楊靖蕓，郝新華，周素紅

(1.中山大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院∥廣東省城市化與地理環(huán)境空間模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510275;2.清華同衡規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100085)

深圳市道路網(wǎng)實(shí)際使用狀況及對(duì)主要設(shè)計(jì)規(guī)范的檢驗(yàn)*

楊靖蕓1，郝新華2，周素紅1

(1.中山大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院∥廣東省城市化與地理環(huán)境空間模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510275;2.清華同衡規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，北京 100085)

利用深圳市浮動(dòng)車GPS數(shù)據(jù)，從路網(wǎng)、不同等級(jí)道路、交叉口3個(gè)層面分析城市道路網(wǎng)實(shí)際使用狀況。結(jié)果表明：① 影響路網(wǎng)交通流分布規(guī)律的因素有時(shí)間、道路自身屬性、區(qū)位因素、直接相連的上級(jí)道路速度等；② 從不同類別速度的道路長(zhǎng)度配比發(fā)現(xiàn)深圳次干路的實(shí)際運(yùn)行速度偏低，與《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》設(shè)定存在一定的偏差；③ 交叉口對(duì)城市道路交通流的影響范圍大致為100 m之內(nèi)，35～40 m為交叉口平均排隊(duì)長(zhǎng)度，不同類型交叉口的參考數(shù)值存在差異。

浮動(dòng)車GPS；路網(wǎng)實(shí)際速度；設(shè)計(jì)規(guī)范；實(shí)證反饋

道路交通系統(tǒng)決定著整個(gè)城市的運(yùn)行效率，然而，我國(guó)現(xiàn)有的道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)存在諸如路網(wǎng)等級(jí)結(jié)構(gòu)不合理[1]、道路使用功能定位不清、道路網(wǎng)系統(tǒng)性差、路段與交叉口通行能力不匹配、銜接不暢等問題[2]，導(dǎo)致路網(wǎng)使用效率下降。道路交通規(guī)劃所依據(jù)的設(shè)計(jì)規(guī)范的合理性是審視和解決這些問題的重要手段。目前，我國(guó)采用“自上而下”的道路交通規(guī)劃方式，將城市道路劃分為4個(gè)等級(jí)，并對(duì)每個(gè)等級(jí)道路賦以相應(yīng)的道路寬度、機(jī)動(dòng)車設(shè)計(jì)速度、路網(wǎng)密度、機(jī)動(dòng)車道條數(shù)等設(shè)計(jì)指標(biāo)。然而，道路的實(shí)際使用效果是否與規(guī)劃目的相符以及規(guī)劃所依據(jù)的指標(biāo)是否合理等問題則一直以來缺乏實(shí)證驗(yàn)證。

傳統(tǒng)的基于路網(wǎng)等級(jí)體系的規(guī)劃理念在實(shí)際運(yùn)行中存在一定程度的偏差，以等級(jí)為依據(jù)的一系列設(shè)計(jì)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)需要根據(jù)道路及網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況進(jìn)行合理分析。因此，對(duì)路網(wǎng)運(yùn)行合理的評(píng)價(jià)，并將評(píng)價(jià)結(jié)果反饋給規(guī)劃設(shè)計(jì)，指出路網(wǎng)規(guī)劃及其相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的缺漏，將有助于完善道路交通設(shè)計(jì)的依據(jù)。

目前，城市道路網(wǎng)評(píng)價(jià)體系包括多個(gè)典型的評(píng)價(jià)指標(biāo)，學(xué)者們按照其特點(diǎn)和《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》(后文簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)是否有確定標(biāo)值將評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分為空間指標(biāo)體系和交通質(zhì)量指標(biāo)體系兩大類[3-4]，有的學(xué)者也稱其為投入指標(biāo)和產(chǎn)出指標(biāo)[5]?？臻g指標(biāo)體系是運(yùn)用空間分析的方法研究路網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特征，在《規(guī)范》中有明確的參考值，包括人均道路用地面積、車均車行道面積、道路網(wǎng)密度、道路網(wǎng)等級(jí)結(jié)構(gòu)、道路網(wǎng)連結(jié)度、非直線系數(shù)等[4]。諸多學(xué)者從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)[6]、空間分析[7-9]、組織形式[10]等方面對(duì)空間指標(biāo)體系進(jìn)行了分析，提出了諸多路網(wǎng)效率評(píng)價(jià)的方法。交通質(zhì)量指標(biāo)體系是從交通功能的角度來評(píng)價(jià)整個(gè)路網(wǎng)系統(tǒng)的性能，包括可達(dá)性、出行時(shí)耗、道路交通服務(wù)水平等[4]。諸多學(xué)者從可達(dá)性、交通需求、路段流量、出行時(shí)間等方面對(duì)交通質(zhì)量指標(biāo)體系進(jìn)行測(cè)算[11-14]，提出路網(wǎng)效率的評(píng)價(jià)方法。結(jié)合空間指標(biāo)體系和交通質(zhì)量指標(biāo)體系，學(xué)者們提出多種評(píng)價(jià)路網(wǎng)運(yùn)行效率的綜合方法[5,15]，分析影響道路運(yùn)輸效率的因素[16]，并將路網(wǎng)運(yùn)行效率的評(píng)價(jià)方法應(yīng)用于對(duì)路網(wǎng)合理性的研究中[17]，提出路網(wǎng)的等級(jí)結(jié)構(gòu)、布局結(jié)構(gòu)要與其功能結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)[18]。目前城市道路網(wǎng)效率評(píng)價(jià)體系研究集中于幾種評(píng)價(jià)指標(biāo)的綜合分析，但是將路網(wǎng)效率的評(píng)價(jià)與路網(wǎng)結(jié)構(gòu)結(jié)合，評(píng)價(jià)路網(wǎng)功能和路網(wǎng)結(jié)構(gòu)是否協(xié)調(diào)一致的研究較少，并且不能定量地給出衡量路網(wǎng)功能的技術(shù)指標(biāo)，只能定性地給出改進(jìn)建議。

