基于區域路網負荷度的“控規”調控技術概述

摘 要 本文從區域交通承載能力的角度，提出以區域路網負荷度和服務水平控制為目標，通過研究土地開發和交通承載能力之間的關系，給出了區域服務水平分級標準，并在此基礎上建立了以土地開發強度為主“控規”調控技術。最后以北京CBD區域為例展示了調控技術的計算流程。

關鍵詞 區域路網負荷度;土地性質;“控規”調控

引言

隨著國民經濟的高速發展和城市化進程的不斷推進，城市交通得到了迅速發展。但是，這也導致了城市交通擁堵，環境污染，交通安全等一系列問題。城市管理者在進行城市的未來規劃時，如何控制土地的開發強度，使之能有相適應的路網，是必須面對的問題。通過對區域內路網所能承受的最大交通量和現狀用地產生的交通量分析，得出該區域的負荷度，由此來獲取土地開發強度和路網承載力之間的關系。可見，區域路網能夠承載的最大交通量，是規劃部門進行決策的重要依據。

控制性詳細規劃（簡稱“控規”）以總體規劃或者分區為依據，以土地使用控制為重點，詳細規定建設用地性質、使用強度和空間環境，它強調規劃設計與管理及開發相銜接。它主要起承上啟下，強調規劃的延續性，與管理結合、與開發銜接，作為城市管理的依據等的作用。

1路網容量計算方法

城市路網是一個復雜的、開放的交通系統，而路網容量的確定可以為交通規劃提供基礎參數，可以判斷出路網能承載的交通潛力，可以深入分析交通供給情況對社會經濟系統產生的影響。常用的城市路網容量計算方法：時空消耗法、線性規劃法、交通分配模擬法、割集法，下面對幾種方法作簡單介紹。

（1）線性規劃法通過計算在路段容量限制條件下，路網的最大流量。

（2）交通分配模擬法是將OD交通量采用IA（Incremental Assignment）逐步分配到路網上，并將達到飽和的弧不斷刪除，當網絡被分割成兩部分時，所對應的分割線即最小割集，此時的累加流量即為路網容量。

（3）割集法是采用圖論中的最大流最小割定理，計算路網的最大運輸量。

（4）時空消耗法認為車輛在行駛中占有一定的道路凈空長度，在一次出行時間內以動態的方式只占有一次，每輛車出行使用的道路長度又可提供給其他車輛重復使用。因此，城市道路機動車道的時空總資源被定義為：。

式中：Lr為城市道路機動車道有效總長度;T為城市道路有效營運時間。

而單輛車的時空資源消耗為，

式中：hvi機動車行駛過程中的平均車頭間距;tii為機動車的實際行駛時間。

該方法思路清晰，易于理解，但在實際運用過程中，存在一定的局限性，它可以通過計算區域時空總資源和單輛車消耗的時空資源，來獲取該區域路網的最大交通容量，但對于城市規劃管理者而言，關注更多的是建立土地開發強度和路網容量之間的需求關系。因此，論文著重探討土地開發強度和路網交通容量之間的匹配關系[1]。

2城市區域路網負荷度模型建立

一個區域產生或者吸引的交通量，和區域的土地開發性質、開發強度有關，例如，行政辦公用地和商業用地對單位面積產生、吸引的交通是有差異的，為了消除這種差異的影響，本文選用人口密度、工作崗位密度以及這兩者之間的混合程度來反映土地的開發性質。

前面列舉的幾個計算路網容量的方法，使用時均無法直接和用地性質指標關聯上，而在實際應用中，城市管理者在進行城市的未來規劃時，如何控制土地的開發程度，使之能有相適應的路網，是必須面對的問題。基于前面的分析，提出了城市區域路網負荷度的概念。

在區域內的產生的一次出行在單位時間內會占用一定的道路資源，而不同的出行者對道路資源的占用又有所差異，因而需要選用一個合適的指標來反映這種差異，論文中選取長度指標L來衡量，即認為該次出行在本區域內部行駛的距離是L;其次，該次出行的目的可能在本區域內部，可能在外部其他的區域，也就是說，這一次出行，即要考慮它對其所在區域的影響，也要考慮對其經過區域的影響，因此在計算區域的負荷度時，需要考慮的一個因素是區域的過境比例K。

