一种多方式的城市道路横断面资源协调配置方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种多方式的城市道路横断面资源协调配置方法，属于城市交通规划 领域。
【背景技术】
[0002] 我国城市呈紧凑型布局形态，建成区内人口高度密集，大中城市土地资源处于极 度短缺状态，随着我国城市化水平及城市社会经济发展水平的提高，这种状况将呈进一步 加剧趋势。另外城市机动车保有量正在迅猛增长，由此带来的交通拥堵及环境污染问题也 日益严峻。因此，如何科学合理分配城市道路断面资源，在适应多方式交通需求的前提下尽 可能提高土地资源利用效率显得尤为重要。
[0003] 新都市主义提出"公交引导开发"（TOD)模式，支持公共交通使用，减少对小汽车 的使用的需求。对城市道路横断面规划设计的方面，各个国家都有相应的规范，尤以美国和 日本为代表，但是这些设计规范所给出的依然是各车道宽度的范围，并且在设计道路横断 面时，过度关注"道"的通行问题，通行效率成为越来越重要的衡量标准，而忽略甚至放弃了 "街"原本承载的生活作用。另外在进行横断面整体设计时，没有考虑到由机动车带来的环 境污染问题。
[0004] 为体现以人为本和可持续发展的规划设计理念，道路横断面设计应摆脱单纯为汽 车服务的思想。研宄从出行者角度出发，以多方式交通采用者单位道路资源占用效率分析 为基础，研宄建立城市道路横断面资源协调配置的微观模型，以断面客运能力尽可能大和 断面排放量尽可能小为目标函数对既定红线宽度的横断面布局进行优化设计。
【发明内容】
[0005] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种多方式的城市道路 横断面资源协调配置方法，该方法在既定红线宽度的道路条件和交通条件下，可以提供一 个使得道路横断面客运能力较大并且排放量较小的横断面布局设计方案。
[0006] 技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种多方式的城市道路 横断面资源协调配置方法，包括以下步骤：
[0007] 步骤1，根据道路的红线宽度和设计需求确定公交专用道以及横断面形式；同时 根据横断面形式上设有的分隔带情况，确定分隔带的初始宽度；
[0008] 步骤2,根据道路的红线宽度、和步骤1确定的公交专用道和采用的横断面形式确 定机动车的道路供给条件，同时确定小汽车公交车同行情况以及机动车道各车道的宽度；
[0009] 步骤3,按照设计需求确定交通条件，所述交通条件包括横断面上有几种交通方 式、各种交通方式的设计速度以及单位车辆平均载客量，设定各种交通方式的预期服务水 平；
[0010] 步骤4,根据步骤3得到的各种交通方式的设计速度、单位车辆平均载客量以及预 期服务水平、步骤2确定的机动车的道路供给条件、小汽车公交车同行情况以及机动车道 各车道的宽度计算选入横断面的各种交通方式的标准单位宽度客运效率和排放率；
[0011] 步骤5,根据步骤3得到的预期服务水平，以及步骤4中计算得到的选入横断面的 各种交通方式的标准单位宽度客运效率和排放率，建立断面客运效率最大、排放率最小的 目标函数及相应的约束条件；
[0012] 步骤6,得到步骤5建立的目标函数之后，遍历各种交通方式车道数的组合方式， 求解最优方案，得到优化过程中的关键参数和横断面资源分配结果。
[0013] 所述步骤4中计算得到的标准单位宽度客运效率：
【主权项】
1. 一种多方式的城市道路横断面资源协调配置方法，其特征，包括以下步骤： 步骤1，根据道路的红线宽度和设计需求，确定公交专用道以及横断面形式；同时根据 横断面形式上设有的分隔带情况，确定分隔带的初始宽度； 步骤2,根据道路的红线宽度、和步骤1确定的公交专用道和采用的横断面形式确定机 动车的道路供给条件，同时确定小汽车公交车同行情况以及机动车道各车道的宽度； 步骤3,按照设计需求确定交通条件，所述交通条件包括横断面上有几种交通方式、各 种交通方式的设计速度以及单位车辆平均载客量，设定各种交通方式的预期服务水平； 步骤4,根据步骤3得到的各种交通方式的设计速度、单位车辆平均载客量以及预期 服务水平、步骤2确定的机动车的道路供给条件、小汽车公交车同行情况以及机动车道各 车道的宽度计算选入横断面的各种交通方式的标准单位宽度客运效率和机动车尾气排放 率； 步骤5,根据步骤3得到的预期服务水平，以及步骤4中计算得到的选入横断面的各种 交通方式的标准单位宽度客运效率和排放率，建立断面客运效率最大、排放率最小的目标 函数及相应的约束条件； 步骤6,得到步骤5建立的目标函数之后，遍历各种交通方式车道数的组合方式，求解 最优方案，得到优化过程中的关键参数和横断面资源分配结果。
