一種多方式的城市道路橫斷面資源協(xié)調配置方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種多方式的城市道路橫斷面資源協(xié)調配置方法，屬于城市交通規(guī)劃 領域。
【背景技術】
[0002] 我國城市呈緊湊型布局形態(tài)，建成區(qū)內人口高度密集，大中城市土地資源處于極 度短缺狀態(tài)，隨著我國城市化水平及城市社會經濟發(fā)展水平的提高，這種狀況將呈進一步 加劇趨勢。另外城市機動車保有量正在迅猛增長，由此帶來的交通擁堵及環(huán)境污染問題也 日益嚴峻。因此，如何科學合理分配城市道路斷面資源，在適應多方式交通需求的前提下盡 可能提高土地資源利用效率顯得尤為重要。
[0003] 新都市主義提出"公交引導開發(fā)"（TOD)模式，支持公共交通使用，減少對小汽車 的使用的需求。對城市道路橫斷面規(guī)劃設計的方面，各個國家都有相應的規(guī)范，尤以美國和 日本為代表，但是這些設計規(guī)范所給出的依然是各車道寬度的范圍，并且在設計道路橫斷 面時，過度關注"道"的通行問題，通行效率成為越來越重要的衡量標準，而忽略甚至放棄了 "街"原本承載的生活作用。另外在進行橫斷面整體設計時，沒有考慮到由機動車帶來的環(huán) 境污染問題。
[0004] 為體現以人為本和可持續(xù)發(fā)展的規(guī)劃設計理念，道路橫斷面設計應擺脫單純?yōu)槠?車服務的思想。研宄從出行者角度出發(fā)，以多方式交通采用者單位道路資源占用效率分析 為基礎，研宄建立城市道路橫斷面資源協(xié)調配置的微觀模型，以斷面客運能力盡可能大和 斷面排放量盡可能小為目標函數對既定紅線寬度的橫斷面布局進行優(yōu)化設計。

【發(fā)明內容】

[0005] 發(fā)明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發(fā)明提供一種多方式的城市道路 橫斷面資源協(xié)調配置方法，該方法在既定紅線寬度的道路條件和交通條件下，可以提供一 個使得道路橫斷面客運能力較大并且排放量較小的橫斷面布局設計方案。
[0006] 技術方案：為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：一種多方式的城市道路 橫斷面資源協(xié)調配置方法，包括以下步驟：
[0007] 步驟1，根據道路的紅線寬度和設計需求確定公交專用道以及橫斷面形式；同時 根據橫斷面形式上設有的分隔帶情況，確定分隔帶的初始寬度；
[0008] 步驟2,根據道路的紅線寬度、和步驟1確定的公交專用道和采用的橫斷面形式確 定機動車的道路供給條件，同時確定小汽車公交車同行情況以及機動車道各車道的寬度；
[0009] 步驟3,按照設計需求確定交通條件，所述交通條件包括橫斷面上有幾種交通方 式、各種交通方式的設計速度以及單位車輛平均載客量，設定各種交通方式的預期服務水 平；
[0010] 步驟4,根據步驟3得到的各種交通方式的設計速度、單位車輛平均載客量以及預 期服務水平、步驟2確定的機動車的道路供給條件、小汽車公交車同行情況以及機動車道 各車道的寬度計算選入橫斷面的各種交通方式的標準單位寬度客運效率和排放率；
[0011] 步驟5,根據步驟3得到的預期服務水平，以及步驟4中計算得到的選入橫斷面的 各種交通方式的標準單位寬度客運效率和排放率，建立斷面客運效率最大、排放率最小的 目標函數及相應的約束條件；
[0012] 步驟6,得到步驟5建立的目標函數之后，遍歷各種交通方式車道數的組合方式， 求解最優(yōu)方案，得到優(yōu)化過程中的關鍵參數和橫斷面資源分配結果。
[0013] 所述步驟4中計算得到的標準單位寬度客運效率：
【主權項】
