（交通运输规划与管理专业论文）城市自行车交通网络规划研究.pdf

。，墼塑墼坚些堡垄丝墼毫一 城市自行车交通网络规划研究 专业名称：交通运输规划与管理 研究方向：城市交通运输规划 研究生：郑爱龙 指导教i j i l i 王秋平教授 摘要 我国虽为自于亍车生产和使用大国，但对自行车的重视程度明显不够，自行车的出行在很多 城市都极为不便。 自行车是我国大多数城市的主要交通方式之一，而机动车与非机动车混行又是我国城市交 通的特有现象，解决好自行车交通与机动车交通在城市道路上混行产生的问题，是我国城市交 通状况改善的关键所在。然而国内在关于自行车交通系统规划设计和控制管理方面，相关的研 究比较少，因此缺乏理论上的依据和支撑。本文正是在此背景下展开研究的。 本文首先回顾了国内外自行车交通研究的现状，明确研究的方向和重点。接着对我国城市 自行车交通的发展状况进行了总结，并对我国城市自行车交通存在的问题进行了深层次的探讨。 随后，详细分析了城市自行车的交通特征，建立了自行车车流模型并应用自行车车流模型建立 自行车通行能力模型。这些分析研究，为自行车交通网络的规划理论的建立奠定了基础。 在自行车交通系统网络规划方面，本文借鉴了国外发展自行车道路系统的经验，尝试在自 行车系统规划中转变传统的规划思想，从城市区域着手，以适度发展为原则，开发自行车专用 道路，建立合理的自行车交通网络，实旌真正的机非分流，有效地组织城市中的交通流。且以 西安市二环内区域为试点，尝试构建自行车道路网络，以期为自行车网络的构建提供一个新思 路。 自行车交通网络不但要有层次结构分明的线路网，还应包括网络结构中的节点，即换乘点 和停车场所，这才是完整的自行车网络系统。文章最后对自行车停车换乘系统进行了研究。 关键词：自行车；通行能力；自行车专用道；线网规划：停车；衔接 r e s e a r c ho nu r b a n b i c y c l en e t w o r kp l a n n i n g i nc a n d i d a c yo f t h em a s t e ro f s c i e n c ei nt r a n s p o t t a t i o ap l a n n i n ga n dm a n a g e m e n t b y z h e n g a i l o n g u n d e rt h es u p e r v i s i o no f p r o f w a n gq i u p i 】唱 a b s t r a c t a l t h o u g ha sac o t m t r yo fb i c y c l e sm a n u f a c t u r i n ga n du s i n gi nl a r g es c a l e ，t i so b v i o u sf o ro u r c o 哟t h a tt h ec e n s i d e r a t i o no nb i w e l et r a u s p o t 僦o ni nu r b a np l 越峨i s 嗽e n o u g hy e t n o wt h e b i c y c l e t r a n s p o r t a t i o n i ss t i l l i n i n c o n v e n i e n t c o n d i t i o n i n m o s t c i t i e s o f o u r c o u n l r y b i c y c l ei st h em a i n 在a 伍cm o d ei nm o s to f o u rd r i e s , a n dt h em i x e dt 【a 伍cf l o wo f v e h i c l e sa n d b i c y c l e si st h es p e c i a lp h e n o m e n o ni no u ru r b a nw a f f l e t h e r e f o ri ti st h ek e yo f i m p r o v m gu r b a nt r a t f i c c o n d i t i o n st os o l v et h ep r o b l e m sc o m i n gw i t ht h em i x e d 位t 伍cf l o w h o w e v e r , b yf a rt h e r ei st i t t l e r e s e a r c ho i lt h el r a m cd e s i g na n dc o n u o lo f b i c y c l e si no u rc o u n t y t h i st h e s i si se s t a b l i s h e db a s e do n t h i sb a c k g r o u n d t h er e s e a r c hs t a t u so fb i c y c l e si nt h ew o r l di sr e v i e w e df i r s t l yt oc 0 幽t h eo f