[發明專利]基于功能的城市道路新建路網的設計方法

有效

• 申請號: 201810557102.1
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108755309B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 嚴亞丹;李輝;王東煒;仝佩;李楊;李慧嬋;趙鵬;郭天昭;李曉慧
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;E01C1/00;E01C1/02
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳勇

本發明屬于城市道路設計技術領域，公開了一種基于功能的城市道路新建路網的設計方法，將路段單元細化為車道單元，考慮土地利用性質、接入口以及車輛變道行為對路段單元功能的影響，構建路段單元通過功能可靠度的數學模型；將交叉口單元細化為車道組單元，考慮車道數等因素，構建交叉口單元交通功能可靠度和交叉口單元集散功能可靠度的數學模型，將系統功能與系統可靠度相結合，提出基于功能的城市道路新建路網的設計方法，從而彌補了城市路網設計階段對系統可靠度的理論依托不足的缺點。

技術領域

本發明屬于城市道路設計技術領域，涉及一種基于功能的城市道路新建路網的設計方法。

背景技術

城市道路網絡系統是城市的骨架和命脈，承載著出行者的各種行為活動，是保障城市各項功能正常運轉、維護社會經濟穩步發展的基礎和前提。城市道路網絡系統作為復雜系統，具備多種功能，如快速通行功能、交通功能、集散功能、生活功能/服務功能。

《城市道路交叉口規劃規范》(GB50647-2011)明確了各等級道路交叉口的功能，功能亦逐漸成為城市道路交叉口設計的重要目標。李克平等基于交通島和導行線設計，探討了交叉口規劃設計的精細化。譚智斌等提出復合交叉口的渠化設計方案，運用仿真分析評價比選方案。范文博等對交叉口進行特性分析，基于系統工程提出交叉口設計效益指標，運用層次分析法對交叉口效益進行評價。孫明正等基于機非混行情況，提出交叉口空間設計思路和流程。余啟航等分析了快速路和主干路、支路和主干路等的交叉口設計。Stamatiadis等考慮功能的影響，提出一個多交通方式、多區域靈活的設計方法，其中多交通方式包括機動車、非機動車和行人，多區域包括城市核心、城市、郊區、城鎮和鄉村。這些學者盡管意識到了功能的重要性，但由于規劃設計的相關規范中的各功能均未有具體明確的內涵界定，往往導致在工程實踐中難以進行落實，功能的理念難以貫穿城市道路的整個設計過程，使得兩側土地利用性質、交叉口間距和信號控制、接入口管理等因素在運行階段影響或者制約道路功能的發揮。

城市道路網絡設計時對系統可靠度的理論的依托不足，功能分類也僅體現在名稱與道路寬度上，難以落實在具體的設計過程中。因此，需要采用系統可靠性分析的方法對城市道路網絡進行預定功能概率測度的研究，以及道路單元(路段和交叉)對路網系統進行預定功能概率影響的研究。盡管將可靠性理論應用于交通系統分析已經逐漸引起重視，但現狀主要集中于連通可靠度、行程時間可靠度等。故有必要對道路功能進行明確、具體的描述，將系統功能與系統可靠度相結合，使基于功能的城市道路網絡設計更具可實施性和可推薦性，以期成為城市道路網絡設計方案比選和決策的重要量化指標。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于功能的城市道路新建路網的設計方法，將系統功能與系統可靠度相結合，彌補了城市路網設計階段對系統可靠度的理論依托不足的缺點。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

基于功能的城市新建路網的設計方法，包括以下步驟：

步驟1：采用四階段交通需求預測方法對城市路網進行交通流量分配，得到主干路中路段單元和交叉口單元的交通流量；

步驟2：依據各等級道路的設計通行能力，初步確定各路段單元的雙向車道數，再依據道路斷面的連續性和車道數的對稱性，修正各路段單元的雙向車道數；

步驟3：根據路段單元功能及交叉口單元功能的影響因素，構建路段單元的通過功能可靠度模型、交叉口單元的交通功能可靠度模型和交叉口單元集散功能可靠度模型；

步驟4：根據城市路網周邊土地利用性質以及接入口合理間距，構建各路段單元不同接入口數量的設計方案，并依據路段單元的通過功能可靠度模型計算出各設計方案對應的通過功能可靠度，再計算出該城市路網中各路段單元的通過功能可靠度；