城市近郊區公路網規劃方法探討

張志清，劉 豪，沈伯昭

(北京工業大學 交通研究中心，北京100124)

0 引 言

城市近郊區是指處于城市中心區與遠郊區的過渡地帶[1]。以行政范圍劃分，可將臨近主城區的郊縣作為近郊區；以通勤時間劃分，可將距離中心區0.5～1 h的交通圈作為近郊區；以產業結構劃分，將臨近主城區并具有農業、工業和服務業的混合產業區域作為近郊區。近郊區是一個“空間范圍”概念，其內涵即指在空間上靠近城市中心區，同時經濟、社會、文化等方面與中心區關系緊密，并與城市中心區有著便捷的交通聯系，城市和鄉村景觀并存的區域。近郊區所擁有的土地資源，人口資源使其在城市化建設過程中具有較大優勢。在當前中國快速城市化建設過程中，近郊區對減輕主城區資源、人口壓力，促進城市經濟、空間平衡發展具有重要意義。公路作為城市和鄉鎮內外聯系的重要基礎設施，對近郊區的建設發展具有重要作用。以往對路網規劃過程[2-7]，未能特別針對城市近郊區的發展特征與交通需求屬性進行精確描述，對城市近郊區發展布局和交通需求相關分析不夠深入，路網布局欠清晰。因此，筆者對如何做好城市近郊區公路網規劃做了探討，并進行實證分析。

1 城市近郊區經濟發展特性

東南沿海城市建設進程已進入穩定時期，區域格局，城鄉空間已是相對固定[1]。以廣東東莞、佛山區域為例，區域中有多個相同等級的節點城市，形成均衡節點聚集空間結構(如圖1)。我國中西部城市正處于城市化建設的高速時期，近郊區的建設發展還處于動態之中，多是形成了“一極多副”的非均衡節點空間結構(如圖1)。中西部城市中心區長期優先發展，建設空間遇到瓶頸，土地資源與城市建設之間矛盾激化，大量企業和居民區向城市外圍遷移，近郊區利用自身毗鄰中心城區的區位優勢和廉價的土地資源吸引和接納擴散產業和居民，近郊區由鄉村向城市轉換。據國家統計局網站數據顯示，2016年我國城市化率達到57.35%，在全國655個建制市中，郊區所輻射的人口和土地資源遠超過城市中心區[1]。通過分析武漢市(1992—2008年)土地開發量數據[8]，也可得到，近郊區土地開發量和增長速度已逐漸超過城市中心區(如圖2)。

圖1 均衡節點聚集性(左)與“一級多副”非均衡節點(右)空間結構Fig. 1 Two spatial structure: aggregation of node(left) and one center and multiple sub-center (right)

圖2 武漢市主城區與近郊區土地開發量比較Fig. 2 Comparison of land expansion between the central district and surrounding area in Wuhan city

近郊區所具有的區位優勢和土地資源成為各類園區聚集之地。截止2013年，我國已批準435個國家級產業園區，1 222個省級產業園區。園區里的產業享受各級政府的優惠政策和資金補貼，因此在近郊區成立產業園區成為地方政府促進發展的重要途徑。2012—2013年間，國家級產業園區創造的地區總產值占所在城市比重的13%，其中東部開發區地區的生產總值占所在城市比重達到16%，中西部達到9%以上，近郊區產業園區對區域和城市經濟發展的貢獻越來越大。近郊區產業園區以第二產業(加工制造業)為主，兼有第一產業(現代農業)和第三產業(服務旅游、高新技術產業)，大同市南郊區(2011—2015年)3個產業產值[9]如圖3。

圖3 南郊區3個產業年產值比較Fig. 3 Comparison of annual output value of three industries in the Nanjiao district

近郊區與主城區聯系密切，不僅近郊區發展需要依托主城區基礎設施、生活文化設施，而且主城區為近郊區的居民提供了大量的就業崗位。據統計，2012年北京主城區、遠郊區人口所占比重較2005年有所下降，而近郊區人口比重上升了5.7%。同時，2012年北京主城區集中了73.74%的就業崗位較2005年提高了1.27%[10]。說明人口在向近郊區遷移，就業崗位仍集中在主城區。東京都政府統計表明，有超過15%的近郊區居民在主城區工作[11]。

2 城市近郊區道路交通特性及交通需求分析

城市近郊區路網組成較為復雜，主要包括4種類型：過境公路，即高等級干線公路(國道、省道)的過境路段；城市環路，即環城主干道，或是新建、改建的環城高等級公路，位于城市近郊區的環路，通常是城市外層環路；出入主城區道路，即城市干道延伸至近郊區路段；為近郊區內部服務的道路，即連接城市干道或過境公路的支路，以及為近郊區居民出行提供服務的低等級公路。

