一种城市道路规划方法及装置技术领域
本发明涉及交通路网规划技术领域，尤其涉及一种城市道路规划方法及装置。
背景技术
伴随着城镇化的快速发展，城市能源的承载能力及传统能源服务模式已逐渐不能
与急剧增长的城市人口的生活需求相匹配，城市交通拥堵问题日益突出。
为解决交通拥堵的问题，现有的传统城市道路规划方法过程如下：
1、参考城市的外部交通路网结构，从而确定城市的主要交通门户；
2、结合城市原有肌理结构，梳理城市的现状路网结构，明确城市现状的内部道路
等级；
3、结合城市的功能分区、城市组团以及产业结构，划定城市的主要的道路等级，最
终结合城市总体规划以及实际情况确定城市的次干道以及城市支路。
但是，发明人发现，上述的传统城市道路规划仅仅是从城市的功能性(主要指城市
的功能分区，例如：中央商务区、生态休闲区、产业核心区等)出发进行的静态规划设计，这
样使得现有技术中的城市道路规划不合理，带来交通拥堵的问题。
发明内容
本发明的实施例提供一种城市道路规划方法及装置，旨在合理规划城市道路，从
而降低交通拥堵。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种城市道路规划方法，包括：
获取预设定的城市交通路网，所述城市交通路网包含城市地块以及城市道路；
根据特定时间段内人口流向以及流动车辆数量确定所述城市交通路网中选定道
路的交通承载力；
根据所述选定道路的交通承载力确定所述城市道路信息，所述城市道路信息包括
城市道路等级、城市道路宽度以及城市道路中的交通设施位置及所述交通设施占用面积大
小中的至少一种。
第二方面，提供一种城市道路规划装置，包括：
获取模块，用于获取预设定的城市交通路网，所述城市交通路网包含城市地块以
及城市道路；
第一确定模块，用于根据特定时间段内人口流向以及流动车辆数量确定所述城市
交通路网中选定道路的交通承载力；
第二确定模块，用于根据所述选定道路的交通承载力确定所述城市道路信息，所
述城市道路信息包括城市道路等级、城市道路宽度以及城市道路中的交通设施位置及所述
交通设施占用面积大小中的至少一种。
本发明实施例提供的城市道路规划方法及装置，相比于现有技术的城市道路规划
主要根据城市的功能性进行静态的规划设计，本发明是在现有的预定的城市交通路网的基
础上，通过根据特定时间段内的城市人口流向和车辆数量确定选定道路的交通承载力，使
得在根据城市的功能性的基础上，充分考虑了城市的人口流动，从而实现了交通路网的动
态性，然后，根据选定道路的交通承载力确定城市道路信息，使得所确定出的城市道路信息
与城市中的人口及车辆相匹配，从而降低交通拥堵。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中
所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实
施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图
获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种城市道路规划方法的方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种模拟出的现有技术中的城市交通路网分布示意
图；
图3为本发明实施例提供的一种城市道路分布状况示意图；
图4为本发明实施例提供的一种城市道路规划装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种城市道路规划装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本
发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实
施例，都属于本发明保护的范围。
为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第
一”、“第二”等字样对功能或作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可
以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。
本发明的实施例提供一种城市道路规划方法，如图1所示，该方法包括如下内容：
101、获取预设定的城市交通路网。
本发明实施例中的预设定城市交通路网中包括城市地块以及城市道路。如图2所
示，其中，阴影部分用于表示城市地块21，而虚线相交形成城市道路22。示例性的，上述的城
市地块的设定包含地块容积率、人口数以及用地面积。而这里的城市地块对应的类型包括
