城市重点区域道路网交通承载力研究

曹宇程

（中国城市建设研究院有限公司,北京 100120）

0 引言

交通承载力是指在环境与资源以及其他外部因素的条件限制下，在固定时间段内通过使用交通设施或管理技术等条件，在满足一定交通服务水平效率要求的情况下，城市道路网络所能承受的最大交通量，也是该交通系统的最大容量[1]。道路网交通承载力通常与诸多因素有关。研究项目根据城市重点区域的特有模式与特征，基于时空消耗法构建交通承载力模型，以北京市三里河片区为例，进行测算及评估，对财政部和国家发改委区域交通承载力现状及规划情况提出改善建议。

1 交通承载力模型研究

1.1 交通承载力影响因素

影响交通承载力大小的因素有很多种，道路网络资源、需求结构和环境要求为主要方面。这三方面最主要的影响因素有六个：城市道路网规模、道路网等级结构、土地空间结构、交通方式结构、交通设施和交通管理政策。各因素均对区域的交通承载力大小起到不同程度的影响。具体说明如表1所示。

表1 交通承载力主要影响因素

1.2 交通承载力测算模型修正

1.2.1 道路有效面积S车

土地空间结构和城市路网规模因素主要体现在城市道路有效面积参数中。首先根据道路实际情况，要确定研究区域的道路有效面积。城市道路有效面积S车指的是能够确保车辆个体正常利用道路的面积，也被称为城市道路设施的有效利用面积。为了尽量减少对交通个体产生的影响，通常以机动车占据的道路面积作为参照。公式为：

式中，S车——区域内城市道路的有效面积；S——区域内道路总面积；R1——等级修正系数；R2——车道修正系数；R3——路线平均使用频率系数；R4——路线干扰修正系数。

1.2.2 道路有效时间

道路有效时间T指的是道路实际使用时间。不同交叉口的交通组织均不一致，在此需要进行实地调研，根据调研结果来确定综合折减系数，折减系数的一般取值区间在0.6~0.9，区域内部道路容量：

T=R5=0.6~0.8。

1.2.3 交通单体高峰小时的时空消耗Ci

交通单体高峰小时的时空消耗Ci是指在高峰小时出行时交通个体所占据的空间。其公式为：

式中，Ci——交通单体高峰小时的时空消耗；h——车头间距（m）；t——交通单体在高峰小时内平均一次出行时间（h）；d——交通单体以达到容量时候的速度运动时所需的横向宽度（m）；L——交通单体在高峰小时内平均一次出行距离（m）；V——交通单体在高峰小时的平均行驶速度（km/h）；k——车流密度（辆/km）；q——道路网通行能力（辆/h）。

1.2.4 紧凑度

紧凑度是检验研究区域内部空间结构是否符合要求的重要指标，b的值越接近于1，表示该区域越为紧密，也就是说该区域内部空间结构是符合要求的。其公式为：

式中，b——区域紧凑度；Q——研究区域总面积（km2）；l——区域空间形状的外围轮廓周长（km）。

1.2.5 道路实际运行效率E

道路的实际运行效率主要是对研究区域内部各级路网进行评价，是体现其运行状态好坏的重要指标。其公式为：

式中，E——道路实际运行效率；M——路段总条数；qi——路段的交通量（pcu/h）；Li——路段的长度（km）；vi——路段的平均行程车速（单位：km/h）。

1.2.6 公共交通修正系数θ

公共交通供给对出行需求的影响相对较小，但仍不可忽略。通常在一般的城市道路上，公共交通的比重会影响到区域内机动车的出行，特别是公共汽车的出行。多使用公共汽车可以提升道路服务水平，进而提高道路网络的承载力。其公式为：

式中，εa——在交通出行时段内汽车的承担率；εb——在交通出行时段中私家车分担率；x——公共汽车载客率；y——私家车载客率；λ——在相同的服务等级下，一辆公交车占据的道路空间与一辆私家车占用空间的比值。

1.2.7 停车系统修正系数γ

除了公交系统外，是否具有完善的停车系统也会影响到区域交通承载力的高低，停车系统修正系数是对研究区域内的停车系统进行修正。其公式为：

式中，γ——停车系统修正系数；P0——停车系统容量；P——停车需求；C0——停车场停车泊位数；ω——停车周转率。

1.2.8 交通管理政策修正值p

不同城市交通管理政策不同，根据研究区域优先发展公共交通力度进行分类，确定p的取值。该研究区域取值应在0.5~0.75之间。

1.3 交通承载力饱和度预警分级

交通承载力饱和度预警分级可作为对区域交通承载力评价的重要指标。通过交通承载力饱和度可以对研究区域进行交通承载力空间预警。预警即“预先告警”，它是一种确定系统某种状态偏离预警线的状态并发出预警信号的过程。[3]由于交通承载力饱和度是定性反映研究区域内道路承载力情况的综合评判指标，所以借鉴城市道路服务水平，可以将交通承载力空间预警依次划分为五个等级：Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级。其相关内容如表2所示。