i e n m f i o na n d e m p h a s e so ft h i st h e s i s t h e n , t h ec o n d i t i o no fb i c y c l e sd e v e l o p m e n ti no u rc i t i e si ss u m m a r i z e d c o n s e q u e n t l y , t h ed e e pd i s c u s s i o na b o u tt h ep r o b l e m s 出r i m n gf r o mt h eu r b a nb i c y c l eu a 伍ci sm a d e a tl a s t , t h o u g hd e t a i l e d l ya 砌y z i n gt h et r a n s p o r t a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so ft h eu r b a nb i c y c l e ，t h eb i c y c l e f l o wm o d e li se s t a b l i s h e da n df r o ma p p l y i n gi tt h eb i c y c l ec a p a c i t ym o d e li sg e t t e d a l la b o v ea l et h e b a s i s o f t h e r e s e a r c h o n t h c o e r o f u r b a n b i c y c l e n e t w o r k p l a n n i n g i n t h ea s p e c to f t h e b i c y c l e n e t w o r k p l a n n i n g , t h i s t h e s i sr e f e r e d t o t h ee x p e r i e n c eo f t h ea b r o a d , 堍t oc h a n g et h et r a d i t i o n a lp l a n n i n gp r o g r a m m i n go ft h eb i c y c l es y s t e mp l a n n i n g i tg i v e sa m e t h o dt oe s t a b l i s ht h er e a s o n a b l eb i c y c l et r a n s p o r t a t i o nn e t w o r kw i t hm o d e r a t ed e v e l o p i n gp r i n c i p l e , i no r d e rt oa c h i e v et h er e a ls c l m r a 垃o no fm o t o rv e h i c l e sa n db i c y c l e ss ot h a tt h e 怕监cf l o wc a l lb e o r g a n i z e d e f f e c t i v e l y f o r m o 咒a p r a c t i c e i n t h ea r e a v 畦t h i ns e c o n dr i n g o f x p a n i s l e a d e i n o r d e r t o o f f e r a n e w i d e a r f o r e s t a b l i s h i n g a b i c y c l e n e t w o r k t h eb i c y c l e 妇u s p o r t a f i o nn e t w o r ks h o u l dh a v en o to n l yb i k e - p a t h sa td i f f e r e n tl e v e l s , a l s ot h e n o d e si nt h en e t w o r k , t h a ti st h ep a r k i n gl o ta n dt h ew m s f e x c n c e ，w h i c hi sac o m p l e t eb i c y c l en e t w o r k s y s t e l r l t h en o d e sm e n t i o n e da b o v ea r es t u d i e da tt h ee n do f t h i st h e s i s k e yw o r d s lb i c y c l e ；c a p a c i t y ；b i k e - p a t h ；n e t w o r kp l a n n i n g ；p a r k i n g ；j o i n 1 1 西安建筑科技大学硕士学位论文 第五节城市自行车交通系统规划与设计 第六节基于上述模式的自行车管理对策 第七节小结 第五章城市自行车网络中停车系统规划设计 第一节自行车停车场规划 第二节自行车与公共交通的衔接b + r 系统的建立 第三节小节 第六章结语 第一节论文主要研究成果 第二节论文的不足之处暨有待于进一步研究的问题 第三节展望 致谢 攻读硕士研究生期间发表论文二篇： 1 城市常规公交线路优化探讨 西安建筑科技大学学报( 自然科学版) 2 0 0 4 年第2 期 2 城市公交快速线路选线研究 城市公共交通2 0 0 4 年第1 期 i v 昭 弛 矾 衢 他 虬 船 s 8 姐 踮 第一章绪论 自行车是面向2 1 世纪我国城市交通系统不可分割的重要组成部分。