進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，海量的交通數(shù)據(jù)為交通研究提供契機(jī)。如何對(duì)其進(jìn)行挖掘，并將其規(guī)律應(yīng)用到實(shí)際的交通規(guī)劃與管理領(lǐng)域，是當(dāng)前交通研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域[19]。目前大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在交通方面得到了充分的應(yīng)用，尤其是在探究居民出行行為以及交通流的時(shí)空特性方面，有豐碩的研究成果，相關(guān)研究主要集中于研究居民出行規(guī)律和影響因素[20-25]、交通需求預(yù)測(cè)[26-27]、交通流的時(shí)空特性和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[28-30]等方面。但是已有研究與傳統(tǒng)的道路設(shè)計(jì)結(jié)合仍不夠緊密。如何將大數(shù)據(jù)得到的交通流特性應(yīng)用到城市交通路網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析中并對(duì)檢驗(yàn)《規(guī)范》[3]中主要指標(biāo)的合理性具有現(xiàn)實(shí)意義。

深圳作為完全按照自上而下規(guī)劃建成的城市，與廣州等規(guī)劃與自然發(fā)展共同作用形成的城市不同，其交通運(yùn)作的狀況，可以用來檢驗(yàn)規(guī)劃的合理性。本文以深圳為案例，探討基于車速的交通流空間分布特征，并從面、線、點(diǎn)3個(gè)層次入手，分析路網(wǎng)、不同級(jí)道路、交叉口的交通流變化特征，探討路網(wǎng)規(guī)劃與實(shí)際運(yùn)行情況的差異性，審視路網(wǎng)規(guī)劃及相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的合理性，并提出改進(jìn)意見。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文采用深圳市2012年5月26日和10月17日7:00-24:00的出租車GPS數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)屬性信息主要包括車輛的經(jīng)緯度坐標(biāo)、記錄的日期和時(shí)間、車輛載客狀態(tài)、車輛速度、車輛行駛方向、數(shù)據(jù)有效性、車輛標(biāo)識(shí)符等。

1.2 研究方法

① 進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)的地圖匹配及路網(wǎng)關(guān)聯(lián)[31]；② 按照7:00-24:00每0.5 h一個(gè)時(shí)間段，共34個(gè)時(shí)間段的路段平均速度采用K-Means聚類方法進(jìn)行聚類，分析不同道路等級(jí)車速的聚類特征及內(nèi)在差異，檢驗(yàn)基于道路等級(jí)的傳統(tǒng)路網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)理念的實(shí)際使用情況；③ 采用加權(quán)平均法分析不同道路等級(jí)的平均寬度及不同寬度是車速情況，檢驗(yàn)不同等級(jí)道路設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范的合理性；④ 考慮到紅綠燈的周期平均約為2 min，選取了7:00-7:02，8:00-8:02，14:00-14:02，15:00-15:02，18:00-18:02，19:00-19:02共計(jì)6個(gè)時(shí)間段，分別采用核密度方法和統(tǒng)計(jì)方法分析交叉口車速的變化規(guī)律。