但不限于：居住区、办公区、商业区、教育区、医疗区、交通枢纽区以及充储能区。需要说明的
是，这里模拟出的城市交通路网仅仅是一种示例，并不进行限定。
示例性的，上述的步骤101具体包括以下内容：
101a、接收城市地块信息和城市道路信息。
101b、根据城市地块信息和城市道路信息采用交通模拟软件模拟出预设定的城市
交通路网。
示例性的，上述的城市地块信息包括城市地块标识，还可以包括城市地块大小以
及城市地块类型等；而上述的城市道路信息包括城市道路标识，还可以包括城市道路等级
以及城市道路宽度等。
示例性的，上述的交通模拟软件包括但不限于：FLOWSIM软件、Paramics软件以及
TransModeler软件。
102、根据特定时间段内人口流向以及流动车辆数量确定城市交通路网中选定道
路的交通承载力。
示例性的，上述的步骤102包括以下内容：
102a、基于蒙特卡洛算法在城市交通路网中模拟出选定道路。
102b、计算选定道路中特定时间段内的城市人口流向以及流动车辆数量。
102c、根据城市人口流向以及流动车辆数量确定选定道路的交通承载力。
示例性的，上述的选定道路的交通承载力为特定时间段内选定道路中的最大通行
车辆的数目。
示例性的，上述的特定时间段包括但不限于：早高峰7点至9点对应的时间段和晚
高峰5点至7点对应的时间段，需要说明的是，这里的特定时间段是指一个间隔的时间段。
具体的，该早高峰的特点是：人口从散落分布在各个居住区中出行，随机分配到不
同出行半径范围内经商或办公等，统计早高峰出行的人口流向以及流动车辆数量，对确定
居住区附近城市道路信息分析有实际意义。
而该晚高峰时的出行特点主要是：散落分布在各商业区或办公区或教育区等建筑
中的人口出行，人口规律性的分配到居住区以及教育区等建筑中，商业区以及教育区附近
路段往往在下班时段迎来高峰流量，因此商业区以及教育区等附近城市道路交通承载力通
过晚高峰时段的流动车辆数量进行计算。
示例性的，上述的步骤102a中的蒙特卡洛算法通过以下内容来实现确定选定道
路：
1)对每一个设施、道路，输入最小、最大和最可能估计数据，选择时间顺序分布模
型。
2)计算机根据上述输入，利用给定的某种规则，快速实施充分大量的随机抽样。
3)对随机抽样的数据进行必要的数学计算，求出结果。
4)对求出的结果生成为重演格式数据。
5)根据生成的重演数据进行播放并实时统计车道负载情况。
6)依据可视化界面呈现的显示结果判断或规划出选定道路。
示例性的，通过蒙特卡洛算法(城市道路交通模式的算法)，实现对整体城市车流
量的模拟，通过选定道路交通量预测对城市道路等级、宽度进行辅助规划设计，从而辅助路
网规划设计。
示例性的，基于上述102的内容，步骤102c具体包括以下内容：
A1、将选定道路等份划分成N段，N大于等于3，并根据城市人口流向以及流动车辆
数量计算出特定时间段内的每段道路的交通量数值.
A2、选择出特定时间段内N段交通量数值的最大值作为选定道路的交通承载力。
具体的，计算选定路段的交通承载力的具体计算过程参考下面的过程：
首先，将选定路段长度L等分为N段(N>＝3)，以考虑路段中央地块开口出车方向的
取舍。参照图3所示，需要说明的是为了后续计算方便，这里图3以直线路段为例，仅以示例
进行说明，并不进行限定，实际中的选定道路可能为其他分布状态。面向地块，人口流向设
定为自左至右，定点取AN+1,AN,......,A3,A2,A1，这里的N对应图3中取值为N＝6，先计算时
刻T1每段道路的交通量数值，然后计算出特定时间段内每段道路的交通量数值，在时刻T1
经过该每段路段的交通量为：![]()
(公式1)，这里的![]()
表示时刻T1第N段道路对应的交
通量。
综合早高峰7:00—9:00的时间段内，经过该路段每段道路的交通量为：
![]()
(公式2)，其中：这里的数值3是根据7:00—9:00的时间段确定的，即9-7+1＝3。
然后，取上述7:00—9:00时间段内每段道路的交通量数值中的最大值为该长度为
L的路段的交通承载力。即QL＝max(QN)，(公式3)
那么，综上所述，在特定时间段(a，b)内，通过该长度为L路段的交通量为：
![]()
(公式4)
求得城市中所有路段最大交通量，结合城市规划中对道路车流密度的相关要求，
确定选定道路承载情况。
可选的，然后基于上述的蒙特卡洛算法模拟出人口流向以及流动车辆数量，然后
根据人口流向以及流动车辆数量来计算城市道路的交通承载力。
示例性的，上述的流动车辆数量可以是根据城市地块中人的出行爱好、选择交通
工具以及出行目的占比来统计人口流向，进而确定出流动车辆的数量，将该流动车辆的数
量输入到计算机或其他设备中来计算城市的交通承载力。
103、根据选定道路的交通承载力确定城市道路信息。
