本发明涉及属于交通与土地一体化规划领域,具体涉及一种面向城市全局基于动态模型的交通设施承载力评估方法。
背景技术:
现实生活中,高峰时间城市道路交通流量大、排队延误时间长、轨道车厢内部拥挤以及站点高峰限流等交通拥堵现象频繁出现,其根本原因在于土地开发强度与交通设施容量不协同,交通承载力过高。因此,有必要在土地利用规划阶段开展交通设施承载力评估,既有利于提高土地利用效率,又能降低规划实施后产生拥堵的概率。
随着交通问题的恶化,交通设施承载力评估也越来越得到重视,在交通设施承载力评估方法上已有不少研究成果,但目前研究仍存在以下问题:
1、交通设施承载力评估方法集中在局部地区,全市层面的综合评估方法还未成熟。
2、交通设施承载力评估方法侧重于单一交通系统,如道路交通系统,缺乏综合交通系统的设施承载力评估算法。
3、交通设施承载力评估方法一般基于静态通行能力汇总法,计算精度较低,对土地与交通两者关系的内在联系揭示不够。
建立一种服务城市全局的交通设施承载力综合评估方法,为国土空间规划、城市总体规划、开发强度分区划定等土地利用规划提供定量决策参考。评估方法能够充分考虑土地开发类型、空间分布特征下的交通出行特征,和各类交通系统(道路、轨道、公交)的容量水平和服务特征,科学评估土地利用与交通设施之间的协调关系,进一步提高交通设施承载力评估的准确性。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种“从整体到局部,交通土地多次反馈”城市交通设施承载力评估方法,提高交通评估的科学性和精确性。具体步骤如下:
一种面向城市全局基于动态模型的交通设施承载力评估方法,具体步骤如下:
步骤1:整体层面交通设施承载力评估。整体层面通过土地开发总规模、各类型比例及空间分布等预测人口就业分布,交通出行强度及分布等,利用动态模型分配,获得各类交通指标,评估交通设施容量服务水平;
第一步:确定评估指标;整体层面交通设施承载力评估采用目标考核法,将交通运作的整体目标分解为可以量化的具体指标,指标包括:道路车速、道路饱和度≤0.95的比例、轨道饱和度≤0.95的比例、岗位人口比、轨道站点覆盖人口比例、公交分担率;
第二步:确定各类指标的目标值;根据交通运作的理想状态确定各类指标的目标值;
道路车速指标的目标值:快速路:≥35km/h,主干路:≥20km/h,次干路:≥15km/h;
道路饱和度≤0.95的比例的目标值:≥70%;
轨道饱和度≤0.95的比例的目标值:≥90%;
岗位人口比的目标值:0.55-0.60;
轨道站点覆盖人口比例的目标值:核心区:≥80%,外围区:≥40%;
公交分担率的目标值:≥60%;
第三步:建立基于土地利用建立动态综合交通模型;全市整体层面交通设施容量能否承受土地开发总规模,基于土地利用的动态交通模型包括交通生成模型、交通分布模型、方式划分模型、交通分配模型;
第四步:获得交通运作指标数值;利用综合交通模型,结合交通设施数据库和其他基础数据,将土地利用规划方案下人口就业交通出行在空间的分布分配到规划交通设施上,获得各种交通运作指标数值;
第五步:比较与评估;将第四步获得的交通运作指标数值与目标值进行对比,考查符合情况;若符合目标值,说明用地合理,若不符合目标值,应提出土地利用或交通设施优化改善建议;
步骤2:局部层面交通设施承载力评估;局部层面综合考虑设施服务范围和交通出行距离划定评估单元,根据模型结果,基于资源公平共享的原则计算各评估单元交通需求量和交通供给量,对交通设施容量进行测算;
