一种基于人流量对于包容性慢性交通道路宽度的计算方法

1.本发明属于包容性步行道宽度计算技术领域，具体是一种基于人流量对于包容性慢行交通道路宽度的计算方法。


背景技术：

2.目前我国慢行交通系统的问题出现在动态和静态两个方面。从静态来说，人行道常常会被机动车停车、市政公共设施等侵占，慢行环境单调且宽度较窄，这就使得慢行交通通道不连续，人们步行，骑自行车的体验感不好。从动态方面来说，有些道路没有特定的人行道车行道，在一些人流量大的地方也没有相应的隔离设施，人车混在一起，不仅无法保证慢行交通的通行权还会出现安全隐患。
3.近些年来，我们在街道设计中依旧是采用了以车为本的思想。问题的重心也放在车行交通上，如机动车交通阻塞、停车问题等，而对慢行交通的研究有所欠缺。就目前的交通发展现状而言，单一的车行交通无法解决门对门的出行问题，“最后一公里”所代表的步行，自行车行的慢行交通方式，将成为未来城市发展的主旋律。城市中很多的生活性道路依然是混合交通的状态，存在着很大的安全隐患，同时对于步行或骑车出行的人来说会有很多不便利。目前存在的一些评价体系主观性较强。因此发明一种客观性强的计算包容性的慢性交通道路宽度的方法尤为重要。


技术实现要素：

4.针对现有评价体系的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种基于人流量对于包容性慢行交通道路宽度的计算方法。
5.本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：
6.一种基于人流量对于包容性慢性交通道路宽度的计算方法，包括以下步骤：
7.确定待研究区域的区域用地性质，按照区域用地性质划分不同类的交通区域，找到所有慢行道路；
8.判断所研究道路的道路毁坏程度，当道路毁坏程度小于60％时，则步行道宽度wp按照式(1)计算，自行车道宽度wb按照式(5)计算；当道路毁坏程度大于或等于60％时，则步行道宽度wp按照式(2)计算，自行车道宽度wb按照式(6)计算；
[0009][0010][0011]
wb＝{roundup(c/c0,0)+round[mod(c/c0+β,1),0]*λ}*dwb+wbs (5)
[0012]
wb＝{roundup(c1/c0,0)+round[mod(c1/c0+β,1),0]*λ}*dwb+wbs (6)
[0013]
其中，w1——高峰小时内上行方向行人数量(人/h)；
[0014]
w2——高峰小时内下行方向行人数量(人/h)；
[0015]
wh f——无障碍设施修正宽度(m)；
[0016]
w0——1条步行带通行能力(人/h)；
[0017]
dwp——1条步行带宽度(m)；
[0018]
roundup——向上取整函数；
[0019]
w3——修正高峰小时内上行方向行人数量(人/h)，w3＝w1/s1，s1为上行方向当前道路因路面毁坏受到影响之后的仍然愿意走该道路人数占总调查人数的比例；
[0020]
w4——修正高峰小时内下行方向行人数量(人/h)，w4＝w2/s2，s2为下行方向当前道路因路面毁坏受到影响之后的仍然愿意走该道路人数占总调查人数的比例；
[0021]
c——高峰小时自行车流量(辆/h)；
[0022]
c0——一条自行车带通行能力(辆/h)；
[0023]
λ——自行车道隔离形式修正系数(物理隔离时取1，否则取0)；
[0024]
β——流量修正系数(当c为1000的整数倍数时取1，否则取0)；
[0025]
dwb——一条自行车带宽度；
[0026]
wbs——自行车道两侧安全距离(m)；
[0027]
mod——取余数函数；
[0028]
round——四舍五入函数；
[0029]
c1——修正高峰小时自行车流量(辆/h)，c1＝c/s3，s3为自行车道当前道路因路面毁坏受到影响之后的仍然愿意走该道路人数占总调查人数的比例；
[0030]
对不同类的交通区域内的慢行道路分级，步行道等级包括一级步行道、二级步行道、三级步行道，自行车道等级包括一级自行车道、二级自行车道和三级自行车道；
[0031]
获取每个等级的步行道和自行车道不同慢行道路的高峰小时人流量和车流量相关数据、s1、s2、s3、道路毁坏程度、自行车道是否有物理隔离，代入上述相应的公式(1)、(2)、(5)或(6)中得到不同等级的基于人流量对于包容性慢行交通道路宽度。
[0032]
