城市近郊区公路网规划方法探讨

张志清，刘 豪，沈伯昭

(北京工业大学 交通研究中心，北京100124)

0 引 言

城市近郊区是指处于城市中心区与远郊区的过渡地带[1]。以行政范围划分，可将临近主城区的郊县作为近郊区；以通勤时间划分，可将距离中心区0.5～1 h的交通圈作为近郊区；以产业结构划分，将临近主城区并具有农业、工业和服务业的混合产业区域作为近郊区。近郊区是一个“空间范围”概念，其内涵即指在空间上靠近城市中心区，同时经济、社会、文化等方面与中心区关系紧密，并与城市中心区有着便捷的交通联系，城市和乡村景观并存的区域。近郊区所拥有的土地资源，人口资源使其在城市化建设过程中具有较大优势。在当前中国快速城市化建设过程中，近郊区对减轻主城区资源、人口压力，促进城市经济、空间平衡发展具有重要意义。公路作为城市和乡镇内外联系的重要基础设施，对近郊区的建设发展具有重要作用。以往对路网规划过程[2-7]，未能特别针对城市近郊区的发展特征与交通需求属性进行精确描述，对城市近郊区发展布局和交通需求相关分析不够深入，路网布局欠清晰。因此，笔者对如何做好城市近郊区公路网规划做了探讨，并进行实证分析。

1 城市近郊区经济发展特性

东南沿海城市建设进程已进入稳定时期，区域格局，城乡空间已是相对固定[1]。以广东东莞、佛山区域为例，区域中有多个相同等级的节点城市，形成均衡节点聚集空间结构(如图1)。我国中西部城市正处于城市化建设的高速时期，近郊区的建设发展还处于动态之中，多是形成了“一极多副”的非均衡节点空间结构(如图1)。中西部城市中心区长期优先发展，建设空间遇到瓶颈，土地资源与城市建设之间矛盾激化，大量企业和居民区向城市外围迁移，近郊区利用自身毗邻中心城区的区位优势和廉价的土地资源吸引和接纳扩散产业和居民，近郊区由乡村向城市转换。据国家统计局网站数据显示，2016年我国城市化率达到57.35%，在全国655个建制市中，郊区所辐射的人口和土地资源远超过城市中心区[1]。通过分析武汉市(1992—2008年)土地开发量数据[8]，也可得到，近郊区土地开发量和增长速度已逐渐超过城市中心区(如图2)。

图1 均衡节点聚集性(左)与“一级多副”非均衡节点(右)空间结构Fig. 1 Two spatial structure: aggregation of node(left) and one center and multiple sub-center (right)

图2 武汉市主城区与近郊区土地开发量比较Fig. 2 Comparison of land expansion between the central district and surrounding area in Wuhan city

近郊区所具有的区位优势和土地资源成为各类园区聚集之地。截止2013年，我国已批准435个国家级产业园区，1 222个省级产业园区。园区里的产业享受各级政府的优惠政策和资金补贴，因此在近郊区成立产业园区成为地方政府促进发展的重要途径。2012—2013年间，国家级产业园区创造的地区总产值占所在城市比重的13%，其中东部开发区地区的生产总值占所在城市比重达到16%，中西部达到9%以上，近郊区产业园区对区域和城市经济发展的贡献越来越大。近郊区产业园区以第二产业(加工制造业)为主，兼有第一产业(现代农业)和第三产业(服务旅游、高新技术产业)，大同市南郊区(2011—2015年)3个产业产值[9]如图3。

图3 南郊区3个产业年产值比较Fig. 3 Comparison of annual output value of three industries in the Nanjiao district

近郊区与主城区联系密切，不仅近郊区发展需要依托主城区基础设施、生活文化设施，而且主城区为近郊区的居民提供了大量的就业岗位。据统计，2012年北京主城区、远郊区人口所占比重较2005年有所下降，而近郊区人口比重上升了5.7%。同时，2012年北京主城区集中了73.74%的就业岗位较2005年提高了1.27%[10]。说明人口在向近郊区迁移，就业岗位仍集中在主城区。东京都政府统计表明，有超过15%的近郊区居民在主城区工作[11]。