第一步:划分评估单元;局部层面交通设施承载力评估按评估单元进行,应遵循以下原则:1)单元大小与出行距离匹配,大部分出行应在2-3个单元内完成;2)应考虑设施服务范围,重大交通设施(轨道站点等)应有明确的归属单元;3)应与行政区边界、交通小区边界、山体河流边界等协调;
第二步:确定评估指标;评估单元内有一定比例的出行会到小区外,利用小区外的交通设施,但是由于小区内部的交通设施也会被其他小区的出行所占用,以资源平等共享为指导原则,认为评估单元有多少需求量,就应该提供多少设施供给量,即交通供给和交通需求在每一评估单元内均达到平衡;交通设施承载力等于土地利用条件下产生的交通需求与交通设施供给的比值;
第三步:构建计算模型;在资源平等共享原则指导下,基于动态交通模型指标的多样性及交通出行链的可追溯性,计算需求与供给时引入出行距离,将需求和供给单位统一为:人*km/h;
1.计算交通需求总量
交通需求总量等于交通出行量乘以出行距离,其中出行总量与土地开发类型、强度、分布等有关。
其中:v——交通需求总量(人*km/h);
vij——从i小区到j小区的机动化出行总量(人/h);
lij——从i小区到j小区的出行距离(km);
k——全市小区总量;
n——评估单元内交通小区数量;
出行量和出行距离分别为动态交通模型中的od矩阵和特征(skim)矩阵;由于慢行方式出行不会受到交通设施限制,交通需求总量计算仅考虑机动化出行;
为避免全市范围内需求总量重复计算,机动化出行量以交通产生为约束,从i小区到j小区的机动化出行总量计入i小区所在的评估单元,从j小区到i小区的机动化出行总量计入j小区所在的评估单元;
由于交通出行的潮汐特征,居住小区i、就业小区j之间出行,早高出行主要是vij,计入i小区所在的评估单元,要求i小区配套ij之间出行所需的全部交通设施;晚高出行主要是vji,计入j小区所在的评估单元,要求j小区配套ij之间出行所需的全部交通设施;交通需求计算中,高峰机动化出行总量取早高峰和晚高峰的平均值,即要求ij小区平均配套ij之间出行所需的交通设施;
2.计算交通供应总量
交通供应总量不仅考虑道路设施,还要考虑轨道及常规公交等公共交通设施,最终转换为统一的单位(人*km/h);
(1)轨道设施的交通供应量
轨道设施的交通供应量等于轨道线高峰小时断面通行能力与轨道线路长度乘积,与列车系统容量、轨道线路长度、发车频率等相关;进行站点容量约束及轨道方式承担比例约束,通过横向比较获得评估单元合适的供给能力;
其中:
cm——轨道设施供应总量(人*km/h);
cmi——轨道线路i的断面通行能力,与列车类型,发车频率,单位面积所占人数有关,考虑到规划阶段需要保证一定的服务水平,按5人/m2密度和2.5分钟发车间隔计,6a车型断面通行能力3.7万人/h;
lmi——轨道线路i的在评估单元内的总长度(km);
b——评估单元内轨道线路数量;
vt——评估单元内机动化交通需求人次(人/h);
pm——评估单元内轨道交通方式最大分担率(%),≤90%,核心区轨道站点覆盖人口就业比例大,轨道方式分担率大,外围区轨道方式分担率低;
lm——评估单元内轨道平均出行距离(km);
csi——轨道站点i的物理容量,受列车上客容量、检票机数量、楼梯及通道通行能力等限制(人/h);
c——评估范围内轨道站点数量,换乘站按多个轨道站计算;
(2)常规公交设施供应量
常规公交设施供应量与公交站点的数量,停靠公交站点的线路数量和每条线路的班次数量、公交线路长度等相关,对于现状公交线路比较成熟的地区可采用通行能力汇总法。对于新规划片区,由于公交线路和站点无法预知,通过规划道路设施提供给常规公交的资源能力进行计算,同时受常规公交承担比例约束。
其中:
cb——常规公交设施供应总量(人*km/h);
li——评估单元内第i条道路长度(km);