白行车是对中国目前城 市交通面貌影响最大的一种交通工具，它对于现代中国人的重要性不亚于小汽车之于美国人、 日本人的重要性。随着机动化时代的到来，自行车的作用会被削弱，但它仍将长期存在并发挥 作用，承认其合理地位及作用不仅对广大市民是有利的，对城市交通的长远发展也至关重要。 第一节研究背景 1 1 大城市交通问题m “ 城市问题是城市发展过程中各种矛盾的表面化，其表现形式多样，或要素组合不合适，或 结构失衡，或功能发挥不畅，因此城市问题须透过现象看本质，从根本上去认识问题和解决问 题。 城市交通问题实质是人、车、路三要素的矛盾在城市时空的表象，其核心河题是如何满足 广泛的交通需求及保持优质的交通服务水平。我国城市交通发展具有成长期的特点，交通问题 已经在规模和强度两个方亟逐涛岢大。城毒交通问题主要体现在： 1 、交i 目环境恶化，机非冲突严重 交通环境是指人、车、路相互作用相互影响所构成的静态和动态的环境。交通拥挤的程度 般被认为是一个城市交通环境好坏的指示器，交通拥挤导致交通服务效率低，反映在路途时 间和费用上的浪费，这些情况反过来又导致城市活动中生产力的损失和城市活力的衰减。 经济增长带来了城市交通机动化水平的提高，产生了日益恶化的交通拥挤问题。交通环境 恶化一方面体现在道路运行上的各种交通工具性能差别较大。机非、人车争道混行，阿氐了道 路的使用效能；另一方面城市交通管理的指导思想不明确，缺乏整体的交通发展政策。 2 、客运交通结构不合理 交通结构的低效：机动化程度不高而 i _ 觏动化交通比重偏高。城市客运交通的公共交通与 私人交通之间的竞争，在发达国家的私人交通主要是私人小汽车，而我国则是自行车和摩托车 等。使用公共汽车、自行车、小汽车占用道路面积之比为l ：5 ：1 5 ，自行车等私人交通方式成 了交通主体，出行方式由公共交通向小汽车、自行车等个人交通方式转移对城市交通造成巨大 压力。 就自行车本身而言，只在一定的交通层次范围内具有公共交通无法取代的优势和适应性， 但在公共交通和自行车交通的平衡失控之后，自行车交通出现长距离出行持续增长的不正常现 象。正如上海地铁1 号线的国外广告的内容：4 ，0 0 0 ，0 0 0c y c l i s t s l u rc h a l l e n g ei 这也是 象。正如上海地铁1 号线的国外广告的内容：4 ，0 0 0 ，0 0 0c y c l i s t s - - o u rc h a l l e n g e 【这也是 西安建筑科技大学硕士学位论文 全国城市交通问题的一个缩影。 因此立足于各种交通方式将长期并存这一现实，如何协调处理好优先发展公共交通与私人 交通的关系，是亟待解决的问题。 3 、道路系统发展失衡 路网的级配是指各层次道路在路网中的比例。市区道路网要想具有足够的容量，除了要有 足够的道路长度和宽度以外，在很大程度上还取决于城市快速路、主干路、次干路和支路之间 的合理比例关系，以及网络的连通性等条件。一般说来，从快速路到支路，其路网合理的级配 结构应该是“金字塔”型，即越是等级低的道路网其密度越高，而我国大城市的路网结构却是 “倒三角”或“仿锤”型，中间大两头小，普遍缺少次干路和支路，城市道路系统结构不完善、 层次不合理，衔接无序，系统的整体效率1 氐下。与1 5 0 k i n 的设计时速相比，2 0 k i n 左右的时速是 多么无奈和难以忍受，然而我们却很难退出这个低效率的交通系统，机非混行于主要道路是没 有办法的选择。 交通供需在结构和空间上的不平衡。交通设旌投入主要集中在城市外围道路，如环路等。 而城市中心开发强度提高，但交通设施却增加的很少，不重视次、支路建设，静态交通设施在 道路网系统中的重要性长期不受重视。 1 2 自行车交通发展的困惑 自从1 8 7 8 年出现橡胶轮胎的钢制自行车后，自行车和马车、电车开始并存，以后交通工具 图卜1 街头一瞥 2 逐渐由人力或畜力向机动化发展， 汽车代替了马车，轮船代替了摆桨 船，而自行车至今仍是深受城市居 民喜爱的代步交通工具。面对自行 车，我们经常有这样的困惑，自行 车成为城市交通工具中“不倒翁” 的原因何在? 在我国某些城市提出 “消灭自行车交通”、让“私人交通 机动化”的同时，国外发达国家却 出现向自行车交通的回归? 中国能 不能骑着自行车闯荡2 1 世纪? 我国号称“自行车王国”，自行 车以其便捷、廉价的特点成为大多 数城乡居民首选的交通工具。目前， 自行车拥有量约为5 亿辆，城市人 均拥有约0 8 5 辆，居民出行选用自 西安建筑科技大学硕士学位论文 行车交通方式的约占5 0 “，可是随着城市机动化的发展，轿车进入家庭，自行车交通与机动 车交通在城市道路上相互干扰，成为城市交通问题产生的主要根源之一。