留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

城市中心区非机动车系统设计优化与探索

张骏 郑楠 黄崇轩

张骏, 郑楠, 黄崇轩等 . 城市中心区非机动车系统设计优化与探索[J]. 北京航空航天大学学报, 2019, 45(6): 1218-1231. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0577
引用本文: 张骏, 郑楠, 黄崇轩等 . 城市中心区非机动车系统设计优化与探索[J]. 北京航空航天大学学报, 2019, 45(6): 1218-1231. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0577
ZHANG Jun, ZHENG Nan, HUANG Chongxuanet al. Optimal-design and exploration for non-motor vehicle system in urban center[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2019, 45(6): 1218-1231. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0577(in Chinese)
Citation: ZHANG Jun, ZHENG Nan, HUANG Chongxuanet al. Optimal-design and exploration for non-motor vehicle system in urban center[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2019, 45(6): 1218-1231. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0577(in Chinese)

城市中心区非机动车系统设计优化与探索

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0577
基金项目: 

北京航空航天大学“卓越百人计划” ZG216S1845

国家自然科学基金 61773040

详细信息
    作者简介:

    张骏  女, 硕士研究生。主要研究方向:交通流理论、静态交通、信息安全

    郑楠  男, 博士, 副教授, 博士生导师。主要研究方向:交通流理论、交通规划与管理

    通讯作者:

    郑楠, E-mail: nan_zheng@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: U491

Optimal-design and exploration for non-motor vehicle system in urban center

Funds: 

Beihang"zhuoyue"Program ZG216S1845

National Natural Science Foundation of China 61773040

More Information
  • 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。

     

  • 图 1  非机动车道物理隔离设置

    Figure 1.  Physical isolation setting of non-motorized lane

    图 2  非机动车道停车带隔离设置

    Figure 2.  Isolation setting for non-motorized lane parking zones

    图 3  非机动车道空间隔离设置

    Figure 3.  Isolation setting of non-motorized lane space

    图 4  非机动车道路基本概念示意图

    Figure 4.  Schematic diagram of basic concept of non-motor vehicle road

    图 5  断面改善方案

    Figure 5.  Section improvement scheme

    图 6  焦作市非机动车道宽度情况

    Figure 6.  Width of non-motorized lane in Jiaozuo

    图 7  一块板道路政二街的交通情况

    Figure 7.  Traffic conditions on a board road of Zhenger Street

    图 8  焦作市非机动车道存在的问题与不安全因素调查结果

    Figure 8.  Problems of non-motorized lanes in Jiaozuo and investigation results of unsafe factors

    图 9  政二街现状

    Figure 9.  Current situation of Zhenger Street

    图 10  政二街路段原始道路断面

    Figure 10.  Original road section of Zhenger Street

    图 11  政二街路段改善方案

    Figure 11.  Improvement scheme of Zhenger Street

    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
    下载: 导出CSV

    表  2  一条自行车道的理论通行能力[7]

    Table  2.   Theoretical capacity of a bike path[7]

    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
    下载: 导出CSV

    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
    下载: 导出CSV

    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
    下载: 导出CSV

    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
    下载: 导出CSV

    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 31 743 126 1 080 93
    37 755 115 969 36
    第2天 34 729 127 1 026 65
    35 870 95 897 67
    下载: 导出CSV

    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
    下载: 导出CSV

    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
    停车位个数 182
    停车位利用率/% 88
    下载: 导出CSV

    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
    下载: 导出CSV

    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
    丰收路 三块板 绿化带隔离
    人民路 两块板 划线隔离
    解放路 三块板 分隔带隔离
    塔南路 四块板 分隔带隔离
    焦东路 一块板 划线隔离
    民主路 一块板 划线隔离
    建设路 三块板 绿化带隔离
    世纪路 三块板 绿化带隔离
    山阳路 三块板 绿化带隔离
    工业路 三块板 绿化带隔离
    站前路 一块板 划线隔离
    政二街 一块板 划线隔离
    龙源路 三块板 绿化带隔离
    和平街 一块板 划线隔离
    下载: 导出CSV

    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。
    下载: 导出CSV

    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
    下载: 导出CSV

    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。
    下载: 导出CSV

    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
    下载: 导出CSV
  • [1] 曹士强, 边扬, 荣建, 等.基于道路交通环境的非机动车骑行行为特征研究[J].道路交通与安全, 2015, 15(4):44-48. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dljtyaq201504008

    CAO S Q, BIAN Y, RONG J, et al. Study on non-motorized vehicle riding behavior characteristics based on road and traffic environment[J].Road Traffic & Safety, 2015, 15(4):44-48(in Chinese). http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=dljtyaq201504008
    [2] 纪宁.城区电动自行车交通特性分析[J].中国水运, 2015, 15(9):112-114. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgsy-xby201509045

    JI N.Analysis of urban electric bicycle traffic characteristics[J].China Water Transport, 2015, 15(9):112-114(in Chinese). http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgsy-xby201509045
    [3] 赖元文.大城市自行车交通特性及设施规划研究[D].南京: 东南大学, 2007. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=degree&id=Y1146881

    LAI Y W.Research on bicycle traffic characteristics and facilities planning in big cities[D].Nanjing: Southeast University, 2007(in Chinese). http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=degree&id=Y1146881
    [4] 邵海鹏.城市慢行交通安全问题成因及对策研究[J].广西大学学报(自然科学版), 2010, 35(2):210-215. doi: 10.3969/j.issn.1001-7445.2010.02.003

    SHAO H P.Causes and countermeasures of safety problems due to urban non-motorized traffic[J].Journal of Guangxi University(Natural Science Edition), 2010, 35(2):210-215(in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1001-7445.2010.02.003
    [5] 杨佩昆, 吴兵.交通管理与控制[M].第2版.北京:人民交通出版社, 2004:22-40.

