基于区域路网负荷度的“控规”调控技术概述

摘 要 本文从区域交通承载能力的角度，提出以区域路网负荷度和服务水平控制为目标，通过研究土地开发和交通承载能力之间的关系，给出了区域服务水平分级标准，并在此基础上建立了以土地开发强度为主“控规”调控技术。最后以北京CBD区域为例展示了调控技术的计算流程。

关键词 区域路网负荷度;土地性质;“控规”调控

引言

随着国民经济的高速发展和城市化进程的不断推进，城市交通得到了迅速发展。但是，这也导致了城市交通拥堵，环境污染，交通安全等一系列问题。城市管理者在进行城市的未来规划时，如何控制土地的开发强度，使之能有相适应的路网，是必须面对的问题。通过对区域内路网所能承受的最大交通量和现状用地产生的交通量分析，得出该区域的负荷度，由此来获取土地开发强度和路网承载力之间的关系。可见，区域路网能够承载的最大交通量，是规划部门进行决策的重要依据。

控制性详细规划（简称“控规”）以总体规划或者分区为依据，以土地使用控制为重点，详细规定建设用地性质、使用强度和空间环境，它强调规划设计与管理及开发相衔接。它主要起承上启下，强调规划的延续性，与管理结合、与开发衔接，作为城市管理的依据等的作用。

1路网容量计算方法

城市路网是一个复杂的、开放的交通系统，而路网容量的确定可以为交通规划提供基础参数，可以判断出路网能承载的交通潜力，可以深入分析交通供给情况对社会经济系统产生的影响。常用的城市路网容量计算方法：时空消耗法、线性规划法、交通分配模拟法、割集法，下面对几种方法作简单介绍。

（1）线性规划法通过计算在路段容量限制条件下，路网的最大流量。

（2）交通分配模拟法是将OD交通量采用IA（Incremental Assignment）逐步分配到路網上，并将达到饱和的弧不断删除，当网络被分割成两部分时，所对应的分割线即最小割集，此时的累加流量即为路网容量。

（3）割集法是采用图论中的最大流最小割定理，计算路网的最大运输量。

（4）时空消耗法认为车辆在行驶中占有一定的道路净空长度，在一次出行时间内以动态的方式只占有一次，每辆车出行使用的道路长度又可提供给其他车辆重复使用。因此，城市道路机动车道的时空总资源被定义为：。

式中：Lr为城市道路机动车道有效总长度;T为城市道路有效营运时间。

而单辆车的时空资源消耗为，

式中：hvi机动车行驶过程中的平均车头间距;tii为机动车的实际行驶时间。

该方法思路清晰，易于理解，但在实际运用过程中，存在一定的局限性，它可以通过计算区域时空总资源和单辆车消耗的时空资源，来获取该区域路网的最大交通容量，但对于城市规划管理者而言，关注更多的是建立土地开发强度和路网容量之间的需求关系。因此，论文着重探讨土地开发强度和路网交通容量之间的匹配关系[1]。

2城市区域路网负荷度模型建立

一个区域产生或者吸引的交通量，和区域的土地开发性质、开发强度有关，例如，行政办公用地和商业用地对单位面积产生、吸引的交通是有差异的，为了消除这种差异的影响，本文选用人口密度、工作岗位密度以及这两者之间的混合程度来反映土地的开发性质。

前面列举的几个计算路网容量的方法，使用时均无法直接和用地性质指标关联上，而在实际应用中，城市管理者在进行城市的未来规划时，如何控制土地的开发程度，使之能有相适应的路网，是必须面对的问题。基于前面的分析，提出了城市区域路网负荷度的概念。

在区域内的产生的一次出行在单位时间内会占用一定的道路资源，而不同的出行者对道路资源的占用又有所差异，因而需要选用一个合适的指标来反映这种差异，论文中选取长度指标L来衡量，即认为该次出行在本区域内部行驶的距离是L;其次，该次出行的目的可能在本区域内部，可能在外部其他的区域，也就是说，这一次出行，即要考虑它对其所在区域的影响，也要考虑对其经过区域的影响，因此在计算区域的负荷度时，需要考虑的一个因素是区域的过境比例K。

