛。 2.1.2 城市道路功能分析 城市道路功能分析 按照道路在城市道路网中的地位、交通功能以及对沿线的服务功能，我国城市 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 9 道路一般分为快速路、主干路、次干路和支路四级，它们以一定的级配相互组合， 共同构成城市的道路网26-27。 城市道路是城市交通的主要组成部分，它担负着各种机动车、非机动车、行人 以及地面有轨交通的运行。城市道路既是交通规划的主脉，又是城市规划的骨架， 其网络结构布局是否合理，关系到城市规划和城市交通的大局，因而占有重要的地 位，起着举足轻重的作用： 1）满足客货车流、人流的安全畅通，提高经济和社会效益； 2）促进城市土地的开发以及城市的发展与合理布局； 3）引导城市居民出行方式的改变； 4）改善城市环境。 2.1.3 两者相互关系分析 两者相互关系分析 高速公路与城市道路是影响城市社会经济发展的主要因素，高速公路是城市对 外交通的主通道，城市道路是城市内部交通的主通道，它们构成了城市发展的骨架， 影响了城市土地利用和布局，决定了城市的发展方向。 高速公路对外交通功能能否得到有效发挥很大程度上取决于城市道路基础设施 建设、结构与功能，城市相关道路设施建设相对滞后会大大影响高速公路的运行效 率。根据南京市总体规划(1991-2010)南京以 2 条外环线、长江大桥、二桥、三 桥来连接 4 条国道、7 条高速公路和 12 条省道,组织出入境交通和过境交通。现状是 公路主干线发展迅猛，已先后建成沪宁、机场路、宁马、宁合、宁连、宁通等高速 公路，而二桥、三桥建设和外环线建设未能及时跟上，造成跨江交通严重堵塞和绕 城公路(一环)日趋饱和。 城市道路功能能否得到有效发挥很大程度上与高速公路的布局、规模等因素相 关。如果城市道路规模、等级、结构等指标均符合国家相关规范的要求，城市内部 交通快速、顺畅、高效，如果高速公路的规划建设与城市对外交通流量流向不相协 调，城市对外交通就会出现堵塞现象，波及到城市道路，城市道路的对外集散功能 就会受到显著影响，城市在区域中的经济、交通等方面的竞争力会有所下降，不利 于城市的快速发展。 高速公路与城市道路规划建设良好的情况下，二者的交通功能能否得到充分发 挥的重要影响因素就是衔接线的布局规划是否合理。因此，高速公路与城市道路衔 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 10 接线合理的布局规划对发挥高速公路、城市道路的功能具有非常重要的意义。 2.2 衔接线的定义、功能及道路交通特性分析衔接线的定义、功能及道路交通特性分析 高速公路作为最高等级公路，在与铁路、河流和城市道路等低等级道路交叉时 采用立交的方式，同时因为高速公路在平面上的不可穿越性，高速公路在规划、建 设时，一般会与城市建成区保持一定的距离。因此，当高速公路与城市道路连接时， 形成一种特殊的道路形式。这种道路形式出入口的设置不像高速公路有严格的限制， 但是在其上面行驶的汽车车速又比一般城市道路的车速高。在本论文研究中，定义 这类道路为高速公路与城市道路的衔接线，由于高速公路出入口数量的限制，连接 高速公路与城市道路的衔接线是它们之间唯一的连接方式。 2.2.1 衔接线定义 衔接线定义 在中国，关于衔接线还没有形成统一的定义。沈德熙28将衔接线称为联络线， 但对其未进行详细的定义。沈德熙认为“每条高速公路均含有一条联络线，一个接 口；中小城市一般为一条联络线、一个接口” ，并认为“城市道路与高速公路的联络 线应保持快速、便捷和通畅，并纳入城市道路交通系统的综合规划。大城市、特大 城市宜采用快速干道、汽车专用道，中小城市可采用汽车专用道、交通性干道等形 式。联络线要保证其便捷的功能，须严格控制两侧用地，避免街道化。同时，联络 线应避免成为城市主干道，避免将出入境交通直接引入城市中心区而干扰城市交 通” ， “联络线的数量决定了城市与高速公路的接口数，一般，对大城市或特大城市 来说， 每一条高速公路至少有 1-2 个接口， 数条高速公路在环线上汇集以后其节点均 应采用立交。中小城市一般有 1-2 条联络线和 1-2 个接口” 。 在本论文中，高速公路与城市道路衔接线定义为：连接高速公路与城市对外交 通干道，为城市承担出入境和少量过境交通的道路。在形态上表现为放射状，与城 市的环路一起构成城市对外交通网络，是连接城市交通与区域交通的桥梁，也是城 市交通系统的有机组成部分。衔接线常呈放射状分布，是城市与外界进行物质流、 能量流、信息流交换的重要通道。