中国重点城市道路网结构画像报告.pdf
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1、公安部道路交通安全研究中心北京世纪高通科技有限公司中 国 城 市 规 划 设 计 研 究 院中国重点城市道路网结构画像报告2020 年 12 月前言 当前,城市政府和民众都非常关注城市交通以及由此衍生的交通拥堵、交通事故。究其根本,所有的交通出行和活动都离不开道路网,交通管理工作更是基于城市道路进行的。道路是城市最重要的基础设施之一,是城市形态与功能分布的骨架,也是交通运行的基础和载体。道路网结构不合理,交通控制和管理将变得艰难,管理效果也很大程度上受到影响。用数据解构城市道路网,可探讨一个城市、一个片区乃至一条道路的交通特点,将道路网的合理性问题量化检验,并作为“安全”和“缓堵”的依据。在此
2、背景下,基于我国 36 个重点城市的地理信息数据,从海量的结构化数据中提取、挖掘了近 10 万公里城市道路约 22 万个城市交叉口,共上千万条的地理信息数据,对 36 个重点城市的道路网进行了全方位、多角度、数据化剖析,客观描绘城市道路网的连通程度、道路的匹配程度以及节点的通达程度,深入洞察城市道路的症结和制约因素,以期从城市道路基础条件的改进发力,更好助力于新时期城市交通的治理和发展。目录第一部分 综述第二部分 城市道路网画像1.指标刻画2.研究对象3.城市分类1.交叉口节点1.1.交叉口形态1.2 交叉口位阶差2.道路架构匹配2.1.交叉口间距2.2 接入位阶差2.3 出入口间距3.路网连
3、通3.1 连通度3.2 断头路数01010102020407071316212125第三部分 城市道路网画像与交通安全1.案例 12.案例 23.案例 34.案例 45.案例 56.案例 6262728293031目录第四部分 重点城市道路网画像1.北京2.上海3.深圳4.广州 5.成都6.杭州7.重庆8.郑州9.天津10.武汉11.南京12.西安13.青岛14.沈阳15.厦门16.昆明17.合肥18.长沙19.大连20.长春21.太原22.哈尔滨23.济南24.乌鲁木齐323334353637383940414243444546474849505152535455目录第四部分 重点城市道路网
4、画像25.福州26.宁波27.南宁28.南昌29.贵阳30.海口31.石家庄32.西宁33.银川34.呼和浩特35.兰州36.拉萨565758596061626364656667附录 指标及数据说明681.综述1.案例 12.案例 23.案例 34.案例 45.案例 56.案例 61 城市道路网画像从“点、线、面”依次刻画路网结构特征。微观节点上,通过交叉口形态、交叉口位阶差1等 2 个指标分析交叉口结构特征;中观道路结构上,通过交叉口间距、接入位阶差2、出入口间距 3 个指标分析道路结构匹配程度;宏观路网上,通过连通度、断头路数 2 个指标分析路网连通情况。第一部分 综述 1、指标刻画交叉口
5、节点道路结构匹配路网连通交叉口形态交叉口位阶差交叉口间距接入位阶差出入口间距连通度断头路数2、研究对象3、城市分类 本报告共选取全国 36 个重点城市作为研究对象。其中直辖市(4 个)、计划单列市(5 个)、省会城市(27 个)。为统一计算口径,本报告所涉及的所有指标,测算范围均为城市中心城区建成区。按照城市规模分为四大类:超大城市、特大城市、型大城市、型大城市。按照区域位置分为七大类:华北地区城市、东北地区城市、华东地区城市、华中地区城市、华南地区城市、西南地区城市、西北地区城市。1 注:根据车道数将城市道路划分为八个位阶,交叉口位阶差是交叉口相连接的两条道路之间的位阶差值。2 注:接入位阶