城市近郊區貨運繁盛，由于近郊區制造業發達且土地開發程度大，使得貨車運行較為頻密，城市的貨車交通有2/3分布近郊區。近郊區與主城區之間潮汐交通特征明顯，近郊區住房建設通常較為超前，工作崗位不能滿足需求，使得大量近郊區居民在主城區工作，容易形成主城區與近郊區之間的潮汐交通現象。

通過以上對近郊區社會經濟以及交通特性分析，可將近郊區交通需求分為3個方面。

1)與主城區的交通需求：通勤需求(工作在近郊，居住在城區或相反)；生活娛樂需求(進城購物、就醫或出城休閑、度假)；中轉需求(利用主城區對外交通樞紐中轉客貨流)。

2)對外交通需求：近郊區制造業發達，與主要市場地存在較強的貨物運輸需求；與周圍區域可能存在原料運輸，倉儲等方面需求。

3)內部交通需求：產業園區有外來投資輸入和地方資源、產品和勞務輸出的需求；城市建成區，鄉鎮及村莊等居住區存在居民工作，生活需求。

3 城市近郊區公路網規劃方法研究

3.1 公路網規劃方法

目前國內外最常用的公路網規劃方法有4種[2]，分別是四階段法、交通區位法、直接連線法、節點重要度法。

節點重要度法通過對規劃區域內的運輸集散進行分析，選擇節點，采用各個節點的人口，生產總值等能夠反映節點功能強弱和集聚能力指標來計算各個節點的重要度，依據其重要度進行聚類分析將節點劃分為不同階層。結合直接連線法，將不同階層節點用不同等級道路連接，逐層布設形成路網。此方法將規劃區域內功能較強的節點作為路網規劃的依據，使規劃后的路網能夠更好的促進社會經濟發展。與其他幾種路網規劃方法相比，此方法不需要繁瑣的OD調查和詳細的交通調查資料，對近郊區這種發展變化快，交通流分散，OD調查費時費力的區域具有明顯優勢。

3.2 構建近郊區公路網節點體系

一般節點重要度法，將規劃區域中節點進行分類包括：行政類節點、交通類節點和經濟類節點[12]，見表1。根據近郊區路網和交通需求特點，考慮近郊區對外以及與主城區交通需求，增設虛擬節點；考慮近郊區內部交通需求，對近郊區內部行政節點優化分類，將產業園區納入到經濟類節點分析。構建更加適合近郊區的節點重要度體系。

表1 傳統節點分類Table 1 Traditional node classification

3.2.1 考慮近郊區對外和主城區交通需求的節點選擇

考慮近郊區與主城區之間的交通需求，將能夠聯系主城區與近郊區的城市主干道路口和城市環路路口作為重要節點或比較重要節點；考慮近郊區對外交通需求，將區位條件較好的過境干線接入口作為重要節點或比較重要節點。在傳統的節點重要度法中，并無將路口包含在節點分類中。將城市主干道、城市環路路口以及過境國省干線接入口作為虛擬節點，納入到路網規劃中統籌考慮。

3.2.2 考慮近郊區內部交通需求的節點選擇

近郊區內部節點大致分為行政類節點、經濟類節點和交通類節點。結合近郊區現狀布局，考慮未來規劃，將縣域行政類節點劃分為區縣政府駐地、規劃新區、鄉鎮政府駐地以及行政村和自然村。近郊區產業園區聚集，園區發展必須要有便捷的道路交通，將各個園區納入到經濟類節點統籌考慮。

將近郊區內部的行政村和自然村劃分為一般節點，其它節點進行重要度計算，并依據其重要度進行聚類分析劃分為重要節點和比較重要節點，重要度定義如下：

行政節點

(1)

經濟節點

(2)

交通節點

(3)

(4)

式中：Ii為第i個節點的重要度；Ri為第i個節點的人口；Ra為各個節點的人口平均值；Gi為第i個節點的工農生產總值；Ga為各個節點工農生產總值的平均值；Si為第i個節點人均收入水平；Sa為各個節點人均收入水平的平均值；Ni為第i個節點生產總值；Na為各個節點生產總值的平均值；Qi為第i個點就業人口；Qa為各個節點的就業人口的平均值；Ri為第i個節點的貨運量；Ra為各個節點貨運量的平均值；Yi為第i個節點的營業收入；Ya為各個節點營業收入的平均值。α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8、α9分別是9個指標的權重，為得到各個指標的權重，由6位專家采用5分制原則對各個指標進行打分，見表2。由于各位專家研究方向不同，打分存在一定的偏向，從而使權重確定具有一定模糊性。為了消除這種模糊性，采用主成分分析法對實際打分專家數進行簡化，使得權重的確定更加精確。最終得到各指標的權重分別是0.356、0.431、0.213、0.692、0.308、0.714、0.286、0.613、0.387。