当衔接线与高速公路相交时，为了保障高速公路 的快速交通功能，一般采取立体交叉，力求减少对高速公路上运行车辆的干扰；当 衔接线与城市道路相交时，可以有选择的决定采用立体交叉或平面交叉形式。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 11 高速公路与城市道路衔接线分为两种情况：一种衔接线为通过已有的城市对外 交通道路改造而成，在对外交通道路与高速公路交叉处采用互通式立交进行出入境 交通的转换，同时兼有连接城市与郊区之间、城市与卫星城镇之间、工业区与其他 对外交通设施之间短途客货运输，并在城市道路和公路之间起到协调作用；另一种 衔接线是规划修建的新的道路，在城市对外交通出入口重要度分析的基础上确定与 高速公路对接的出入口点位，并保证衔接线走向与对外交通流向一致。 2.2.2 衔接线功能 衔接线功能 高速公路与城市道路上不同交通特性的汽车交通需要在城市进行变换，其间必 然要有一个过渡。在高速公路网和城市道路网的衔接系统中，衔接线是决定高速公 路网与城市道路网能否合理连接，对外交通和城市内部交通能否互不干扰的关键因 素。衔接线作为高速公路与城市道路的过渡道路，具有较好的通过性和可达性，具 有如下功能： 1) 集散出入境交通 衔接线作为高速公路与城市道路汽车交通进行互换的过渡道路，应该能够为高 速公路集中城市出入境交通，并且能够很快地把高速公路转换到城市的交通进行疏 散，减少出入境交通的时间。 2) 连接城市内部交通 衔接线中有一部分是由原来的对外交通干道与高速公路衔接而形成的，因此该 衔接线除了具有集散出入境交通的功能外，同时也担负着城市与郊区之间、城市与 卫星城镇之间、工业区与其他对外交通设施之间短途客货运输，并在城市道路和公 路之间起到协调作用。 3) 合理引导城市发展 衔接线是城市扩展的伸展轴，构成了城市发展的最优方向，可以通过衔接线的 合理布局来引导城市发展。在城市边缘区内，由于衔接线沿线地区联系十分便捷， 而且大多具有相对较好的水电等基础设施，土地的开发往往拥有较高的经济性，因 此衔接线两侧将最先成为市区，并不断带动周围地区的开发与发展。这种沿衔接线 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 12 的定向扩展是城市发展过程中除圈层式扩展以外的又一种较普通的空间演变方式。 2.2.3 衔接线道路交通特性 衔接线道路交通特性 1）过渡性。出入境交通从低速的城市交通过渡到高速的高速公路交通，或者由 高速公路过渡到城市道路，必定经过一个逐渐变化的过程。主要表现在交通量、运 行速度、交通组成、交通管制方式以及道路设计标准上的过渡性。表 3-129为根据 1995 年上海市交通调查对交通组成所作的统计，表明了交通组成的过渡性。 表表 3-1 上海市路网交通组成结构（单位：上海市路网交通组成结构（单位：%） 位置 货车 客车 小汽车 其它 高速公路 30.86 29.18 11.26 28.7 衔接线 27.03 31.04 23.79 18.14 城市道路 9.45 27.91 42.74 19.9 2）交通纵向变化特性。衔接线上的交通量越靠近市区交通量越大，离市区越远 则交通量越小，根据上海、天津、北京、南京等城市衔接线交通量的观测统计资料， 表明衔接线交通量沿纵向变化迅速，从近城端至远城端交通量依次下降、且幅度较 大。衔接线交通量的纵向变化受城市吸引力大小、郊区发展水平及沿线土地开发利 用程度、卫星城镇分布状况的影响，交通专家郑祖武提出以下交通量纵向分布的数 学公式30： )( 0 xx x enn + = （2-1） 式中：x距衔接线近城端的距离； n衔接线近城端处的交通量； nx距衔接线近城端 x 公里处的交通量； ，交通量纵向分布参数，可通过三个以上断面交通量观测值和回归分 析的方法求得。 3）交通量方向不均衡特性。高速公路与城市道路上下行两个方向的交通量分布 大致相等，有时也呈现出方向不均衡性的特点，但大致不会超过 55.5%。而衔接线特 别是近城端两个方向的交通量相差很大， 方向不均衡系数有可能达到 60.0%以上。 这 是由于出城与入城交通量的高峰时间不是同时出现，一般出城交通量高峰发生在上 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 13 午，而入城交通量高峰发生在下午。 4）发展性。交通发展和城市土地开发具有较强的互动关系，高速公路与城市道 路衔接处部是城市化和城市用地扩展相对敏感和剧烈的地带，衔接线的建设影响城 市用地拓展方向和布局，同时，城市的扩展将改变衔接线的交通运行条件，对衔接 线服务的适应性提出考验。 