城市道路交通管理规划方法与应用研究

城市道路交通管理规划方法与应用研究

摘要：城市道路交通管理规划是城市可持续性发展的前提和基础，本文分析介绍了我国城市道路交通管理规划的现状，阐述了交通管理规划的目的、内容、层次及过程，论述了交通需求预测的分析方法及其相应交通需求模型在交通管理规划中的应用。最后以哈尔滨市道路交通管理规划和大庆市道路交通管理规划为例分析介绍了中国城市交通管理规划的实践成果。关键词：城市道路交通 管理规划 交通需求 预测0.引言随着我国国民经济的快速发展和城市化进程的加快，如何解决城市交通问题已经成为城市可持续发展的一个重要课题，城市道路交通管理工作也面临着严峻的挑战。1995年的《北京宣言：中国城市交通发展战略》为中国城市交通的发展指明了方向：交通的目的是实现人和物的移动，而不是车辆的移动。而这样的战略目标只有通过政策法规和严格的管理才有可能实现。为了保证城市交通合理、有序的可持续性发展，就必须从城市交通系统的内在机制及其与外部环境条件之间的相互作用关系出发来进行合理的交通管理规划。具体而言，应从城市结构与土地利用、城市交通结构、城市交通网络的完善与充分利用三个层次，从供给和需求量方面解决问题。因此，道路交通管理工作是城市总体规划中重要的环节，制定城市道路交通管理规划也就显得十分必要而迫切。而城市道路交通管理规划的编制与实施，有利于提高我国城市整体管理与文明水平，适应国民经济和整个社会可持续发展。有鉴于此，全国城市“畅通工程”实施和检查评估中要求各被检查城市必须进行城市交通管理规划。其主要评价内容包括道路交通流特性调查、现状分析与问题诊断、交通需求分析计算、交通管理方案（含交通需求管理措施、交通组织方案优化）分析评价、通过专家论证及政府发布实施等。1.道路交通管理规划现状西方国家城市交通系统发展经历了两个阶段，即建设阶段：二战后至二十世纪70年代；管理阶段：二十世纪80年代至现在。重点在公共交通系统、小汽车发展、单项交通、交通信号控制以及道路的有效利用等多方面进行交通管理规划。目前我国城市交通发展的历程相当于西方国家的60——70年代，与发达国家相比，城市机动车密度还比较低。尽管如此，由机动车引发的环境污染问题和城市交通堵塞问题也很严重。这充分说明了我国在道路交通管理方面还存在体制上、行政上和技术上的问题。随着全国城市道路交通畅通工程的深入开展，许多城市的交通状况得到了很大的改观，而且一系列先进的交通管理设备和先进的管理模式被采用，取得了很好的效果。如厦门、大连、南京、青岛、济南、杭州等城市的交通管理工作均很有成效，先后被评为畅通工程“优秀管理水平”.取得成绩的同时，我们还要清楚地认识到，目前我国城市交通管理总体水平与畅通工程要求还有一定差距。在2000年全国“畅通工程”工作组检查的138个城市中，42个城市的交通管理规划工作只达到畅通工程11项要求中的5项要求，20个城市仅满足4项要求。由此可见，我国在城市交通管理规划方面远远滞后于现代道路交通发展的要求。城市网络很复杂，交通的运行很复杂，产生交通问题的因素也很复杂，相应制定的城市交通管理方案往往由多个管理策略、管理措施组合而成，任何一个建设或管理措施的实施都会引起整个城市路网上交通运行情况的改变。如将一条路的某个路段改为单行道或单双号通行、将交叉口的类型改变（无控制改为信号控制）、将某路段改为公交专用道、打通某条路或拓宽某条路等，都会引起整个城市80%——90%以上的主要道路交通流量和车速的改变。因此，交通管理问题是一个系统工程，必须用科学的方法解决，常用的经验性的方法是不能完全解决的。因此交通管理需要做规划，实际上，目前一些城市所实施的有些管理措施，都是做过规划的，只是不太系统、全面而已。