所述1条步行带宽度dwp为0.75m，行人行走速度v为1.2m/s，人均占用面积ρ为3m2/人，则1条步行带通行能力w0按照公式(2)获得
[0033]
w0＝3600v*dwp/ρ (2)；
[0034]
无障碍设施修正宽度wh f为0.5m；一条自行车带宽度dwb为1m；自行车道两侧安全距离wbs为0.5m。
[0035]
所述1条步行带通行能力w0为1000人/h。
[0036]
步行道等级还包括专用步行道，专用步行道的宽度采用10m～15m，不经过本技术的计算方法处理，直径根据规范获得。
[0037]
所述道路毁坏程度类比路表面的凹陷变形进行计算，当道路凹陷变形超过25mm即为道路毁坏程度超过60％。
[0038]
区域用地性质包括居住用地、商业用地、政府办公用地、旅游文化用地，并对待研究区域各个城市街道进行交通量的调查，分别调查不同时刻不同街道的单侧人流量及自行车流量，根据不同区域所包含街道人流量及自行车流量的调查，得到不同区域不同高峰时段不同街道的人流量及自行车流量并记录下来。
[0039]
步行道等级划分的主要是：依据人流量的大小、街道界面活跃度和该道路在步行网络中所承担的功能划分步行道等级，分布在城市中心区和人流活动密集区的街道为一级步行道，高峰小时人流量大于4000人/小时；分布在城市副中心和人流活动比较活跃的街道
为二级步行道，高峰小时人流量处于2000人/小时～4000人/小时；分布在人流活动较少的街道，或者两侧开发强度不高的交通性道路为三级步行道，高峰小时人流量在0人/小时～2000人/小时；专用步行道是独立于城市道路的专用步行通道，包括通过管理手段只允许步行交通方式通行的道路；
[0040]
依据自行车流量大小、在自行车网络中所承担的功能划分自行车道等级，分布在生活性主干路、快速路辅路或自行车流量较大的道路为一级自行车道，高峰小时自行车流量为大于1500辆/小时；分布在城市次干路以及支路为二级自行车道，高峰小时自行车流量为1000辆/小时～1500辆/小时；分布在交通性道路上的为三级自行车道，是自行车网络的延伸和补充，高峰小时自行车流量为0辆/小时～1000辆/小时。
[0041]
本发明还保护一种计算机可读介质，其上记录有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在计算机上运行时执行上述的基于人流量对于包容性慢行交通道路宽度的计算方法。
[0042]
所述计算机上具有输入部，用于输入上述公式所需的数据；同时具有显示部，用于显示所研究区域的范围及计算的相应慢行路的宽度范围、慢行道所属等级等。
[0043]
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
[0044]
1、本发明利用人流量和自行车流量为基础进行计算，并考虑到道路毁坏程度对人心理上的选择倾向，并以道路凹陷程度为代表进行毁坏程度的判断，具有更好代表性，考虑道路更多的客观因素，更符合绝大部分人的实际需求。对于人流量和自行车流量的选取，本发明都以高峰时段的人流量和自行车流量为基础，并考虑到了障碍、隔离带形式的选取对真实情况的影响，在精度上更加准确，并对于道路毁坏程度对于人流量和自行车流量的影响进行修正，提高了本技术基于人流量来计算慢行交通道路宽度的准确性及可靠性，更加客观。
[0045]
2、相比于目前已知的一些车道等级划分，其他划分方式更注重个体的感受，主观性较强，本发明以人流量为基本，通过一定科学的计算得到的宽度等级划分更具有客观性，更符合实际的交通规划。
[0046]
3、《城市步行和自行车交通系统设计规划导则》中没有具体阐明人流量与车道级别划分的规定，经本技术中慢行道级别划分方式再经过上述提出的宽度计算公式得到的应建道路宽度值更具有科学性，合理性。
附图说明
[0047]
图1为本发明方法的具体实施例的模型图。
[0048]
图2为本发明方法的具体实施例的路段划分图。
[0049]
图3为本发明方法的具体实施例的区域性质划分图。
[0050]
图4为本发明方法的具体实施例的交通区域划分图。
[0051]
图5为本发明方法的具体实施例的城市道路基本等级划分。
[0052]
图6为本发明方法的具体实施例的道路分级图。
具体实施方式
[0053]
下面结合实施例及附图进一步解释本发明，但并不以此作为对本技术保护范围的
限定。
[0054]