ci——评估单元内第i条道路的通行能力(pcu/h),与道路等级,车道数量有关;
δi——评估单元内第i条道路提供公交专用道及常规公交行驶资源的比例系数,可参考现状给不同道路等级以确定的比例;
θi——评估单元内第i条道路常规公交车平均载客数(人/车),参考现状统计值,取10-50;
μ——为常规公交换算标准车系数,取值1.5-2;
a——评估单元内道路数量;
pb——评估单元内常规公交方式最大分担率(%)。
lb——评估单元内常规公交平均出行距离(km);
(3)道路设施供应量
道路设施供应量与道路等级、车道数、道路长度、通行能力、车辆载客系数等有关,计算公式如下:
其中:
cr——道路设施供应总量(人*km/h);
σi——评估单元内第i条道路提供给小汽车比例系数,扣除公交及货运比例后,不同片区比例不同;
ki——评估单元内第i条道路小汽车平均载客数(人/车);
(4)评估单元内交通设应总量
评估单元内交通供应总量即轨道、常规公交、道路三种方式供应量之和:
c=cm cb cr
3.交通设施承载力
评估单元交通设施承载力等于交通需求量与设施供应量的比值:
s=v/c
交通承载力s的大小反映了交通设施与土地开发的匹配程度,其取值的合理范围与城市发展水平相关,采用统计分析法确定,全市所有评估单元交通承载力s值排序,以第85%位值为最高阈值,超过阈值需要适当降低开发强度或增加交通设施;
步骤3:根据整体层面及局部层面的交通承载力评估结果,给出土地利用调整建议或交通设施规划建议,方案调整后进行再评估,循环多次,直至整体层面及局部层面交通设施承载力均满足目标要求。
优选地,所述评估方法体系面向城市全局,适用于国土空间规划、城市总规、土地开发强度划定等阶段。
优选地,步骤3采用循环迭代方法,实现对全市整体层面交通设施与土地利用协调程度进行评估,或实现在局部层面提出优化建议。
优选地,述步骤1中轨道站点覆盖人口比例、公交分担率目标值的确定参考城市综合交通规划、战略交通规划等。
优选地,所述步骤1中交通设施数据库包括道路网、轨道网、公交网数据,其他基础数据包括人口就业、车辆拥有、社会经济、家庭收入等数据。
与现有技术相比,本发明的优势在于:
1)本发明提出了一种面向城市全局的交通设施承载力评估方法。从整体到局部,交通土地多次反馈的交通设施承载力评估方式,既对全市整体层面交通设施与土地利用协调程度进行评估,又能在局部层面进行详细评估,提出具有可操作性优化建议,保证整体与局部的评估结果的一致性,使全市层面的综合评估更加科学合理。
2)本发明交通设施承载力评估方法采用动态模型分配法,基于土地利用的交通四阶段模型,通过分析规划土地利用下的人口就业规模,计算交通需求总量及交通出行空间分布,考虑城市道路、公交、轨道等各种交通设施(道路、轨道、公交)的容量水平和服务特征,科学评估土地利用与交通设施之间的协调关系,计算精度更高,可以更好揭示土地与交通两者关系的内在联系。
3)本发明的构建交通设施承载力评估方法体系,由传统单一方式单一网络转向道路-公共汽车-地铁等多方式网络整体关联的复合网络交通承载力分析,并引入出行距离,设计了需求和供给统一单位,是新常态下城市交通研究的创新。
4)本发明的评估方法可以直接应用于国土空间规划、城市总规、土地开发强度划定等,指导土地利用合理规模和布局,实现土地开发规模与交通设施容量匹配,能够降低未来交通拥堵,进而减少交通治理投入等直接成本和环境污染治理等间接成本,同时优化交通设施布局,提高设施利用率,减少交通设施建设和运营成本。
附图说明
图1面向城市全局基于动态模型的交通设施承载力评估方法流程图;
具体实施方式