5）衔接性。城市出入境交通过衔接线进行集散，各干线过境交通通过衔接路网 进行转换，在衔接路网区域设置交通枢纽(例如货运集散中心、客运场站)，与城市内 部的客货流进行交换。 2.3 衔接线布局分析衔接线布局分析 2.3.1 衔接线布局的基本原则 衔接线布局的基本原则 衔接线在城市交通中所起的主要作用是汇集、疏导出入境交通，其规划是否合 理直接影响到城市道路系统功能的有效发挥以及城市的经济发展。在进行衔接线布 局规划时应该遵循以下原则： 1）根据土地利用 客货交通源和集散点的分布和交通流量流向，结合地形、地 物、铁路港口布局、城市道路系统及功能定位来确定衔接线的布局与技术标准； 2）衔接线作为高速公路与城市道路的中继线，要正确处理好两者的衔接关系， 完成对交通的集散功能，避免过境交通对市内交通产生较大干扰； 3）衔接线应能促进城市及周边地区发展，合理引导城市发展方向； 4）衔接线应留有余地，能适应城市用地的扩展，有利于实现城市化程度提高后 交通功能的转变。 2.3.2 衔接线布局的基本要求 衔接线布局的基本要求 按照系统工程的思维方式考虑，高速公路与城市道路衔接线的布局主要考虑地 域系统和社会经济系统两个方面。 地域系统既要考虑地理自然因素影响，还要考虑环境因素影响。社会经济系统 不仅要考虑满足社会经济发展需要，引导生产力合理分工，而且要考虑经济发展所 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 14 产生的交通流，建设布局合理的高速公路网与城市道路网衔接线。 从城市发展的角度来说，高速公路与城市道路衔接线的合理布局，首先要研究 城市社会经济发展战略，分析城市发展外部形态；其次要研究城市的地理地貌，分 析城市对外高速公路交通走廊和过境高速公路布局；第三要研究城市内部交通与高 速公路交通衔接关系。从规划思维方式上应改变传统的解析性思维，树立整体性思 维观念。高速公路交通合理布局既要符合区域社会经济发展，又要保持城市持续发 展的整体协调。 衔接线布局规划应处理好城市规划与高速公路规划的问题。城市规划是一个 “面” ，而高速公路规划是一个“线” ，所谓“面”是城市发展形态和发展方向，以 及城市对外交通干道规划方案；而“线”是指城市附近的高速公路以及相配套的客 货集散运输系统。在布局规划过程中既要综合考虑，又要重点突出，使城市规划与 高速公路规划成为有机整体，协调发展。 2.3.3 衔接线布局的影响因素 衔接线布局的影响因素 1）城市的区位、规模31 城市区位是城市本身所具有的地理位置和地形、河流、交通等地理要素的特点， 以及城市与所在区域的经济、政治、社会、文化、军事等客观事物的总和。除非发 生大的自然变化或人为变动，一般说来，城市的区位条件是不会有很大改动的，具 有较强的稳定性。不同区位的城市，通过的高速公路数量不同。区位优势度越大的 城市，通过的高速公路数量就越多，高速公路与城市道路衔接线的布局也就不同。 城市规模包括人口规模和用地规模，两者是相辅相成的。城市用地规模越大， 其出入境交通流量就越大，出入境交通主流向也越多。高速公路与城市道路衔接线 在不同规模城市的布局也就不一样。 2）城市空间形态 城市空间形态通常分为集中型、带型、放射型、星座型、组团型和散点型，不 同空间形态的城市，高速公路过境模式不同，衔接线的布局也有所不同。 3）自然条件 城市的发展通常受地形地貌、河流等自然条件的制约，并使城市出入口方向和 数量受到限制，因而衔接线的布局也会受到制约。 4）城市道路网型式 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 15 衔接线一般与城市对外交通干道相连，因此受城市道路网型式的影响较大。对 于棋盘式城市道路网，衔接线一般与城市道路网中纵横向对外交通干道连接；对于 放射式城市道路网，衔接线一般与放射性对外交通干道连接；对于自由式道路网， 衔接线布局大多结合地形、地质、水系和城市道路网，呈自由式布置；对于混合式 城市道路网，衔接线多与纵、横向和放射性对外交通干道连接。 5）高速公路过境模式32-35 衔接线布局受高速公路网过境模式的影响也比较大。对于环形绕越式高速公路， 需要较多的衔接线，衔接线布局要与主要的客流走向保持一致；对于内部穿越式高 速公路，衔接线布局要综合考虑各组团间交通及出入境交通的流量流向；对于直接 通过式高速公路，衔接线布局受高速公路的影响相对较小。 6）城市与周围地区的经济联系 城市与周围地区的经济联系的强弱可表现为交通联系的强弱。城市与周围地区 某个局部地区经济联系强，则两者之间的往来就多，两者之间交通量就大，反之亦 然。