产业集聚区交通组织设计——以软件大道为例

2022-12-25

0 引言

一个城市一个地区的可持续性发展, 有赖于现代化的城市交通系统来支持。然而, 随着城市化进程的加快和国民经济的持续增长, 交通系统与土地利用之间的矛盾日益突出, 交通问题层出不穷。从交通问题产生的根源来看, 主要有两大矛盾:一、以城市道路基础设施为主的交通供给与产生交通需求的城市土地利用模式之间的矛盾;二、以出行产生为主要特征的交通需求和城市土地利用模式之间的矛盾。通过国内外大量的研究结果以及经验教训可以得知, 在资源短缺和绿色环保的条件下, 若要实现城市的可持续性发展, 必须强调城市的土地利用与交通系统的协调一致。[1]软件大道是南京市雨花台区中国 (南京) 软件谷内一条重要的主干道, 道路沿线分布着众多软件企业, 汇聚了IBM中国软件授权培训中心、戴尔、润和软件、三胞集团、中兴通讯、华为科技、东软研发、软通动力、文思创新、泰晟科技、水利部南京水利水文自动化研究所等国内外知名软件企业。目前交通问题突出, 亟需对其进行专项研究并提出科学的交通组织与改善方案。

1 调查内容简述

本次调查首先通过Arc GIS基于POI数据可视化软件大道沿线土地利用总体情况, 明确主要研究对象后进一步详尽调查。

目前GIS技术已经广泛的应用到国民经济的各个部门, 针对于城市土地利用与城市交通系统的互动性研究, 主要有如下几种定位: (1) GIS的数据管理和表达定位 (2) GIS的空间分析定位 (3) GIS的互动模型库定位。[2]

POI (Point of Interest) “兴趣点”表示地图上某特定点的特征, 不同于道路或区域土地利用性质这些线性特征。GPS兴趣点在假设某个地图基准的前提下, 至少指定了POI的纬度和经度。通常还包括POI的名称或描述, 并且附加其他信息。[3]

应用Arc Map中密度分析工具, 计算居住小区要素在其周围邻域中的密度, 因密度大小由颜色梯度呈现, 从而可确定交通产生与吸引量较大点的位置, 为后期展开沿线交通组织研究明确了主要对象, 分别是宏图上水庭院、华为南京研究所和蓝筹谷。

对研究对象的交通产生吸引特征、沿线道路交通设施情况及交通量、交通运行情况展开调查, 本文选取宏图上水庭院周边路段交通量进行分析。

2 调查分析

2.1 软件大道土地利用性质分析

从宏观来看, 雨花台区位于南京市南部, 东、南与江宁区相连, 北接秦淮区和建邺区, 西临长江。总的来说, 它是南京市南部重要的空间组团, 也是南京南站、南京软件园、雨花经济开发区重要的空间载体。居住用地占据了软件大道以北、花神大道以东的大部分区域, 且具有集聚性。与之形成强烈对比的是稀少而分散的商业服务业设施用地。同样显著的是与软件大道的名称相配的多家大型科研公司集群, 形成一种较为特别的南京外围产业集聚性。

而交通与之相协调规划、发展, 土地开发使容积率增加, 从而引发大量出行生成, 交通需求的上升, 对交通设施的要求进一步提高, 交通容量的扩大使可达性提高, 土地价格上涨, 最后循环反馈到土地利用变化, 这是土地利用与交通的微观互动机理。[4]

这种产业集聚性提供了很多的就业岗位, 使资源集约化, 区域交通系统却不能满足大量的交通需求, 商业服务业设施也多有欠缺, 这就需要通过改善交通设施及合理的交通组织设计, 以发挥土地利用的边际效益。

2.2 宏图上水庭院周边交通调查数据分析

2.2.1 交通量数据分析

据调查数据可得:高峰小时交通量=2238pcu/h, 高峰小时系数PHF10=2238/ (412×6) =0.91。说明在整个高峰小时内, 各10min时段的交通量大致均衡, 同样可得晚高峰流量也无较大波动。