6、差是接入与相连接的城市道路之间的位阶差值。2.城市道路网画像2第二部分 城市道路网画像 1.1 交叉口形态 十字交叉口在城市交叉口中的占比为 31.9%。其中,一般十字交叉口占比18.5%,斜角十字交叉口占比 13.4%。图 1 城市交叉口形态分布占比(%)图 2 不同规模城市异型交叉口形态的占比分布(%)1、交叉口节点 交叉口的通行能力直接关系到道路服务水平。交叉口的交通流线也最为复杂,应保证机动车、非机动车、行人均可安全通过。交叉口的间距直接影响道路的运行效率,交叉口的形态和结构不仅反映出道路网的节点特征,也从微观上体现整个道路网结构的合理性。丁字交叉口3 在城市交叉口中的占比为 58.7
7、%。丁字交叉口是主要的城市交叉口形态,其中,一般丁字交叉口占比最高、为 42.7%,斜角丁字交叉口占比 16%。近 40%的城市交叉口是异型交叉口4。正常交叉口占比 61.2%,异型交叉口占比38.5%,环型交叉口占比0.3%。如图 1 所示。异型交叉口物理区形状不规则、车道配置流线不顺畅、视距和视区条件不理想,交通组织难度大,容易成为路网的瓶颈节点。异型交叉口占比越高,道路网瓶颈节点越多,道路网结构合理性越低。不同规模、不同区域城市的异型交叉口占比分布呈现出明显差异。超大城市、型大城市异型交叉口形态的占比偏高,平均为40%左右,高于特大城市、型大城市。如图 2 所示。东北、华南、西南地区城市
8、异型交叉口形态的占比偏高,相比西北、华东、华北、华中地区城市普遍高出 610%。如图 3 所示。3 注:丁字交叉口是相交道路形成的三路交叉的路口。不包括城市支路接入上下线分离的主路或者辅路形成的路口。4 注:异型交叉口是特殊形态的交叉口,包括斜角十字交叉口、斜角丁字交叉口、Y 型交叉口、多路交叉口。3第二部分 城市道路网画像 1、交叉口节点0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%银川西安西宁兰州乌鲁木齐拉萨成都昆明重庆贵阳海口厦门深圳福州南宁广州郑州长沙南昌武汉杭州宁波济南合肥青岛上海南京长春沈阳大连哈尔滨石家庄呼和浩特北京天津太原西北西南华南华中华东东北华北异型交
9、叉口占比图 3 不同区域城市交叉口形态的占比分布(%)4位阶差为 0 的平面交叉口示例位阶差为 1 的平面交叉口示例位阶差为 2 的平面交叉口示例位阶差为 3 的平面交叉口示例位阶差为 4 的平面交叉口示例位阶差为 5 的平面交叉口示例位阶差为 6 的平面交叉口示例位阶差为 7 的平面交叉口示例第二部分 城市道路网画像 1、交叉口节点1.2 交叉口位阶差 交叉口的位阶差反映相交道路的功能匹配程度,是检验交叉口结构合理性的指标之一。交叉口位阶差小(2),相交道路 门当户对,匹配度较好;交叉口位阶差大(3),相交道路不相匹配,交通流量、运行速度差异大,行人与机动车对于绿灯时间需求差距大,不利于交叉
10、口通行安全和交通信号控制。交叉口位阶差从 07 示例如图 4 所示。图 4 城市交叉口位阶差从 07 示例图5第二部分 城市道路网画像 1、交叉口节点 1/3 的相交道路功能不匹配。相交道路位阶差小(2)的交叉口占比 66.8%,相交道路位阶差大(3)的交叉口占比 33.2%。规模越大的城市交叉口结构相对越好。超大城市交叉口的位阶差 3的平均占比最低、为 29%,其次是特大城市 33%,型大城市、型大城市交叉口的位阶差 3 的平均占比均为 34%。如图 5 所示。图 5 不同规模城市位阶差 3 的交叉口占比分布(%)超大城市特大城市型大城市型大城市6第二部分 城市道路网画像 1、交叉口节点 西