本发明基于人流量对于包容性慢行交通道路宽度的计算方法，该方法包括以下步骤：
[0055]
步骤一、实地调研，区域划分
[0056]
根据区域用地性质将区域划分为居住用地，商业用地，政府办公用地，旅游文化用地，并对各个城市街道进行交通量的调查，分别调查不同时刻不同街道的单侧人流量及自行车流量，根据不同区域所包含街道人流量及自行车流量的调查，可以得到不同区域不同高峰时段不同街道的人流量及自行车流量并记录下来。
[0057]
步骤二、道路分级
[0058]
步行道等级划分的主要依据是：人流量的大小、街道界面活跃度和该道路在步行网络中所承担的功能。具体来看，一级步行道，主要分布在城市中心区和人流活动密集区的街道，一般在人流量较大，断面条件较好的主干路或次干路居多，一般来说，高峰小时人流量大于4000人/小时。二级步行道，主要分布在城市副中心和人流活动比较活跃的街道，一般在次干路和支路居多，一般来说，高峰小时人流量处于2000人/小时～4000人/小时。三级步行道，主要分布在人流活动较少的街道，或者两侧开发强度不高的交通性道路，一般来说，高峰小时人流量在0人/小时～2000人/小时(此时不包括2000)。专用步行道是独立于城市道路的专用步行通道，包括通过管理手段只允许步行交通方式通行的道路。
[0059]
自行车道等级划分的主要依据是：自行车流量大小、在自行车网络中所承担的功能。一级自行车道主要是为满足城市内部较长距离的通勤联络需求，是自行车网络的骨干通道。主要分布在生活性主干路、快速路辅路或自行车流量较大的道路，一般来说，高峰小时自行车流量为大于1500辆/小时。二级自行车道与周边建筑联系密切，是自行车网络的重要组成部分，一般来说，高峰小时自行车流量为1000辆/小时～1500辆/小时。主要分布在城市次干路以及支路。三级自行车道是以通过为目的，主要分布在交通性道路上，是自行车网络的延伸和补充，一般来说，高峰小时自行车流量为0辆/小时～1000辆/小时。
[0060]
根据道路所属的区域性质划分交通区域等级，居住用地、政府办公用地属于ii级交通区域，商业用地、旅游文化用地属于i级交通区域。
[0061]
步骤三、不同等级步行道道路宽度计算
[0062]
步行交通的自由度很大，一般而言步行道没有方向性。因此在考虑步行道宽度的时候应该分别计算不同方向所需的步行道宽度同时还要加上无障碍设施，如盲道的宽度，破旧程度，根据大量实验数据调查，发现毁坏程度低于60％时，对人选择步行道或者自行车道行驶的决策影响微弱可忽略不计，当毁坏程度大于60％时，人们会对道路产生厌烦心理，从而不再选择该道路，转向其他道路或者转换其他出行方式，因此步行道的宽度计算方式如下，
[0063]
道路毁坏程度的判定，可以类比路表面的凹陷变形进行计算(沥青路面轻重程度鉴别标准凹陷25mm为严重)即当道路凹陷变形超过25mm即为道路毁坏程度超过60％
[0064]
当毁坏程度小于60％时：
[0065][0066]
wp——步行道宽度(m)；
[0067]
w1——高峰小时内上行方向行人数量(人/h)；
[0068]
w2——高峰小时内下行方向行人数量(人/h)；
[0069]
wh f——无障碍设施修正宽度(m)，推荐取值为0.5m；
[0070]
w0——1条步行带通行能力(人/h)；
[0071]
dwp——1条步行带宽度(m)；
[0072]
roundup——向上取整函数。
[0073]
式(1)中的w0是1条人行带的通行能力，可以类比饱和车头时距法进行计算，
[0074]
w0＝3600v*dwp/ρ (2)
[0075]
w0——1条步行带通行能力(人/h)；
[0076]
v——行人行走速度(m/s)；
[0077]
dwp——1条步行带宽度(m)；
[0078]
ρ——人均占用面积(m2/人)；
[0079]
当毁坏程度大于或等于60％时：
[0080][0081]
wp——步行道宽度(m)；
[0082]
w3——修正高峰小时内上行方向行人数量(人/h)，w3＝w1/s1，s1为上行方向当前道路因路面毁坏受到影响之后的仍然愿意走该道路人数占总调查人数的比例；
[0083]
w4——修正高峰小时内下行方向行人数量(人/h)，w4＝w2/s2，s2为下行方向当前道路因路面毁坏受到影响之后的仍然愿意走该道路人数占总调查人数的比例；
[0084]
wh f——无障碍设施修正宽度(m)，推荐取值为0.5m；
[0085]