对比晚高峰时期的交通量, 早高峰是晚高峰的1.5倍, 早晚PHF10均为0.91, 因而早高峰流率也是晚高峰流率的约1.5倍。可以看出早上的道路上的行驶车辆流量大、密度较大、速度受阻滞, 而晚高峰道路上的车辆流量小、密度较小、速度较快。

2.2.2 路段交通V/C比

1、自行车影响修正系数r因为机动车道与非机动车道间无分隔带, 但非机动车负荷不饱和。r=0.8

2、车道宽度影响系数η (本路段车道宽度W0=4m) , 由式1得η=111.3%。

3、交叉口影响修正系数C

交叉口与测量路段的间距为700m, 由式2得C=0.53。

4、车道修正系数n'根据车道数为3 (包含非机动车道数) n'=2.6

所以, 该路段设计通行能力Na=1500×0.8×1.113×2.6×0.53=1840pcu/h.

5、计算路段V/C:早高峰V/C=路段交通量/路段设计通行能力=2238/1840=1.22, 晚高峰V/C=路段交通量/路段设计通行能力=1450/1840=0.79。对照路段服务水平划分标准表[5], 早高峰V/C比属于F级——强制车流, 交通严重阻塞, 车辆时停时开;晚高峰V/C比属于D级——接近不稳定车流, 颇有延误, 司机还能忍受。规定要求规划出的路网水平要在D及D级以上, 如果靠近交叉口的服务水平在D级则能够允许。因为宏图上水庭院距交叉口仅150m, 所以晚高峰车流量是在道路规划范围内的, 引起延误的原因存在于交叉口绿信比较低。

2.2.3 早高峰时期地点车速调查

车速按速度范围从0-60分为6组, 频数直方图大致呈正态分布, 可得早高峰速度集中在30-40km/h, 85%速为35km/h, 15%速为15km/h, 该路段设计速度为70km/h, 故早高峰时期车流速度较慢低于设计速度。而调查得晚高峰时期, 符合设计速度, 十分畅通。

2.3 其余两点周边交通调查分析

按照上述步骤分析其余三点——华为南京研究所及蓝筹谷的路段交通量、路段地点车速、进出口交通量等, 就各地点突出问题加以分析。

蓝筹谷:主要问题在于停车场出入口车流对路段交通的影响。蓝筹谷北门的进出口采用非信号控制的T型交叉口, 且分别设有专用车道, 进口道长度设计过短, 车辆需要排队等待, 阻碍原有路段车辆畅行。

华为南京研究所:调查数据显示, 早高峰进口处的交通量占道路总交通量的20%-30%, 与非机动车相交织, 横向干扰明显, 且由于缺乏科学的交通组织方案和必要的人工指挥, 该入口缓行等待进入的车队严重影响路段交通流正常通行, 甚至引发交通拥堵。

3 主要交通改善方案及仿真评测

3.1 宏图上水庭院路段交通改善

3.1.1 机非分离、道路资源合理分配

根据路段横断面变化情况, 由于缺少物理隔离, 分车种通行时较为混乱, 非机动车误入机动车道屡有发生。使用道路标线对非机动车进行指引和提前规范, 指示简单易懂, 且缓解了非机动车因随意更换车道而引发的交织范围过大的问题, 更好地与交叉口处的机非分离措施相衔接。修整了上水庭院前面的绿化岛, 使其与设计的非机动车道相平齐、相适应, 给予道路足够利用空间。

3.1.2 发展平行路线分担车流

除了机非未分离造成的道路利用效率低下, 早高峰时交叉口处的延误问题也不容忽视。环行交叉口在早高峰通行能力有限, 可于远离交叉口处引出支路, 提前分离路线前进方向上右转的车流, 与交叉口前左转掉头相配合, 削减进入环形交叉口的交通量。

3.2 华为南京研究所路段交通改善

早高峰入口交通量极多, 拥堵情况严重, 应拓宽入口处车道或者增加辅路的长度以适应早高峰的大量车流, 还应人工组织好缓行等待进入的车辆, 让其在最外侧车道或者辅路上等待。应加宽人行道, 以适应上下班高峰骤增的人流, 保障行人通行安全。