定義區域的時空總資源為：

其中：Ci表示路段的通行能力，L表示該路段的長度，C是總時空資源車公里數。

區域內消耗的時空資源，包括區域內部產生和吸引的交通出行占用的時空資源和過境出行占用的時空資源。

個體在區域內消耗的總時空資源是指所有出行者的在區域內通過的總里程之和。區域內發生的總出行次數可以通過土地的用地性質得出，一次出行在研究區域內的出行距離可能是不一樣，為了簡化計算，假設研究區域是正四邊形，以四邊形對角線的一半表示居民出行在研究區域內平均出行里程，因而區域內部發生的出行消耗的時空資源為;而對于過境交通，它在區域內的平均出行里程為。

于是，區域消耗的總時空資源用V表示為：

式中：

是區域發生的交通出行次數，包括產生和吸引量，在實際計算時，應把出行次數折算成當量小汽車數。

是過境出行次數，計算時應折算成當量小汽車數。

定義區域負荷度：指單位時間內區域產生的機動車交通量的時空消耗與路網可服務于區內出行的時空通行能力之比。用V/C表示。

式中：

區域內的高峰小時交通量可以由用地性質計算得到，區域外部的則可以通過區域的過境比例數反推得到。

傳統意義的負荷度是指道路上的實際交通流量與通行能力之比，它介于0-1之間，反映了路段的擁擠程度。將路段負荷度的概念推廣至區域，即區域路網負荷度。

區域路網負荷度宏觀上反映了土地開發強度和交通承載力之間的關系，它和區域的人口密度、崗位密度、人口和崗位數之間的混合程度、路網設施等資源有關。區域內開發強度高的，往往具有較高的區域負荷度，但這也并不是絕對的，若與之相匹配路網承載能力也高，則區域負荷度還是可能低[2]。

3調控方法

當土地利用與交通系統產生矛盾的時候，或者在土地利用尚未開始，而通過預估可以知道將要和交通系統產生矛盾的時候，就需要運用調控手段進行調整，以達到二者相互協調，共同發展的目的。

3.1 區域路網服務水平

服務水平是交通流中車輛運行的以及駕駛員和乘客所感受的舒適程度，是道路在某種交通條件下所提供運行服務的質量水平。這里把服務水平的概念進行了擴展，定義為區域路網服務水平，用來反映區域路網對交通的承載能力，以區域負荷度和區域平均速度指標來表征，參考城市道路服務水平定義成五個等級，分別是：A-暢行交通流，基本上無延誤;B-穩定交通流，有少量的延誤;C-穩定交通流，有一定的延誤但司機可以接受;D-接近不穩定交通流，有較大延誤，但司機還能接受;E-不穩定交通流，交通擁擠，延誤很大，司機無法忍受。如表1所示。

狀態描述 暢行交通流 穩定交通流 穩定交通流，有一定的延誤但司機可以接受 接近不穩定交通流，有較大延誤，但司機還能接受 不穩定的交通流，交通擁擠，延誤很大，司機無法忍受

有了服務水平分級后，便可對用地進行調控，用于土地利用與交通系統協調調控的手段是多種多樣的，常見的有：控制用地強度（容積率控制）、增加交通投入（增設交通設施）、加強交通管理（交通組織、引導等）以及TOD（公共交通引導土地開發）。這里主要研究控制土地強度和增加交通投入。