定义区域的时空总资源为：

其中：Ci表示路段的通行能力，L表示该路段的长度，C是总时空资源车公里数。

区域内消耗的时空资源，包括区域内部产生和吸引的交通出行占用的时空资源和过境出行占用的时空资源。

个体在区域内消耗的总时空资源是指所有出行者的在区域内通过的总里程之和。区域内发生的总出行次数可以通过土地的用地性质得出，一次出行在研究区域内的出行距离可能是不一样，为了简化计算，假设研究区域是正四边形，以四边形对角线的一半表示居民出行在研究区域内平均出行里程，因而区域内部发生的出行消耗的时空资源为;而对于过境交通，它在区域内的平均出行里程为。

于是，区域消耗的总时空资源用V表示为：

式中：

是区域发生的交通出行次数，包括产生和吸引量，在实际计算时，应把出行次数折算成当量小汽车数。

是过境出行次数，计算时应折算成当量小汽车数。

定义区域负荷度：指单位时间内区域产生的机动车交通量的时空消耗与路网可服务于区内出行的时空通行能力之比。用V/C表示。

式中：

区域内的高峰小时交通量可以由用地性质计算得到，区域外部的则可以通过区域的过境比例数反推得到。

传统意义的负荷度是指道路上的实际交通流量与通行能力之比，它介于0-1之间，反映了路段的拥挤程度。将路段负荷度的概念推广至区域，即区域路网负荷度。

区域路网负荷度宏观上反映了土地开发强度和交通承载力之间的关系，它和区域的人口密度、岗位密度、人口和岗位数之间的混合程度、路网设施等资源有关。区域内开发强度高的，往往具有较高的区域负荷度，但这也并不是绝对的，若与之相匹配路网承载能力也高，则区域负荷度还是可能低[2]。

3调控方法

当土地利用与交通系统产生矛盾的时候，或者在土地利用尚未开始，而通过预估可以知道将要和交通系统产生矛盾的时候，就需要运用调控手段进行调整，以达到二者相互协调，共同发展的目的。

3.1 区域路网服务水平

服务水平是交通流中车辆运行的以及驾驶员和乘客所感受的舒适程度，是道路在某种交通条件下所提供运行服务的质量水平。这里把服务水平的概念进行了扩展，定义为区域路网服务水平，用来反映区域路网对交通的承载能力，以区域负荷度和区域平均速度指标来表征，参考城市道路服务水平定义成五个等级，分别是：A-畅行交通流，基本上无延误;B-稳定交通流，有少量的延误;C-稳定交通流，有一定的延误但司机可以接受;D-接近不稳定交通流，有较大延误，但司机还能接受;E-不稳定交通流，交通拥挤，延误很大，司机无法忍受。如表1所示。

状态描述 畅行交通流 稳定交通流 稳定交通流，有一定的延误但司机可以接受 接近不稳定交通流，有较大延误，但司机还能接受 不稳定的交通流，交通拥挤，延误很大，司机无法忍受

有了服务水平分级后，便可对用地进行调控，用于土地利用与交通系统协调调控的手段是多种多样的，常见的有：控制用地强度（容积率控制）、增加交通投入（增设交通设施）、加强交通管理（交通组织、引导等）以及TOD（公共交通引导土地开发）。这里主要研究控制土地强度和增加交通投入。