2 城市近郊区道路交通特性及交通需求分析

城市近郊区路网组成较为复杂，主要包括4种类型：过境公路，即高等级干线公路(国道、省道)的过境路段；城市环路，即环城主干道，或是新建、改建的环城高等级公路，位于城市近郊区的环路，通常是城市外层环路；出入主城区道路，即城市干道延伸至近郊区路段；为近郊区内部服务的道路，即连接城市干道或过境公路的支路，以及为近郊区居民出行提供服务的低等级公路。

城市近郊区货运繁盛，由于近郊区制造业发达且土地开发程度大，使得货车运行较为频密，城市的货车交通有2/3分布近郊区。近郊区与主城区之间潮汐交通特征明显，近郊区住房建设通常较为超前，工作岗位不能满足需求，使得大量近郊区居民在主城区工作，容易形成主城区与近郊区之间的潮汐交通现象。

通过以上对近郊区社会经济以及交通特性分析，可将近郊区交通需求分为3个方面。

1)与主城区的交通需求：通勤需求(工作在近郊，居住在城区或相反)；生活娱乐需求(进城购物、就医或出城休闲、度假)；中转需求(利用主城区对外交通枢纽中转客货流)。

2)对外交通需求：近郊区制造业发达，与主要市场地存在较强的货物运输需求；与周围区域可能存在原料运输，仓储等方面需求。

3)内部交通需求：产业园区有外来投资输入和地方资源、产品和劳务输出的需求；城市建成区，乡镇及村庄等居住区存在居民工作，生活需求。

3 城市近郊区公路网规划方法研究

3.1 公路网规划方法

目前国内外最常用的公路网规划方法有4种[2]，分别是四阶段法、交通区位法、直接连线法、节点重要度法。

节点重要度法通过对规划区域内的运输集散进行分析，选择节点，采用各个节点的人口，生产总值等能够反映节点功能强弱和集聚能力指标来计算各个节点的重要度，依据其重要度进行聚类分析将节点划分为不同阶层。结合直接连线法，将不同阶层节点用不同等级道路连接，逐层布设形成路网。此方法将规划区域内功能较强的节点作为路网规划的依据，使规划后的路网能够更好的促进社会经济发展。与其他几种路网规划方法相比，此方法不需要繁琐的OD调查和详细的交通调查资料，对近郊区这种发展变化快，交通流分散，OD调查费时费力的区域具有明显优势。

3.2 构建近郊区公路网节点体系

一般节点重要度法，将规划区域中节点进行分类包括：行政类节点、交通类节点和经济类节点[12]，见表1。根据近郊区路网和交通需求特点，考虑近郊区对外以及与主城区交通需求，增设虚拟节点；考虑近郊区内部交通需求，对近郊区内部行政节点优化分类，将产业园区纳入到经济类节点分析。构建更加适合近郊区的节点重要度体系。

表1 传统节点分类Table 1 Traditional node classification

3.2.1 考虑近郊区对外和主城区交通需求的节点选择

考虑近郊区与主城区之间的交通需求，将能够联系主城区与近郊区的城市主干道路口和城市环路路口作为重要节点或比较重要节点；考虑近郊区对外交通需求，将区位条件较好的过境干线接入口作为重要节点或比较重要节点。在传统的节点重要度法中，并无将路口包含在节点分类中。将城市主干道、城市环路路口以及过境国省干线接入口作为虚拟节点，纳入到路网规划中统筹考虑。

3.2.2 考虑近郊区内部交通需求的节点选择

近郊区内部节点大致分为行政类节点、经济类节点和交通类节点。结合近郊区现状布局，考虑未来规划，将县域行政类节点划分为区县政府驻地、规划新区、乡镇政府驻地以及行政村和自然村。近郊区产业园区聚集，园区发展必须要有便捷的道路交通，将各个园区纳入到经济类节点统筹考虑。

将近郊区内部的行政村和自然村划分为一般节点，其它节点进行重要度计算，并依据其重要度进行聚类分析划分为重要节点和比较重要节点，重要度定义如下：

行政节点

(1)

经济节点

(2)

交通节点

(3)

(4)