11、北、东北、华中地区城市交叉口的位阶差 3 的占比偏高,华东地区城市交叉口的位阶差 3 的占比相对较低。西北、东北、华中地区城市交叉口的位阶差 3 的平均占比分别为 39.5%、38.8%、35.8%,相交道路功能不匹配。华东地区城市交叉口的位阶差 3 的平均占比相对较低、为29.4%,城市交叉口结构相对较好。如图 6 所示。图 6 不同区域城市位阶差 3 的交叉口占比分布(%)7第二部分 城市道路网画像 2、道路结构匹配2.1 交叉口间距交叉口间距是道路上相邻两交叉口中心点之间的距离,反映道路之间相交的密度情况。交叉口间距太小,不能满足交叉口功能区最短距离要求,容易造成交通流紊乱。交叉口间距太
12、大,道路连通性较差,不利于均衡交通流,行人和非机动车可达性低,绕行和逆行增加。城市道路交 通 设 施 设 计 规 范(GB50688-2011)城市道路交叉口设计规程(CJJ152-2010)平面交叉口最小间距应能满足转向车辆变换车道所需最短长度,满足红灯期车辆最大排队长度,以及满足进出口道总长度的要求,且不宜小于 150 米。主干路上的人行过街设施的间距宜为 300-500 米,次干路上的人行过街设施的间距宜为 150-300 米。8图 7 不同规模城市交叉口平均间距分布(m)第二部分 城市道路网画像 2、道路结构匹配 城市道路平均每 327 米就有 1 个交叉口。超大城市的交叉口平均间距为
13、 360 米,整体高于其他规模类型的城市。型大城市的交叉口平均间距最小、为 291 米。如图 7 所示。成都313m重庆324m杭州345m特大城市平均间距 341m沈阳232m青岛278m天津362m超大城市平均间距360m9哈尔滨198m第二部分 城市道路网画像 2、道路结构匹配武汉361m南京349m西安395m郑州449m长春179m长沙219m厦门310m特大城市平均间距341m型大城市平均间距 291m图 7 不同规模城市交叉口平均间距分布(m)10第二部分 城市道路网画像 2、道路结构匹配大连249m昆明285m合肥393m太原354m济南307m乌鲁木齐414m海口221m南昌
14、275m福州334m南宁350m型大城市平均间距 291m型大城市平均间距333m图 7 不同规模城市交叉口平均间距分布(m)11第二部分 城市道路网画像 2、道路结构匹配宁波345m贵阳358m石家庄322m西宁404m银川364m兰州330m拉萨328m呼和浩特370m图 7 不同规模城市交叉口平均间距分布(m)城市平均间距333m12图 8 不同区域城市交叉口平均间距分布(m)第二部分 城市道路网画像 2、道路结构匹配 西北、华北地区城市的交叉口平均间距偏大,东北地区城市的交叉口平均间距较小。西北地区城市的交叉口平均间距为381米,华北地区城市的交叉口平均间距为368米。同时,长春、哈尔
15、滨、沈阳、大连 4 个东北城市的平面交叉口间距较小、平均值为 215 米。如图 8 所示。13图 9 城市道路接入位阶差从 17 示例图接入位阶差为 1 的示例接入位阶差为 4 的示例接入位阶差为 2 的示例接入位阶差为 5 的示例接入位阶差为 3 的示例接入位阶差为 6 的示例接入位阶差为 7 的示例第二部分 城市道路网画像 2、道路结构匹配2.2 接入位阶差 接入 俗称 开口,处于区域道路网的最末梢,长度短、设计速度低,主要承担地块接驳的通达性功能,无法承担与其他城市道路类似的交通功能。接入位阶差反映地块接驳路与城市道路连接的匹配程度,是检验接入结构合理性的指标。接入位阶差小(3),接入与