另外，車速的提取分為路段與交叉口兩種情況。對(duì)于路段車速的提取，進(jìn)行路段劃分是關(guān)鍵，路段劃分算法有很多，如等長(zhǎng)劃分、動(dòng)態(tài)劃分[32]等。長(zhǎng)距離路段、交通狀態(tài)差別較大的路段，均不能用平均速度表達(dá)整條路段的速度狀態(tài)，因此需要對(duì)道路進(jìn)行劃分，用各個(gè)子路段的平均速度表現(xiàn)整條道路的真實(shí)速度狀態(tài)。在對(duì)GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行合理篩選(剔除GPS數(shù)據(jù)漂移、數(shù)據(jù)重復(fù)、接收時(shí)間混亂、車速值異常、路邊停車等客等數(shù)據(jù))之后，在ArcGIS平臺(tái)以交叉口為節(jié)點(diǎn)，對(duì)道路網(wǎng)進(jìn)行打斷，至于兩個(gè)交叉口距離較近則就近連接，兩個(gè)交叉口距離太遠(yuǎn)，則根據(jù)平均速度特征進(jìn)行打斷。對(duì)于交叉口車速的提取，考慮到在信號(hào)燈區(qū)域，出租車在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)的停車—啟動(dòng)過程也會(huì)導(dǎo)致一系列的GPS零數(shù)據(jù)產(chǎn)生，但是這是道路交通狀態(tài)的真實(shí)反映，因此予以保留[33]。采用等長(zhǎng)劃分的方式，在更為細(xì)致的以交叉口中心節(jié)點(diǎn)(即路網(wǎng)兩條道路中心線的交叉點(diǎn))為中點(diǎn)，以10 m為間隔進(jìn)行區(qū)間劃分，分別計(jì)算出每個(gè)區(qū)間內(nèi)的平均車速，作為區(qū)間車速，得到較細(xì)致的交叉口車速情況。

2 城市道路交通流特性

分析深圳市道路交通流的特性，需先分析整個(gè)交通路網(wǎng)的自身物理屬性，包括等級(jí)、長(zhǎng)度、寬度、路網(wǎng)密度等。統(tǒng)計(jì)快速路、主干路、次干路、支路每一等級(jí)道路的總長(zhǎng)度，并按照路段長(zhǎng)度加權(quán)統(tǒng)計(jì)各級(jí)道路的平均寬度，計(jì)算公式如下：

(1)

表1 深圳不同等級(jí)道路長(zhǎng)寬情況

2.1 道路寬度—車速特性

分析不同等級(jí)道路車速與寬度的關(guān)系。城市快速路、主干路、次干路、支路各等級(jí)道路路段速度與道路寬度關(guān)系如圖1所示?？焖俾返缆穼挾确秶鸀?5～35m，主干路寬度范圍為10～60m，次干路寬度范圍為10～65m，支路寬度范圍為5～60m。主干路、次干路、支路的路寬跨度都很大。對(duì)于不同道路寬度對(duì)應(yīng)的車速特性，城市快速路車速集中在80km/h，次干路和支路也較集中，主干路車速分散且變化幅度較大。

圖1 各級(jí)道路速度與寬度關(guān)系Fig.1 The relationship between length and width of different grade roads

2.2 道路等級(jí)—車速特性

為了檢驗(yàn)不同等級(jí)道路在實(shí)際使用中的車速情況，以及車速隨著時(shí)間變化的規(guī)律，本文對(duì)主干路、次干路、支路按照半個(gè)小時(shí)為時(shí)間尺度，統(tǒng)計(jì)不同時(shí)間段分路段的平均車速情況，并采用K-Means聚類方法分別對(duì)不同等級(jí)道路的平均車速隨時(shí)間變化情況進(jìn)行聚類，最后形成3類(圖2)。結(jié)果表明，每一類的道路平均速度隨時(shí)間的變化基本呈兩邊高，中間低的趨勢(shì)，且速度變化比較平緩，這與常態(tài)交通流速度—時(shí)間特征吻合。同一等級(jí)根據(jù)聚類方法劃分出的3種類別之間，速度大小同樣差異明顯，這可能是由所處區(qū)位、道路功能、道路寬度、相鄰路段速度等因素不同而造成的。

圖2 各級(jí)道路速度聚類圖Fig.2 Clustering chart of the speed of different grade roads

對(duì)比不同等級(jí)的道路，發(fā)現(xiàn)隨著道路等級(jí)的降低，速度值依次減小。類別1相鄰道路等級(jí)之間降低幅度大致為10km/h；類別2(中間速度值類)相鄰道路等級(jí)之間降低幅度為10～15km/h；類別3(最小速度值類)相鄰道路等級(jí)之間降低幅度大致為5km/h。以上道路速度聚類分析結(jié)果驗(yàn)證了道路平均速度與道路等級(jí)相關(guān)。

