基于供需平衡法的中等城市快速路规模研究——以金华市为例

李忠燕 王兆军

（金华市城市规划设计院，金华 321300）

引言

随着城市化进程的加快与社会经济的快速发展，中等城市的发展规模增大。与此同时，交通问题也逐步显现，城市组团之间或功能分区之间的交通需求特别是中长距离交通需求也随之不断增大。为了满足城市各个功能组团之间的交通需求，城市建设者通常采取快速路作为功能组团之间的联系纽带。金华在由中等城市向大城市发展的过程中也面临着同样的问题。中等城市一般存在既有快速路缺乏，既有路网改造难度较大等特点，如何合理确定快速路的规模显得尤其重要。目前的《城市道路规划与设计规范》没有对中等城市的快速路规模做出定义，也没有针对中等城市的快速路规模方面的研究。本文从供需平衡角度对金华市的快速路网规模进行分析研究，旨在探讨适合中等城市的快速路网合理规模的预测方法。

1 快速路网规模影响因素

不同城市都有自己特有的空间结构、城市规模、交通需求、交通结构、社会经济发展状况、居民生活习惯和相关的交通政策等，会导致居民出行距离、出行方式结构、出行时耗等不同，即使是两个同等规模的城市，其快速路系统的线网规模也会因为各自城市情况的不同而异。综合起来城市快速路系统规模的影响因素主要有：城市空间结构、城市规模（用地和人口）、机动车保有量、社会经济发展状况、交通政策和交通结构等。

2 快速路规模的计算方法

目前对于城市快速路网规模计算归纳起来主要有以下几种：密度法、类比法、供需平衡法和回归拟合分析法[1]。每种计算方法的侧重点各异，优缺点也不一。供需平衡法原理浅显易懂，但是其中存在着诸多不确定因子，该方法适用于任何城市规模。虽然存在着诸多不确定因子，但它是目前使用最广泛的一种方法。影响因素和回归分析中验证了机动车交通量对确定城市快速路网规模的影响是最主要的。对于规划年末快速路网规模，只需要准确预测出该城市机动车保有量，就能够采用这种方法大概匡算城市规划年末的快速路网规模。

3 快速路供需平衡法模型的建立

快速路交通供需法，就是根据有控制条件下的城市车辆发展需求、快速路设施的时空消耗来确定城市快速路合理规划建设规模[2]。该方法首先计算并分析城市规划年末快速路所能提供的交通容量以及城市发展对交通量的需求，然后利用快速路上的交通容量与交通需求相平衡的原理得出快速路的合理规模。由此可见，运用供需平衡法所得出的城市快速路规模是科学合理的，能够适应城市发展对交通量的需求。公式（1）为供需平衡模型公式。

式中， Ne为快速路日通行容量（万辆·km）；Ns为快速路上机动车交通需求（万辆）；D为快速路上车辆平均出行距离（km）。

3.1 快速路交通需求预测

快速路上机动车交通需求由三部分组成，包括城市各个组团之间或功能区之间的交通量——市内交通量；城市对外交通量；过境交通量。在运用该模型时需要对这部分交通量进行详实的调查。然后分别对这三类交通流对快速路的影响程度进行分析，对吸引系数进行确定，分析城市交通网络结构对快速路的依赖程度。借鉴国内外同类城市快速路对这三种性质交通流的吸引力，科学确定快速路规模[3]。

（1）市内机动车交通需求预测。根据规划年末城市人口以及人均出行次数得出市内居民出行总量，然后参照综合交通体系规划中居民出行结构得出机动车的出行量和所占总量的比例。再将机动车换算为当量小汽车，结合典型车型的平均实载人数，用公式（2）计算出市内交通需求量。

式中， D内为市内交通需求量（pcu/日）；E为市内居民出行总量（人/日）；为采用第种交通方式的出行量占出行总量的比例（%）；为第种交通方式的典型车型换算系数（pcu/veh）；为第种交通方式典型车型的平均实载（人/veh）。