本发明的交通设施承载力评估方法采用动态模型分配法。动态模型分配法是基于土地利用的交通四阶段模型,通过分析规划土地利用下的人口就业规模,计算交通需求总量及交通出行空间分布,考虑城市道路、公交、轨道等各种交通设施可达性,将交通需求在交通设施上进行空间分配,根据分配结果评估交通设施承载能力。
本发明的评估方法采用“从整体到局部,交通土地多次反馈”的组织方式:
整体层面通过土地开发总规模、各类型比例及空间分布等预测人口就业分布,交通出行强度及分布等,利用动态模型分配,获得各类交通指标,评估交通设施容量服务水平;
局部层面综合考虑设施服务范围和交通出行距离划定评估单元,根据模型结果,基于资源公平共享的原则计算各评估单元交通需求量和交通供给量,对交通设施容量进行测算;
根据整体层面及局部层面的交通承载力评估结果,给出土地利用调整建议或交通设施规划建议,方案调整后进行再评估,循环多次,直至整体层面及局部层面交通设施承载力均满足目标要求。
下面结合附图对本发明的实施方式作详细说明,如图1所示,实施步骤如下:
步骤1:整体层面交通设施承载力评估。整体层面通过土地开发总规模、各类型比例及空间分布等预测人口就业分布,交通出行强度及分布等,利用动态模型分配,获得各类交通指标,评估交通设施容量服务水平;
第一步:确定评估指标;整体层面交通设施承载力评估采用目标考核法,将交通运作的整体目标分解为可以量化的具体指标,指标包括:道路车速、道路饱和度≤0.95的比例、轨道饱和度≤0.95的比例、岗位人口比、轨道站点覆盖人口比例、公交分担率。
第二步:确定各类指标的目标值;
根据tod发展理念,商业、居住、文化、教育等高强度开发应集中在公交站点400~800米(5~10分钟步行路程)半径范围内,使居民和雇员在不排斥小汽车的同时能方便地选用公交、自行车、步行等多种出行方式。可见交通设施容量空间分布与土地利用在空间分布密切相关,采用轨道站点覆盖率、公交分担率、轨道客流不均衡系数等进行评估。目标值的确定可参考城市综合交通规划、战略交通规划等。
根据交通运作的理想状态确定各类指标的目标值;参见下表1:
道路车速指标的目标值:快速路:≥35km/h,主干路:≥20km/h,次干路:≥15km/h;
道路饱和度≤0.95的比例的目标值:≥70%;
轨道饱和度≤0.95的比例的目标值:≥90%;
岗位人口比的目标值:0.55-0.60;
轨道站点覆盖人口比例的目标值:核心区:≥80%,外围区:≥40%;
公交分担率的目标值:≥60%;
表1整体层面考核目标
第三步:基于土地利用建立动态综合交通模型;全市整体层面交通设施容量能否承受土地开发总规模,基于土地利用建立动态交通模型,交通模型包括交通生成模型、交通分布模型、方式划分模型、交通分配模型;
全市整体层面交通设施容量能否承受土地开发总规模,基于土地利用建立动态交通模型,利用交通模型分配后道路车速、道路饱和度、轨道饱和度等交通运作指标进行评估。不同等级道路车速目标值不同,随着规划道路设施的完善,规划年各等级道路车速应与现状持平或优于现状。高峰期间,不能保证全市100%道路均顺畅,部分路段因历史原因常发性拥堵,因此,评估目标允许一定比例的拥挤情况。同样,轨道交通也允许一定的比例的拥挤,由于轨道设施运量大,拥挤会出现不安全的因素,因此容许的拥堵比例较道路系统低。
交通设施利用情况与土地利用类型和比例存在一定关系,各类土地利用均衡布局才能保证交通设施利用的均衡性,采用岗位人口比进行评价。通过居住用地和商用用地总规模推算可容纳人口及就业岗位数量,两者比值的合理范围应参考城市现状职住比、年龄结构、职住平衡规划成果等。