2.3 車速分布特征

將同等級(jí)不同類別的道路按照平均速度分配在路網(wǎng)上(圖3)?？梢钥闯觯鞲陕匪俣容^高的路段集中于北環(huán)大道、濱海大道和銀湖山體育公園東北，北環(huán)大道與濱海大道幾乎全為立體交叉口，交通流不受信號(hào)燈的影響，速度較高；銀湖山體育公園東北兩條道路與城市快速路直接相連，速度較高。而速度中等和較低的路段，多分布在中心城區(qū)福田和羅湖的商業(yè)區(qū)以及深圳西站附近，這三個(gè)地區(qū)特點(diǎn)為商業(yè)、商務(wù)密集，人流量大，因此交通量大、交通流密集，道路速度偏低。另外，沙河西路和吉華路速度偏低與自身路寬偏小有關(guān)，沙河西路寬28m，吉華路寬24m，無法滿足主干路的交通需求，交通流速度過慢。

次干路中，速度中等及偏低的路段較多，這說明次干路整體運(yùn)行結(jié)果不佳。其中，高速路段集中于城市郊區(qū)，速度偏中的路段集中于城市郊區(qū)和主干路高速路段附近，速度偏低的路段集中于中心城區(qū)福田和羅湖的商業(yè)區(qū)以及深圳西站附近，與該區(qū)域主干路速度偏低有直接關(guān)系。因此，認(rèn)為中心城區(qū)次干路速度是該區(qū)域主干路速度的反映。

支路中，高速路段分布于城市郊區(qū)和次干路高速路段附近，說明路段交通流速度與相鄰等級(jí)路段交通流速度直接相關(guān)；速度偏中和偏低的路段大多混合分布，集中于中心城區(qū)福田和羅湖的商業(yè)區(qū)以及深圳西站附近。出現(xiàn)幾條位于城市郊區(qū)的速度偏低的路段，大多與道路寬度和相連上一級(jí)道路速度有關(guān)。

圖3 各級(jí)道路不同速度類別空間分布圖Fig.3 Spatial distribution of different speed classes at different road levels

2.4 交叉口車速特性

在交叉口，由于信號(hào)燈的影響，導(dǎo)致距離交叉口不同距離，車速不同。經(jīng)過計(jì)算，兩個(gè)支路交叉口的距離大致為250m左右，本文分析距離交叉口250m范圍內(nèi)同一天不同時(shí)間段距離與速度的關(guān)系。由于數(shù)據(jù)量太大，考慮以距離交叉口的距離作為橫軸X，車速作為縱軸Y，計(jì)算6個(gè)不同時(shí)間段不同速度GPS點(diǎn)的核密度(圖4)。

圖4 分時(shí)段距交叉口距離不同速度GPS點(diǎn)核密度圖Fig.4 GPS point kernel density map of different distance to intersection in different time

可以看出，7:00和8:00時(shí)，GPS點(diǎn)主要分布于距離交叉口20～50 m的范圍之內(nèi)；14:00和15:00時(shí)，GPS點(diǎn)主要分布于距離交叉口20～60 m的范圍之內(nèi)；18:00和19:00時(shí)，GPS點(diǎn)主要分布于距離交叉口20～70 m的范圍之內(nèi)。這與不同時(shí)間段交通順暢和擁堵程度有關(guān)。此外，由于交叉口停車線的設(shè)置，且部分出租車在綠燈轉(zhuǎn)紅燈之前會(huì)加速駛過，導(dǎo)致交叉口0～20 m范圍內(nèi)，交叉口影響反而較小。為驗(yàn)證交叉口對(duì)車速的影響范圍，以及探討距離交叉口距離與速度的影響，以10 m為距離間隔進(jìn)行分組，分別以小時(shí)和天為單位，統(tǒng)計(jì)不同時(shí)間段內(nèi)所有GPS出租車點(diǎn)的平均速度(圖5)。

圖5 不同時(shí)段車速-距交叉口距離關(guān)系圖Fig.5 The relationship between speed and distance to intersection in different time

從宏觀層面上，交叉口對(duì)路段車速的影響具有普遍性，且車速與距交叉口的距離有較為明確的關(guān)系曲線。在距離交叉口30～40 m處，平均車速達(dá)到最低，大致為10～15 km/h，這說明車輛受到交叉口信號(hào)配時(shí)的影響進(jìn)行排隊(duì)，排隊(duì)長(zhǎng)度大致為距離交叉口中心40 m處，減去交叉口中心到停車線的距離，可以看出，正常情況下交叉口信號(hào)配時(shí)導(dǎo)致的車輛排隊(duì)長(zhǎng)度大致為15～25 m。在距離交叉口0～40 m的范圍內(nèi)，車速隨著與交叉口距離的增加而減小，車速大小主要與交叉口停車線的劃定和車輛在停車線啟動(dòng)加速過程有關(guān)。當(dāng)距離交叉口大于40 m時(shí)，車速隨著與交叉口距離的增大而逐漸增大，當(dāng)與交叉口的距離達(dá)到90～100 m時(shí)，車速不再增大，最終穩(wěn)定在某一數(shù)值附近，這說明交叉口信號(hào)配時(shí)對(duì)道路交通流的影響范圍大致為距離交叉口100 m之內(nèi)。

