日夜飞驰——聊聊城市马路

豌豆皮

咱们的博物馆盗窃案进入了关键环节——飞车捉贼！其实不止这次的盗窃案了，所有的警匪片中都有许多在城市中的追逐戏，这种情况在真实生活中也能见到。警察与小偷之间的这场追逐战是否精彩，与这个城市的道路尺度和布局很有关系。

城市道路的布局

“道路”这个概念，在《中华人民共和国道路交通安全法》里是这么规定的：“指公路、城市道路和虽然在单位管辖范围内但允许社会机动车通行的地方，包括广场、公共停车场等用于公众通行的场所。”城市内部的道路是“城市道路”，城市外的道路才叫“公路”。虽然道路的“本职功能”是解决交通问题，但它显然还有分割土地的作用，把城市划分成一个个大大小小的街区。所以，道路的尺度和布局，在很大程度上，与这个城市的生活方式互相影响。

城市道路的布局方式主要分两类：

第一类棋盘式

形式 好像棋盘一样纵横交错的，把城市划分成许多个方格子。

我国许多古代城市都采用这种道路布局，用街道把城市划分成一个个坊，“街坊”这个词就是由此而来。这种棋盘式布局，最有名的例子是长安，在《长安十二时辰》这部剧里有很充分的展现。

优点 这种布局胜在灵活，两点之间有无数种可能的抵达方式，在任何一个交叉口都能灵机一动改变路线，非常适合上演警匪追逐战。

缺点 承载的交通量比较小，众多的交叉口虽然灵活，然而交通流的交叉就会降低车速，增加延误和拥堵的可能。而且这种布局比较依赖地形，地形起伏比较大的地区并不适用。

古代长安城的布局

第二类环形加放射线式

形式 围绕中心的环形加放射线的布局把城市划分成中心和外围两部分。

优点 适合大城市。

缺点 路线选择不如棋盘式灵活，环形线路和放射状线路交叉的路口，常常不是直角相交的，形状不规则。另外，这种布局方式也受到一定的地形限制，比如地形狭长的城市就不能采用这种方式。

综合的城市结构

现代的大城市，一般采用在环形框架内填充棋盘的混合式道路布局，比如我们知道北京的道路以“横平竖直”著称，以致当地人特别习惯用东南西北指路，让不习惯辨认方向的游客一头雾水。但它又有从二环一直到传说中的七环的六道环路，还产生了“五环之歌”这种段子，这就是环路式+棋盘式混合布局的典型例子。

另外，有些地形地貌过于特殊的城市，比如山城重庆，就只能采取依地形而规划的自由式布局了。

北京市的主要交通布局

道路的分类

道路的核心功能是交通，交通的需求分两类，一类是“通”，一类是“达”。我们形容一个地方交通方便，说这里“四通八达”，但是通和达其实有着一定的内在矛盾。通的要求是迅速，需要快速通过;达的要求是方便，要在目的地靠边，还要减速停车。那么一部分车流要快速直线通过，另一部分车流要变向靠边，减速停车，这就产生了矛盾，因为方向和速度上的交会都会增加事故的风险。

最安全的行车状况是什么样的呢？所有车辆以同样的速度朝同一的方向行驶，这样才能把行车风险降到最低。车速越是参差不齐，发生事故的可能性就越大。处理这个矛盾，就要尽量把通和达的车流区分开来。道路与道路之间分出级别差别，划分车道，还有其他许多交通安全设施和管理设施，都是出于這个目的。

我国的城市道路，主要分为快速干道、主干道、次干道和支路，这也是城市道路规划的针对范围，在此之外，还有一些生活性的街坊小路，不在城市规划的范围中。

不同分类的体量

主动脉：快速千道和主干道

快速干道和主干道是城市中的主要交通走廊，它们的主要任务是“通”，快速干道限制非机动车进入，主干道要把机动车和非机动车分流，这都是为了保证车流速度尽量均衡稳定。这两类道路的两侧，都不会直接设置大型公共场所的出入口，比如大商场、大型博物馆，因为车辆在快速干道和主干道上是快速通过的，不能靠边停下来。在快速干道和主干道上接近目的地之后，一定是通过附近的出口，来到次干道和支路上，然后才能抵达目的地。这样的出口相距不会太远，太远会造成过多的绕路，但也不会太近，太近会造成过于频繁的变向和减速，降低行车效率。城市里快速干道的出入口，一般相距在1.5千米以上。

小动脉：次千道

次干道是介于城市主干道和支路之间的道路，也是车流、人流的主要交通集散道路，公交线路主要就分布在这一级道路上。

毛细血管：支路

如果说干道是城市的动脉，那支路就是城市的毛细血管。人们日常生活所需的各种便利设施，往往也是在支路街道的外立面上。一个城市是否宜居，可以从支路的路网密度看出端倪，交通的便利程度影响着人们的出行选择，从而影响生活方式。

次干道和支路是对城市交通走廊的扩展和补充，共同承担“达”的任务。大家可以在自己的城市观察一下，公共建筑、停车场、公交车站和出租车服务站等等设施，都分布在什么样的道路两侧，那就是城市的次干道。

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我国在《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中提出，到2020年，城市路网密度要达到8千米/平方千米的水平，但直到2018年底，全国主要城市中还只有深圳、厦门和成都达到了这一标准，其他城市尚未达标。