本发明实施例中的城市道路信息包括城市道路等级、城市道路宽度以及城市道路
中的交通设施位置及交通设施占用面积大小中的至少一种。
示例性的，根据选定道路的交通承载力可以对应的通过加宽城市道路宽度，对城
市道路等级进行升级，并在城市道路中增加交通设施。这样就可以降低道路的拥堵情况。
示例性的，上述的城市道路等级与车辆时速相互绑定，利用本方案中最终确定出
的城市道路等级，然后相关人员按照我国对大、中、小城市道路规划的机动车设计车速规定
为不同的城市道路等级规定相应的车速，具体参照下表1。
表1
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其中，由上述的表1可以得知城市道路等级包括快速路、主干路、次干路以及支路。
示例性的，结合城市道路车流量，一方面当城市道路承载力超标(产生拥堵状况)
时，首先结合城市道路基础条件，在城市规划许可范围内调整路网宽度或升级城市道路等
级，确保车辆畅通；另一方面若路网已无法进行等级升级调整，则进一步调整相邻道路等
级，以达到道路分流效果。
随着道路等级的变化，运行在道路上的车速相应发展改变，车辆的行驶时间也会
相应调整，因此，车辆会按照新的车程与时间重新选择最优路径，在道路选择过程中，继续
采用蒙特卡洛算法完成路线的采集与确定，道路分流过程与路网尺度调整相互迭代，最终
使城市路网得到优化。
可选的，上述的步骤103之后还包括以下内容:
103a、根据城市的道路信息更新预设定的城市交通路网。
示例性的，根据城市的道路信息来更新预设定的城市交通路网，得到一个更新后
城市交通路网，该更新后城市交通路网是对于预设定的城市交通路网的优化，将该更新后
城市交通路网应用到现实中，能够降低城市中的交通拥堵，从而缓解道路压力。
本发明实施例提供的城市道路规划方法，相比于现有技术的城市道路规划主要根
据城市的功能性进行静态的规划设计，本发明是在现有的预定的城市交通路网的基础上，
通过根据特定时间段内的城市人口流向和车辆数量确定选定道路的交通承载力，使得在根
据城市的功能性的基础上，充分考虑了城市的人口流动，从而实现了交通路网的动态性，然
后，根据选定道路的交通承载力确定城市道路信息，使得所确定出的城市道路信息与城市
中的人口及车辆相匹配，从而降低交通拥堵。
在城市道路交通规划设计中，一方面，道路的等级、宽度对应着城市道路的机动车
道条数、非机动车宽度；然而城市中车辆流量、人口流量与车道数量、非机动车道宽度呈正
比例相关。另一方面，每条城市道路的设计都有其一定范围的交通承载力范围。因此，城市
道路交通畅通说明车辆量、人口流量未超过规划设计最大值，反之则产生交通拥堵。
下面主要是描述实际中的不同地区的城市道路信息的确定过程：
首先，就城市新区而言，在路网车流模拟仿真迭代中超过城市道路交通承载力的
情况下：
a1、可以提高周邻近道路等级(通常增加道路宽度)设计
a2、可以增加此区域内的路网密度(增加周边低等级道路数量)。
其次，对于老城区而言，交通路网的反馈优化要结合实际情况：
b1、需要考虑是否有条件增加道路宽度(增设机动车道数量)或路网密度。
b2、是否有条件提升道路等级，缓解交通量需求，进而对交通承载力过大路网进行
反馈优化。
参照城市道路路网设计等级规范要求。本专利是依据根据城市道路规划设计的相
关规范及设计要求进行优化的，详见如下表2。
表2
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在城市道路机动车道的设计方面，本研究方法参照道路设计规范，规划设计机动
车道、非机动车道、绿化带以及人行道的宽度，详见下文：
c1、单条机动车道通行承载量，见下面的表3。
表3
等级
主干道
次干道
支路
通行能力
1400≥X＞1300
1300≥X＞1100
1100≤X
车道数量＝单向高峰小时段的交通量/一条车道通行能力*2*一条车道的宽度
c2、非机动车道通行承载量
自行车道的通行能力为1000—1600辆/h，本次的取值为1400
c3、非机动车道宽度设置，可以参见下表4。
表4
车辆种类
自行车及电动车
三轮车
非机动车宽度(m)
1.0
2.0
设计要求：1、与机动车道合并设置的非机动车道，车道数单向不应小于2条，宽度
不应小于2.5m。
非机动车专用道路面宽度应包括车道宽度及两侧路缘带宽度，单向不宜小于
3.5m，双向不宜小于4.5m。
车道数量＝单向高峰小时段的交通量/一条车道通行能力*2*一条车道的宽度
d1、人行道宽度选用参数表，可以参考下面的表5：(一般道路设计的参考)
表5
类型
支路
次干道
主干道
步行道宽度
0.75
0.8
0.85
人行横道宽度
2.5-3.0
3.0-4.5
4.5-6.0
需要说明的是，上述的人行横道一般指过节天桥等；步行道一般是指人流步行道
的路面宽度。