为了改变当前城市交通管理规划滞后的局面，哈尔滨工业大学、清华大学、同济大学和东南大学等高校以及公安部交通科学研究所、中国城市规划设计研究院等部门正致力于部分城市的道路交通规划编制工作，为提高我国道路交通管理水平作出应有的贡献。2.道路交通管理规划基本内容与方法2.1 道路交通管理规划的目的道路交通管理规划的目的是解决要不要管、什么时间管、怎么管、管什么地方等问题。通过规划，人们能预先知道管理策略实施后的效果，避免由于盲目管理而带来政策上的失衡和经济上的巨大损失。2.2 道路交通管理规划的基本内容道路交通管理规划的工作内容主要包括：（1）城市道路交通现状调查应调查、搜集的资料包括：交通小区划分及小区经济、土地利用资料、交通网络结构及道路几何要素资料、历史道路交通量及流向资料、居民出行特征资料、机动车出行特征资料、货物出行特征资料、现有交通管理设施及效果资料等。在这方面，由于交通调查面广，调查工作量大，资金投入多，因此，有的城市交通规划编制单位，甚至有关政府部门领导对基础数据调查工作不够重视，认为只要在原有交通规划资料搜集的基础上，作些补充调查即可，以致于规划方案与现实脱节，其针对性和可操作性差。这是一种极为错误和片面的观点，应引起有关部门的高度重视。（2）现状分析与问题的诊断从道路基础设施状况、土地利用与公共交通、交通管理设施及现代化程度、交通秩序、交通质量及交通安全以及交通管理体制、政策、规划及宣传教育等方面对城市道路交通及管理现状进行分析、诊断。（3）城市交通需求分析通过交通需求模型的建立和计算（具体模型及方法将在下一节讨论），获得交通管理规划方案实施（评价）年份的各车种（客车、摩托车、公交车、出租车、货车、自行车）的OD矩阵，为后期交通规划提供规划依据和参数。（4）城市交通管理方案的制定一个城市的交通管理方案，往往是由多种管理策略和数种管理措施组合而成的。一般包括交通需求管理策略，如优先发展策略、限制发展策略、禁止出行策略、经济杠杆策略；交通系统管理策略，如结点交通管理、干线交通管理、区域交通管理。（5）城市交通管理方案的评价通过方案评价，分析交通管理措施是如何影响交通流的，预测交通管理措施实施下的交通运行指标，分析是否达到了管理目标。交通管理方案的评价可按道路网络抽象化、交通管理方案抽象化、交通流重分布模拟以及管理效果分析四个步骤进行。2.3 道路交通管理规划的层次可分为三个层次（如图1所示）.三个规划层次的效果是不一样的，层次越高，其规划效果越大。图1 交通管理规划的层次宏观交通发展战略规划的目的是制定城市交通发展政策，影响、优化交通结构。优化城市交通结构的本质是优化城市道路资源的利用，它通过交通政策的引导来实现，而政策的实施需要强有力的保证体系。道路交通网络的组织规划的目的是在城市交通网络已建成的情况下，通过实施各种技术措施，平衡整个交通网络的交通流量，均衡交通分布，提高运输效率，使这个交通网络发挥最大的效用。如通过实施单行线、专用线、诱导系统、绿波、特殊运输线路、转向限制等措施的综合运用，使交通网络的时间资源、空间资源得到优化利用。重点交叉口、路段的交通管理方案设计是交通管理最基础的工作，也是解决近期局部交通问题最简捷的手段。具体措施有：交叉口渠化、信号灯配时优化设计、转向控制、路段机非分隔、车道划分、港湾式公交停靠站设计、停车管理、设“严管街”等。2.4 道路交通管理规划操作过程管理规划过程的核心是管理方案设计及方案评价。方案的设计是在掌握现状交通信息，分析出其存在问题，并预知未来交通需求的基础上进行的；方案评价过程是对未来交通运行情况的模拟过程，它是建立在掌握现状及未来交通信息基础上的。