而從微觀層面上，車速最低值出現(xiàn)在信號(hào)配時(shí)造成的車輛排隊(duì)長(zhǎng)度平均值附近，而交叉口對(duì)路段交通流的影響范圍即為車速不再增加的距離。為探討不同交叉口類別的以上兩個(gè)距離數(shù)值以及不同交叉口類別的距離和車速經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，本文對(duì)深圳交叉口進(jìn)行了分類，選取500個(gè)不同類別的交叉口進(jìn)行研究。不考慮城市快速路，按照相交道路的等級(jí)將交叉口分為7類(表2)。

表2 深圳交叉口分類情況

由于深圳市主干路與主干路、主干路與次干路的平面交叉口數(shù)量太少，分別做出類別編號(hào)3-7的交叉口速度與距離關(guān)系圖(圖6)?？梢?，不同等級(jí)道路的平面交叉口其速度與距離關(guān)系相似，速度與距離的關(guān)系均在10～20 m左右開始下降；在40 m左右出現(xiàn)最低峰值，說明交叉口信號(hào)配時(shí)造成的車輛排隊(duì)長(zhǎng)度大致為距離交叉口中心點(diǎn)40 m處；在距離交叉口中心點(diǎn)100 m處車輛速度保持平穩(wěn)，說明交叉口對(duì)路段車速的影響范圍在100 m之內(nèi)。立體交叉口速度與距離沒有明顯關(guān)系，說明立體交叉口對(duì)路段車流速度沒有影響。

圖6 不同交叉口類別的速度距離關(guān)系Fig.6 The relationship between speed and distance in different intersection

3 道路網(wǎng)實(shí)際使用狀況對(duì)《規(guī)范》[3]的檢驗(yàn)

由道路總長(zhǎng)計(jì)算出各級(jí)道路網(wǎng)密度之比為1∶0.66∶2.8∶3.73，對(duì)比《規(guī)范》[3]中建議的快速路、主干路、次干路及支路網(wǎng)絡(luò)密度大致的比例為1∶2∶3∶8，可以發(fā)現(xiàn)，深圳市的城市快速路在整個(gè)城市路網(wǎng)中占有很大的比例，這是因?yàn)樯钲谑凶鳛橹匾慕?jīng)濟(jì)中心，有很強(qiáng)的對(duì)外交流需求。而城市規(guī)劃中對(duì)于不同城市的路網(wǎng)密度及規(guī)劃建議，并沒有按照城市定位對(duì)其進(jìn)行合理配置。應(yīng)根據(jù)國(guó)內(nèi)外交通路網(wǎng)發(fā)展較好的城市統(tǒng)計(jì)其路網(wǎng)密度，并對(duì)《規(guī)范》的路網(wǎng)密度進(jìn)行更加細(xì)致的定義。

另外，對(duì)比深圳市各等級(jí)道路寬度與《規(guī)范》中的參考值，可以發(fā)現(xiàn)：深圳市的城市快速路、主干路、次干路的平均寬度均小于《規(guī)范》的道路寬度，支路道路寬度大致與《規(guī)范》相符(表3)?？梢?，在真正的道路使用中，《規(guī)范》規(guī)定的道路寬度設(shè)置可能過大，尤其是快速路、主干路、次干路的寬度設(shè)置。

后文分別從行車速度和道路寬度進(jìn)一步檢驗(yàn)基于相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范所建成的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)與實(shí)際運(yùn)行狀況的差異。為檢驗(yàn)《規(guī)范》的合理性提供參考。

3.1 道路寬度—車速規(guī)范

計(jì)算各等級(jí)道路速度達(dá)到最大值時(shí)對(duì)應(yīng)的速度和寬度，并將圖3中點(diǎn)最密集的區(qū)域?qū)?yīng)速度定義為現(xiàn)實(shí)使用速度，計(jì)算其對(duì)應(yīng)的寬度。對(duì)比各等級(jí)道路使用情況和《規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定(表3)，可以看出，深圳市各等級(jí)道路在實(shí)際使用過程中的普遍路寬均小于《規(guī)范》中的設(shè)計(jì)路寬，城市快速路和主干路的速度與路寬關(guān)系不大，而次干路和支路路寬太小對(duì)于速度的影響較明顯。

