基于综合交通模型的干线路网规划研究——以浙江余姚市为例

叶 盈，王伟明，项 玮

（1.东莞市地理信息与规划编制研究中心，广东 东莞，523000；2.余姚市交通规划设计研究院，浙江 宁波，315400；3.宁波市规划设计研究院，浙江 宁波，315000）

0 引言

城市发展，交通先行。城市干线道路网络作为综合交通体系的重要载体，是区域一体化发展、城市空间拓展、缓解城市交通拥堵、引导产业发展的重要手段，也是加快建设交通强国、当好现代化建设新征程“先行官”的重要支撑。

随着城市化进程和经济社会的高速发展，城市空间尺度和出行范围不断扩大，机动化出行趋势明显，原先的路网规划难以满足机动化出行需求，交通拥堵问题日益严峻，出现了头痛医头、脚痛医脚的情况，造成了资源浪费、投资重复等问题。因此，在当前国土空间规划体系背景下，在资源紧约束的前提下，为适应新一轮城市的发展方向和要求，必须重新审视干线路网体系规划，为城市可持续发展奠定基础。

干线路网络规划主要是在评价现状路网的基础上，研究城市社会经济和交通发展需求，明确路网发展目标，确定路网结构、布局、标准。然而，以前的路网规划受大数据采集分析等技术限制，更多地关注道路系统本身，难以从综合交通层面全面、整体地分析预测交通需求，容易出现预测结果与实际交通需求不匹配的情况。近年来，随着手机信令、卡口监控等大数据技术的逐渐成熟和不断完善，通过建立综合交通模型进行一体化交通规划得到较为广泛的应用，提升规划方案的科学性和合理性，避免轨道交通和干线路网的重复投资，协调各种交通方式，以提高交通系统效率。

余姚市干线路网规划是为适应社会经济快速发展及结构转型、满足交通需求持续增长、谋划区域综合交通资源的科学配置和优化，通过综合交通一体化、精准化规划，做好与国土空间规划无缝衔接、与北部副城同城化发展、全面融入宁波都市圈，实现从“被动向心”向“主动融核”发展。

1 综合交通模型

综合交通模型是用数学的方法提供数据和图形来描述不同条件下的交通系统状况，即交通状况和其他有关因素之间的定量描述。对于合理的规划交通项目，模型的作用是不可替代的，有了交通预测模型才能使规划的定量分析成为可能[1]。

城市交通是一个复杂的巨系统[2]，协调好与土地资源的关系尤为重要。城市用地决定着交通设施的布局形态和交通需求的产生和吸引，其中交通设施布局决定了交通供给的服务能力；交通服务能力决定了交通出行者的出行效益和效用，从而影响出行者的行为方式选择；行为方式选择的结果会反作用于城市发展方向、城市空间形态和城市用地性质。因此，在国土空间规划过程中亟需建立综合交通模型，提出干线路网和轨道交通一体化交通规划方案，并定量评价规划方案的优劣，得出推荐方案，促进基础设施的融合发展，实现资源利用最大化。

交通模型分为宏观、中观、微观模型，其中综合交通模型一般为中宏观模型，主要对应全域以及局部区域的战略规划、综合交通规划等。综合交通模型一般可由数据库、数据预处理模块和交通模型构成。其中，利用ArcGIS 建立数据库存放交通模型所需的基础数据，包括交通基础设施数据、城市经济用地数据、出行需求数据、交通运行状况数据和信息数据挖掘等（详见表1）；数据预处理模块采用R 语言负责将数据整理成模型所需格式；交通模型采用BIOGEME 和CUBE 来还原居民出行行为和交通运行状况，其中BIOGEME 是一款求解各种logit 模型系数的专业软件，用于各类交通出行方式的划分；CUBE 是Citilabs 研发的基于智能化用户应用、开发组件式结构的宏观交通模型，即在CUBE 软件上建立交通四阶段模型，其主要优点之一是可与地理信息系统软件ArcGIS 直接衔接[3]。

表1 综合交通模型数据库及应用

在建立综合交通模型的过程中，通过交通模型基础数据对交通生成、交通分布、出行方式、交通分配各模型中的相关参数进行标定，利用查核线法等校核模型参数的准确性，确保模型精度满足要求。