交通管理规划的基本过程如图2示。图2 交通管理规划的基本过程3.交通需求模型的建立及发展预测交通需求预测是城市道路交通管理规划工作的基础，要做好一个城市的交通管理规划，首先要对出行进行定量预测，并对某一交通设施或系统进行分析、论证，各个路段、路口以及整个路网的通行能力都必须满足现状、近期或远期出行的交通需求，因此只有搞好流量预测才能了解该路网能否满足该城市的出行需求，并由此加以改善。3.1 出行生成预测居民出行产生预测的目的是建立小区居民出行发生量和吸引量与小区土地利用、社会经济特征等变量之间的定量关系，推算规划年各交通小区的居民出行发生量、吸引量。出行产生包括出行发生与出行吸引。居民出行产生预测的方法很多，常用的方法有交叉分类法、回归分析法、生成率法、吸引率法及平均出行次数法等。居民出行分布预测是将预测的各分区出行发生量、吸引量转化为未来交通分区之间的出行交换量的过程。预测方法大体分为三类，即：增长率法、概率模型法和重力模型法。其中，双约束重力模型法在国内外交通规划中使用最为广泛。3.2 交通分配预测在掌握各分区出行产生、出行吸引，以及出行分布情况后，即知道了各分区之间有多少出行交换量后，就可着手进行交通分配。交通分配就是把各分区之间的空间O-D量分配到具体的交通网络上。通过交通分配所获得的路段、交叉口交通量资料是检验道路规划网络是否合理的主要依据之一。目前，道路交通管理规划中应用较广泛的交通分配是随机用户平衡模型（Stochastic User Equilibrium）。该模型建立了路段行驶时间与路段交通量之间的函数关系，并考虑了通行能力的限制，通过反复迭代计算，直至达到要求的精度为止，最后分配出各路段上的交通量。3.3 停车需求预测世界上许多大城市均对停车需求预测进行过深入研究，由于各国国情不同、城市发展形态不同、经济增长不同，停车预测模式也不同，其计算方法差异较大。常用的预测模型有：停车生成率模型、用地与交通影响分析模型、相关分析模型、机动车OD预测模型、交通量-停车需求模型、静态交通发生率模型。下面对应用较为广泛的静态交通发生率模型和交通量-停车需求模型作一简要介绍。（1）静态交通发生率模型根据停车调查数据汇总可得到各交通小区的日停车数，再根据停放车辆车型比例换算为标准车，利用综合交通规划中社会经济与土地利用现状及发展预测所提供的现状和近、远期规划年的就业岗位数，抽取一定的样本，可建立静态交通发生率模型：Pij=∑aiLij （i=1,……，m j=1,……，n） （1）式中：Pij为预测年第j交通小区的基本日停车需求（标准车次/日）；ai 为第i类用地的静态交通发生率（标准车次/100工作岗位·日）；Lij为预测年第j交通小区第i类用地的就业岗位数（人）；n为小区数；m为用地分类数。对模型的求解采用非线性优化的方法，即建立非线性优化模型：式中参数意义同前。（2）交通量-停车需求模型通过对几种停车需求预测方法的比较可知，该模型虽不能具体得到区域内每一土地使用的停车设施需求量，但由于它与动态交通的预测方法相结合，因此比较适用于对交通小区的宏观停车需求分析。因此该模型可用来检验静态交通发生率模型的计算结果。模型表达式为：logPi=Ao+A1·logVki+A2·logVhi （3）式中：Pi为预测年第i交通小区的日停车需求量（标准车次/日）；Vki为预测年第i交通小区的客车日出行吸引量（标准车次/日）；Vhi为预测年第i交通小区的货车日出行吸引量（标准车次/日）；Ao、A1、A2为回归系数。4.应用实例4.1 哈尔滨市道路交通管理规划哈尔滨市作为中国东北北部的最大中心城市，素有“东方小巴黎”之美称。