1、第四章 咸陽市城市道路網絡規劃與評價咸陽市城市道路網絡規劃與評價是以咸陽市城市總體規劃和城市交通發展戰略 為前提，以城市道路交通現狀分析和交通需求預測為基礎，結合城市道路交通分析 軟件進行模擬，獲得近、遠期城市道路網絡規劃方案和實施效果，為咸陽市未來十 年的道路交通發展提供依據。第一節 城市道路交通網絡分析交通網絡交通分配及交通質量評價是交通規劃中的一個關鍵環節。所謂交通分 配就是把通過預測得到的各預測年份各交通方式的空間出行O-D矩陣分配到具體的 規劃交通網絡上，產生規劃交通網絡上各路段各交叉口的交通量，這些交通量資料 是檢驗規劃交通網絡是否合理的直接依據。咸陽市交通網絡分析在東南大學交通學

2、院王煒教授開發的“ TranStar一交運之 星”城市版軟件環境下進行。一、交通網絡的計算機表示在處理城市道路網絡時，首先需要將城市道路網絡抽象化，即把城市道路網絡 抽象為點（交叉口）與邊（路段）的集合體。在交通網絡中，兩交叉口之間的路段用連 線表示。采用鄰接目錄法建立咸陽市城市道路網絡結構模型。鄰接目錄法采用兩組數組 表示網絡的鄰接關系，一組為一維數組R（i），表示與1節點相連接的邊的條數，另一 組為二維數組V（i，j），表示與1節點相鄰接的第j節點的節點號。根據這兩組數組， 計算機便能判別節點與節點之間的鄰接關系，輸入該兩組數組比輸入鄰接矩陣簡單 得多。同樣，矩陣的元素也可以用相同的方式輸

3、入，按照這種方式，只要輸入有效 數據就行了。網絡越復雜，這種方法的優越性就越大。1、網絡模型中邊的處理網絡模型中，城市道路路段被抽象為邊。邊所包含的信息有：路段起點；路段 終點；路段長度（m）；路面寬度（單向，m）；道路等級，劃分為城市快速路、城市主 十道、城市次十道、城市支路、郊區公路、高速公路。2、網絡模型中節點的處理在咸陽市城市道路網絡模型中，共劃分了六類節點：信號交叉口；無控制交叉 口；環形交叉口；立體交叉口；進口拓寬信號交叉口；主路優先權交叉口。咸陽市 城市道路網絡的計算機表示中，共設置了節點400余個，形成了 1200多條邊。圖4-1-1 和圖4-1-2為咸陽市現狀和城市總體規劃（

4、2010年）中的道路網絡模型結構圖。二、交通流模擬分析1、城市道路交通特征和阻抗分析（1）單車道的基本通行能力一般情況下，一條標準車道的基本通行能力可取為：N0=1500 PCU/hr （小汽車當量）（2）道路路段的設計通行能力一個單向路段的設計通行能力可通過對基本通行能力的各種修正而得：N=N0 r1 r2 r3 r4 r5式中，N單向路段設計通行能力（單向，PCU/hr）；N0一條標準車道的基本通行能力；r1車道寬度修正系數；r2車道數修正系數；r3交叉口影響修正系數；r4自行車影響修正系數；r5行人影響修正系數。（3）道路交叉口通行能力分析一個進口的設計通行能力為：Ni =N0 r1 r

5、2 r3 r4 r5式中，Ni一個進口的設計通行能力（直行小汽車當量PCU/hr ）；N0一條標準車道的基本通行能力；r1車道寬度修正系數；r2車道數修正系數；r3自行車影響修正系數；r4行人影響修正系數；r5該進口道路的有效通行時間比例。整個道路交叉口的設計通行能力為各個進口的設計通行能力之和。（4）城市道路交通阻抗分析交通阻抗亦即路阻函數，指道路平均車速與道路平均交通負荷之間的函數關系。 采用以下的路阻函數計算模型：U=f（V/C）式中：U道路平均車速；V/C道路交通負荷（飽和度）。最常用的回歸公式為美國聯邦公路局提出的模型：U=U/1+a （V/C） p 0式中，U0設計車速；a、p 回

6、歸參數。2、交通分配模型交通分配是將各交通區之間OD出行量分配到路網中具體的道路上。交通分配目 前常用的方法包括最短路法（全有全無法）、容量限制分配法、多路徑概率分配法、 多路徑-容量限制分配方法等。（1）最短路交通分配方法最短路交通分配是一種靜態的交通分配方法，在該分配方法中，取路權（路段出 行時間）為常數，即假設車輛的平均行駛車速不受交通負荷的影響。每一O-D點對的 O-D量被全部分配在連接該O-D點對的最短線路上，其他道路上分配不到交通量。 這種分配方法的優點是計算相當簡便，其致命缺點是出行量分布不均勻，出行量全部 集中在最短路上。這種分配方法是其他各種交通分配方法的基礎。由于在最短路分