w0——1条步行带通行能力(人/h)；
[0086]
dwp——1条步行带宽度(m)；
[0087]
roundup——向上取整函数。
[0088]
实际设计中的行人行走速度v一般取1.2m/s。根据我国《城市道路交通规划设计规范》的规定，一条步行带宽度为0.75m。人均占用面积是指人在行走时所需的动态面积，一般是横向和纵向的总和。所设计的步行道应该满足行人自由行走状态，这样是符合人们出行的舒适度的，所以根据《交通工程手册》的规定，得到人均占用面积应该是3m2/人。
[0089]
即(2)式中v＝1.2m/s、dwp＝0.75m、ρ＝3m2/人，由此可知一条通行道的通行能力为1080人/h，实际运用中取1000人/h。根据公式进行计算不同等级步行道宽度范围。
[0090]
对于专用步行道而言，宽度一般采用10m～15m。
[0091]
步骤四、不同等级自行车道道路宽度计算
[0092]
自行车道一般位于机动车道路两侧，所以其行驶方向一般是单向的，与相邻的机动车道相同，同时也要考虑当前道路毁坏程度。自行车道宽度计算如下，
[0093]
道路毁坏程度，可以类比路表面的凹陷变形进行计算(沥青路面轻重程度鉴别标准凹陷25mm为严重)即当道路凹陷变形超过25mm即为道路毁坏程度超过60％
[0094]
当毁坏程度小于60％时：
[0095]
wb＝{roundup(c/c0,0)+round[mod(c/c0+β,1),0]*λ}*dwb+wbs (5)
[0096]
wb——自行车道宽度(m)；
[0097]
c——高峰小时自行车流量(辆/h)；
[0098]
c0——一条自行车带通行能力(辆/h)，根据规范取值，推荐取值1000；
[0099]
λ——自行车道隔离形式修正系数(物理隔离时取1，否则取0)；
[0100]
β——流量修正系数(当c为1000的整数倍数时取1，否则取0)；
[0101]
dwb——一条自行车带宽度，推荐取值为1m；
[0102]
wbs——自行车道两侧安全距离(m)，推荐取值为0.5m；
[0103]
mod——取余数函数；
[0104]
round——四舍五入函数
[0105]
当毁坏程度大于或等于60％时：
[0106]
wb＝{roundup(c1/c0,0)+round[mod(c1/c0+β,1),0]*λ}*dwb+wbs (6)
[0107]
wb——自行车道宽度(m)；
[0108]
c1——修正高峰小时自行车流量(辆/h)，c1＝c/s3，s3为自行车道当前道路因路面毁坏受到影响之后的仍然愿意走该道路人数占总调查人数的比例；
[0109]
c0——一条自行车带通行能力(辆/h)；
[0110]
λ——自行车道隔离形式修正系数(物理隔离时取1，否则取0)；
[0111]
β——流量修正系数(当c为1000的整数倍数时取1，否则取0)；
[0112]
dwb——一条自行车带宽度，推荐取值为1m；
[0113]
wbs——自行车道两侧安全距离(m)，推荐取值为0.5m；
[0114]
mod——取余数函数；
[0115]
riund——四舍五入函数
[0116]
根据公式进行计算不同等级自行车道宽度范围。
[0117]
上述公式中的行人数量和自行车流量数据(w1、w2、w3、w4、c)均指取样本调查在所研究路段的数据经去噪处理后去掉异常值而获得最大值和最小值，表示一个阈值范围，上下行同时在阈值范围内取最大值或同时取最小值。进而根据本技术方法能够获得慢行道路建议的宽度范围，再根据所属的交通类型选择具体宽度值，使其更贴近实际情况。
[0118]
本发明方法中的行人数量及自行车流量也可根据调查的数据经去噪处理后计算均值获得。
[0119]
实施例
[0120]
实地调研：
[0121]
以天津市鼓楼区部分路段为例，具体区域为：东起城厢中路、西至张自忠路、北至北马路、南至慎益大街。该区域占地面积约为1.6km2,属于天津的旧城区，历史文化悠久，是天津市中心的繁华地段之一，是慢行交通的主要发生地。
[0122]
可利用地图对所研究区域进行二维平面模型的构建，如图1所示，在地图上可以清晰的定位区域性质以便于后面的区域划分及道路等级划分
[0123]
进行路段的标号，并对不同步行道、自行车道的单向流量进行数据调查汇总。根据图2可知将区域划分为22条道路，大型居民区周围的日常通勤路段的高峰小时交通量，主要出现在8：00、12；00、18：00左右，商业街等大型娱乐购物设施附近的高峰小时交通量，主要出现在10：00、15：00、18：00左右。因此可以大致按照此时间对其余各不同类型道路进行交通量调查，得到的数据就可以粗略表示为该路段的高峰小时交通量。对各道路进行凹陷测
