基于街区制的自贡市中心区域小区周边路网优化设计

何艳灵 何逸凡 杨清清 陈鑫

[摘 要] 随着时代经济的高速发展，城市路网的交通压力增大，现有的“封闭式”住房小区严重影响了城市的交通，降低了都市路网的密度。因此，探析小区开放方案对小区周边路网优化具有十分重要的意义。首先，文章分析了自贡市中心区域小区空间模式的形成背景以及发展过程，浅析了当前自贡市交通发展和规划中存在的问题。其次，针对小区开放的路网特性浅析小区开放道路网络的结构特征，在借鉴国内外的发展经验及方法上，通过双层模型反复迭代运算，最终得出最优结果的方法，对小区内可供开放的路网进行选择，最后针对自贡市道路网络存在的问题进行了分析，并对自贡市中心区域小区开放路网优化设计提出了重要建议。

[关键词] 封闭式;路网密度;路网特性;双层模型;路网优化设计

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2019.34.050

1 绪论

1.1 研究背景

自贡市虽然作为四川省环境优美的示范城市，但交通情况却不是很乐观。一年365天，自贡市中心区域——丹桂大街、汇川路、龙汇路、汇兴路、学苑街等路段每天都会出现交通拥堵情况，少则十分钟，多则一小时以上。并且自贡每年都会出现一次交通严重瘫痪时期——自贡国际灯会。

鉴于自贡市前期用地规划和交通规划的问题，低等级道路网密度不足，使得自贡市中心区域交通问题更加恶化。于是文章以提升自贡市道路网运行效率和整体通行能力为目的，浅析自贡市中心区域小区开放后增加的支路，并向自贡市相关交通部门提供优化自贡市路网的建议。

1.2 研究内容、方法和框架

文章主要针对自贡市中心区域小区开放对周边道路网络的优化进行研究。研究的技术思路如图1所示。

2 小区周边路网现状分析

2.1 开发操作简易

土地大面积出让比土地小面积打包出让更便于市场操作，这就导致自贡政府更愿意施行土地大面积出让的策略，这种土地大面积开发的导向一定程度地造成了地块偏大、路网密度偏低，同时也造成了土地利用低效等问题。

2.2 道路规划缺少远见性

多年来，自贡市对道路规划缺少前瞻性，很多道路在规划时对未来发展预估不足。随着自贡市汽车数量的不断增长，原有道路更加不能满足交通出行需求。同时也忽略了地上地下停车场的建设、公共交通的扩大、城市车辆停放的限制措施的采取，从而导致原本低路网的道路变得十分拥堵甚至交通瘫痪。

2.3 路网等级结构不合理

自贡市在道路路网规划建设中，道路网等级级配不尽合理，没有注重道路网的路侧带，停车场等问题的改善，只是扩充了道路网的空间大小。

2.4 行人、交叉口机非相互干扰，通行混乱

在道路建设中忽视了非机动车的分流设计，从而造成交叉口人车出行状况混乱复杂，无法有效保障市民的出行安全。

3 小区开放路网特性研究

3.1 道路级配

小区开放形成的道路路网将住宅小区中的道路按照一定的开放方案形成一个城市交通微循环系统。如图2所示，为自贡市“封闭式”管理的通达明珠小区。

如果对图2所示的通达明珠小区内部路网进行开放，内部的道路汇入城市支路路网，该住宅小区周边的汇川路、龙汇路的交通量会被分流到开放后的小区道路上。开放后的小区道路和汇川路、龙汇路共同形成一个交通微循环系统。

3.2 道路间距

一般情况下，支路的道路间距越小，区域路网的通行能力越好。规范认为当城市支路的道路间距在150～250m时，城市路网具有良好的路网结构。[1]根据街区制的研究成果，城市道路间距在200～250m是比较合适的，道路间距越小，路网密度越大，路网的通行能力一般会越好。

3.3 交叉口构造

根据交叉口的几何形状，小区开放道路路网的结构可以分为T形交叉、十字形交叉和折线交叉三种形式。[1]干路交叉一般为十字形交叉，支路与支路或支路与干路的交叉形式可能为T形交叉，而支路与支路之间的交叉形式为折线交叉。

4 小区开放路网优化模型

4.1 建立双层规划模型

城市交通拥堵路网优化的数学模型中，上层目标函数F（ v_ ij）为整个路网的运行成本费用以及道路升级费用之和，决策变量为路网上各个路段的交量 v_ ij，下层目标函数G（ t_ i）以城市道路网拥堵程度为目标，决策变量为路网上每个路段的出行用时t_ i。 v_ij与t_i互相作用。