調控步驟：

（1）根據區域現狀計算負荷度、平均速度、用于評價服務水平的指標

（2）將計算得到的區域的現狀服務水平與規劃服務水平域值比較，若服務水平滿足要求，結束計算;若不滿足要求，進入下一步調控。

（3）調控區域負荷度：

一級調控：調節V，降低土地的開發強度，減少區域的人口數，工作崗位數等，從而達到減小出行次數的目的。

二級調控：調節出行方式，減少私家小汽車的出行比例，提高公共交通的出行比例。

三級調控：調節C，即進行城市整體功能布局優化，增大路網密度，提高道路等級，增大路網的交通承載力。

（4）回到步驟1。

函數法：

函數法是指根據用地指標與交通指標之間的函數關系來獲取區域負荷度和平均速度，以此為基礎進行服務水平的評估。

分配法：

分配法是函數法的備選方法，當缺乏足夠的用地資料，或者進行新城規劃時，利用四階段分配法，得到區域負荷度和區域平均速度指標，進行服務水平評估。

4計算案例—以北京CBD區域為例

1993年10月6日，國務院批準了《北京城市總體規劃》。同年，市城市規劃設計研究院編制完成了《北京市商務中心規劃》，CBD范圍西起東大橋路，東至東三環路，南起光華路，北至朝陽路。1997年，市城市規劃設計研究院在1993年總體規劃的基礎上，根據這一區域的地理環境、建設條件和北京國際大都市未來發展的需要，適當擴大了用地規模，規劃范圍由三環路向東擴大到西大望路，向北輻射到亮馬河地區。規劃中的北京商務中心區由一個核心區、一個輻射區和一個混合區組成，并由建國門外大街和東三環路兩條大街構成“金十字”，將這幾個區連成一體。市城市規劃設計研究院1998年編制完成的《北京市區中心地區控制性詳細規劃》，將北京CBD區范圍確定為朝陽區內西起東大橋路、東至西大望路，南起通惠河、北至朝陽路之間約3.99平方公里的區域。

以表1的服務水平分級標準，假設CBD區域的路網負荷度應控制在C級，對CBD區域進行反饋調控。 計算步驟如下：

（1）由用地性質，計算出CBD區域的P和A，及過境比例，結果如表2和表3。

（2）計算區域負荷度、平均速度（需要出行方式）。

區域負荷度由公式：

計算得到v/c=0.641。

區域平均速度由公式：

（3）和表1閾值比較，若不滿足，進入下一步;滿足則結束計算。

按照C級路網服務水平的標準，區域負荷度應達到0.3～0.5，區域平均速度達到45～35。由上面的計算結果可知，區域負荷度無法滿足要求，需要進行反饋調控。

（4）調節容積率（目的是為縮小P、A）

調控方法：調節容積率。

調節區域內的容積率，假定調節容積率后P、A的量同比減少了25%，保持過境比例不變，如表4所示。

重新計算區域負荷度得：v/c=0.480，能夠滿足C級路網服務水平的要求。

從上面的計算結果可以看出，通過調控容積率，把服務水平控制C級，在實現中要達到這一點，可以從兩個方面實現，從長遠看，再進行新一輪“控規”編制時，對區域土地規劃行進局部調整;從近期看，對區域內部分地塊還未按照“控規”要求建設完成的，對以對當前“控規”進行局部修改，比如降低這些地塊的容積率，避免此類土地建設完成后對交通造成更大的負擔。

5結束語

城市“控規”的編制一直城市規劃師的面對難題，文章城市規劃的角度出發，通過考慮土地使用的布局，研究它了與交通的關系，提出以區域負荷度來反映區域交通承載能力，以此為基礎，又提出了一套完整的調控流程，來控制土地的開發強度，避免因為土地開發強度過高導致交通設施無法滿足交通負荷。該方法可以用于評價“控規”實施后對交通的影響，指導新一輪“控規”的編制，或者對現狀“控規”進行細微調整。最后以北京CBD區域為例，利用它現狀的土地開發，計算了它所處的服務水平，然后通過和它應控制的服務水平進行比較，展示了如何對區域進行調控。

參考文獻

[1] 海南省公安廳交通警察總隊原副巡視員，中國道路交通安全協會、中國智能交通協會專家，蔡軍.構建“同城五環路網大交通體系”? 加快推進海南自貿港建設[N]. 海口日報，2020-05-28（010）.

[2] 馬爭鋒，馬生元，徐安花.西寧市城市道路核心區交通運行效率提升測算研究[J].青海科技，2018，25（6）：22-27.

作者簡介

劉帥（1984-），女，河北人;畢業院校：北京工業大學，專業：交通運輸工程，學歷：碩士，職稱：講師，現就職單位：北京交通運輸職業學院，研究方向：智能交通。