随之而来的对自行车 交通发展的观点也发生了分歧“”：一种观点是自行车作为大多数城市的主要交通出行方式，通 行权应该得到保障；相对的观点则是认为只要机动车畅通，城市道路就会畅通，因此就要限制 城市道路自行车交通的发展。但无论对其怎样评价，在今天乃至今后很长一段时间内，自行车 交通仍将是中国大多数城市交通的主体。所以宏观上对自行车交通采取什么政策，微观上对自 行车交通采取怎样的控制与管理措施都是我们必须面对的问题。 应该指出，自行车在不同的历史时期，弥补了公共交通运力不足的矛盾，起到了很大的作 用，但是，对于占城市居民出行比例5 0 以上的自行车交通，我国始终未寻求和建造起安全、 舒适的自行车道路系统，对于我国快速发展的大城市而言，无疑是一个极其严峻的考验，各方 面的专家、学者都在积极探索应对之策。 1 3 现行交通规划理论的不足 二战以来，不论是发达国家还是发展中国家，城市交通的发展过程几乎都是一个不断满足 机动化发展要求的过程”，提高车辆和人的机动性成了统领2 0 世纪后半叶城市交通的主题。发 达国家的历程已经证明了，这种立足于供给的思维形成了供给与需求的非良性循环，造成了种 种经济、社会、环境和文化的巨大负作用。当今，发达国家对城市交通公害和环境治理提高到 一个新的高度，提出了“后小汽车交通”( p o s t c a rt r a f f i c ) 理论，为了求得“安宁交通”， 重新提倡发展公共交通和自行车。因此，城市交通需要在理论和观念上进行更新。 尽管我国城市交通规划方法的研究已有二十多年的历史，形成了套较为系统的城市交通 规划理论与方法，但是从以人为本的角度出发，其存在着以下不足； l 、是单一面向交通的规划理论与方法，“以车为本”而非“以人为本”； 2 、没有将确定合理交通结构作为规划各阶段的主要任务； 3 、现阶段规划时，对于非机动车，往往注重了步行系统，而忽视了与步行系统相互衔接的 自行车系统： 4 、枫非分流流于形式，没有从根本上考虑。 同时，国内长期以来采用的城市道路设计规范还是1 5 年前编制的，不仅缺乏交通设计的考 虑，更不能适应城市道路交通的变化。故此，城市道路设计规范在某种意义上成了交通问题的 产生源，有关与此一直存在着不少争议，相关的城市j 酋路设计补充规程正在陆续被提出。 因此，现行的交通规划理论己不能适应时代的发展，我们必须立足中国国情，瞄准国际前 沿，通过对城市交通领域发展趋势分析以及新理论、新方法、新技术的研究，建立适合我国城 市发展的城市交通规划理论和方法，以期从根本上解决现有城市交通问题，适应未来城市发展 的需要。 发展中i 雪家处在确立2 1 世纪交通发展的关键时期，中国不能走发达国家交通以环境污染和 西安建筑科技大学硕士学位论文 高能耗为代价的发展之路。新时代和新技术赋予了我们国家以契机，在这一决定其经济兴衰的 关键 生变革中，一定要抓住“后发”时机，运用“后发效应”，研究交通发展战略的理性选择。 第二节研究的对象、目的与意义 2 1 研究对象 论文力求尽善尽美，但限于篇幅和出于论题集中的需要，首先要对所研究对象作适当的界 定。 1 、研究的城市 城市是个在有限空间地域内的集约各种社会经济活动的网状系统，城市不是一个纯地理、 空间概念，还包括各种经济关系等。城市交通问题，自行车发展的困惑，并非是大城市所独有， 许多中小城市的这类问题也表现的很突出，般而言交通问题的复杂程度、解决难易程度与城 市规模成正相关。大城市是未来城市化体系中的主体，比中小城市具有更强烈的数量和质量上 的需求。 论文中研究的城市主要是( 特) 太城市，兼顾中小城市。 2 、研究的方向 实践在呼唤着理论。近年来城市交通问题已经引起越来越多人的关注，在各种报纸杂志中 频频出现机非冲突、绿色交通等词汇，但深入的研究并不多。在城市交通发展过程中，客运交 通已经成为城市交通的主体，城市中最紧迫的问题是客运交通问题，对其中的自行车，决策者 和规划设计人员的态度在现阶段显得尤为重要，他们期待着理论界能对自行车该如何发展，如 何真正实现机非分流等问题做出回答。本文试图在这一方面作积极的探索。 2 2 研究意义 城市交通问题是当今一大热点问题，这使得选题本身极具现实意义。我国城市当前和未来 面临的交通问题很大程度上就是自行车和小汽车交通问题，人们对自行车和小汽车的态度以及 由此采取的行动直接决定着中国城市未来的交通面貌。由于我国城市混合交通的存在，很多欧 美国家的交通设计、控制和管理理论与经验在我国都不能很好的发挥作用。对自行车和机动车 这一快慢混合交通的特性，如何建立正确引导和指导发展的措簏，在道路建设和交通管理方面， 处理好自行车与机动车相互干扰的矛盾，使f 电f 门的优势充分发挥。因此，研究自行车交通流特 性，建立自行车交通设计、控制和管理的理论与方法，是解决我国目前城市混合交通问题的关 键所在，也是改善和 是高交通质量的瓶颈所在。 从城市可持续发展的角度来看，自行车交通是一种“绿色交通”，具有灵活方便、无能耗、 无公害、适应| 眭强、有益健康等特点。