（1）上层规划模型。

minF（vif）=q0+q+e （1）

=∑4i=1∑mij=1（q0ij+q0ij（vij-v0iαv0iα）k）+∑4i=1∑pij=1lijdiωij（2）

其约束条件为：

di>01>k>01>α>0.6vij>v0iα（3）

（2）下层规划模型。

minG（ta）=ΔtAv（4）

=1MN∑Na=1∑Mb=1（tab-ta）∑4i=1（∑nik=1lcik ∑nik=1viklik）∑nik=1lik ∑4i=1∑nik=1viklik1MN∑Na=1∑Mb=1vab（5）

s.t.lik>0vik>0lcik>0tab>ta>0（6）

4.2 优化模型求解

遗传算法求解问题的步骤。步骤一：确定染色体编码方案;步骤二：随机产生所有染色体都满足约束条件的一個群体;步骤三：计算每个染色体的适应值;步骤四：对选出的染色体进行交叉及变异操作;步骤五：反复运行步骤三、步骤四直到满足终止条件。

根据以上优化模型及求解方法，科学合理的设计已调研的通达明珠小区、丹桂小区、龙城国际、方冲小区周边道路的路网。

4.3 开放小区周边路网优化措施

（1）城市路网等级级配的合理调整。合理的调整当前路网的等级级配，对路网结构进行优化，保障城市路网交通流由次干路向主干路有序汇集，由主干路向次干路有序疏散，并以城市道路网络一体化作为城市规划的主导思想。

（2）重视辅助性道路的建设。车辆进入主干路等高一级道路的载体主要是次干路和支路等道路。各级道路应互相结合，各尽其责，实现道路网络的协调一致。

（3）挖掘现有道路资源潜力。根据路网规划的优化标准，从土地利用、城市发展的角度，维持在城市交通容量的允许范围内;优化道路结构，使自贡市有限的土地面积和交通设施得到合理的利用;优化路网规划，提高路网容量。

（4）组织单向交通。组织单向交通，根据车辆行驶速度来划分车道，降低单向行车发生交通事故的概率，减少机非动车的混行问题，减少车辆通行时间，降低交通拥堵问题;通过对道路的单向交通设置，可调配道路车辆的流动方向和数量，提高通行能力;同时，可在单行道停车位，解决停车问题。

（5）平面设计优化。第一，确定交叉口中心线。通过多次调整交叉口交角，让多路交叉口等非十字形交叉口转换成标准十字形交叉口，以便解决路口的通透性、顺畅性和分布性问题。第二，设置左转弯待驶区。在某些路口的部分空闲范围内设置左转弯待转区，在直行车开始过绿灯后，提前让向左行驶的车进入左转待驶区，这样在左转绿灯开始后，每个路口与之前绿灯时间相比可以多通过3～8辆机动车，通行能力显著得到提高。第三，进行交通渠化设计。在交通量较大的平面交叉路口且路口宽度较大时，则采用渠化岛、交通标志、标线来疏通车流和人流。当岛的面积较大时，应当将行人通行部分划分出来;当岛的面积较小时，可采用交通标志、标线。

5 结论与展望

5.1 主要研究成果

文章依据城市路网的特性和支路的开放原则，以提高整体路网运行效率为目标，提出了小区开放的设计方法和理论研究，通过进行支路的新增和路网的优化，为小区开放理论的发展奠定了基础。文章主要的研究成果如下：

（1）阐述了小区开放的概念，并在介绍自贡市中心区域小区周围路网现状的基础上，定义了本文研究的交通开放型小区的类型。同时，从缓解交通压力、交通运输的便捷性的交通问题等方面分析了城市路网中支路系统的功能。此外，还对小区开放后道路网络结构特性、交通需求特性进行了分析。

（2）通过构建路网优化双层模型，得出最优路网分析，并向自贡市相关交通部门提出科学性、可靠性、适用性、合理性及可推广性的路网优化方案。

5.2 研究展望

文章虽然結合自贡市现状对小区开放方案优化进行了分析，取得上述成果，但仍然存在不足，在自贡市中心区域小区开放周边路网设计方法和模型方面还有许多问题需要进一步探究。随着自贡市中心区域小区开放的推广，内部道路公共化对城市交通的影响还需要进一步研究。此外，对小区开放后在小区内部产生的尾气污染、噪声污染等交通环境问题的研究，也是今后研究的方向。

参考文献：

[1] 齐涛. 基于路网连通可靠性的小区开放方案优化研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2017.

[2] 钱红波.拆除小区围墙的背后——我国城市路网规划设计主要问题分析与对策[J].中国公路，2016（5）：80-85.

[3] 李忠燕. 基于交通微循环的城市核心区路网系统优化与应用[D].昆明：昆明理工大学，2010.

[4] 田清浩.深度探讨中小城市道路网规划设计及评价方法[J].科技创新导报，2010（5）：41-42.

[5] 宋雪鸿. 城市交通微循环问题的解决策略及其应用研究[D].上海：同济大学，2008.

[6] 王建军，王吉平，彭志群.城市道路网络合理等级级配探讨[J].城市交通，2005（1）：37-42.

[7] 诸云，王建宁，高宁波，等.基于拥堵辨识的城市路网优化模型[J].南京：东南大学学报（自然科学版），2017（3）.

[8] 玄光男，程润伟.遗传算法与工程设计[M].北京：科学出版社，2000.

[基金项目]大学生创新创业训练计划项目（项目编号：201710622007）。

[作者简介]何艳灵（1995—），女，四川达州人，四川轻化工大学人力资源管理专业。