经过多年，特别近五年的建设和发展，哈尔滨市的城市交通框架已初具规模，无论是在交通基础设施的建设方面，还是在城市交通管理方面都取得了令人瞩目的重大进展。但在城市交通基础设施规划建设管理的水平及其与交通发展需求的适应性、城市交通管理的科学化等方面尚存在较大差距。为了实现城市交通管理的现代化、满足或合理地适应日益增长的交通需求，系统地进行城市交通管理规划和交通系统建设规划就显得十分必要而迫切。4.1.1 规划内容（1）城市道路交通现状调查及数据库的建立为了明确城市交通发展目标、找出城市道路交通存在问题，项目组于2001年6月和2001年8月对哈尔滨市区19个主要路段和56个交叉口进行了调查，获得了大量丰富、翔实的第一手交通流资料，并对有关数据进行了分析、整理，建立了相应的道路交通管理数据库，为后期交通管理规划奠定了坚实的基础。调查内容包括主要路段、交叉口、行人及非机动车、主要交通枢纽、单向交通管理设施、交通标志、标线设置、交通拥堵、事故、交通停车设置及其它监控设施等交通调查。（2）现状资料分析与问题诊断在掌握了哈尔滨市道路交通全面资料情况下，重点从城市道路基础设施、城市道路交通状况、城市道路交通管理、交通事故与安全、停车状况、公共交通、交通规划等方面进行了现状分析及问题诊断。（3）理论研究与模型建立以TransCAD、VISUM、Transtar等软件为基础，配合交通管理规划方案进行交通流量验算等评价工作，并建立了针对哈尔滨市的一系列交通模型。如选用双约束重力模型进行居民出行分布预测，采用随机用户平衡模型进行交通分配；选用静态交通发生率模型进行停车需求分析，并利用交通量-停车需求模型检验静态交通发生率模型的计算结果。（4）道路交通管理规划方案拟定与评价交通管理规划方案主要包括近期交通组织管理规划、ITS发展规划、交通管理设施规划、停车管理规划、公共交通管理规划、交通监控系统规划、交通管理其它规划等方面内容。针对上述交通管理规划方案，进行系统地分析、讨论和评价。4.1.2 主要成果本项目成果主要由下述几部分组成：（1）在大量基础性实地调查数据资料基础上，建立了内容全面、数据翔实的道路交通管理数据库系统。该系统的建立，对哈尔滨市道路交通管理的科学化和信息化将起到积极的推动作用。（2）采用四阶段法及综合预测法，并利用目前世界上先进的交通规划软件对哈尔滨市交通发展进行预测，进而得到规划年道路网各路段、交叉口的分配交通量，以及公交客流量、停车需求量等交通管理所需要的规划依据资料。（3）对哈尔滨市现状道路管理设施、交通组织方案、CBD交通管理、公共交通、停车场和加油站、对外交通等存在的问题及交通运行质量进行了深入的分析、评价。同时，开发了城市停车规划地理信息系统UPP-GIS,使停车设施的规划、建设、利用及组织管理更直观、科学、高效。（4）对哈尔滨市近、远期道路网、主城区二环路以内的路段、交叉口以及CBD区域公交、停车、安全和政策法规等交通管理问题进行了深入研究和规划，提出了各项规划指标及管理、实施建议，并给出了相应的规划图、表及建设项目库。（5）立足于战略发展的高度，对哈尔滨市智能交通系统及交通信号控制系统进行了近期和远期规划，为哈尔滨市城市交通管理迈入现代化行列确定了目标和方向。4.1.3 社会经济效益分析哈尔滨市道路交通管理规划是针对哈尔滨市道路交通管理存在的具体问题而进行的规划项目，该规划实施后将产生巨大的社会效益和经济效益。（1）社会效益在短期内改善城市部分区域交通阻塞的现状，降低交通事故的发生率。通过对道路基础设施规划，采用交通信号线控和面控、规划路网结构等手段，增加主要干道道路通行能力，合理控制非机动车车流和行人人流，突出“以人为本”、“公交优先”的政策思想，进行专项公共交通规划，并对哈尔滨市停车管理进行专项规划，避免车辆乱停乱放、节约市区土地占用。