调控步骤：

（1）根据区域现状计算负荷度、平均速度、用于评价服务水平的指标

（2）将计算得到的区域的现状服务水平与规划服务水平域值比较，若服务水平满足要求，结束计算;若不满足要求，进入下一步调控。

（3）调控区域负荷度：

一级调控：调节V，降低土地的开发强度，减少区域的人口数，工作岗位数等，从而达到减小出行次数的目的。

二级调控：调节出行方式，减少私家小汽车的出行比例，提高公共交通的出行比例。

三级调控：调节C，即进行城市整体功能布局优化，增大路网密度，提高道路等级，增大路网的交通承载力。

（4）回到步骤1。

函数法：

函数法是指根据用地指标与交通指标之间的函数关系来获取区域负荷度和平均速度，以此为基础进行服务水平的评估。

分配法：

分配法是函数法的备选方法，当缺乏足够的用地资料，或者进行新城规划时，利用四阶段分配法，得到区域负荷度和区域平均速度指标，进行服务水平评估。

4计算案例—以北京CBD区域为例

1993年10月6日，国务院批准了《北京城市总体规划》。同年，市城市规划设计研究院编制完成了《北京市商务中心规划》，CBD范围西起东大桥路，东至东三环路，南起光华路，北至朝阳路。1997年，市城市规划设计研究院在1993年总体规划的基础上，根据这一区域的地理环境、建设条件和北京国际大都市未来发展的需要，适当扩大了用地规模，规划范围由三环路向东扩大到西大望路，向北辐射到亮马河地区。规划中的北京商务中心区由一个核心区、一个辐射区和一个混合区组成，并由建国门外大街和东三环路两条大街构成“金十字”，将这几个区连成一体。市城市规划设计研究院1998年编制完成的《北京市区中心地区控制性详细规划》，将北京CBD区范围确定为朝阳区内西起东大桥路、东至西大望路，南起通惠河、北至朝阳路之间约3.99平方公里的区域。

以表1的服务水平分级标准，假设CBD区域的路网负荷度应控制在C级，对CBD区域进行反馈调控。 计算步骤如下：

（1）由用地性质，计算出CBD区域的P和A，及过境比例，结果如表2和表3。

（2）计算区域负荷度、平均速度（需要出行方式）。

区域负荷度由公式：

计算得到v/c=0.641。

区域平均速度由公式：

（3）和表1阈值比较，若不满足，进入下一步;满足则结束计算。

按照C级路网服务水平的标准，区域负荷度应达到0.3～0.5，区域平均速度达到45～35。由上面的计算结果可知，区域负荷度无法满足要求，需要進行反馈调控。

（4）调节容积率（目的是为缩小P、A）

调控方法：调节容积率。

调节区域内的容积率，假定调节容积率后P、A的量同比减少了25%，保持过境比例不变，如表4所示。

重新计算区域负荷度得：v/c=0.480，能够满足C级路网服务水平的要求。

从上面的计算结果可以看出，通过调控容积率，把服务水平控制C级，在实现中要达到这一点，可以从两个方面实现，从长远看，再进行新一轮“控规”编制时，对区域土地规划行进局部调整;从近期看，对区域内部分地块还未按照“控规”要求建设完成的，对以对当前“控规”进行局部修改，比如降低这些地块的容积率，避免此类土地建设完成后对交通造成更大的负担。

5结束语

城市“控规”的编制一直城市规划师的面对难题，文章城市规划的角度出发，通过考虑土地使用的布局，研究它了与交通的关系，提出以区域负荷度来反映区域交通承载能力，以此为基础，又提出了一套完整的调控流程，来控制土地的开发强度，避免因为土地开发强度过高导致交通设施无法满足交通负荷。该方法可以用于评价“控规”实施后对交通的影响，指导新一轮“控规”的编制，或者对现状“控规”进行细微调整。最后以北京CBD区域为例，利用它现状的土地开发，计算了它所处的服务水平，然后通过和它应控制的服务水平进行比较，展示了如何对区域进行调控。

参考文献

[1] 海南省公安厅交通警察总队原副巡视员，中国道路交通安全协会、中国智能交通协会专家，蔡军.构建“同城五环路网大交通体系”  加快推进海南自贸港建设[N]. 海口日报，2020-05-28（010）.

[2] 马争锋，马生元，徐安花.西宁市城市道路核心区交通运行效率提升测算研究[J].青海科技，2018，25（6）：22-27.

作者简介

刘帅（1984-），女，河北人;毕业院校：北京工业大学，专业：交通运输工程，学历：硕士，职称：讲师，现就职单位：北京交通运输职业学院，研究方向：智能交通。