第四步:获得交通运作指标数值;利用综合交通模型,结合交通设施数据库和其他基础数据,将土地利用规划方案下人口就业交通出行在空间的分布分配到规划交通设施上,获得各种交通运作指标数值;
第五步:比较与评估;将第四步获得的交通运作指标数值与目标值进行对比,考查符合情况;若符合目标值,说明用地合理,若不符合目标值,应提出土地利用或交通设施优化改善建议;例如,理想岗位人口比值为0.55-0.60,若比值过大,说明商业用地比例高,若比值过小,说明居住用地比例高。
步骤2:局部层面交通设施承载力评估;局部层面综合考虑设施服务范围和交通出行距离划定评估单元,根据模型结果,基于资源公平共享的原则计算各评估单元交通需求量和交通供给量,对交通设施容量进行测算;
第一步:划分评估单元;局部层面交通设施承载力评估按评估单元进行,应遵循以下原则:1)单元大小与出行距离匹配,大部分出行应在2-3个单元内完成;2)应考虑设施服务范围,重大交通设施(轨道站点等)应有明确的归属单元;3)应与行政区边界、交通小区边界、山体河流边界等协调;
第二步:确定评估指标;评估单元内有一定比例的出行会到小区外,利用小区外的交通设施,但是由于小区内部的交通设施也会被其他小区的出行所占用,以资源平等共享为指导原则,认为评估单元有多少需求量,就应该提供多少设施供给量,即交通供给和交通需求在每一评估单元内均达到平衡;交通设施承载力等于土地利用条件下产生的交通需求与交通设施供给的比值;
第三步:构建计算模型计算交通设施承载力;
在资源平等共享原则指导下,基于动态交通模型指标的多样性及交通出行链的可追溯性,计算需求与供给时引入出行距离,将需求和供给单位统一为:人*km/h;
1.计算交通需求总量
交通需求总量等于交通出行量乘以出行距离,其中出行总量与土地开发类型、强度、分布等有关。
其中:v——交通需求总量(人*km/h);
vij——从i小区到j小区的机动化出行总量(人/h);
lij——从i小区到j小区的出行距离(km);
k——全市小区总量;
n——评估单元内交通小区数量;
出行量和出行距离分别为动态交通模型中的od矩阵和特征(skim)矩阵;由于慢行方式出行不会受到交通设施限制,交通需求总量计算仅考虑机动化出行;
为避免全市范围内需求总量重复计算,机动化出行量以交通产生为约束,从i小区到j小区的机动化出行总量计入i小区所在的评估单元,从j小区到i小区的机动化出行总量计入j小区所在的评估单元;
由于交通出行的潮汐特征,居住小区i、就业小区j之间出行,早高出行主要是vij,计入i小区所在的评估单元,要求i小区配套ij之间出行所需的全部交通设施;晚高出行主要是vji,计入j小区所在的评估单元,要求j小区配套ij之间出行所需的全部交通设施;交通需求计算中,高峰机动化出行总量取早高峰和晚高峰的平均值,即要求ij小区平均配套ij之间出行所需的交通设施;
2.计算交通供应总量
交通供应总量不仅考虑道路设施,还要考虑轨道及常规公交等公共交通设施,最终转换为统一的单位(人*km/h);
(1)轨道设施的交通供应量
轨道设施的交通供应量等于轨道线高峰小时断面通行能力与轨道线路长度乘积,与列车系统容量、轨道线路长度、发车频率等相关;进行站点容量约束及轨道方式承担比例约束,通过横向比较获得评估单元合适的供给能力;
其中:
cm——轨道设施供应总量(人*km/h);
cmi——轨道线路i的断面通行能力,与列车类型,发车频率,单位面积所占人数有关,考虑到规划阶段需要保证一定的服务水平,按5人/m2密度和2.5分钟发车间隔计,6a车型断面通行能力3.7万人/h;
lmi——轨道线路i的在评估单元内的总长度(km);
b——评估单元内轨道线路数量;
vt——评估单元内机动化交通需求人次(人/h);