得到各節點重要度值后根據模糊聚類法，將其分為重要節點和比較重要節點。最后將行政村、自然村作為一般節點。

表2 專家打分Table 2 Expert evaluation

3.3 近郊區公路網規劃布局

考慮到節點重要度，結合直接連線法提出以下路網布局原則。具體路網布局流程見圖4。

圖4 路網布局流程Fig. 4 Procedures of highway network layout

1)與作為重要節點的城市主干道路口或城市環路路口銜接路段應布設一級公路；與作為比較重要節點城市主干道路口或城市環路路口銜接路段應布設二級及以上公路。

2)作為重要節點的過境國省干線的丁字路口應改建為十字路口，新建公路應為二級及以上公路，考慮具體的交通流量，是否要修建互通式立交；作為比較重要節點的的過境國省干線丁字路口應改建為十字路口，新修建公路應為三級及以上公路。

3)重要節點之間及重要節點與比較重要節點之間應布設二級及以上公路；比較重要節點之間及比較重要節點與一般節點之間應布設三級及以上公路；一般節點之間應布設等級以上公路。

3.4 近郊區公路網規劃流程

1)路網規劃背景：收集城市近郊區的社會、經濟發展資料，確定近郊區未來發展定位，為路網規劃提供可依托的規劃背景。

2)路網規劃基礎和發展目標：收集城市近郊區鐵路、水運、航空及公路國省干線現狀及規劃資料，分析近郊區與對外交通樞紐的交通聯系需求，明確近郊區公路交通方式在綜合交通中的作用，確定公路發展建設目標。

3)公路網的布局規劃：近郊區的公路網布局，根據近郊區與主城區、對外和內部交通需求，選擇路網規劃節點，運用節點重要度和直接連線法，從點到線到面依次展開布局。

4)建設序列：依照公路建設項目的必要性，可行性進行排列。

對規劃步驟中的1)、2)、4)與以往研究并無不同，故只在流程圖5列出，只對步驟3)進行了重點說明。

圖5 近郊區公路網規劃流程Fig. 5 Procedures of highway network planning in suburban areas

4 大同市南郊區公路網規劃實例

南郊區是大同市4個市轄區之一，是大同市“一核三區，一軸一帶，多通道”城鎮結構上西軸段上的重要節點，是疏解中心城市人口功能，集聚新能源產業的重要基地。在大同市建設成為“國家華北、西北的中部空間轉換連接的重要樞紐，山西省對接首都圈的橋頭堡”的總體部署下。南郊區全力打造“四區一中心”(四區：轉型綜改示范區、統籌城鄉樣板區、商貿物流中心區、生態有為建設區；一中心：建設低碳、綠色、集約、智慧的現代化城市西部副中心)，與城市中心交流愈加密切，城市化進程大大提速。南郊區的公路網規劃目標：形成與主城區的多通道聯系，形成與周圍區域公路的有效銜接，形成區域內部重要節點30分鐘生活圈。表3是南郊區“十二五”末主要社會經濟指標[9]。

表3 南郊區“十二五”末主要社會經濟指標Table 3 Soci-economic index of Nanjiao district in the end of 12th Five-Year plan

4.1 南郊區路網的規劃節點

由于筆者所研究的是近郊區公路網規劃，在選擇節點時要考慮如何滿足近郊區3個層次的交通需求?？紤]近郊區與主城區的交通需求，分析聯系大同市主城區與南郊區城市主干道路口區位，將同泉路、御河西路南延至南郊區的路口作為重要節點，將平德路、平泉路、和寧街與泉運線相交的丁字路口作為比較重要節點；考慮對外交通的需求，國道208(東至北京，南達太原)作為南郊區境內主要對外通道，將國道208與塔里線、泉運線的丁字路口作為重要節點；考慮內部交通需求，分別選擇南郊區境內行政節點(城市副中心、西韓嶺鄉、口泉鄉)，經濟節點(塔山園區、萬棟蔬菜園區、甲醇工業園、濕地公園)并計算節點重要度值見表4，采用模糊聚類的方法將南郊區內部節點按照其重要度值分為兩類，即重要節點和比較重要節點。得到的重要節點有塔山工業園區、萬棟蔬菜園區和城市副中心，比較重要節點有甲醇烯烴工業園、濕地公園、口泉和西韓嶺鄉鎮駐地。綜上得到南郊區節點的分類結果見表5。