結(jié)合道路長(zhǎng)度加權(quán)，深圳市的城市快速路、主干路、次干路的平均寬度均小于《規(guī)范》規(guī)定的道路寬度，支路的平均寬度接近《規(guī)范》的規(guī)定。而忽略道路長(zhǎng)度，考慮各等級(jí)道路中每條道路的實(shí)際使用情況，發(fā)現(xiàn)不同等級(jí)道路的普遍路寬均小于《規(guī)范》中的設(shè)計(jì)路寬，但在偏小的道路寬度情況下，城市快速路和主干路仍可保持較好的運(yùn)行效率，次干路和支路的運(yùn)行效率偏低。這符合城市道路規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中快速路、主干路優(yōu)先的一般原則。說明道路設(shè)計(jì)《規(guī)范》在不同等級(jí)道路寬度的設(shè)計(jì)符合城市運(yùn)行的高效率需求，但是次干路和支路的使用情況證明，《規(guī)范》中次干路和支路(尤其是支路)的寬度設(shè)計(jì)并不合理。

本文發(fā)現(xiàn)城市道路平均速度與道路等級(jí)相關(guān)，但是每一等級(jí)道路的運(yùn)行效率存在較大差異，有很多道路的實(shí)際運(yùn)行情況表明《規(guī)范》設(shè)計(jì)初衷并不能滿足現(xiàn)實(shí)需求。而每一級(jí)道路的實(shí)際運(yùn)行情況和與其直接相連的上一等級(jí)道路運(yùn)行情況直接相關(guān)，表明在進(jìn)行道路設(shè)計(jì)以及交通規(guī)劃時(shí)，應(yīng)充分考慮道路連接能否使交通系統(tǒng)達(dá)到最大運(yùn)行效率，消除交通流運(yùn)行的瓶頸。道路的銜接問題也成為影響城市交通運(yùn)行效率的一大因素，在城市交通規(guī)劃中，一般不允許存在跨級(jí)連接的情況，如主干路不能與支路直接相連，實(shí)際中也很少存在這種情況，但是部分道路設(shè)計(jì)的參數(shù)(如道路寬度)明顯達(dá)不到自身等級(jí)的要求，變相地形成了跨級(jí)相連的情況。如深圳市存在寬度小于20 m的主干路和寬度大于50 m的支路，并且次干路與主干路的銜接不當(dāng)也是造成深圳市次干路使用速度偏低的重要原因。因此，不僅要在規(guī)劃過程中合理標(biāo)定道路屬性參數(shù)，更要在道路建設(shè)過程中不盲目追求道路寬度以及里程數(shù)，而是依照規(guī)劃合理進(jìn)行開發(fā)建設(shè)。

3.2 道路等級(jí)—車速規(guī)范

在聚類分析時(shí)，將深圳市不同等級(jí)道路按照其速度特征分為3種類別，計(jì)算3種速度類別的道路長(zhǎng)度占所在等級(jí)的道路總長(zhǎng)百分比，對(duì)照《規(guī)范》的指標(biāo)，可以發(fā)現(xiàn)，道路的設(shè)計(jì)與實(shí)際運(yùn)行情況存在差異(表4)。主干路、次干路的平均速度小于《規(guī)范》規(guī)定的機(jī)動(dòng)車設(shè)計(jì)時(shí)速，尤其是主干路的實(shí)際運(yùn)行速度大致為48 km/h，與《規(guī)范》使用的設(shè)計(jì)時(shí)速60 km/h差別較大，這說明主干路的實(shí)際使用情況并未達(dá)到最初的規(guī)劃目標(biāo)。次干路平均使用速度為32 km/h，與《規(guī)范》使用的設(shè)計(jì)時(shí)速40 km/h比較接近，支路的實(shí)際使用情況與設(shè)計(jì)目標(biāo)比較相近。另外，在各級(jí)道路中，主干路中常態(tài)交通流速度值屬于類別1和類別2的道路居多，次干路中類別2和類別3的道路居多，支路主要是由類別1和類別2構(gòu)成。

另外，交叉口對(duì)城市道路交通流具有一定的影響，其影響范圍集中在距離交叉口100 m的范圍之內(nèi)，在35～40 m處車速達(dá)到最低值。此外，交叉口對(duì)一條道路上不同距離處車速的影響范圍隨著道路的暢通和擁堵程度不同而有所差異。立體交叉口對(duì)車速?zèng)]有影響，而交叉口相交路段的等級(jí)對(duì)交叉口距離與速度的關(guān)系沒有影響。因此，按照道路交通流量合理進(jìn)行信號(hào)燈配時(shí)，形成交叉口聯(lián)動(dòng)管控，會(huì)成為提高道路運(yùn)行效率的重要手段。