2 干线路网规划

2.1 公路与城市道路融合发展

道路是供各种车辆和行人等通行的工程设施，其中公路是联结城市、乡村，主要供汽车行驶的具备一定技术条件和设施的道路；城市道路是在城市范围内供车辆及行人通行的具备一定技术条件和设施的道路[4]。城市道路与公路一般是以城市范围的边线分界。

目前，公路按照在路网中的交通服务功能分为主要干线公路和次要干线公路、主要集散公路和次要集散公路、支线公路。城市道路按其在道路网中的地位、交通功能以及对沿线的服务功能等，分为快速路、主干路、次干路和支路四个等级（详见表2）。

表2 公路与城市道路分级对比表[5-6]

随着城市化进程的不断推进，城市扩张越来越明显，城市与乡村之间的界限日益模糊，国省干线公路临近主城区甚至穿城而过，在承担过境交通功能的同时越来越多地承担起城市内部交通的功能。然而，公路与城市道路在交界面因功能定位不匹配、节点衔接不畅等问题而导致交通拥堵问题日益突出，公路“以车为主”的断面形式难以满足多层次、多样化的城市交通出行需求，亟需推进公路与城市道路跨界融合发展，构建全域一体化的路网一张图。

在新型城镇化、全域城市化、区域一体化的新发展背景下，干线路网规划以城市道路分级体系为基础，统筹协调公路规划设计要求，明确干线路网功能和等级（详见表3），实现公路与城市道路的“多规合一”。

表3 干线路网各等级道路功能一览表

表4 组团间通道交通情况一览表

2.2 干线路网布局规划

干线路网是城市社会经济活动的纽带，是城市的骨架，在很大程度上影响着城市的发展方向；同时，城市的轨道交通、市政设施等设置与路网的规划布局也是紧密结合的。因此，干线路网布局规划对城市发展具有重要意义。一般情况下，干线路网布局规划主要可分为四个阶段，包括调查研究阶段、需求预测阶段、方案规划阶段和决策阶段，如图1 所示。

图1 干线路网布局规划技术路线

图2 综合交通模型交通小区划分

图3 综合交通模型基础数据

图4 余姚现状出行方式比例图

图6 北部副城交通联系需求示意图

（1）调查研究阶段：通过对现状数据进行调查，包括用地数据、路网数据、轨道线网数据、公交线网数据、卡口监测数据、手机信令数据以及出入境数据，构建现状综合交通模型，从路网供需、对外联系通道、区域干线路网、城市道路四个维度分析现状路网存在的问题和症结。

（2）需求预测阶段：从区域道路统筹衔接的角度，做好国土空间等上位规划、周边城市综合交通规划等解读，为干线路网规划奠定需求预测基础。以规划用地及经济、人口等数据为基础，建立规划综合交通模型，预测城市对外出行的交通廊道和组团之间的出行量，为路网的布局及通道的规模提供数据支撑。

（3）方案规划阶段：以各控制性详细规划和城市路网管控红线为基础，在当前国土空间资源紧约束的新形势下，结合城市干线路网体系存在问题、客流需求、发展要求，合理布局高速公路、快速路、主次干路、枢纽节点，构建供需平衡的骨干路网。在此基础上，充分利用规划综合交通模型对干线路网方案进行调整优化，提出可行、合理的规划方案。

（4）决策阶段：通过对规划方案的经济技术评价，提出干线路网推荐方案；并从路网发展的系统性出发，立足民生项目、重点项目，谋划干线路网近期建设项目的建议，为政府部门的路网实施提供政策支持。

干线路网布局规划通过与综合交通模型深入融合，从综合交通的角度进行一体化规划设计，避免轨道交通和干线道路的重复投资，协调各种交通方式，提高交通系统效率，实现综合交通资源的科学配置和优化。

3 案例分析

全国百强县之一的浙江省余姚市，作为宁波市北部副城的重要组成部分，是参与湾区经济竞争的主平台、融入长三角高质量一体化的示范区，更是宁波未来经济发展最重要的增长极和新经济策源地、集聚地。干线路网作为综合交通的重要组成部分，是余姚与宁波北部副城协同一体发展，全面融入宁波主城的重要手段。然而，余姚市与相邻县市区现状路网通而不畅、规划路网体系缺乏统筹考虑、城际交通模式明显，难以支撑北部副城一体化、同城化发展，亟需开展余姚市干线路网专项规划。