表5 節點分類Table 5 Classification of nodes

表4 節點重要度值Table 4 Importance of nodes

4.2 南郊區公路網布局

考慮近郊區公路網的布局原則，首先布置重要節點之間的主干道。規劃改建省道205為雙上雙下的城市化一級路與城市主干道同泉路連接，滿足塔山工業園及周圍區域與主城區的交通需求。規劃改建大謝線為雙上雙下的城市化一級路與城市主干道御河西路連接滿足萬棟蔬菜園區、御河濕地公園與主城區交通需求。規劃改建塔里線與國道208丁字路口為十字路口，新建一級路將塔里線與大謝線連接起來，滿足塔山工業園區與萬棟蔬菜園區對外交通需求，同時加強兩者之間的交通聯系。規劃新建一級路，將和寧街南延至塔里線，滿足城市副中心與塔山工業園區和萬棟蔬菜園區的交通需求；其次布置比較重要節點及其之間的次干道，增設主干道。規劃新建二級路，將平泉路南延至塔里線，滿足塔山工業園區與口泉鄉之間的交通需求。規劃新建二級路，將平德路南延至塔里線，滿足西韓嶺鄉與塔山園區和萬棟蔬菜園區交通需求。規劃改建泉運線與國道208丁字路口為十字路口，滿足南郊區東部節點與西部節點的交通需求。規劃改建西黃線提升等級為二級，滿足甲醇烯烴工業園區對外交通需求；最后將行政村和自然村用等級以上道路合理連接到主干道和次干道，形成整個路網見圖6。

4.3 南郊區公路網規劃評價

規劃后的路網，如圖6。南郊區與大同城區的聯系通道提高到1條高速公路、2條一級公路、3條二級公路，既有保證時效性的高速公路，又有聯系不同城區的二級以上道路滿足出行者多樣性的交通需求，加強了南郊區與大同城區的聯系；國道208作為南郊區主要的對外通道，通過2條二級以上道路將南郊區境內的主要產業園區與國道208連接起來，保障了產業園區與周邊原料供應地以及主要市場區的聯系；南郊區境內的重要城鎮、規劃園區、旅游景點已全部通過二級以上公路連接，有效的支撐了南郊區城市布局和產業發展，且所有農村居住點通等級以上道路，為近郊區居民出行提供保障。

圖6 南郊區路Fig. 6 Highway network in Nanjiao district

南郊區公路網的主要評價指標見表6。可以看出，規劃后的南郊區公路網面積密度、公路網人均密度、公路網連通度和公路網等級均有提高。公路網是近郊區城市布局、產業發展的重要支撐，因此規劃路網要與近郊區社會經濟發展相適應。近郊區公路網經濟適應性評價集可建立為V=(超前；適應；基本適應；不適應)，參考國內外統計資料，以發達區域公路指標為參考對象，結合南郊區經濟發展水平制定經濟性評價標準見表7。

表6 南郊區公路網評價指標Table 6 Index of highway network evaluation in Nanjiao district

表7 評價指標Table 7 Index of evaluation

根據南郊區公路網經濟適應性評價指標模糊參考標準，對4個指標進行單因素評價，從而得到模糊關系矩陣R。

通過專家質詢法，得到各評判因素的權重系數矩陣W=(0.25，0.15，0.35，0.25)。得到綜合評價。

B=WR=(0.360,0.400,0.225,0.015)

maxB=0.4，對應的模糊評價等級為“適應”，因此南郊區的規劃路網可以適應南郊區社會經濟發展。

5 結 語

以城市化建設需求為基礎，提出土地開發利用形成的城市近郊區這一新形態。目的在于完善、擴展公路網規劃方法理論，建立與城市近郊區相適應的公路網規劃體系。針對城市近郊區經濟發展和交通特性，提出近郊區與主城區、對外和內部的交通需求，并根據3個層次的交通需求進行節點選擇，改進傳統節點重要度法并結合直接連線法，使其適用于城市近郊區的公路網規劃。利用此方法對大同市南郊區公路網進行規劃實踐，并采用模糊評價法對公路網規劃指標評價，表明此方法對城市近郊區的公路網規劃具有一定的參考價值。