表3 各等級(jí)道路的使用情況

表4 不同速度類別道路在同等級(jí)道路中長(zhǎng)度百分比

4 結(jié) 論

對(duì)城市道路網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和效率評(píng)價(jià)往往直接反映出城市道路規(guī)劃與實(shí)際運(yùn)行情況是否協(xié)調(diào)一致，因此在城市道路規(guī)劃中具有重要的地位。結(jié)合本文研究得到的交通流分布規(guī)律，以及影響交通流分布的因素，提出對(duì)交通規(guī)劃的啟示：

我國(guó)經(jīng)濟(jì)和城市都處于高速發(fā)展的時(shí)期，目前交通規(guī)劃采取自上而下的方式，作為參考依據(jù)的《規(guī)范》其各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)不能滿足所有城市的需求，在進(jìn)行交通規(guī)劃之前，應(yīng)充分考慮城市定位以及土地使用性質(zhì)，合理配比各等級(jí)道路并且制定相應(yīng)的道路寬度，充分考慮交叉口的聯(lián)動(dòng)體系，從而使得路網(wǎng)運(yùn)行效率得到有效的提高。以深圳市為例，其城市定位為經(jīng)濟(jì)特區(qū)以及國(guó)際化大都市，處于珠三角核心位置與香港澳門毗鄰，因此其對(duì)外交通流需求量大，城市快速路在整個(gè)路網(wǎng)中所占的比例較大。另外，在商業(yè)區(qū)以及交通站點(diǎn)等人流量大人群活動(dòng)密集的區(qū)域，交通量以及交通流密度較大，因而造成交通流速度偏低。應(yīng)合理規(guī)劃路網(wǎng)寬度、道路密度以及交叉口的聯(lián)動(dòng)，從而提升路網(wǎng)運(yùn)行效率。

考慮到目前我國(guó)道路規(guī)劃建設(shè)的編制實(shí)施情況，由不同的政府部門分管規(guī)劃、建設(shè)、拆遷補(bǔ)償?shù)冗^程，缺乏一套完整系統(tǒng)的流程體系和監(jiān)管部門，這也是目前道路規(guī)劃與管理急需解決的問題與改進(jìn)的方向。

[1] 王建軍，王吉平，彭志群. 城市道路網(wǎng)絡(luò)合理等級(jí)級(jí)配探討[J]. 城市交通，2005，3(1): 37-42.

[2] 楊濤. 我國(guó)城市道路網(wǎng)體系基本問題與若干建議[J]. 城市交通，2004，2(3): 3-6.

[3] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部.城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范：GB50220-95[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1995.

[4] 陸建，王煒. 城市道路網(wǎng)規(guī)劃指標(biāo)體系[J]. 交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)，2004，4(4): 62-67.

[5] 龍科軍，李磊，肖向良，等. 城市路網(wǎng)交通運(yùn)行效率評(píng)價(jià)[J]. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2013(S1): 430-435.

[6] 何兆成，莊立堅(jiān)，楊文臣，等. 基于大規(guī)模浮動(dòng)車數(shù)據(jù)的城市道路網(wǎng)復(fù)雜度分析[J]. 公路交通科技，2013，30(6): 120-126.

[7] 陳垚森，陳文成. 基于空間句法的泉州城區(qū)道路網(wǎng)形態(tài)研究[J]. 熱帶地理, 2011, 31(6): 604-608，615.

[8] 傅搏峰，吳嬌蓉，陳小鴻. 空間句法及其在城市交通研究領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 國(guó)際城市規(guī)劃，2009，24(1): 79-83.

[9] 鄒文杰，翁劍成，榮建，等. 基于空間相關(guān)性分析的路網(wǎng)評(píng)價(jià)區(qū)域劃分方法[J]. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，38(4): 564-569.

[10] 張海軍，楊曉光，趙建新. 城市快速路交通銜接組織研究[J]. 城市交通，2005，3(1): 51-54.

[11] 俞禮軍，靳文舟. 交通效率的度量方法研究[J]. 公路，2006(10): 102-106.

[12] 秦進(jìn)，史峰，鄧連波，等. 道路交通網(wǎng)絡(luò)效率定量評(píng)價(jià)方法及其應(yīng)用[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版)，2010，40(1): 47?51.

[13] 焦朋朋，陸化普，王建偉. 基于交通效率的城市道路網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[J]. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005，45 (3): 297?300.

[14] 葉彭姚，陳小鴻. 基于交通效率的城市最佳路網(wǎng)密度研究[J]. 中國(guó)公路學(xué)報(bào)，2008，21(4): 94?98.

[15] 孫超，王波，張?jiān)讫?，? 基于一種交通狀態(tài)系數(shù)的城市路網(wǎng)交通狀態(tài)評(píng)價(jià)研究[J]. 公路交通科技，2011，28(5): 113-120.

[16] 秦春艷. 城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)效率及其評(píng)價(jià)問題研究[D]. 西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2009.

