[发明专利]基于功能的城市道路新建路网的设计方法

说明书

本发明属于城市道路设计技术领域，公开了一种基于功能的城市道路新建路网的设计方法，将路段单元细化为车道单元，考虑土地利用性质、接入口以及车辆变道行为对路段单元功能的影响，构建路段单元通过功能可靠度的数学模型；将交叉口单元细化为车道组单元，考虑车道数等因素，构建交叉口单元交通功能可靠度和交叉口单元集散功能可靠度的数学模型，将系统功能与系统可靠度相结合，提出基于功能的城市道路新建路网的设计方法，从而弥补了城市路网设计阶段对系统可靠度的理论依托不足的缺点。

技术领域

本发明属于城市道路设计技术领域，涉及一种基于功能的城市道路新建路网的设计方法。

背景技术

城市道路网络系统是城市的骨架和命脉，承载着出行者的各种行为活动，是保障城市各项功能正常运转、维护社会经济稳步发展的基础和前提。城市道路网络系统作为复杂系统，具备多种功能，如快速通行功能、交通功能、集散功能、生活功能/服务功能。

《城市道路交叉口规划规范》(GB50647-2011)明确了各等级道路交叉口的功能，功能亦逐渐成为城市道路交叉口设计的重要目标。李克平等基于交通岛和导行线设计，探讨了交叉口规划设计的精细化。谭智斌等提出复合交叉口的渠化设计方案，运用仿真分析评价比选方案。范文博等对交叉口进行特性分析，基于系统工程提出交叉口设计效益指标，运用层次分析法对交叉口效益进行评价。孙明正等基于机非混行情况，提出交叉口空间设计思路和流程。余启航等分析了快速路和主干路、支路和主干路等的交叉口设计。Stamatiadis等考虑功能的影响，提出一个多交通方式、多区域灵活的设计方法，其中多交通方式包括机动车、非机动车和行人，多区域包括城市核心、城市、郊区、城镇和乡村。这些学者尽管意识到了功能的重要性，但由于规划设计的相关规范中的各功能均未有具体明确的内涵界定，往往导致在工程实践中难以进行落实，功能的理念难以贯穿城市道路的整个设计过程，使得两侧土地利用性质、交叉口间距和信号控制、接入口管理等因素在运行阶段影响或者制约道路功能的发挥。

城市道路网络设计时对系统可靠度的理论的依托不足，功能分类也仅体现在名称与道路宽度上，难以落实在具体的设计过程中。因此，需要采用系统可靠性分析的方法对城市道路网络进行预定功能概率测度的研究，以及道路单元(路段和交叉)对路网系统进行预定功能概率影响的研究。尽管将可靠性理论应用于交通系统分析已经逐渐引起重视，但现状主要集中于连通可靠度、行程时间可靠度等。故有必要对道路功能进行明确、具体的描述，将系统功能与系统可靠度相结合，使基于功能的城市道路网络设计更具可实施性和可推荐性，以期成为城市道路网络设计方案比选和决策的重要量化指标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于功能的城市道路新建路网的设计方法，将系统功能与系统可靠度相结合，弥补了城市路网设计阶段对系统可靠度的理论依托不足的缺点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

基于功能的城市新建路网的设计方法，包括以下步骤：

步骤1：采用四阶段交通需求预测方法对城市路网进行交通流量分配，得到主干路中路段单元和交叉口单元的交通流量；

步骤2：依据各等级道路的设计通行能力，初步确定各路段单元的双向车道数，再依据道路断面的连续性和车道数的对称性，修正各路段单元的双向车道数；

步骤3：根据路段单元功能及交叉口单元功能的影响因素，构建路段单元的通过功能可靠度模型、交叉口单元的交通功能可靠度模型和交叉口单元集散功能可靠度模型；

步骤4：根据城市路网周边土地利用性质以及接入口合理间距，构建各路段单元不同接入口数量的设计方案，并依据路段单元的通过功能可靠度模型计算出各设计方案对应的通过功能可靠度，再计算出该城市路网中各路段单元的通过功能可靠度；