表2 研究区域交通承载力饱和度预警分级

2 北京市三里河区域交通承载力分析

2.1 现状情况

选取了北京市三里河区域内的国家发改委和财政部两部委作为案例区域，先对其进行实地调查，再对其进行交通承载力研究与建模分析研究。该区域地理位置为北京市西城区三里河附近。具体位置为北至月坛南街，西至三里河路，南至复兴路，东至三里河东路。

北京市三里河区域开发较早，较为成熟，根据实地调查勘测，调查区域的基本情况如下：区域内共有主路四条，分别为月坛南街长875 m；三里河路南北方向长700 m；复兴路东西方向长720 m；三里河东路长700 m。支路六条，分别为三里河南三巷、三里河南四巷、三里河南五巷、三里河南六巷、三里河南七巷以及月坛南横街。

国家发展改革委员会位于北京市西城区月坛南街38号，面积约为21 812 m2，其处在三里河南四巷与三里河南五巷之间，北边为月坛南街，周边相邻主要建筑有东侧的北京核工业医院、南侧的中核集团以及北侧的国家统计局。其周边公交车站主要分布于北侧的月坛南街上，为西城三里河站和三里河东口站，主要通过线路有13路、21路、65路和68路。

2.2 区域交通承载力分析

2.2.1 交通小区划分

为了解研究区域内的交通实际承载量情况，首先需要根据财政部与国家发改委的土地结构性质以及路网构成情况，将其按照用地规划类型划分为若干个交通小区。由于研究区域内路网密度较大，街区道路较多，所以为了尽量满足将一个完整地块作为一个交通小区，现将财政部和国家发改委区域及周边区域划分为6个交通小区。

根据用地性质，区域①属于文体休憩用地；区域②和区域⑤分别是国家发改委和财政部所在区域，用地类型为行政办公用地；区域③为北京市第四十四中学，属于中小学校用地；区域④和区域⑥则为居民住宅区，属于居住用地，具体情况如图1所示。

图1 研究区域交通小区划分

2.2.2 交通出行发生吸引量预测

结合研究区域实际用地状况，对交通出行的发生量和吸引量做出预测。该预测模型公式如下：

式中，G——交通出行发生量/吸引量（pcu/h）；A——建筑面积（100 m2）；P——单位面积交通发生/吸引率（pcu/100 m2）。

根据各类用地每单位面积的交通发生吸引率，并结合研究区域内的交通小区各类用地的规划建设情况，可以得到每个交通小区内各类性质用地的高峰小时发生吸引量。由此得到研究区域内高峰小时发生和吸引总量，由于研究区域公交出行占比为40%，小汽车出行占比也为37.5%，由此可通过公式7、8计算得到道路交通量，相关计算数据如表3所示。

表3 研究区域相关计算数据

2.2.3 交通承载力饱和度计算

交通承载力饱和度是指研究区域内，交通承载力满足交通需求的程度。其大小主要由交通承载量的大小和交通承载力的大小来决定。计算方法为特定时期的交通承载量与交通承载力的比值，体现了承载力与承载量的适应关系。

若要进行交通承载力饱和度分析，首先需要根据交通流的合理分配，得到研究区域内各主要路段的交通承载量，再将所得交通承载量与之前计算的该区域交通承载能力作比值，通过交通承载量与交通承载力之间的关系，依靠该指标可以描述出该研究区域交通承载力饱和度情况。

交通承载力饱和度描述的是城市在一定发展阶段内，交通承载力满足交通需求的程度，它的大小主要是通过交通承载量的大小和交通承载力的大小来决定，计算方法为特定时期的交通承载量与交通承载力的比值，体现了承载力和承载量之间的相互关系。

根据计算结果得出北京市财政部及国家发改委区域交通承载力饱和度（计算见公式10），研究区域内各参数标定值如表4、表5所示。

表4 研究区域各参数标定值（1）

表5 研究区域各参数标定值（2）

3 结语

综上所述，北京市三里河片区财政部及国家发改委区域的交通承载力预警等级为第Ⅲ级，属于“中警”，说明研究区域影响范围内交通承载力饱和度保持在一般状态、中等路网服务水平，同时交通流状态也较不稳定、拥堵程度中等，但处于可调节的范围内。作为重要政府部门的功能区域，在围绕区域北京政治中心发展建设的情况下，应采取相应措施对财政部及国家发改委区域的交通状况进行改善，主要应针对改善规划路网中各级道路的比例和强化交通基础设施建设力度，以此提高区域道路网承载力状态，此外，还可以根据实际情况修改相关交通管理政策，使交通承载量能够适应交通承载力的要求。