（2）对外机动车交通需求量预测。对外交通需求量的预测需要根据城市结构、组团间交通流向划分交通大区，得出对外OD 量，并将结果换算成当量小汽车。用公式（3）计算对外机动车交通需求量。

式中，D外为对外交通需求量（pcu/日）；为第i种车型对外交通量（pcu/日）； 为第i 种交通方式的典型车型换算系数（pcu/veh）。

（3）过境机动车交通需求量预测。城市过境交通量的预测需要对城市出入口的交通量做统计分析，得出各个出入口不同车型的出行量和所占比例，用公式（4）计算过境交通需求量。

式中，D过为过境交通需求量（pcu/日）；为第i种车型对外交通量（pcu/日）； 为第i 种交通方式的典型车型换算系数（pcu/veh）。

通过对快速路上的三种机动车辆预测模型公式的确定，以及对公式中需要注意的各个参数的定义，可以得出快速路上的总交通需求量，计算用公式（5）。

式中，NS为快速路上机动车交通需求；K 为快速路对机动车交通的吸引系数。把公式（2）、（3）、

（4）代入公式（5），得：

3.2 快速路交通供给模型确定

交通容量计算模型的原理是根据单个机动车在单位时间内通过的距离和标准四车道快速路在单位时间内所能容纳的机动车是相均衡的，这个原理也被称为空间容量原理。根据空间容量原理可以得出城市规划快速路日均通行容量计算模型∶

式中，Ne为快速路日均通行容量（万辆·km）；为四车道快速路通行能力（万辆/h）； Le为规划快速路等效长度（km）；为高峰小时系数，一般取0.4- 0.6 ； Kd为方向不均衡系数，一般取1.2。为快速路的负荷不均匀系数，可取0.85。

3.3 基于供需平衡的模型建立

通过对快速路上的交通需求和交通容量两大计算模型的确定，根据供需平衡原理将两部分的模型参数联立得出规模计算公式（8）。

由公式（8）得出的快速路网总长度只是双向四车道快速路的等效长度，在规划过程中，根据道路断面的不同需要对路的总长度进行折算。公式（9）为折算公式。

式中， Le为规划快速路折算后的总长度（km）；Ki（i=1、2、3）分别表示双向四车道、六车道、和八车道的等效系数，分别取值：1.0，2.5/1.8，3.1/1.8；Li分别表示双向四车道、六车道和八车道快速路的总长度。

4 实例运用

本文以金华市总体规划为依据，战略规划为参照，通过对中长距离出行量的分析。将机动车出行量中选择快速路出行的机动车为研究对象，以金华市快速路合理规模为最终目的。

4.1 金华相关规划的分析

城市性质与发展目标：浙江省中西部地区的中心城市，重要的交通、信息枢纽。将金华打造为先进的制造业基地、浙江省中西部地区的现代金融中心、商贸物流中心、教育文化中心和旅游集散中心、21世纪宜居城市；成为浙中城市群合作的组织者、浙闽赣皖四省九地市经济协作区交流的主要推动者、浙中西地区参与“长三角”竞争与合作的领跑者、建设宜居城市与和谐社会的先行者。

依据《金华市城市总体规划修改（2006-2020年）》和《浙中城市群远景发展研究报告(2012-2030年)》，金华市2020年常住人口将达165-185万人，其中城镇人口将达140-150万人；2030年常住人口将达210-220万人，其中城镇人口将达170-180万人。

金华空间发展结构为“两山一廊，聚合主轴”。金华城镇体系结构为“一心一轴，两区两重，六点三十八村，若干基层村”。市区面积约2044km2。

4.2 供需平衡公式中参数的确定

（1）金华市居民及流动人口出行总量。2020年金华市城镇人口将达140-150万人，流动人口占城镇人口的比例取经验值20%，预计2020年金华市流动人口规模约为28-30万人。常住人口人均出行次数2.7次/日，人均出行次数将达到3.0次/日。2020年金华市常住人口和流动人口出行总量将达到560万人次/日。