3.1 余姚市综合交通模型构建

综合交通模型重点研究范围为余姚市，考虑到国土空间规划需求拓展至周边县市区范围，共划分637 个交通小区，其中余姚市250 个，慈溪市-杭州湾新区253 个，其他区县市128 个，市域对外6 个，确保与城市空间格局和人口岗位的集聚情况相匹配。

在2019 年9 月宁波市交通基础数据入户调查数据的基础上，对人的出行、车的使用、道路运行等进行补充调查，充分利用相关部门和单位的既有数据资源并进行数据挖掘，包括用地数据、路网数据、轨道线网数据、公交线网数据、卡口监测数据、手机信令数据以及出入境数据等，构建余姚综合交通模型。

通过对余姚市现状综合交通模型的精度进行校核，整体查核线流量误差在8%以内，其中余姚城区通道维持在7%以内，市域通道维持在6%以内；模型计算的拥堵情况基本与实际运行情况相符，主要拥堵路段均为姚州大桥、城东路、舜水南路等。综合交通模型的准确度较高，说明相关参数的标定是合理的。

3.2 现状路网分析

根据余姚现状综合交通模型，现状总出行量为327 万人次/日，其中对外出行量为28.8 万人次/日，占比8.81%；北部融合片区出行量为21 万人次/日，占比6.42%；余姚市域内出行量为277.2 万人次/日，占比84.77%。全市以电动自行车出行为主导，占比47.8%，主城区以小汽车和步行出行为主导，公交化出行比例较低。

现状对外联系通道单一，仅有杭甬高速、G329 东西向通道，南北向接沪通金义的直连通道缺乏，亟需改变通道单一的格局，形成多方向、多通道衔接的模式。同时由于行政壁垒的关系，北部融合片区余姚、慈溪、上虞各组团间缺乏统筹考虑，建设形式不一致，导致节点拥堵初显，而余姚的区位以及空间格局要求北部融合片区各组团间形成多层级通道衔接的模式；主城区路网建设较为完善，但过境交通和城市交通混杂，拥堵严重。

3.3 规划路网方案

根据余姚市规划综合交通模型测算，2035 年余姚全日交通出行总量达到510 万人次，内部出行量350 万人次，对外交换量160 万人次。特别是随着北部副城一体化发展不断推进，余姚城区、慈溪城区和杭州湾城区的三个核心之间未来日交换量将达到66.8 万pcu/日，区域协同化发展明显；以主城区为核心，西北向交通联系需求将达到8.8 万pcu/日，余姚中心城与东向交通联系需求将达到17.2 万pcu/日，将形成“L”型交通需求，亟需构建相匹配的便捷路网体系。

在既有规划干线路网的基础上，按照区域路网衔接有序、市域路网一体融合、组团路网多道链接、内部路网功能完善四大策略，规划形成“三横四纵”快速路网布局和“十二横十纵一连两通道”的干路网布局（如图7 所示），构建外联提效、内强提质、功能清晰、供需平衡的干线路网体系，助推城市高质量发展。

图7 干线路网布局结构图

3.4 规划路网评价

结合余姚市综合交通模型对整体的路网进行预测（如图8所示），可以发现高峰时段，规划区域快速路高峰时段平均负荷度快速路负荷度大部分为c 级（较为通畅）服务水平；各片区间通道以c 级（较为通畅）和d（稍有拥堵）级为主，路网结构较为合理，能够支撑余姚市的出行需求和发展需求。

图8 干线路网流量示意图

同时，各组团间通道饱和度整体负荷度在0.54～0.56之间，能保证组团间联系需求，且预留一定的弹性空间，可为近期通道建设预留选择空间。

4 结语

本文提出公路、城市道路融合发展，形成高速公路-快速路-主干路-次干路的干线路网体系，并利用交通基础设施、城市经济用地、出行需求、交通运行状况、信息数据挖掘等数据建立综合交通模型，用于干线路网布局规划研究，从而加强道路网络结构和功能的均衡完善，促进综合交通体系的协同发展，力争以最少的设施投入获得最大的产出效益。以浙江省余姚市为例，在资源紧约束背景下，通过建立余姚市综合交通模型，深入分析现状问题、合理确定交通需求、研究优化路网布局，构建外联提效、内强提质、功能清晰、供需平衡的干线路网体系，打造区域路网融合高质量发展的示范先行区。