3.3 蓝筹谷路段交通改善

3.3.1 路段交通组织

路段车道布置一般都是按照对称方式进行车道设计, 而实际公交车停靠站台时往往占用一条车道, 使道路出现时间瓶颈, 引起拥堵。因此, 可以适当压缩车道宽度, 使之增加出一条车道, 路段呈非对称车道布置方式。

3.3.2 停车场入口道设计改善

通过距离缩进来减少车辆排队长度, 在VISSIM中使用信号灯的VAP感应控制实现仿真, 并比较改善前后排队长度的变化, 结果显示平均排队长度减少了25%, 则入口处距离缩进对入口交通组织优化有显著效果。调查中发现进口车辆需登记驶入, 若改为车辆识别卡口模式, 排队长度将进一步减小, 从而降低对路段交通的干扰影响。

3.4 软件大道-雨花大道交叉口交通改善

3.4.1 现状调查

调查人员于2016年8月22日在软件大道-雨花大道交叉口展开一系列交通调查, 内容包括各进口几何参数、交通量、信号配时等。

3.4.2 现状仿真

应用VISSIM软件, 根据现状调查数据对软件大道-雨花大道交叉口进行仿真, 由于VISSIM软件中自带交通流及交通控制模块, 可根据设置检测器等方法输出各进口道的延误、排队长度等指标, 从而进行参数评价。

3.4.3 问题分析

通过现场调查与仿真模拟分析, 结合参数评价, 最终得出本交叉口现状存在以下问题:

1.根据交叉口平均延误时间可得交叉口服务水平处于E级, 交通流基本不稳定, 延误不能忍受, 平均行车速度降到24km/h, 交通量已经临近道路通行能力。

2.现状信号配时不合理, 西进口直行与左转绿信比设置过低, 导致西进口通行车辆常需要二次甚至三次排队方能通过交叉口, 服务水平低下。

3.4.4 方案优化

由于交叉口所处位置, 无法对道路的几何线性进行更改, 选择从控制策略入手, 寻找合理改善目前拥堵状态的方法措施, 从而降低延误时间。在保证安全前提下提高通行效率, 以各进口道延误时间为目标函数, 运用WEBSTER法, 优化信号相位设置及配时方案。根据各相位流量比, 结合最佳信号周期时长公式[6]:

式中C0为周期, L为信号总损失时间, Y为流量比总和。由式3得最优周期为140s, 相位方案基于现状采用5相位, 南直行左转、北直行左转、东西直行、东直行左转、东西左转相位绿灯时间分别为37s、23s、35s、10s、20s, 黄灯时间3s。

3.4.5 评测

由于东西进口晚高峰时段交通量较大, 尤其直行及左转车辆, 故是本次优化的主要对象。根据优化后的信号控制方案, 在VISSIM软件中进行仿真模拟, 输出参数评价数据显示交叉口平均延误下降比例为14%。东西进口平均延误时间及排队长度均有减少, 说明该优化方案较为有效地缓解了交叉口拥堵情况, 降低了事故发生率, 提高了通行效率。

4 结语

土地利用现状与交通组织有着密切的关联, 土地利用现状很大程度上决定了交通量的组成与分布, 而交通组织的目的就是协调分布不均的交通量, 故研究交通组织的同时必须了解沿线的土地开发利用现状。本文选取产业集聚区进行分析, 如进口缓行车辆过多影响道路车流正常通行如何解决。最后应用VISSIM进行仿真评测, 为交通组织的改善提供参考。

摘要：软件大道作为中国 (南京) 软件谷内一条重要的主干路, 沿线分布着众多大型企业群, 产生和吸引的交通量往往波及周边道路网, 加之企业建筑群在建设时不能充分考虑未来的交通问题, 为周边道路交通管理带来了严峻的挑战。针对软件大道沿线的土地利用和交通系统展开调查和分析研究, 对道路基础设施、大型建筑群进出口交通组织方式等提出评价意见及具体的交通改善方案, 应用VISSIM进行仿真评测, 为软件大道沿线建筑群内部和外部的交通组织提供参考。

关键词：交通组织,大型公共建筑,土地利用,软件大道,VISSIM仿真