（2）出行方式比例。根据金华市区综合交通规划的调查报告分析，得出金华市2012年和2020年居民出行方式构成，见表1。

表1 金华市交通出行方式合理构成

（3）出行方式换算系数（表2）。

表2 金华市交通出行方式的换算系数

（4）对外机动车交通需求、过境机动车交通需求。根据金华市区综合交通规划的调查报告分析，2020年金华市内部出行日均总量为531万人次/日，对外交通出行的总量为29万人次/日，过境交通需求约为10万人次/日。

（5）各种交通方式的实载。根据金华市区综合交通规划的调查报告，并结合国内其他城市各种交通方式的实载情况，总结出金华市规划末期各种交通方式的实载建议值（表3）。

表3 各种交通方式的平均实载

（6）快速路对交通的吸引系数。快速路对市内交通的吸引系数，国内经验取值在 0.3-0.5之间。结合金华市城市总体规划以及社会经济发展状况，参照国内经验取值最终确定取值0.4。快速路对外交通的吸引系数相对较大。参照国内参数取值经验一般在 0.6-0.8[4]，金华取值0.7。根据国内快速路建设经验，快速路对过境交通的吸引系数取值在0.7-0.8[5]之间，金华取值0.8。

（7）高峰小时快速路交通量占日均交通量比例。金华市居民在一天中有早高峰和晚高峰，分别出现在早上 7∶00-8∶00 和下午 17∶00-18∶00，高峰时段的出行比例总计约为25%，考虑到金华市正处于机动车快速增长阶段，参考其他城市快速路所占的比例，综合确定高峰小时快速路交通量占日均交通量比例为0.5。

（8）快速路上车辆的平均出行距离。近年来金华机动化出行的平均距离一直在加长，根据相关规划，规划末期出行的距离将进一步加大，本文研究成果取15km。

（9）四车道快速路的通行能力。快速路与高速公路存在着类似的特点，根据我国调整公路基本路段服务水平分级表，当设计时速 80km/h 、服务水平在三级时，快速路的最大服务交通量为1600pcu/(h·km)[6]。

（10）车道数所占比例。参考国内大城市的经验，结合金华市道路特征。设定规划年末四车道路网规模所占比例为10%，六车道路网规模所占比例为70%，八车道路网规模所占比例为20%。

4.3 金华市快速路网合理规模预测

根据以上标定的参数和居民出行预测结果，将成果带入公式（8）和公式（9），计算得出规划年金华市快速路网规模约121.4km。

5 结语

根据交通供需平衡原理和供需平衡公式对金华市快速路规模进行了合理的预测，得出金华市快速路规模为121.4km。该方法可用到国内其他中等城市，快速路规模的合理预测包括市内、对外、过境交通量的预测，交通供给的预测需要可靠的交通基础数据、科学合理的参数分析。

[ 1 ] 李岚，主城区快速路规模合理性研究—以南京市为例[D]．南京：东南大学，2015．

[ 2 ] 胡国军，我国大城市快速路规模与布局研究[D]．东南大学交通学院，2005．

[ 3 ] 左秀堂，中等城市快速路规模与布局研究—以渭南市为例[D]．西安：西安建筑科技大学，2014．

[ 4 ] 高奖，大城市快速路规划与设计关键问题研究[D]．南京：东南大学，2006．

[ 5 ] 朱胜跃，城市快速路出入口设置探讨[J]．城市交通，2004，2(4)：59-63．

[ 6 ] 周再玲，我国大城市道路系统规划的研究[D]．成都：西南交通大学，2003．

[ 7 ] 金华市区立体交通专项规划（2016-2030）[R]．2017．

[ 8 ] 金华市城市综合交通规划（2012－2020）[R]．2014．

[ 9 ] 金华市区公共交通专项规划（2013-2020年) [R]．2014．