[17] 武曉暉. 城市道路網(wǎng)合理性研究[D]. 成都：西南交通大學(xué)，2008.

[18] 石飛，王煒. 城市路網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析[J]. 城市規(guī)劃，2007，31(8): 68-73.

[19] 王璞，黃智仁，龔航. 大數(shù)據(jù)時(shí)代的交通工程[J]. 電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2013(6):806-816.

[20] BECKER R A，CACERES R，HANSON K，et al. A tale of one city: Using cellular network data for urban planning[J]. IEEE Pervasive Computing，2011，10(4): 18-26.

[21] SONG C，KOREN T，WANG P，et al. Modeling the scaling properties of human mobility[J]. Nature Physics，2010(6): 818-823.

[22] GIANNOTTI F，NANNI M，PEDRESCHI D，et al. Unveiling the complexity of human mobility by querying and mining massive trajectory data[J]. Vldb Journal，2011，20(5): 695-719.

[23] JIANG B，YIN J，ZHAO S. Charactering the human mobility pattern in a large street network[J]. Physical Review E，2009，80(2): 1711-1715.

[24] YAN X，HAN X，WANG B，et al. Diversity of individual mobility patterns and emergence of aggregated scaling laws[J]. Scientific Reports，2013，3(9): 454-454.

[25] HAN X，HAO Q，WANG B，et al. Origin of the scaling law in human mobility: hierarchy of traffic systems[J]. Physical Review E，2011，83(3 Pt 2): 2027-2032.

[26] HAZELTON M L. Estimation of origin-destination matrices from link flows on uncongested networks[J]. Transportation Research Part B，2000，34(7): 549-566.

[27] CALABRESE F，LORENZO D，LIU G，et al. Estimating origin-destination flows using mobile phone location data[J]. Pervasive Computing IEEE，2011，10(4): 36-44.

[28] 辛飛飛，陳小鴻，林航飛. 浮動(dòng)車數(shù)據(jù)路網(wǎng)時(shí)空分布特征研究[J]. 中國(guó)公路學(xué)報(bào)，2008，21(4): 105-110.

[29] 孫健，劉瓊，彭仲仁. 城市交通擁擠成因及時(shí)空演化規(guī)律分析——以深圳市為例[J]. 交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息，2011，11(5): 86-93.

[30] JIANG B. Street hierarchies: a minority of streets account for a majority of traffic flow[J]. International Journal of Geographical Information Science，2009，23(8): 1033-1048.

[31] 薛美根，劉軍. 基于GPS/GIS技術(shù)的道路車速實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)[C]∥第一屆中國(guó)智能交通年會(huì)論文集. 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2005.

[32] 陳青. 基于GPS浮動(dòng)車的城市道路交通狀態(tài)判別技術(shù)研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2009.

[33] 廖孝勇. 浮動(dòng)車交通參數(shù)檢測(cè)及在道路交通狀態(tài)分析中的應(yīng)用研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2011.

The evaluation and planning implications of urban road network

YANGJingyun1,HAOXinhua2,ZHOUSuhong1

(1. Guangdong Provincial Key Laboratory for Urbanization and Geo-simulation∥School of Geography and Planning, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China;2. Beijing Tsinghua Tongheng Urban Planning& Design Institute, Beijing 100085,China)

In depth study of the use of the road system, so as to carry out an empirical test by using the current situation of traffic operation on the road design specifications and related indicators. Evaluating the urban road network by using the massive objective spatio-temporal data will help to summarize the rationality of the existing transportation planning concept, the related technical basis and the design specifications. Using the floating car data of Shenzhen city, the distribution of urban traffic flow, its affecting factor as well as the relationship with road construction are analyzed from three aspects, including the road network, different levels of roads, and roads intersection. The results show that: ① Factors affecting the spatio-temporal distribution of traffic flow include the time, road itself attributes, location factors, the speed of higher level road connected directly. ② By analyzing the speed of different types of road length ratio, we find that actual operating speed of sub-distributors is low which indicates there is some irrationality in Road Design Standard. ③ The intersections of urban roads usually affect the near traffic flow within 100 meters, and the average queue length of intersections is about 35～40 m.

floating car GPS；actual speed of road network；design regulation；empirical feedback

10.13471/j.cnki.acta.snus.2016.03.002

2015-06-04

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41522104，41271166)；國(guó)土資源部公益性行業(yè)專項(xiàng)基金資助項(xiàng)目(201311004)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(15lgjc24)

楊靖蕓(1990年生)，女，研究方向：城市與區(qū)域規(guī)劃，居民行為分析；通訊作者：周素紅;E-mail:eeszsh@mail.sysu.edu.cn

TU984

A

0529-6579(2016)03-0006-09