在我国城市交通向机动化转化的过程中，尽管我国的私 人小汽车及城市其他客运交通发展很快，并且目前我国城市居民自行车拥有量也趋于饱和( 平 4 西安建筑科技大学硕士学位论文 均不到2 人就有1 辆自行车) ，但从自行车交通的特点及我国实际国力、国情考虑，自行车不可 能一下子被完全替代，在今后一定时期内自行车交通仍将占有重要地位，在短距离出行中，自 行车交通仍将占有相当大的比例，因此有必要对自行车交通加以研究。 我国具有发展自行车的良好基础，充分利用现有的道路交通资源，建立合理的自行车交通 网络，实施机非分流，有效地组织城市中的交通流，对解决城市高速发展带来的交通拥挤和城 市环境问题，无疑具有重要的现实意义。 2 _ 3 研究目的 自行车交通问题是一个复杂的问题，涉及交通政策、规划、管理以及控制等多个方面，解 决城市自行车交通问题也需要从多方面入手。在政策制定上，可以直接或间接的引导自行车的 发展，减缓自行车交通的增长；在城市规划上，可以规划、设计自行车专用道路系统，实现机 非分流，减少自行车对机动车的干扰；在控制管理上，可以设计一些自行车交通管理设施以合 理控制与管理自行车交通，提高交通系统的服务水平。然而在实践上，对于如何科学规划自行 车交通系统，如何合理设计自行车车道、道路交叉口及其信号控制，如何有效管理自行较通， 提高其服务水平，保障其应有的通行权，目前尚未形成一套全面、完善的理论对这些问题进行 回答。本论文希望在这些方面有所突破，形成套自行车交通网络规划方面比较全面、完善的 理论，与我国的城市交通发展相适应。 论文在i 葑人已有的相关研究成果的基础上，努力探求自行车路( 网) 规划的理论和方法。 对其中部分问题进行深入探讨，定量或定性地提出一些研究结论。通过该课题的研究，旨在建 立一套适合我国条件的自行车交通规划设计方法，为实际规划、设计提供坚实的理论支撑体系。 期望通过本论文的研究，能够对自行车道路交通系统规划的相关理论和方法有所综合与发展， 希望能为完善自行车道路交通系统规划理论与方法添一砖半瓦。 第三节研究的内容及方法 3 1 研究内容 本文就是基于匕述研究中所存在的问题对自行车交通规划理论进行研究，在分析我国城市 自行车交通系统的现状和存在问题的基础上，从系统的角度出发寻找产生道路交通问题的根源， 尝试在自行车系统规划中转变传统的规划思想，从城市区域着手，建立合理的自行车交通网络， 实施真正的机非分流，有效地组织城市中的交通流，完善道路系统的功能。本文主要研究内容 如下： l 、城市交通系统的分流思想： 2 、自行车通行能力模型： 3 、自行车网络的规划设计理论方法： 西安建筑科技大学硕士学位论文 4 、自行车衔接功能的实现。 图1 _ 2 论文的研究框架 3 2 研究方法 本论文的研究方法即技术路线，是研究得以顺利开展的保_ i 正。本文拟从宏观、整体着手， 遵循从整体到局部、从宏观到微观的方法对自行车系统线网规划进行探讨，以定性和定量分析 相结合的方式对有关问题展开讨论，充分利用、借鉴己有的研究成果和成熟理论，间以评述和 创新。研究中遵循系统性原则、开放性原则、注重方法论、实用性和可操作性原则，针对自行 车交通系统的特征，根据自身的认识水平，对自行车交通系统线网规划理论和方法做出一些探 索性的研究。 1 、交通结构的主导作用 通过对城市交i 觋状的研究剖析，本文认为城市交通问题的核心在于交通方式的组合模式 即交通结构，因此，本文将合理的交通方式和结构作为导向因素贯穿于全文。 2 、与传统密切结合 本文没有创造出一个崭新的自行车交通规划理论，而是为了适应城市发展的趋势，结合我 国国情，而进行的部分理论革新。 第四节小结 本章首先对课题的研究背景作了说明，然后论述了课题研究的目的、意义、明确其研究的 价值所在，最后介绍了论文内容框架结构和采用的研究方法。 6 西安建筑科技大学硕士学位论文 本章参考文献： 【1 1 周干峙，等发展我圆大城市交通的研究北京：中国建筑工业出版社，1 9 9 7 2 1 周再玲我国大城市道路系2 醚见划的研究、c 硕士学位论立j ：西南交通大学，2 0 0 3 【3 】文国玮城市交通与道路系统觑国j 清华大学出版社，1 9 9 6 4 徐慰慈城市交通规划论上海：同济大学出版杜1 9 9 8 5 】张探暇从世界自行车交通的发展看绿色交通城市交通2 0 0 0 ( 3 ) 6 】苗栓明，赵英自行车适度发展的思考与模式城市投划汇刊1 9 9 5 ( 1 ) 7 】赵晚峰，赵晓冬自行车交通一一种适合国情的城市交通改良手段，城市交通2 0 0 0 ( 3 ) 8 】李晓江中国城市交通的发袅呼唤理论与观念的更新城市规划，1 9 9 7 ( 6 ) 7 西安建筑科技大学硕士学位论文 第二章自行车交通研究现状与问题分析 第一节国内外自行车交通研究现状 近年来，国内外很多学者、交通规划工作者对城市自行车道路系统理论进行了深入的研究， 提出了许多新的研究内容、理论和方法。 1 1 国内研究现状 国内对自行车交通的研究与实践从交通工程学科兴起时就已经开始，并取得了些成果。 对自行车流的理论研究，代表性的有：北京市政设计院关于自行车通行能力的调研“1 、北 京建筑工程学院关于北京自行车交通系统和交通流理论的研究汹、“北京自行车交通研究小组” 的自行车交通研究，以及同济大学道路与交通工程研究所的一系列研究成果”哪1 。 北京市政设计院详细调查分析了路段和交叉口的自行车交通| 青报，得出了路段和交叉口在 有、无分隔情况下的通行能力。