    YANG P K, WU B.Traffic management and control[M].2nd ed.Beijing:People's Communications Press, 2004:22-40(in Chinese).
    [6] 范晓燕.慢行交通的可适性分析和设计方法研究[D].兰州: 兰州交通大学, 2015. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10732-1015449318.htm

    FAN X Y.Research on the adaptability analysis and design method of slow traffic[D].Lanzhou: Lanzhou Jiaotong University, 2015(in Chinese). http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10732-1015449318.htm
    [7] 中华人民共和国住房和城乡建设部.城市道路工程设计规范: CJJ 37-2012[S].北京: 中国建筑工业出版社, 2016.

    The Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People's Republic of China.Code for design of urban road engineering: CJJ 37-2012[S].Beijing: China Architecture & Building Press, 2016(in Chinese).
    [8] 石银领.城市慢行交通规划研究——以铜川市为例[D].西安: 长安大学, 2015. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=degree&id=D748954

    SHI Y L.Research on urban non-motorized transportation planning——Taking Tongchuan city as an example[D].Xi'an: Chang'an University, 2015(in Chinese). http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=degree&id=D748954
    [9] 王亚涛, 李香红, 宋晖颖.电动自行车专用道设计方法的初步研究[J].公路工程, 2015, 40(1):270-274. doi: 10.3969/j.issn.1674-0610.2015.01.062

    WANG Y T, LI X H, SONG H Y.A preliminary study of electric bicycle lanes design methods[J].Central South Highway Engineering, 2015, 40(1):270-274(in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1674-0610.2015.01.062
    [10] 陶思然.基于自行车与电动自行车的二元混合交通流特性研究[D].西安: 长安大学, 2015. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10710-1015803051.htm

    TAO S R.Binary mixed traffic characteristics based on bicycle and electric bicycle[D].Xi'an: Chang'an University, 2015(in Chinese). http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10710-1015803051.htm
    [11] 白辂韬, 周继彪, 郭延永, 等.电动自行车通行能力研究[J].科技信息, 2010(1):9-10. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/kjxx201001004

    BAI L T, ZHOU J B, GUO Y Y, et al.A study of the electric bicycle capacity[J].Science & Technology Information, 2010(1):9-10(in Chinese). http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/kjxx201001004
    [12] 杨佩昆, 黄文忠, 车丕明.城市道路车队离散过程中的交通流模型[J].同济大学学报(自然科学版), 1994, 22(3):294-299. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK199400470755

    YANG P K, HUANG W Z, CHEN P M.Traffic flow model in consideration of vehicle plantoon dispersion on urban roads[J].Journal of Tongji University(Natural Science), 1994, 22(3):294-299(in Chinese). http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK199400470755
    [13] 戴冀峰, 赵贤兰, 林建新, 等.城市自行车路段服务水平研究[J].长安大学学报(自然科学版), 2015, 35(s1):26-31. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/bjjzgcxyxb201602001

    DAI J F, ZHAO X L, LIN J X, et al.Study on the level of service for urban bicycle road segment[J].Journal of Chang'an University(Natural Science Edition), 2015, 35(s1):26-31(in Chinese). http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/bjjzgcxyxb201602001
    [14] HARKEY D L, REINFURT D W, KNUIMAN M.Development of the bicycle compatibility index[J].Transportation Research Record Journal of the Transportation Research Board, 1998, 1636(1):13-20. doi: 10.3141/1636-03
    [15] 麻乐.城市自行车道改善及路网规划研究[D].西安: 长安大学, 2013. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10710-1014023309.htm

    MA L.City bike road improvement and network planning study[D].Xi'an: Chang'an University, 2013(in Chinese). http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10710-1014023309.htm
    [16] 胡松, 吴海俊, 赵慧.基于层次熵分析法的自行车交通系统评价及应用研究[C]//2016年中国城市交通规划年会论文集, 2016: 1-9. http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-CSJT201604001165.htm

    HU S, WU H J, ZHAO H.Bicycle transportation system evaluation and application based on hierarchical entropy analysis[C]//Proceedings of the 2016 China Urban Transport Planning Annual Conference, 2016: 1-9(in Chinese). http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-CSJT201604001165.htm
    [17] 麻少娟, 张继荣.基于层次分析法和熵理论的网络选择算法[J].陕西科技大学学报, 2014, 32(3):162-167. doi: 10.3969/j.issn.1000-5811.2014.03.035

    MA S J, ZHANG J R.Network selection algorithm by using AHP and entropy theory[J].Journal of Shaanxi University of Science & Technology, 2014, 32(3):162-167(in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1000-5811.2014.03.035
  • 加载中
图(11) / 表(14)
计量
  • 文章访问数:  654
  • HTML全文浏览量:  55
  • PDF下载量:  755
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-10-02
  • 录用日期:  2019-01-04
  • 网络出版日期:  2019-06-20

目录

    /

    返回文章
    返回
    常见问答