16、城市道路匹配度较好;接入位阶差大(4),接入与交通功能不对等的城市道路连接,存在交通安全隐患。接入位阶差从 17 示例如图 9 所示。14第二部分 城市道路网画像 2、道路结构匹配 1/5 的接入与相连道路不匹配。接入位阶差 3 的占比为 77.4%,接入位阶差 4 的占比为22.6%。规模越大的城市接入匹配情况相对越好。超大城市道路接入位阶差 4 的平均占比最低、为16.5%,其次是特大城市 20.4%,型大城市接入位阶差 4 的平均占比最高、为 25.9%,接入与交通功能不匹配的城市道路直接相连。如图 10 所示。图 10 不同规模城市位阶差 4 的接入占比分布(%)超大城市特大城市型大城
17、市型大城市15第二部分 城市道路网画像 2、道路结构匹配 西北地区城市接入位阶差 4 的占比偏高,华南地区城市接入位阶差 4 的占比相对较低。西北地区城市接入位阶差 4 的平均占比最高、为 29.4%;华南地区城市接入位阶差 4 的平均占比相对较低、为 19.3%。如图 11 所示。图 11 不同区域城市位阶差 4 的接入占比分布(%)16 40%的快速路出入口间距未达标5。其中,快速路 出口入口 间距达标比最高、为82.8%;入口出口 间距达标比最低、为 35.4%,接近 2/3 的 入口出口 间距未达标。如图 12 所示。“入口出口”“入口入口”“出口出口”“出口入口”快速路出入口形式示例
18、图间距达标比图 12 不同形式城市快速路出入口间距达标比分布(%)第二部分 城市道路网画像 2、道路结构匹配2.3 出入口间距 出入口间距是城市快速路路段上相邻两出入口端部之间的距离。出入口间距是检验城市快速路合理性的指标。城市快速路设计规范(CJJ129-2009)出入口间距过小,无法满足快速路交通分流、合流所需的安全道路空间,主线交通受到的交织干扰过大。5 注:重点城市中,太原、哈尔滨、银川、兰州、拉萨 5 个城市在中心城区建成区范围内没有快速路出入口,未纳入统计。17第二部分 城市道路网画像 2、道路结构匹配 规模越大城市的快速路出入口间距达标比越低。超大城市快速路出入口间距平均达标比最
19、低,为 53.6%。型大城市快速路出入口间距平均达标比最高,为 69.4%;特大城市、型大城市快速路出入口间距达标比分别为 55.3%、58.3%。如图 13所示。西北地区城市快速路出入口间距达标情况较好,东北、华北地区城市达标比偏低。西北地区城市快速路出入口间距达标比最高、为 70.7%;东北、华北地区城市一半左右的快速路出入口间距不达标。如图 14所示。图 13 不同规模城市快速路出入口间距达标比分布(%)图 14 不同区域城市快速路出入口间距达标比分布(%)18第二部分 城市道路网画像 2、道路结构匹配图 15 不同区域城市快速路四类形式出入口间距的达标比分布(%)华北地区东北地区华东地
20、区19第二部分 城市道路网画像 2、道路结构匹配图 15 不同区域城市快速路四类形式出入口间距的达标比分布(%)华中地区华南地区西南地区20第二部分 城市道路网画像 2、道路结构匹配西北地区图 15 不同区域城市快速路四类形式出入口间距的达标比分布(%)21图 16 不同规模城市的道路网连通度分布第二部分 城市道路网画像 3、路网连通3.1 连通度 连通度是道路网中邻接的路段总数与节点总数的比值,反映道路网的通达性,是检验道路网结构合理性的指标之一。连通度越高,道路网连通情况越好;反之,连通度越低,道路网连通情况越差。城市道路网连通度与城市规模、城市形态密切相关。36 个重点城市的道路网连通度