1. 一種多方式的城市道路橫斷面資源協(xié)調配置方法，其特征，包括以下步驟： 步驟1，根據道路的紅線寬度和設計需求，確定公交專用道以及橫斷面形式；同時根據 橫斷面形式上設有的分隔帶情況，確定分隔帶的初始寬度； 步驟2,根據道路的紅線寬度、和步驟1確定的公交專用道和采用的橫斷面形式確定機 動車的道路供給條件，同時確定小汽車公交車同行情況以及機動車道各車道的寬度； 步驟3,按照設計需求確定交通條件，所述交通條件包括橫斷面上有幾種交通方式、各 種交通方式的設計速度以及單位車輛平均載客量，設定各種交通方式的預期服務水平； 步驟4,根據步驟3得到的各種交通方式的設計速度、單位車輛平均載客量以及預期 服務水平、步驟2確定的機動車的道路供給條件、小汽車公交車同行情況以及機動車道各 車道的寬度計算選入橫斷面的各種交通方式的標準單位寬度客運效率和機動車尾氣排放 率； 步驟5,根據步驟3得到的預期服務水平，以及步驟4中計算得到的選入橫斷面的各種 交通方式的標準單位寬度客運效率和排放率，建立斷面客運效率最大、排放率最小的目標 函數及相應的約束條件； 步驟6,得到步驟5建立的目標函數之后，遍歷各種交通方式車道數的組合方式，求解 最優(yōu)方案，得到優(yōu)化過程中的關鍵參數和橫斷面資源分配結果。
2. 根據權利要求1所述的多方式的城市道路橫斷面資源協(xié)調配置方法，其特征在于： 所述步驟4中計算得到的標準單位寬度客運效率：
式中：E-寬度客運效率，i一取值1-4,分別對應小汽車道、公交專用道、非機動車道和 人行道；(；一交通方式i的單車道設計客運能力，Wi(l-為標準單位車道寬度，p「引入交 通方式i的平均載客量，ni-交通方式i的車道通行能力修正系數，Ci(l一設計通行能力計 算值，Vi -第i種交通流的運行速度，Si-安全車頭間距，L^一車身長度，a-平均減速度， 減速前的初始速度，t一反應時間。
3. 根據權利要求1所述的多方式的城市道路橫斷面資源協(xié)調配置方法，其特征在于： 所述步驟4中得到的單位寬度排放率包括小汽車的標準單位寬度排放率，公交車的標準單 位寬度排放率； 其中，小汽車的標準單位寬度排放率為：
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-小汽車標準單位寬度排放率，-NO,平均排放率，yH。一HC的平均排 放率，-CO的平均排放率，x-車輛行駛速度； 公交車的標準單位寬度排放率為：
yPM= 8. 697X10 _5+l. 3533X10_4x-9. 282X10_6x2 式中，y2-公交專用道標準單位寬度排放率，-噸的平均排放率，yPM-PM的平 均排放率。
4.根據權利要求1所述的多方式的城市道路橫斷面資源協(xié)調配置方法，其特征在于： 所述步驟5中建立的整個道路橫斷面的承載效率盡可能大，能源消耗盡可能少的資源優(yōu)化 模型目標函數：
式中：E-整個斷面的客運效率，Nq-交通方式q的車道數，Wq-交通方式q的單位車 道寬度，vq為車輛行駛速度或者步行速度，Sq為交通方式q的安全車頭間距，NpN2分別為 小汽車和公交專用道的車道數;Wi、W2分別為小汽車和公交專用道的單位車道寬度，yi為小 汽車標準單位寬度排放率，y2為公交專用道標準單位寬度排放率，Pq為交通方式q的平均 載客量，nq為交通方式q的車道通行能力修正系數，Wq(l為標準單位車道寬度； 該目標函數的約束條件：
式中：D-規(guī)劃的紅線寬度，Nq-交通方式q的車道數，Wq-交通方式q的單車道寬度，Wn-機動車內側車道寬度，Ww-機動車外側車道寬度，Wm-中央分隔帶寬度，W」一機非分隔 帶寬度，-人非分隔帶寬度；Nqmin為交通方式q的設計最小車道數。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多方式的城市道路橫斷面資源協(xié)調配置方法，該方法首先根據既定的紅線寬度和設計需求決定是否設置公交專用道以及采用何種橫斷面形式，然后確定機動車的道路供給條件，確定小汽車公交車是否混行以及機動車道各車道寬度，以及確定交通條件，再次確定各種交通方式的標準單位寬度客運效率和排放率，進而建立斷面客運效率最大、排放率最小的目標函數及相應的約束條件，最后求解目標函數，得到優(yōu)化過程中的關鍵參數和橫斷面資源分配結果。本發(fā)明在既定紅線寬度的道路條件和交通條件下，可以提供一個使得道路橫斷面客運能力較大并且排放量較小的橫斷面布局設計方案。
【IPC分類】G08G1-00
【公開號】CN104778832
【申請?zhí)枴緾N201510203023
【發(fā)明人】陳峻, 葉嬌, 王斌
【申請人】東南大學
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月24日