量并对毁坏程度划分，同时在高峰时段进行样本调查，随机访问当地群众是否愿意行走于毁坏程度大于60％的相关道路，并进行数据统计。
[0124]
道路分级
[0125]
根据区域特征进行区域划分，道路分级：根据图3可知该区域用地性质较复杂，以居住用地为主(区域70％左右的面积范围都被大型居住区所覆盖)。东北部为古文化街，东部紧邻海河风景区，西部是鼓楼商业街，在该区域中部零星分布着一些博物馆、图书馆等文化用地。商业用地约占该区域面积的20％左右，主要集中在东部地区，主要在地铁枢纽和东马路沿线。至此将所研究区域中的区域用地性质进行了划分。
[0126]
因为该区域自行车慢行空间不完善，自行车流量较少，对于设计自行车道没有较大参考价值，自行车道设计可参考人流量数据。
[0127]
将商业街、旅游区内部及附近划分为步行机自行车ⅰ类交通区域。而其余的大型居住区内部及附近应该被划分至步行及自行车ⅱ类交通区域(参见图4)，图4中灰色填充区域为步行及自行车i类交通区域，其余为ii类交通区域。
[0128]
其中一级步行道包括：鼓楼商业区附近和紧邻古文化街的东马路。该路段是街道街面活跃度高的生活性主干路。二级步行道是该区域步行道路的主要组成部分，主要位于一些大型的居民区附近，是交通性主干道和城市道路次干路的沿线，是城市一般功能区的步行网络的重要组成部分。三级步行道覆盖北马路、南马路、城厢东路、海河沿线的张自忠路以及大型居民区周围的部分路段。专用步行道位于鼓楼商业街、古文化街内、大型居住区周边部分路段，属于禁止机动车出行的区域，也是慢行交通十分活跃的地方。自行车道分级与之相同，城市道路基本等级划分对应的常见道路命名参见图5，本技术中慢行道道路分级如图6所示。
[0129]
通过人流量为基础代入上述相应的公式(1)、(2)、(5)或(6)中进行计算，将在调研记录获取的相应数据代入相应公式，根据调查数据进行计算得到各慢行道的宽度范围数据见表1。
[0130]
表1
[0131][0132]
对于专用步行道而言，宽度一般采用10m～15m。根据本实施例计算方法获得的宽度范围对不同等级的慢行道根据实际情况给出更接近的推荐值。对于步行道和自行车道而言，根据《城市步行和自行车交通系统设计规划导则》可知，步行、自行车ⅰ类交通区域，步行及自行车道推荐取表1中宽度的最大值，步行、自行车ⅱ类交通区域，步行及自行车道宽度推荐取表1的中间值。
[0133]
1、2、3号路段属于ⅱ类交通区域，主干路上的二级慢行道路，应取表1中宽度中值，单侧步行道、自行车道宽度分别设计为4.5m、4.25m。
[0134]
4、5号路段属于ⅱ类交通区域，次干路上的二级慢行道路，应取表1中宽度中值，步行道、自行车道宽度应分别设计为4.25m、4m。
[0135]
6号路段为禁止机动车行驶路段，该路段设置专用步行道，两侧为专用步行道各12m。
[0136]
7号路段属于ⅱ类交通区域，为支路上的二级慢行道路，本应取表1中的中值宽度，但因街道空间较宽敞，使用表1中该类道路的宽度最大值，步行道、自行车道宽度应分别设计为4.5m、3.5m。
[0137]
8号道路属于ⅰ类交通区域二级次干路，将步行道、自行车道宽度分别设计为3.5m、3.5m。
[0138]
9、10号路段属于ⅱ类交通区域，是次干路上的三级慢行道路，取表1中的道路宽度中值。步行道、自行车道宽度应分别设计为3.25m、3m。
[0139]
11、12、13号路段属于ⅱ类交通区域，是主干路上的二级道路，取表1中的道路宽度中值。步行道、自行车道宽度应分别设计为4.5m、4.25m。
[0140]
14号路段属于ⅰ类交通区域，是快速路上的一级道路。取宽度上限，步行道、自行车道分别设计为4.5m、4.25m。
[0141]
15、16、17、18号路段属于ⅱ类交通区域，是主干道上的二级道路，步行道、自行车道宽度应分别设计为4.5m、4.25m
[0142]
19、20号路段属于ⅰ类交通区域，是次干路上的一级道路，应取步行道、自行车道宽度分别为5.5m、4.75m。
[0143]
21、22号路段为二级主干路邻近海河，其宽度分别设置为5.5m和5m。
[0144]
以表中数据作为后期设计依据。