21、介于 3.23.4,与连通度合理值3.63.9 相比,道路网连通程度整体偏低。如图 16 所示。规模大的城市道路网连通度高。超大城市、特大城市的道路网连通度平均值分别为 3.29、3.31,普遍高于型、型大城市的道路网连通度平均值3.27、3.26。22 团簇状形态城市的道路网连通度较高,组团状或条带状形态城市的道路网连通度相对较低。团簇状城市,如北京、上海、成都等 16 个城市,位于平原地区,城市路网发展不受地形限制,城市主干路网由横纵向道路和环状道路共同构成,一般具有较好的连通性。组团状城市,如广州、深圳、杭州等 17 个城市;条带状城市,如西宁、兰州、拉萨等 3 个城市,受地理条件限制,
22、城市往往因被水系或山脉分割,城市主干路网的搭建较为困难,道路网连通度普遍较低。如图 17 所示。团簇状城市路网连通度平均值 3.30第二部分 城市道路网画像 3、路网连通北京天津长春呼和浩特上海西安济南太原成都沈阳银川南宁郑州合肥石家庄乌鲁木齐图 17 不同形态城市的路网连通度分布23组团状城市路网连通度平均值 3.27第二部分 城市道路网画像 3、路网连通广州武汉昆明贵阳深圳南京长沙哈尔滨杭州青岛大连宁波重庆厦门南昌福州海口西宁兰州拉萨条带状城市路网连通度平均值 3.2424图 18 城市路网连通度与交叉口形态的关系 十字交叉口占比高的城市道路网连通度相对较高。十字交叉口是城市路网中较好的连
23、通形式,十字交叉口占比高的城市路网一般连通性较好,丁字交叉口占比高的城市路网连通性相对较差。如图 18 所示。第二部分 城市道路网画像 3、路网连通253.2 断头路数 断头路是特定区域范围内没有接入其他成型道路网的道路。道路百公里断头路的数量6反映道路网的完整性,是检验道路网结构合理性的指标之一。道路百公里断头路数越少,道路网完整性越好;反之,道路百公里断头路数越多,道路网完整性越差。36 个重点城市的道路百公里断头路数平均为 5.5 条。图 19 不同规模城市道路百公里断头路数量分布(条)第二部分 城市道路网画像 3、路网连通 规模越大的城市道路百公里断头路数越少。型、型大城市道路百公里断
24、头路分别为 5.7条、5.9 条,明显高于超大城市的 4.1 条,特大城市的 5.4 条。规模越大的城市,城市空间发展越趋于成熟,道路网规模趋于稳定,断头路数量在道路网优化过程中逐渐减少;规模相对小的城市,城市空间处于快速外延发展,新城区道路网建设中阶段性产生的断头路数量较多。如图19 所示。6 注:本报告统计的断头路不包括位阶 7 的单车道城市道路以及位阶 8 的地块接驳路。3.城市道路网画像与交通安全26第三部分 城市道路网画像与交通安全 本部分在城市道路网画像数据的基础上,加载了道路交通事故数据,结合 6 个城市的典型案例进行数据对比,分析城市道路网结构特征与道路交通安全之间的关联。案例
25、 1解析 城区内主干道路上接入位阶差过大的地点是道路交通事故多发的地点。该城区地块接驳道路多而密集,接驳道路非常狭窄,因前期用地布局及规划问题,接入与主干路直接相连的现象非常普遍。例如,某条主干路,在 4.5 公里的路段范围内有近 50 个直接相连的接入。此主干路段为双向 8 车道,为本研究报告的 3 阶道路;接入为单位或小区的地块接驳路,为本研究报告的 8 阶道路,接入位阶差 5 的情况较多,主线交通流与接入交通流产生了较为严重的冲突。近 5 年,此主干路该路段在接入位阶差 5 的位置处发生了 6 起死亡交通事故,几乎都是机动车与非机动车或行人之间的碰撞事故。再如某条快速路,城市快速路7出入
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