7、配過程中，每一O-D點對的O-D量被全部分配在連接該O-D點對 的最短線路上，因此采用最短路分配方法確定咸陽市道路交通的主流向。最短路交通分配通用軟件框圖如圖4-1-3所示。（2）容量限制一增量加載交通分配方法容量限制一增量加載分配是一種動態的交通分配方法，它考慮了路權與交通負 荷之間的關系，即考慮了道路通行能力的限制，比較符合實際情況，該方法在國際上 比較通用。采用容量限制一增量加載分配模型分配出行量時，需先將O-D表中的每一O-D 量分解成K部分,即將原O-D表（nXn階，n為出行發生、吸引點個數）分解成K個 O-D分表（nXn階）,然后分K次用最短路分配模型分配O-D量,每次分配一個O-

8、D 分表，并且每分配一次,路權修正一次，路權采用路阻函數修正,直到把K個O-D分表 全部分配在網絡上。045點對？最后在具體應用時，視道路網絡的大小，根據表4-1-1選取分配次數K及每次分配辯識各6D點對間的最短路線 并分配輸出各路段、交叉口總分配交通量輸入O-D矩陣及網縉幾何信息5、5帶外計算最短路權矩陣計算路權轉入下一O-D點對的O-D量比例。表4-1-1分配次數K與每次的最分配率（船123456789101ICO2to4033020440302010b302520151010202015101055555輸入O D表及網絡幾何信息分解原O-D表為n個O-D分累計路段、交叉口分配交通信圖4

9、-1-4容信限制一增屋扯載交通分配軟件執行框圖（3）多路徑交通分配方法與單路徑（最短路）分配方法相比，多路徑分配方法的優點是克服了單路徑分配 中流量全部集中于最短路上這一不合理現象，使各條可能的出行路線均分配到交通 量,各出行路線長度的不同，取決了它所分配到的流量的大小Dial于1971年提出了 初始的概率分配模型，模型中反映了出行路線被選用的概率隨著該線路長度的增加 而減少的規律。該多路徑概率分配模型在70年代的歐美城市交通規劃及區域運輸規 劃中被廣泛采用。在多路徑交通分配的節點分配法中，出行量的分配是按節點進行的，逐點分配, 直至終點。在某一節點n,在分配前需先累計所有擬離開該節點(由該點

10、發出的或經該 點中轉的)且具有相同終點S的出行量T(n,s)，然后將T(n,s)分配在節點n的鄰接邊 上,節點n的鄰接邊分有效路段及非有效路段，有效路段為離終點S越來越近的邊,反 之為非有效路段。若節點n有m個有效路段，便能從節點n引出m條有效出行路線， 根據各有效出行路線的長度，就能把出行量T(n,s)分配到節點n鄰接的有效路段上。多路徑一一容量限制交通分配多路徑一一容量限制交通分配方法分配出行量時，需先將原OD矩陣分解成 相同階數的K個OD分矩陣，然后分K次用多路徑交通分配模型分配出行量，每 次分配一個OD分矩陣。每分配一次，根據變化的交通量修正一次路僅，直到把 K個OD分矩陣全部分配到網

11、絡上。多路徑一一容量限制交通分配方法的分配過程、路權修正方法以及參數確定方 法與容量限制增量加載分配方法相同，所不同的是，容量限制分配方法中每次 分配采用最短路分配模型，而在多路徑一一容量限制分配方法中，每次分配采用靜 態的多路徑分配模型。咸陽市道路交通規劃中，根據不同交通流的性質，采用與其性質相符的交通分 配方法，見表4-1-2。表4-1-2咸陽市城區道路交通規劃中采用的交通分配方法三、城區網絡交通質量分析網絡交通質量評價包括路段、交叉口通行能力分析、交通負荷分析、服務水平 分析等。交通質量評價結果是衡量所規劃交通網絡能否適應未來交通發展需求的重 要指標。1、交通負荷對于路段交通，交通負荷直

12、接取交通量與通行能力之比。對于交叉口，由于存 在轉向交通量，且不同的轉向具有不同的交通壓力，故需先將交通量轉換成當量直 行車流量，然后取交通負荷為當量直行車流量與當量直行車通行能力之比。2、服務水平所謂服務水平是指道路使用者根據交通狀態，從速度、舒適度、方便、經濟和 安全等方面所得到的服務程度。影響服務水平的因素很多，如V/C比（即飽和度）、 平均車速、交叉口延誤、安全、經濟及便利等，其中，最主要的是V/C比，其次是 平均車速（用于路段分析）或平均延誤（用于交叉口分析）。對于城市道路來說，衡量交通服務質量的主要指標為路段、交叉口的擁擠程度 （即V/C），其次是車速（路段）或延誤（交叉口）。由于

13、車速、延誤與ZC比有關， 為研究方便，可采用V/C比作為城市道路路段與交叉口的服務水平劃分依據。參考 國內外的經驗，在咸陽市城區道路交通規劃中，采用了表4-1-3所示的服務水平劃分 標準。表4-2-3服務水平劃分標準各級服務水平的交通狀況為：A級：暢行車流，基本上無延誤；B級：穩定車 流，有少量的延誤；C級：穩定車流，有一定的延誤，但司機可以接受；D級：接 近不穩定車流，有較大延誤，但司機還能忍受；E級：不穩定車流，交通擁擠，延 誤很大，司機無法忍受；F級：強制車流，交通嚴重阻塞，車輛時停時開。通常情況下，對于路段機動車而言，D級以上的服務水平是可以接受的，對于 交叉口而言，E級以上的服務水平是可以接受的。自行車交通網的交通負荷及服