pm——评估单元内轨道交通方式最大分担率(%),≤90%,核心区轨道站点覆盖人口就业比例大,轨道方式分担率大,外围区轨道方式分担率低;
lm——评估单元内轨道平均出行距离(km);
csi——轨道站点i的物理容量,受列车上客容量、检票机数量、楼梯及通道通行能力等限制(人/h);
c——评估范围内轨道站点数量,换乘站按多个轨道站计算;
(2)常规公交设施供应量
常规公交设施供应量与公交站点的数量,停靠公交站点的线路数量和每条线路的班次数量、公交线路长度等相关,对于现状公交线路比较成熟的地区可采用通行能力汇总法。对于新规划片区,由于公交线路和站点无法预知,通过规划道路设施提供给常规公交的资源能力进行计算,同时受常规公交承担比例约束。
其中:
cb——常规公交设施供应总量(人*km/h);
li——评估单元内第i条道路长度(km);
ci——评估单元内第i条道路的通行能力(pcu/h),与道路等级,车道数量有关;
δi——评估单元内第i条道路提供公交专用道及常规公交行驶资源的比例系数,可参考现状给不同道路等级以确定的比例;
θi——评估单元内第i条道路常规公交车平均载客数(人/车),参考现状统计值,取10-50;
μ——为常规公交换算标准车系数,取值1.5-2;
a——评估单元内道路数量;
pb——评估单元内常规公交方式最大分担率(%)。
lb——评估单元内常规公交平均出行距离(km);
(3)计算道路设施供应量
道路设施供应量与道路等级、车道数、道路长度、通行能力、车辆载客系数等有关,计算公式如下:
其中:
cr——道路设施供应总量(人*km/h);
σi——评估单元内第i条道路提供给小汽车比例系数,扣除公交及货运比例后,不同片区比例不同;
ki——评估单元内第i条道路小汽车平均载客数(人/车);
(4)计算单元内交通设应总量
评估单元内交通供应总量即轨道、常规公交、道路三种方式供应量之和:
c=cm cb cr
3.计算交通设施承载力
评估单元交通设施承载力等于交通需求量与设施供应量的比值:
s=v/c
交通承载力s的大小反映了交通设施与土地开发的匹配程度,其取值的合理范围与城市发展水平相关,采用统计分析法确定,全市所有评估单元交通承载力s值排序,以第85%位值为最高阈值,超过阈值需要适当降低开发强度或增加交通设施;
步骤3:根据整体层面及局部层面的交通承载力评估结果,给出土地利用调整建议或交通设施规划建议,方案调整后进行再评估,循环多次,直至整体层面及局部层面交通设施承载力均满足目标要求。
本发明提供的方法,将直接应用于国土空间规划、城市总规、土地开发强度划定等,指导土地利用合理规模和布局,实现土地开发规模与交通设施容量匹配,一方面可以降低未来交通拥堵,进而减少交通治理投入等直接成本和环境污染治理等间接成本。可以优化交通设施布局,提高设施利用率,减少交通设施建设和运营成本。
1.一种面向城市全局基于动态模型的交通设施承载力评估方法,具体步骤如下:
步骤1:整体层面交通设施承载力评估,整体层面通过土地开发总规模、各类型比例及空间分布等预测人口就业分布,交通出行强度及分布等,利用动态模型分配,获得各类交通指标,评估交通设施容量服务水平;
第一步:确定评估指标;整体层面交通设施承载力评估采用目标考核法,将交通运作的整体目标分解为可以量化的具体指标,指标包括:道路车速、道路饱和度≤0.95的比例、轨道饱和度≤0.95的比例、岗位人口比、轨道站点覆盖人口比例、公交分担率;
第二步:确定各类指标的目标值;根据交通运作的理想状态确定各类指标的目标值;
道路车速指标的目标值:快速路:≥35km/h,主干路:≥20km/h,次干路:≥15km/h;
道路饱和度≤0.95的比例的目标值:≥70%;