如何来规划城市道路

快速干道、主干道、次干道和支路的建设标准不同，承担的任务也不一样，它们各自应当在道路网络中占据多大的比例，需要根据每个城市各自的城市形态、地理条件、交通流的方向和交通量的大小来决定。

第一步：调查

对道路网的规划，首先从交通量的调查开始。规划员把这叫作O-D调查，O是起点（Origin），D是目的地（Destination），调查城市里居民、货物和机动车的出行情况。随后，在O-D调查的数据基础上把城市划分成许多个“交通小区”，通过计算各个小区之间的交通需求，来预测整个城市每天会有多少交通需求，发生多少交通量，这些交通量在空间上和时间上又是怎么分布的。这是一个数学建模和求解的过程，得到的结果是对整体情况的预测，并不是对实际情况的统计。因为道路的规划需要考虑的是未来将会发生的交通量，在道路建设完成后能够满足当时的情况，而不是用未来的道路来满足现在的需求。

第二步：分配

在出行调查和出行预测得到结果，知道了未来将会发生的交通量之后，需要再把预测的交通量“分配”到道路网络的具体路线上，看看现有道路的每条路线、每个交叉点上，在高峰时段会产生多少交通量，交通质量如何。这个“分配”的过程也涉及复杂的数学过程，因为既要考虑到路段、交叉口的通行能力限制，也要考虑到，人们的出行选择虽然总是倾向于用时或花费最少的路径，但也有随机的其他因素，而且他人的出行选择会影响到路段的交通情况，从而影响到自己的出行选择。众多的约束条件让建模求解变成了一个高维数学问题，在计算机的计算能力还不够发达的时候，这类问题的求解非常困难，要么需要很多近似的假设和简化，要么就采用模拟的办法。不过类似的计算，我们现在在生活中已经比较熟悉了：只要输入起点和终点，大多数的地图APP都能基于实时的路况，为你规划出从距离、用时，甚至红绿灯数量等方面综合考量后来说最优的路线。

不断优化的过程

城市道路规划的一个特点是，通常只能在现有的道路网络上进行调整，很少有机会规划一个全新的城市。所以，预测交通量的分配，首先是分配到现有的道路网络上，评估每一个路段、交叉口的通行质量，在此基础上做出修改。由于道路只能修建在道路用地上，道路规划的方案还必须结合未来城市用地的规划来进行。大致的原则是让快速干道和主干道连接城市的各个主要功能区，如果有大量穿过市中心的流量，则安排环形的快速干道或主干道;在城市的出入口，快速干道与高速公路应该方便地连接，每个方向要有至少两条出入口道路，地震风险高的城市需要更多;在快速干道和主干道的框架基础上填充次干道和支路，保证每一级的路网密度。做出规划方案后，往往還需要再次把预测的O-D量分配到规划的道路网络上，继续评估通行质量，重新修改。这个过程可能要反复多次，直到规划方案中的每一个路段、每一个交叉口都满足设计指标，才能作为一个可行方案。

限速60千米/小时的弯道

理论的构想与现实的交通

道路规划是一个只存在理论最优解，但实际上总是受到种种现实条件限制的过程。目前，我国的大部分城市还处在高速基建阶段，主要精力放在干道一级的建设上，普遍比较忽略支路的建设，而且在道路建设规范上主要以小汽车的通行为目标。这种道路分布客观上鼓励了开车出行，增大了交通量，虽然道路越修越宽，但车也越来越多，并不能从根本上解决拥堵问题。许多城市有鉴于此，大力提倡绿色出行，但道路网的分布如果让绿色出行显得很不方便的话，少量的经济鼓励其实并不能压过开车出行的便利，绿色出行的提倡因此也有可能变成一句空话。城市的交通体系和生活方式相互影响，在进行道路规划时，调整各级道路的密度比例和连通程度，也会对人们的生活方式起到引导的作用。

道路与车速

道路的网络是一个静态的体系，要加上在道路上行驶的车流，才构成交通体系。大部分的道路区分机动车道与非机动车道，机动车道又划分出多个车道。车道的宽度一般是3.5米，这样的宽度让车辆有一定的自由度，行驶起来比较顺畅。车道越窄，车流行驶的速度就会越慢，所以宽度原则上是宜宽不宜窄。不过如果车道的宽度富余太多，比如超过4.5米，就会有太多人试图从前车的间隙中超车，反而容易造成拥堵。

不同等级的道路、不同的车道都有各自不同的速度要求。对车速的要求是基于安全的考虑。一方面，需要车流尽可能保持一个均衡、稳定的速度，降低故障风险，所以不但有最高限速，有的快速干道和高速公路上还会有最低限速;另一方面，在拐弯的时候，车辆其实是沿着弧线行驶，需要足够的向心力，否则就会出现打滑失控甚至倾覆。行驶速度越快，拐弯越急，需要的向心力就越大。这个向心力是怎么来的呢？一部分是轮胎与地面的摩擦力，一部分是路面稍微倾斜的支撑力，两者都是有限的。所以，弯道的限速与道路曲线的半径有关。很多时候，由于地形或永久建筑物的限制，道路设计上不一定能有足够充裕的空间，随着道路曲线最小半径的减小，限速也会进一步降低。

所以呀，当咱们的侦探和警察在城市道路上追逐的时候，要看看路况、拥堵和限速，不一定能开出电影里那样火爆的效果。