上述规划措施可以有效缓解城市行车难、乘车难、停车难和行路难等问题。同时，规划中建议采取减少城市用地占用和对机动车尾气排放超标的汽车进行严格管理等措施，这对城市环境保护具有重要的现实意义。（2）经济效益借助先进的管理手段来改善道路交通环境，防止资金的盲目投入和重复建设，从而节约了大量的建设资金。此外，规划的实施将在一定程度上减少交通事故，从而避免人身的意外伤害和车辆物品的意外损失，也就有效地避免交通事故所造成的经济损失。4.2 大庆市道路交通管理规划4.2.1 规划背景与内容作为享誉世界的石油基地，大庆市在黑龙江省乃至全国具有举足轻重的政治地位和经济地位。经过多年的交通发展，大庆市城市交通框架基本形成。但截至目前，大庆市在道路交通管理系统规划方面还是一个空白。为此，本项目结合大庆市城市布局、交通组成、出行方式、土地利用等具体特点，确定和提出大庆市道路交通管理规划方案。这对于改善大庆市城市道路交通现状，适应未来城市交通发展需要具有重要的指导意义。按照项目研究工作计划，本项目分十个专题进行，主要包括：城市道路交通管理现状调查分析与问题诊断、城市交通需求分析与预测、近期交通组织管理规划、智能交通系统（ITS）发展规划、交通管理设施规划、停车管理规划、公共交通管理规划、交通信号控制系统规划、城市道路交通管理其它规划和城市道路交通管理信息系统。4.2.2 规划过程根据大庆市道路交通现状、发展设想以及城市畅通工程对交通管理规划的要求，综合考虑社会经济发展和区域自然环境等条件，对大庆市道路交通的管理提出近期和远期的规划方案。在规划过程中，充分考虑到大庆市与同等规模城市相比地广人稀、规划发展空间比较大的自身特点，同时，为了使规划方案具有广阔的发展前景，在交通预测中对交通小区的划分、出行产生、吸引量预测方法进行了深入研究，建立了各种出行目的出行吸引与土地利用的基本关系；在道路网络规划方面，按先整体、后局部的规划思想，对市政道路和油田道路进行了具体分析、统筹规划。4.2.3 建议与展望建议交通主管部门按照本规划中市区近期交通组织管理规划的内容，加强和完善道路交通管理，改进存在问题的路段和交叉口交通组织形式；在停车、公共交通、智能交通系统、道路交通设施、监控系统和法规政策等领域中逐步落实规划方案。为了实现本规划确定的发展目标，建议尽快开展世纪大道、重要干线道路、交叉口的交通组织、交通控制问题及综合交通管理方案的交通设计工作，提高交通服务质量，最终实现达到模范管理水平的目标。总体来讲，大庆市道路交通在城市布局、道路网及车辆拥有等方面具有较扎实的基础条件，加上大庆市日趋成熟的现代交通管理技术和管理水平，这一切均表明，大庆市已具备了向现代化城市交通体系迈进的条件。可以相信，随着《大庆市道路交通管理规划》的制订与实施，大庆市的道路交通管理与规划必将走上一个良性循环的轨道。5.结语近年来，随着城市“畅通工程”的深入开展，各地城市都在积极进行城市道路交通管理规划编制工作。本文结合我国哈尔滨和大庆这两座具有重要政治、经济意义的东北边陲城市的道路交通管理规划编制与实施情况，全面、系统分析和阐述了城市道路交通管理规划的内容、方法及相应理论模型，并在具体规划实践中，在引进国际先进技术软件基础上，开发了适合我国城市道路交通管理规划的应用软件，建立了道路交通管理数据库系统。这些工作，希望能够对其他同类城市今后的规划工作有所借鉴和帮助。理论与实践表明，城市道路交通管理规划的编制与实施对于改进和加强我国道路交通管理工作必将起到积极的推动作用。参考文献：