在计算理论通行能力的时候，f 断门模仿对机动车的研究方法， 把白行车道进行了车道划分，认为一米宽的自行车道路可以作为一条自行车道，又采用与机动 车流理论相近的计算方法，即自行车道( 1 米宽) 的理论通行能力用安全行车间距来进行计算。 然而自行车流与机动车流相比还是存在着根本的差异，自行车在道路e 是相互穿插行进的，不 会象机动车那样，规则地辆接一辆地按车道跟踪行驶，这是因为后边跟踪行驶的自行车并不 是仅以前车作为停车制动的标准，看到前车的停车而停车的。人们骑自行车时，视野都是很广 的，他们会看到前车前边更远处的情况，能眵预料到前边自行车的停车而提前采取行动，并不 是死盯着前边一辆车。这种实际情况，也正是北京市政设计院计算自行车理论通行能力时结果 偏低的原因。苏州市撒0 局的李峰对我国城市道路的自行车通行能力和服务水平进行了研究， 他对我国城市自行车的行驶速度和自行车道的宽度情况进行了讨论，给出了自行车道基本通行 能力的计算方法，在大量数据的支持下，他得到了一个较为适用的自行车实际通行能力的计算 公式，并对公式中的各项修正系数进行了详尽的说明，使之具有较强的可操作性，他建议我国 城市道路的自行车实际通行能力可以取7 0 0 辆孙时。 北京工业大学交通工程教研室对自行车j 昂过交叉口的状况做了详细的考察，把自行车通过 交叉口的过程抽象为一个可压缩的流体模型，推导出了个自行车在交叉口的通行能力的计算 公式。不过其计算过程烦琐且其通行能力与到达流量有关。通行能力是道路交通设施等硬件的 容量，是判断到达流量是否能够通过的一个标准，不应与到达流量的大小有关。 同济大学杨佩昆教授、曾静康、彭锐博士等对自行车交通流理论进行了深入研究，并提出 了一些自行车交通的管理方法。在借鉴机动车交通流理论的建立方法上，根据自行车交通流的 特征，应用流体动力学等理论，建立起自行车交通的车流模型、流体动力学模型、波动模型以 及车队散布模型等，并用来推导自行车在路段上的通行能力以及自行车在交叉口上的饱和流量、 西安建筑科技大学硬士学位论文 延误等实用计算公式。为合理有效地设计自行车交通设施提供了一些理论依据。 同济大学杨晓光教授、彭国雄教授等对混合交通条件下的交通控制信号相位变换问题进行 了研究。伸“”。关宏志等o “提出利用胡同街巷开辟自行车专用道，以实现机非分离、增加城区道 路交通网容量的想法，并以北京市东黄城根为例，提出了一个建立自行车专用道的初步方案和 评价该方案的混合交通流模型，最后，运用模拟的方法对自行车专用道方案的实施效果进行了 初步分析，有着较好的效果；曹继林“。在分析我国自行车交通发展存在的问题基础上，探讨了 我国自行车发展的模式：苗栓明、赵英“8 通过对自行车交通的近距离优势，城市布局形态的适 应性，交通环境适应性的分析论证，提出了自行车交通适度发展的思想。 但是这些研究都没有形成系统的成果，对于城市自行车网络建设的指导意义不是很强，有 些理论及模型还存在一定的适用性问题，提出的交通管理方法适用性也不很明确。 实践方面，八十年代末，在深圳福田中心区交通组织中提出机、非分流规划设想，虽然 由于种种原因规划未能实施，但为解决自行车交通开阔了思路。洛阳市中心区根据拆迁难度大 ( 主要是保护文物) ，提出部分道路机非分流的规划思路，将机动车流较大、拓宽困难、两侧有 分流自行车支路的主干道，建成机动车专用道，而两侧的支路建成自行车专用道，以达到机非 分流的目的，其它道路根据道路性质、改造的难度，采用不同的解决方法，起到很好的效果。 徐州市中心区交通规划中，对通过性交通较多的地区和主干道，采用强化机动车交通，弱化自 行车交通；对机动车较少的地区和支路，采用弱化机动车交通，强化自行车交通的规划手法。 另外杭州市湖滨地区详细规划、江苏宿豫县城规划等很多规划中也对自行车进行了考虑。 1 2 国外研究现状 尽管国夕卜八十年代许多国家出现“自行车热”，但是其自行车交通比起汽车交通来仍然微不 足道。国外的自行车交通量很少，路上出现的常常是零散的几辆自行车，根本不会出现象中国 一些城市中出现的大批量自行车集中流动的现象。叭旧“”。国外着重研究的是汽车交通，很多国 家将自行车交通定性为环保型交通而鼓励发展，有的则作为锻炼身体的工具，而不是将自行车 作为一种道路上的基本交通出行工具。因此国外大多数国家对自行车交通的研究不很深入，研 究特点也与中国不尽相同。 近年来，美国、英国、荷兰、法国等国家对自行车交通的研究也有一定的进展，主要研究 方向集中在自行车的交通安全与环境保护方面洲“”嘲3 。对自行车交通流的设计理论研究相对 较少，可查到的如j o h nf o r e s t e r ( e n g l a n d ) 的研究 一1 5 k m h 的行程车速定为优等的自行车道路服务水平。 西安建筑科技大学硕士学位论文 与机动车相比，自行车起动反应快，接近0 秒，可以不考虑。 2 、自行车的爬坡眭能 影响自行车爬坡能力的主要因素是骑车人的体力和耐力，车辆的性能也有关系。我国学术 界认为自行车道的最大纵坡不宜超过5 ，小于2 5 时对骑车者影响甚微，超过3 5 时上坡 困难，下坡危险，故有必要在坡长方面予以限制。各国对自行车道的坡度与坡长有不同的规定， 见下表。 