2. 根据权利要求1所述的多方式的城市道路横断面资源协调配置方法，其特征在于： 所述步骤4中计算得到的标准单位宽度客运效率：
式中：E-宽度客运效率，i一取值1-4,分别对应小汽车道、公交专用道、非机动车道和 人行道；(；一交通方式i的单车道设计客运能力，Wi(l-为标准单位车道宽度，p「引入交 通方式i的平均载客量，ni-交通方式i的车道通行能力修正系数，Ci(l一设计通行能力计 算值，Vi -第i种交通流的运行速度，Si-安全车头间距，L^一车身长度，a-平均减速度， 减速前的初始速度，t一反应时间。
3. 根据权利要求1所述的多方式的城市道路横断面资源协调配置方法，其特征在于： 所述步骤4中得到的单位宽度排放率包括小汽车的标准单位宽度排放率，公交车的标准单 位宽度排放率； 其中，小汽车的标准单位宽度排放率为：
yHC= 7. 24546X10 _4+6. 73095X10_5x-2. 29452X10_6x2+2. 16185X10_8x3 yco= 8. 68X10 _3+2. 4X10_3x-9. 92745X10_5x2+9. 62459X10_7x3; 式中，yi-小汽车标准单位宽度排放率，-NO,平均排放率，yH。一HC的平均排 放率，-CO的平均排放率，x-车辆行驶速度； 公交车的标准单位宽度排放率为：
yPM= 8. 697X10 _5+l. 3533X10_4x-9. 282X10_6x2 式中，y2-公交专用道标准单位宽度排放率，-吨的平均排放率，yPM-PM的平 均排放率。
4.根据权利要求1所述的多方式的城市道路横断面资源协调配置方法，其特征在于： 所述步骤5中建立的整个道路横断面的承载效率尽可能大，能源消耗尽可能少的资源优化 模型目标函数：
式中：E-整个断面的客运效率，Nq-交通方式q的车道数，Wq-交通方式q的单位车 道宽度，vq为车辆行驶速度或者步行速度，Sq为交通方式q的安全车头间距，NpN2分别为 小汽车和公交专用道的车道数;Wi、W2分别为小汽车和公交专用道的单位车道宽度，yi为小 汽车标准单位宽度排放率，y2为公交专用道标准单位宽度排放率，Pq为交通方式q的平均 载客量，nq为交通方式q的车道通行能力修正系数，Wq(l为标准单位车道宽度； 该目标函数的约束条件：
式中：D-规划的红线宽度，Nq-交通方式q的车道数，Wq-交通方式q的单车道宽度，Wn-机动车内侧车道宽度，Ww-机动车外侧车道宽度，Wm-中央分隔带宽度，W」一机非分隔 带宽度，-人非分隔带宽度；Nqmin为交通方式q的设计最小车道数。
【专利摘要】本发明公开了一种多方式的城市道路横断面资源协调配置方法，该方法首先根据既定的红线宽度和设计需求决定是否设置公交专用道以及采用何种横断面形式，然后确定机动车的道路供给条件，确定小汽车公交车是否混行以及机动车道各车道宽度，以及确定交通条件，再次确定各种交通方式的标准单位宽度客运效率和排放率，进而建立断面客运效率最大、排放率最小的目标函数及相应的约束条件，最后求解目标函数，得到优化过程中的关键参数和横断面资源分配结果。本发明在既定红线宽度的道路条件和交通条件下，可以提供一个使得道路横断面客运能力较大并且排放量较小的横断面布局设计方案。
【IPC分类】G08G1-00
【公开号】CN104778832
【申请号】CN201510203023
【发明人】陈峻, 叶娇, 王斌
【申请人】东南大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月24日