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摘要:
随着社会经济的发展与城市规模的扩张,城市交通需求大幅度增加,自行车和电力驱动非机动车数量急剧增加,与传统非机动车以及机动车的运行冲突显著。因此,探究非机动车系统运行特性,进而设计优化道路设施,建立新形势下安全、高效的绿色非机动车系统十分必要。首先,针对非机动车系统中的主要参与模式,即电动车与自行车之间的冲突以及共用非机动车道空间的局限性,提出了车道分隔设置以及车道平面抬升的核心改善思路;然后,针对非机动车道改善方案定量分析方法的缺失,提出了基于层次分析法和熵理论的定量指标评价体系及计算方法;最后,以焦作市非机动车系统为案例,分析其现状及主要问题,设计并评价改善方案的可行性和合理性。结果显示,某主干路非机动车道经过优化设计,其运行服务质量大幅提升,改善方案行之有效。对城市道路规划和城市道路断面设计以及改善后非机动车道的评价有积极的参考意义。
Abstract:With the recent social and economic development and the expansion of urban size, the demand for urban transportation has increased substantially, that introducing large amount of bikes and electronically-driven bikes and the traditional non-motor bike and motor vehicle operation conflict is significant. To this end, it is necessary to explore the operation characteristics of non-motor vehicle system, design and optimize road facilities, and establish a safe and efficient green non-motor vehicle system under the new situation. First, for the main participation mode in non-motor vehicle system, namely the conflict between electric bike and bicycle, and the limitation of sharing non-motor vehicle lane space, it proposes an optimal design for the mixed traffic flow of non-motor vehicles, recognizing the heterogeneity between electrified and the normal bicycles and offering detailed infrastructure plan on lane separation. Then, a quantitative approach then is proposed to evaluate the different plans of infrastructure design, based on a modified version of the analytic hierarchy process. Finally, a case study is carried out utilizing a real urban region in the city of Jiaozuo in China, analyzing its present situation and main problems, designing and evaluating the feasibility and rationality of the improvement plan. The comprehensive index value, as defined in this paper, the service quality of the non-motorized carriageway on a trunk road has been greatly improved by optimizing its design, indicating that the improvement is evident, especially more sustainable for mixed bicycle flow. This paper aims to provide a reference for the design of non-motor vehicle lanes.
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表 1 自行车与电动车之间的异质性
Table 1. Differences between bicycle and electric bikes
因素 自行车 电动车 行驶速度/(km·h-1) 10~15 20~35 质量/kg 15~20 50~75 活动范围/km 5 20 动态占用道路面积/(m2·人-1) 8 10 停车面积/m2 0.8 1.5 影响因素 机非分隔方式 理论通行能力/(辆·h-1) 不受平面交叉口影响 有机非分割时 1 600~1 800 无分割 1 400~1 600 受平面交叉口影响 有机非分割时 1 000~1 200 无分割 800~1 000 信号交叉口进口道 800~1 000 表 3 服务等级划分标准
Table 3. Classification standard of service level
服务等级 服务得分I A I≤1.50 B 1.50 < I≤2.30 C 2.30 < I≤3.40 D 3.40 < I≤4.40 E 4.40 < I≤5.30 F I>5.30 表 4 附加调整因子
Table 4. Additional adjustment factor