表3 - 1 部分国家自行车道规定纵坡与坡长标准( m ) 纵坡度荷兰丹麦印度日本中国 ( ) 正常坡长最大坡长最大坡长最大坡长最大坡长最大坡长 i 0 01 02 0 5 04 08 05 02 05 0 3 59 0 1 8 0 3 0 02 5 01 5 0 3 05 0 02 0 0 2 51 6 0 3 2 0 3 0 0 2 02 5 05 0 0 3 、自行车道路设计技术要求 自行车机动性强，转向灵活，在低速运行时甚至可在3 m 半径的弯道上作转弯运行，随车速 增高要求的转弯半径增大，据“日本道路构造令”的规定嘲，当设计自行车速度为v 。= 1 5 k m h 时，平曲线半径r 早lo i i i ，皓线长度l 5 m ，视距长度s 十7 m ；当设计自行车速度为v * = 3 0 k m h 时，平曲线半径r 十3 0 m ，曲线长度l _ _ - l o r e ，视距长度s i 1 5 m 。 自行车由于两轮接触地面很窄，几乎成为一条线，骑车人随时可以调整自行车与地面的倾 斜度，故超高的作用不大。 4 、自行车交通流的统计规律 自行车交通现象是种随机现象，服从于统计规律，它也有自己固有的时间距离属性。自 行车出行的时空分布受城市规模影响较大。 ( 1 ) 时间分布特征 自行车交通在时间上有明显的集中性，在地区或路段上有明显的方向性，这是因为自行车 交通在我国主要作为上下班的交通工具。根据资料啪，城市道路在早晨上班高峰小时自行车出 行人次约占其全日出行总人次的2 0 2 5 ，并且常集中在3 0 r a i n 左右通过，最集中的1 5 m i n 自 行车交通量约占高峰小时自行车交通量的1 3 ，其峰值很大，这点与机动车高峰情况不大相同。 从道路上自行车交通量的时变图中，可以发现上、下午均出现高峰，早高峰是早上七点到 八点，晚高峰为下午五点到六点。显然这两个高峰均是由上下班( 工作出行) 形成的，早高峰 西安建筑科技大学硕士学位论文 交通量一般大于晚高峰交通量，整个时变图图形呈马鞍形。大、中、小城市的自行车时变分布 形状大致相同，都有明显的早、晚高峰，但小城市早晨自行车最多的时段仅为2 0 分钟左右，城 市越大，高峰时段愈长，大城市一般约一小时左右。自行车交通量峰值高，方向集中。 由于自行车行驶速度较机动辛陧，一般自行车交通高峰的发生时间在早晨往往比机动车高 峰超前1 5 3 0 分钟，城市规模越大，超前就越多，而晚高峰又比机动车的晚高峰要晚。在城市 出入口道路上，自行车高峰与机动车高峰没有明显的错峰现象。在城市中，行人交通与自行车 交通高峰一般不会重迭。这样，在城市交通管理上，对于城市交通时间与空间的利用，自行车 交通就存在定时定向的空间转换，以及人行道与自行车道公用空间、自行车道与机动车道的可 变车道等对策选择的可能。 霹1 5 0 0 0 妻1 0 0 0 0 0 0 ， 图3 - - 2 自行车交通出行时问分布示意图 ( 2 ) 空间分布特征 自行车交通在城市道路的空间分布上也存在明显的特征。由于很多工厂建在近郊区，职工 住处往往又在市内，所以在城市近郊处，早上出城的交通量大，晚e 进城的交通量大。如京津 塘高速公路未通车前的京津公路上，早上高峰小时自行车交通量中，出城的占9 5 ，而下午高 峰则倒过来。对于文化、商业区车流量的集中，是随文化、商业中心的时间表而变化的。在特 大城市高峰小时主、次干道上流量的流向，因土地功能布局的影响，呈现出相对稳定的规律陛。 在市区和各工矿企业为主的区域内，早高峰通勤交通流量十分集中，是城市自行车交通最不利 时期，对向车道的流向不均匀系数( 流向比) ，市区内大致为l ：1 0 2 1 ：1 2 ，对于城市边缘 的大型工矿企业的通道上，流向比变化较大。自行车流量在定时定向上有十分明显的规律性， 这是流量宏观控制的重要信息。 城市自行车交通流量的空间分布，各区域随人口密度的大小而异，同时当地的公交服务水 平对其也有一定的影响。一般在小区内以及小区间的支路与次千道交叉口处，自行车高峰小时 交叉口流量不会大于5 0 0 0 辆高峰小时，而在特大城市咀及大城市的主干道上，一个交叉口进 口处可高达1 0 ，0 0 0 2 4 ，0 0 0 辆高峰小时，但一般在高峰小时中超过万辆的交叉口，大多集 中在城市市区和重要的工业点，其他交叉口均在5 0 0 0 辆高峰小时左右波动。由于自行车交通 西安建筑科技大学硕士学位论文 流量可利用市区内支路进行流量的空间分布调节，因此具有较好的系统自适应陛。 若把5 6 k m 取作白行车的最佳出行距离，以此为直径得到的自行车最佳出行活动范围约为 2 0 3 0 k m 2 ，几乎相当于多数中小城市市区的用地范围。对大城市和特大城市取其平均出行距离 为3 4 k m ，则此出行范围为7 1 2 k m 2 ，基本上相当于大城市某一交通中区的用她范围。根据已 做过交通调查城市的统计资料表明，自行车出行空间分布的另特点是“邻里出行”，即主要分 布在相邻交通中小区之间，这正是自行车自身的特点和技术特性所决定的。基于以上的分析， 自行车的优势在于中短距离出行。城市规划和交通政策的制定应保障此近距离出行为主，对于 跨区的长距离出行，应以公共交通为主，建立起合理的白行车公共交通换乘体系，使公交车 与自行车发挥各自优势，分工协作，共同完成市内的客运。 