城市与周围地区的联系强弱变动不一，反映城市同周围地区正发展变化。在衔 接线布局规划时，应联系、促进交通的发展与改善，引导城市向正确方向均衡发展。 城市与区域发展的不同阶段会对衔接线布局规划提出不同的要求。当大城市地 区发展到一定程度，会形成极化和扩散现象，出现大都市区或者都市圈，这就要求 从更大的范围来分析和规划衔接线，衔接线逐渐向网络化方向发展。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 16 3 衔接线布局规划方法研究 3 衔接线布局规划方法研究 高速公路与城市道路衔接线布局规划离不开交通规划者的经验与定性的分析， 但是要保证衔接线布局规划方案的合理有据，必须从理论的高度提供其布局规划的 理论基础与依据。本章首先对衔接线布局规划进行了系统的分析，给出了清晰的规 划思路；根据高速公路在城市设置互通式立交的数量确定衔接线的数量；衔接线的 数量确定后得到出入口选取的数量，考虑到城市规模大小导致的城市对外交通出入 口选取方法的差异性，采用优势指数分析法对中小城市的对外交通出入口进行选取， 采用模糊聚类分析法对特大、大城市的对外交通出入口进行选取，在此基础上实现 高速公路与城市道路的对接，完成衔接线的布局规划。 3.1 衔接线布局规划思路 衔接线布局规划思路 高速公路与城市道路衔接路网分为三个部分，分别是高速公路在城市的过境线、 衔接线及城市出入口区域的对外交通干道。由高速公路进入城市的入境交通依次经 历了高速公路、衔接线、城市出入口区域的对外交通干道的过渡和集散，最终到达 城市内的目的地。从这里可以看出，城市出入口区域的对外交通干道集散交通的能 力是影响高速公路与城市间交通运行效率的主要因素。 一条衔接线与高速公路、城市道路均有一个节点，其布局规划就是如何确定这 两类节点的具体点位，从而实现对接。在各个城市，高速公路规划时与市区保持一 定的距离，两侧用地比较宽裕，节点的选取基本不受用地的限制；城市出入口道路 两侧用地限制较大，影响因素较多，节点选取受到一定程度的限制，是布局规划考 虑的重点。综合上述分析，衔接线布局规划就转变为城市对外交通出入口的选取， 使其与高速公路通过衔接线直接对接。 在对出入口进行选择前需要确定衔接线的数量。衔接线数量的确定需要综合考 虑影响衔接线数量的诸多因素，并结合国内外在该领域的研究方法，选择可操作性 比较强的方法确定衔接线数量。 在衔接线数量确定的基础上得到出入口选取的数量。根据交通规划相关理论知 识，城市出入口区域的对外交通出入口的选取需要综合考虑规划年城市通过高速公 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 17 路的对外交通流量、城市土地利用规划、产业布局调整、城市综合交通规划及衔接 线建设标准等影响因素，进行出入口交通集散能力分析，按交通集散能力大小进行 排序，然后进行综合评选。 在出入口选取的基础上，确定衔接线的具体走向，实现高速公路与城市道路的 对接，并保证衔接线与城市放射性对外交通干道的方向一致，从而完成衔接线布局 规划。 3.2 衔接线数量研究衔接线数量研究 高速公路与城市道路衔接线数量不足，势必影响到城市对外交通的快速便捷， 不利于城市社会经济的快速发展；如果衔接线数量过多，则会导致道路供给大于对 外交通需求，造成土地、资金的大量浪费，不利于“节约型”社会的构建，给国家 和社会带来巨大的损失。因此，要根据高速公路与城市道路等级、交通量、流量分 布等确定适当的衔接线数量，使它既能满足规划年对外交通的需求，又能节约大量 的土地和资金，力求衔接线的规模能够与社会经济发展相适应，使城市对外交通良 性发展，从而更好地增强城市的吸引力，提高城市的区域竞争力。 3.2.1 影响衔接线数量的因素影响衔接线数量的因素 高速公路与城市道路衔接线数量直接受到城市的区位、规模、布局形态、地形 地貌、交通量的分布等多种因素的影响。现代化的大城市已发展成多条高速公路的 枢纽，而高速公路则为大城市的主要出入口，大城市间的重要交通干线也成为城市 间以及城市与卫星城镇的联络干线，因此大城市高速公路与城市道路的衔接线数量 明显多于中小城市。 1）城市规模 一般来说，城市的规模越大，在区域城市群中的地位越重要，城市的出入口道 路就越多，高速公路与城市道路的衔接线数量就越多。现在城市发展成城市群、都 市圈的趋势比较明显，其中心城市的出入口数量要适应周边城镇体系的布局和分布。 省会城市或其它区域性中心城市作为区域的社会经济中心，要求有较多的出入口道 路，因此衔接线的数量相应就较多。 2）城市交通区位 华 中 科 技 大 学