重车交通量/(辆·h-1) f1 停车时间/min fp 右转交通量/(辆·h-1) frt < 15 0.6 ≥120 0.5 16~30 0.5 60~90 0.4 31~60 0.4 30~59 0.3 61~120 0.3 >270 0.1 20~30 0.2 121~240 0.2 < 270 0 10~19 0.1 241~480 0.1 < 10 0 >80 0 表 5 评价指标体系
Table 5. Evaluation index system
类别指标 基础指标 物理指标 是否设置非机动车道 非机动车道上是否明确划分自行车道与电动车道 自行车道有效宽度 电动车道有效宽度 非机动车道的连续性 非机动车道非直线系数 非机动车道路面品质 机动车占用非机动车道停车情况 运行状态 自行车流量 电动车流量 自行车速度 电动车速度 自行车与电动车混行程度 机非混行程度 安全指标 非机动车道与机动车道采用划线隔离还是物理隔离 自行车道与电动车道采用划线隔离还是物理隔离 非机动车道与人行道有无隔离 表 6 政二街路段高峰小时交通量
Table 6. Peak hourly traffic volume of Zhenger Street
天数 早/晚 交通量 公交车/(辆·h-1) 小汽车/(辆·h-1) 自行车/(辆·h-1) 电动车/(辆·h-1) 行人/(人·h-1) 第1天 早 31 743 126 1 080 93 晚 37 755 115 969 36 第2天 早 34 729 127 1 026 65 晚 35 870 95 897 67 表 7 交叉口1、2交通量
Table 7. Traffic volume at intersection 1 and 2
交叉口 交通量/(辆·h-1) 直行 左转 右转 1 297 161 316 2 197 39 90 表 8 政二街非机动车道连接段基本信息
Table 8. Basic information of non-motorized lane connection section of Zhenger Street
调查项目 连接段1 连接段2 隔离形式 标线隔离 标线隔离 非机动车道宽度/m 3.5 3.5 路缘车道宽度/m 3.5 3.5 机动车道数(单向) 2 2 限制车速/(km·h-1) 50 50 土地利用类型 住宅、商业 工业 是否布设路侧停车位 是 否 停车位个数 182 — 停车位利用率/% 88 — 表 9 政二街非机动车道各连接段行驶速度和行驶时间
Table 9. Driving velocity and travelling time of non-motorized lane connection section in Zhenger Street
连接段 长度/m 行驶速度/(m·s-1) 行驶时间/s 1 670 3.62 185 2 670 3.94 170 表 10 焦作市主要道路横断面情况及机非隔离方式
Table 10. Main road cross section of Jiaozuo and isolation mode of motor and non-motor vehicles
道路名称 断面形式 机非隔离方式 是否布设路侧停车位 迎宾路 四块板 绿化带隔离 是 丰收路 三块板 绿化带隔离 否 人民路 两块板 划线隔离 否 解放路 三块板 分隔带隔离 否 塔南路 四块板 分隔带隔离 是 焦东路 一块板 划线隔离 否 民主路 一块板 划线隔离 否 建设路 三块板 绿化带隔离 是 世纪路 三块板 绿化带隔离 是 山阳路 三块板 绿化带隔离 是 工业路 三块板 绿化带隔离 是 站前路 一块板 划线隔离 是 政二街 一块板 划线隔离 是 龙源路 三块板 绿化带隔离 否 和平街 一块板 划线隔离 是 表 11 层次结构
Table 11. Hierarchy structure
准则层(类别指标) 指标层(基础指标) 设施类W1 W11:非机动车道非直线系数 W12:是否设置非机动车道 W13:非机动车道上是否明确划分自行车道与电动车道 W14:机动车占用非机动车道路侧停车比例 运行类W2 W21:自行车流量,辆/h W22:自行车速度,km/h 安全类W3 W31:非机动车道与机动车道是否有效隔离 W32:自行车道与电动车道是否有效隔离 W33:非机动车道与人行道有无隔离 注:目标层为非机动车交通系统综合评价。 表 12 基础指标原始数据
Table 12. Raw data of basic indicators
指标 改善前 改善后 W11 1 1 W12 0 1 W13 0 1 W14 0.88 0 W21 978 1 100 W22 11.79 18.00 W31 0 1 W32 0 1 W33 0 1 表 13 相关指标权重
Table 13. Relative indicator weights
准则层 准则层对目标层权重 指标层 指标层对目标层权重 熵权 组合权重 W1 0.310 W11 0.075 0 0.167 1 0.119 3 W12 0.165 7 0.083 6 0.131 8 W13 0.096 7 0.083 6 0.076 9 W14 0.090 8 0.083 6 0.072 2 W2 0.248 W21 0.062 0 0.166 9 0.098 5 W22 0.126 0 0.164 6 0.197 4 W3 0.442 W31 0.145 9 0.083 6 0.116 1 W32 0.113 0 0.083 6 0.089 9 W33 0.123 1 0.083 6 0.097 9 注:目标层为非机动车交通系统。 表 14 经正向化和无量纲化处理后的指标值
Table 14. Index values after normalization and dimensionless treatment
指标 改善前 改善后 W11 1 1 W12 0 2 W13 0 -2 W14 -2 0 W21 0.941 3 1.058 7 W22 0.791 5 1.208 5 W31 0 2 W32 0 2 W33 0 2 -
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