式中：Ii为第i个节点的重要度；Ri为第i个节点的人口；Ra为各个节点的人口平均值；Gi为第i个节点的工农生产总值；Ga为各个节点工农生产总值的平均值；Si为第i个节点人均收入水平；Sa为各个节点人均收入水平的平均值；Ni为第i个节点生产总值；Na为各个节点生产总值的平均值；Qi为第i个点就业人口；Qa为各个节点的就业人口的平均值；Ri为第i个节点的货运量；Ra为各个节点货运量的平均值；Yi为第i个节点的营业收入；Ya为各个节点营业收入的平均值。α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8、α9分别是9个指标的权重，为得到各个指标的权重，由6位专家采用5分制原则对各个指标进行打分，见表2。由于各位专家研究方向不同，打分存在一定的偏向，从而使权重确定具有一定模糊性。为了消除这种模糊性，采用主成分分析法对实际打分专家数进行简化，使得权重的确定更加精确。最终得到各指标的权重分别是0.356、0.431、0.213、0.692、0.308、0.714、0.286、0.613、0.387。

得到各节点重要度值后根据模糊聚类法，将其分为重要节点和比较重要节点。最后将行政村、自然村作为一般节点。

表2 专家打分Table 2 Expert evaluation

3.3 近郊区公路网规划布局

考虑到节点重要度，结合直接连线法提出以下路网布局原则。具体路网布局流程见图4。

图4 路网布局流程Fig. 4 Procedures of highway network layout

1)与作为重要节点的城市主干道路口或城市环路路口衔接路段应布设一级公路；与作为比较重要节点城市主干道路口或城市环路路口衔接路段应布设二级及以上公路。

2)作为重要节点的过境国省干线的丁字路口应改建为十字路口，新建公路应为二级及以上公路，考虑具体的交通流量，是否要修建互通式立交；作为比较重要节点的的过境国省干线丁字路口应改建为十字路口，新修建公路应为三级及以上公路。

3)重要节点之间及重要节点与比较重要节点之间应布设二级及以上公路；比较重要节点之间及比较重要节点与一般节点之间应布设三级及以上公路；一般节点之间应布设等级以上公路。

3.4 近郊区公路网规划流程

1)路网规划背景：收集城市近郊区的社会、经济发展资料，确定近郊区未来发展定位，为路网规划提供可依托的规划背景。

2)路网规划基础和发展目标：收集城市近郊区铁路、水运、航空及公路国省干线现状及规划资料，分析近郊区与对外交通枢纽的交通联系需求，明确近郊区公路交通方式在综合交通中的作用，确定公路发展建设目标。

3)公路网的布局规划：近郊区的公路网布局，根据近郊区与主城区、对外和内部交通需求，选择路网规划节点，运用节点重要度和直接连线法，从点到线到面依次展开布局。

4)建设序列：依照公路建设项目的必要性，可行性进行排列。

对规划步骤中的1)、2)、4)与以往研究并无不同，故只在流程图5列出，只对步骤3)进行了重点说明。

图5 近郊区公路网规划流程Fig. 5 Procedures of highway network planning in suburban areas

4 大同市南郊区公路网规划实例

南郊区是大同市4个市辖区之一，是大同市“一核三区，一轴一带，多通道”城镇结构上西轴段上的重要节点，是疏解中心城市人口功能，集聚新能源产业的重要基地。在大同市建设成为“国家华北、西北的中部空间转换连接的重要枢纽，山西省对接首都圈的桥头堡”的总体部署下。南郊区全力打造“四区一中心”(四区：转型综改示范区、统筹城乡样板区、商贸物流中心区、生态有为建设区；一中心：建设低碳、绿色、集约、智慧的现代化城市西部副中心)，与城市中心交流愈加密切，城市化进程大大提速。南郊区的公路网规划目标：形成与主城区的多通道联系，形成与周围区域公路的有效衔接，形成区域内部重要节点30分钟生活圈。表3是南郊区“十二五”末主要社会经济指标[9]。

表3 南郊区“十二五”末主要社会经济指标Table 3 Soci-economic index of Nanjiao district in the end of 12th Five-Year plan

4.1 南郊区路网的规划节点

由于笔者所研究的是近郊区公路网规划，在选择节点时要考虑如何满足近郊区3个层次的交通需求。考虑近郊区与主城区的交通需求，分析联系大同市主城区与南郊区城市主干道路口区位，将同泉路、御河西路南延至南郊区的路口作为重要节点，将平德路、平泉路、和宁街与泉运线相交的丁字路口作为比较重要节点；考虑对外交通的需求，国道208(东至北京，南达太原)作为南郊区境内主要对外通道，将国道208与塔里线、泉运线的丁字路口作为重要节点；考虑内部交通需求，分别选择南郊区境内行政节点(城市副中心、西韩岭乡、口泉乡)，经济节点(塔山园区、万栋蔬菜园区、甲醇工业园、湿地公园)并计算节点重要度值见表4，采用模糊聚类的方法将南郊区内部节点按照其重要度值分为两类，即重要节点和比较重要节点。得到的重要节点有塔山工业园区、万栋蔬菜园区和城市副中心，比较重要节点有甲醇烯烃工业园、湿地公园、口泉和西韩岭乡镇驻地。综上得到南郊区节点的分类结果见表5。