轨道饱和度≤0.95的比例的目标值:≥90%;
岗位人口比的目标值:0.55-0.60;
轨道站点覆盖人口比例的目标值:核心区:≥80%,外围区:≥40%;
公交分担率的目标值:≥60%;
第三步:建立基于土地利用建立动态综合交通模型;全市整体层面交通设施容量能否承受土地开发总规模,基于土地利用的动态交通模型包括交通生成模型、交通分布模型、方式划分模型、交通分配模型;
第四步:获得交通运作指标数值;利用综合交通模型,结合交通设施数据库和其他基础数据,将土地利用规划方案下人口就业交通出行在空间的分布分配到规划交通设施上,获得各种交通运作指标数值;
第五步:比较与评估;将第四步获得的交通运作指标数值与目标值进行对比,考查符合情况;若符合目标值,说明用地合理,若不符合目标值,应提出土地利用或交通设施优化改善建议;
步骤2:局部层面交通设施承载力评估;局部层面综合考虑设施服务范围和交通出行距离划定评估单元,根据模型结果,基于资源公平共享的原则计算各评估单元交通需求量和交通供给量,对交通设施容量进行测算;
第一步:划分评估单元;局部层面交通设施承载力评估按评估单元进行,应遵循以下原则:1)单元大小与出行距离匹配,大部分出行应在2-3个单元内完成;2)应考虑设施服务范围,重大交通设施(轨道站点等)应有明确的归属单元;3)应与行政区边界、交通小区边界、山体河流边界等协调;
第二步:确定评估指标;评估单元内有一定比例的出行会到小区外,利用小区外的交通设施,但是由于小区内部的交通设施也会被其他小区的出行所占用,以资源平等共享为指导原则,认为评估单元有多少需求量,就应该提供多少设施供给量,即交通供给和交通需求在每一评估单元内均达到平衡;交通设施承载力等于土地利用条件下产生的交通需求与交通设施供给的比值;
第三步:构建计算模型计算交通设施承载力;在资源平等共享原则指导下,基于动态交通模型指标的多样性及交通出行链的可追溯性,计算需求与供给时引入出行距离,将需求和供给单位统一为:人*km/h;
1.计算交通需求总量
交通需求总量等于交通出行量乘以出行距离,其中出行总量与土地开发类型、强度、分布等有关;
其中:y--交通需求总量(人*km/h);
vij——从i小区到j小区的机动化出行总量(人/h);
lij——从i小区到j小区的出行距离(km);
k——全市小区总量;
n——评估单元内交通小区数量;
出行量和出行距离分别为动态交通模型中的od矩阵和特征(skim)矩阵;由于慢行方式出行不会受到交通设施限制,交通需求总量计算仅考虑机动化出行;
为避免全市范围内需求总量重复计算,机动化出行量以交通产生为约束,从i小区到j小区的机动化出行总量计入i小区所在的评估单元,从j小区到i小区的机动化出行总量计入j小区所在的评估单元;
由于交通出行的潮汐特征,居住小区i、就业小区j之间出行,早高出行主要是vij,计入i小区所在的评估单元,要求i小区配套ij之间出行所需的全部交通设施;晚高出行主要是vji,计入j小区所在的评估单元,要求j小区配套ij之间出行所需的全部交通设施;交通需求计算中,高峰机动化出行总量取早高峰和晚高峰的平均值,即要求ij小区平均配套ij之间出行所需的交通设施;
2.计算交通供应总量
交通供应总量不仅考虑道路设施,还要考虑轨道及常规公交等公共交通设施,最终转换为统一的单位(人*km/h);
(1)轨道设施的交通供应量
轨道设施的交通供应量等于轨道线高峰小时断面通行能力与轨道线路长度乘积,与列车系统容量、轨道线路长度、发车频率等相关;进行站点容量约束及轨道方式承担比例约束,通过横向比较获得评估单元合适的供给能力;
其中:
cm——轨道设施供应总量(人*km/h);