5 、自行车交通流的若干特性 自行车车流的形态同机动车车流相比存在着根本的差别。机动车车身有相当的宽度，行驶 在固定宽度的道路上不便也不宜在横向任意穿插，行动受到前车的严格限制。特别是在划分车 道的道路上，机动车基本上( 除超车过程外) 在一条车道上跟着前车行驶。机动车车流总体上 呈一条车道形成一条跟车行驶车流的形态。自行车车身狭窄，特别是车头、车尾远较车把为狭； 加上转向灵活，在道路上行驶时，前后车之间可互相任意穿插、绕越；即使在十分密集的情况 下( 红灯时停车线前的停车) ，后车的前轮尚可穿插在前车的后轮之间，不会也不必像机动车那 样后车必须紧跟前车形成一条车流，而是在道路上成群成团行驶。交通量大时，特别是在信号 灯交叉口下游路线上，自行车流在道路整宽上呈成团行驶的形态。 概括起来，自行车流具有以下的交通特性“1 嘞： ( 1 ) 摇摆眭：自行车转向灵活、反应敏捷，在骑行过程中可以在自行车道宽度方向随意行 驶，没有如同机动车那样由固定的车道线来限制其前进路线，自行车在前进过程中经常偏离原 有的前进方向而呈现左右摇摆的“蛇行”前进。同时自行车在行驶中也常因为超车、让车或避 让障碍物等情况而出现横向摆动。 ( 2 ) 群体性：自行车交通流在路段上并不严格保持有规则的纵向行列前进，而是经常出现 成群前进。造成自行车成群前进的原因有两个方面，一是受上游交叉口红灯的集聚作用，使得 在路段上某一时间断面的自行车流明显高于其它时间的自行车流强度，而出现“集团式”的行 进状况；其次是骑行者因为共同的出行目的而喜欢在道路上并排骑行，从而影响后面车辆的超 越，形成自行车成群前进的现象。自行车“团”是一个动态的过程，当后面期望车速较快的自 行车寻找到空档完成超越后，自行车团就消失，在下一个较慢的车辆集中处，又会形成新的自 行车团。 ( 3 ) 离散眭：与成群性相反，有些骑车人为了不受自行车群中其他骑车人的约束与干扰或 不愿在陌生人群中骑行，也不愿紧紧尾随在别人之后，往往选择车辆少、空档大的路段骑行， 与其它车辆保持一定的距离，或者超前单行，或滞后一段单行，这样行驶起来可以自由、机动， 西安建筑科技大学硕士学位论文 这一点女性尤为显著。 ( 4 ) 潮汐性：在信号灯控制的路段，自行车车流由于在交叉口周期性地经历着截流、集聚、 释放的过程，使得路段上的自行车车流一群一群地像潮汐一样向前流动。 ( 5 ) 多变性：由于自行车机动灵活、易于转向、加速或减速，因此骑车速度与自行车流向 经常发生变化。骑行速度较陕者经常穿插空档，因此自行车的速度、方向呈现多变的特点。速 度与方向的变化与自行车流量大小有关。当流量较低的时候，自行车能够自由骑行，这时自行 车的速度不会发生太多变化，而方向则会呈现自由摆动。当流量上升到一定程度后，自行车的 速度变化增加，方向变化则更加明显，主要方向变化在于寻找前方的空档超车穿行，但流量继 续上升以后，自行车行驶受到限制，基本没有空档可以穿插，这时车队的速度都保持较为均一， 方向变化也减少。 ( 6 ) 流动性：自行车流的流动行驶不言而喻的，流量、密度和速度就是用来宏观描述流动 的物质的。实际上，正是自行车流的这种流动性才使人们想到要把流体力学理论应用于自行车 流。 ( 7 ) 连续性：可以说连续性假设是自行车流流体力学分析的理论基础。但是，自行车流能 不能算是种连续介质呢? 又在什么条件下才能把它看作是连续介质? 真实流体的连续性本质 上是相对的概念，对于自行车车流来讲也可以相对的把它看作连续介质，这其中只是一个时间 或空间粒子的大小选取的问题，或者是典型时间和典型长度的选取问题。 ( 8 ) 胀缩陛：由于在交叉口自行车的加速与减速随意性很强，加力与刹车均是在自我保护 的意识下完成的，自行车在路段上和交叉口上都可以很快的完成自我调节。因此，自行车交通 流具有可压缩性。类似于真实流体的那种密度随着压力与温度的变化而变化的压缩性，自行车 流的密度是随通行空间的宽度和自行车流量而变化的。 ( 9 ) 行为性：由于自行车流的每个“质点”( 单辆自行车) 都是由人力驱动控制的，所 以就不可避免地渗透了人的某种行为现象在其中。每个 都有自己的目的地，每个 都有自己 期望的车速。这就是自行车流的行为性。 6 、交叉口混合交通流的运行特征 城市交通中机动车和非机动车混合行驶的现象越来越普遍，机非混合交通流与纯机动车交 通流并没有本质上的差异，都是源于交通个体出行需求而在公共道路上的行进行为，但是混合 交通流中个体间各自在道路空间占有率和运行速度等交通特性上的不同，同时在几何尺寸、动 力特性、安全需求等方面差异较大。因此，混合交通流中构成和行为上的复杂性，决定其在运 行特征上与纯机动车流存在巨大的差异。 我国城市道路交叉1 3 的交通不是单一交通方式而是混合交通，各种交通方式的运行特征存 在很大不同。以交通流按交通规则通行为前提，归纳混合交通的运行特征于表3 2 ，并将混合 交通流的运行速度和饱和状态特征分别绘制于图3 - 3 和图3 4 中。经比较可知混合交通在通过 西安建筑科技大学硕士学位论文 信号灯交叉口时，各种交通流运行特征存在显著的差异。 表3 - 2 信号灯控制交叉口混合交通流交通运行特征表 运行特征 交通流类别 绿灯初期绿灯中期绿灯末期