表5 节点分类Table 5 Classification of nodes

表4 节点重要度值Table 4 Importance of nodes

4.2 南郊区公路网布局

考虑近郊区公路网的布局原则，首先布置重要节点之间的主干道。规划改建省道205为双上双下的城市化一级路与城市主干道同泉路连接，满足塔山工业园及周围区域与主城区的交通需求。规划改建大谢线为双上双下的城市化一级路与城市主干道御河西路连接满足万栋蔬菜园区、御河湿地公园与主城区交通需求。规划改建塔里线与国道208丁字路口为十字路口，新建一级路将塔里线与大谢线连接起来，满足塔山工业园区与万栋蔬菜园区对外交通需求，同时加强两者之间的交通联系。规划新建一级路，将和宁街南延至塔里线，满足城市副中心与塔山工业园区和万栋蔬菜园区的交通需求；其次布置比较重要节点及其之间的次干道，增设主干道。规划新建二级路，将平泉路南延至塔里线，满足塔山工业园区与口泉乡之间的交通需求。规划新建二级路，将平德路南延至塔里线，满足西韩岭乡与塔山园区和万栋蔬菜园区交通需求。规划改建泉运线与国道208丁字路口为十字路口，满足南郊区东部节点与西部节点的交通需求。规划改建西黄线提升等级为二级，满足甲醇烯烃工业园区对外交通需求；最后将行政村和自然村用等级以上道路合理连接到主干道和次干道，形成整个路网见图6。

4.3 南郊区公路网规划评价

规划后的路网，如图6。南郊区与大同城区的联系通道提高到1条高速公路、2条一级公路、3条二级公路，既有保证时效性的高速公路，又有联系不同城区的二级以上道路满足出行者多样性的交通需求，加强了南郊区与大同城区的联系；国道208作为南郊区主要的对外通道，通过2条二级以上道路将南郊区境内的主要产业园区与国道208连接起来，保障了产业园区与周边原料供应地以及主要市场区的联系；南郊区境内的重要城镇、规划园区、旅游景点已全部通过二级以上公路连接，有效的支撑了南郊区城市布局和产业发展，且所有农村居住点通等级以上道路，为近郊区居民出行提供保障。

图6 南郊区路Fig. 6 Highway network in Nanjiao district

南郊区公路网的主要评价指标见表6。可以看出，规划后的南郊区公路网面积密度、公路网人均密度、公路网连通度和公路网等级均有提高。公路网是近郊区城市布局、产业发展的重要支撑，因此规划路网要与近郊区社会经济发展相适应。近郊区公路网经济适应性评价集可建立为V=(超前；适应；基本适应；不适应)，参考国内外统计资料，以发达区域公路指标为参考对象，结合南郊区经济发展水平制定经济性评价标准见表7。

表6 南郊区公路网评价指标Table 6 Index of highway network evaluation in Nanjiao district

表7 评价指标Table 7 Index of evaluation

根据南郊区公路网经济适应性评价指标模糊参考标准，对4个指标进行单因素评价，从而得到模糊关系矩阵R。

通过专家质询法，得到各评判因素的权重系数矩阵W=(0.25，0.15，0.35，0.25)。得到综合评价。

B=WR=(0.360,0.400,0.225,0.015)

maxB=0.4，对应的模糊评价等级为“适应”，因此南郊区的规划路网可以适应南郊区社会经济发展。

5 结 语

以城市化建设需求为基础，提出土地开发利用形成的城市近郊区这一新形态。目的在于完善、扩展公路网规划方法理论，建立与城市近郊区相适应的公路网规划体系。针对城市近郊区经济发展和交通特性，提出近郊区与主城区、对外和内部的交通需求，并根据3个层次的交通需求进行节点选择，改进传统节点重要度法并结合直接连线法，使其适用于城市近郊区的公路网规划。利用此方法对大同市南郊区公路网进行规划实践，并采用模糊评价法对公路网规划指标评价，表明此方法对城市近郊区的公路网规划具有一定的参考价值。