cmi——轨道线路i的断面通行能力,与列车类型,发车频率,单位面积所占人数有关,考虑到规划阶段需要保证一定的服务水平,按5人/m2密度和2.5分钟发车间隔计,6a车型断面通行能力3.7万人/h;
lmi——轨道线路i的在评估单元内的总长度(km);
b——评估单元内轨道线路数量;
vt——评估单元内机动化交通需求人次(人/h);
pm——评估单元内轨道交通方式最大分担率(%),≤90%,核心区轨道站点覆盖人口就业比例大,轨道方式分担率大,外围区轨道方式分担率低;
lm——评估单元内轨道平均出行距离(kim);
csi——轨道站点i的物理容量,受列车上客容量、检票机数量、楼梯及通道通行能力等限制(人/h);
c——评估范围内轨道站点数量,换乘站按多个轨道站计算;
(2)常规公交设施供应量
常规公交设施供应量与公交站点的数量,停靠公交站点的线路数量和每条线路的班次数量、公交线路长度等相关,对于现状公交线路比较成熟的地区可采用通行能力汇总法;对于新规划片区,由于公交线路和站点无法预知,通过规划道路设施提供给常规公交的资源能力进行计算,同时受常规公交承担比例约束;
其中:
cb——常规公交设施供应总量(人*km/h);
li——评估单元内第i条道路长度(km);
ci——评估单元内第i条道路的通行能力(pcu/h),与道路等级,车道数量有关;
8i——评估单元内第i条道路提供公交专用道及常规公交行驶资源的比例系数,可参考现状给不同道路等级以确定的比例;
θi——评估单元内第i条道路常规公交车平均载客数(人/车),参考现状统计值,取10-50;
μ——为常规公交换算标准车系数,取值1.5-2;
a——评估单元内道路数量;
pb——评估单元内常规公交方式最大分担率(%);
lb——评估单元内常规公交平均出行距离(km);
(3)道路设施供应量
道路设施供应量与道路等级、车道数、道路长度、通行能力、车辆载客系数等有关,计算公式如下:
其中:
cr——道路设施供应总量(人*km/h);
σi——评估单元内第i条道路提供给小汽车比例系数,扣除公交及货运比例后,不同片区比例不同;
ki——评估单元内第i条道路小汽车平均载客数(人/车);
(4)计算单元内交通供应总量
评估单元内交通供应总量即轨道、常规公交、道路三种方式供应量之和:
c=cm cb cr
3.计算交通设施承载力
评估单元交通设施承载力等于交通需求量与设施供应量的比值:
s=v/c
交通承载力s的大小反映了交通设施与土地开发的匹配程度,其取值的合理范围与城市发展水平相关,采用统计分析法确定,全市所有评估单元交通承载力5值排序,以第85%位值为最高阈值,超过阈值需要适当降低开发强度或增加交通设施;
步骤3:根据整体层面及局部层面的交通承载力评估结果,给出土地利用调整建议或交通设施规划建议,方案调整后进行再评估,循环多次,直至整体层面及局部层面交通设施承载力均满足目标要求。
2.根据权利要求1所述交通设施承载力评估方法,其特征在于:所述评估方法体系面向城市全局,适用于国土空间规划、城市总规、土地开发强度划定等阶段。
3.根据权利要求1所述交通设施承载力评估方法,其特征在于:步骤3采用循环迭代方法,实现对全市整体层面交通设施与土地利用协调程度进行评估,或实现在局部层面提出优化建议。
4.根据权利要求1所述交通设施承载力评估方法,其特征在于:所述步骤1中轨道站点覆盖人口比例、公交分担率目标值的确定参考城市综合交通规划、战略交通规划等。
5.根据权利要求1所述交通设施承载力评估方法,其特征在于:所述步骤1中交通设施数据库包括道路网、轨道网、公交网数据,其他基础数据包括人口就业、车辆拥有、社会经济、家庭收入等数据。
技术总结