d2、人行道与道路总宽度的配比关系，可以参考下面的表6。
表6
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运算：人行道宽度＝道路宽度*配比参数取值
城市道路绿带及分隔带设计
e1、道路分隔带设计宽度为：1.5m—2.5m；道路绿化带占道路总宽度的15％-30％，
人行道的最小为1.25m。
城市道路中的交通设施的设计，这里以公共加油站为例进行说明。示例性的，城市
公共加油站的进出口宜设在次干路上，并附设车辆等候加油的停车道。城市公共加油站应
大、中、小相结合，以小型站为主，该公共加油站的占用面积可以参照下表7。
表7
昼夜加油的车次数
300
500
800
1000
用地面积(万平方米)
0.12
0.18
0.25
0.30
综上所述，城市规划人员可以参照上述的分析以及根据城市道路相关设计要求及
规范，结合城市道路的交通模拟及迭代的车辆流、人口流的状况及数量，设计车道数量、绿
化带、人行道宽度以及公共加油站位置和占用面积大小，对城市道路交通等级及路网密度
规划设计，进而优化城市道路交通。
本方法的道路规划设计是以人口流为基础，进而解决规划阶段城市交通面临的问
题。在城市道路中对于道路宽度、等级及路网密度等提出了优化的解决方案，都可以对城市
的交通规划进行反馈优化，最终解决城市的路网交通拥堵问题，形成新的城市道路规划方
法。
通过本专利的城市路网规划设计，降低了城市的交通能耗，减轻了城市汽车尾气
因排放而产生的雾霾、环境污染等诸多问题；同时城市的路网交通结构影响着整个城市的
空间结构，这种以“人口流动”为基础的路网结构，将变城市的空间结构关系，对于城市“热
岛效应”起到改善性作用。
一方面，城市的人口流动伴随着城市的能源流动，人口城市的能源消耗主体，在本
专利的方法下必将优化不同用地间的能源消耗，同时在城市空间层面调整能源工程的合
理，节约城市能源，加强能源的使用效率，对于交通流串联的城市各个功能板块极大的得到
提升。
另一方面，可用于从城市交通出行的角度设定标准，为城市片区规模、土地利用布
局以及片区内各项规划尺度提供引导和规划建议。此外，分析结果与不同片区城市人口比
例的综合可以为基于人员流动的城市交通规划、片区布局提供引导；分析结果与城市土地
利用状况的综合，可以有效为土地利用的规划和优化利用提供支撑和引导。
下面将基于图1对应的城市道路规划方法的实施例中的相关描述对本发明实施例
提供的一种城市道路规划装置进行介绍。以下实施例中与上述实施例相关的技术术语、概
念等的说明可以参照上述的实施例，这里不再赘述
本发明实施例提供一种城市道路规划装置，如图4所示，城市道路规划装置3包括：
获取模块31、第一确定模块32以及第二确定模块33，其中：
获取模块31，用于获取预设定的城市交通路网，该城市交通路网包含城市地块以
及城市道路。
第一确定模块32，用于根据特定时间段内人口流向以及流动车辆数量确定城市交
通路网中选定道路的交通承载力。
第二确定模块33，用于根据选定道路的交通承载力确定城市道路信息，该城市道
路信息包括城市道路等级、城市道路宽度以及城市道路中的交通设施位置及交通设施占用
面积大小中的至少一种。
示例性的，上述的获取模块31具体用于：
接收城市地块信息和城市道路信息，该城市地块信息包括城市地块标识，该城市
道路信息包括城市道路标识。
根据城市地块信息和城市道路信息采用交通模拟软件模拟出预设定的城市交通
路网。
示例性的，上述的第一确定模块32具体用于：
基于蒙特卡洛算法在城市交通路网中模拟出选定道路。
计算选定道路中特定时间段内的城市人口流向以及流动车辆数量。
根据城市人口流向以及流动车辆数量确定选定道路的交通承载力。
进一步的，上述的第一具体模块32在根据城市人口流向以及流动车辆数量确定选
定道路的交通承载力时，具体用于：
将选定道路等份划分成N段，N大于等于3，并根据所述城市人口流向以及流动车辆
数量计算出特定时间段内的每段道路的交通量数值。
选择出特定时间段内N段交通量数值的最大值作为选定道路的交通承载力。
可选的，如图5所示，上述的城市道路规划装置3还包括:更新模块34，其中：
更新模块34，用于根据城市的道路信息更新预设定的城市交通路网。
示例性的，根据城市的道路信息来更新预设定的城市交通路网，得到一个更新后
城市交通路网，该更新后城市交通路网是对于预设定的城市交通路网的优化，将该更新后
城市交通路网应用到现实中，能够降低城市中的交通拥堵，从而缓解道路压力。
本发明实施例提供的城市道路规划装置，相比于现有技术的城市道路规划主要根
据城市的功能性进行静态的规划设计，本发明是在现有的预定的城市交通路网的基础上，
通过根据特定时间段内的城市人口流向和车辆数量确定选定道路的交通承载力，使得在根
据城市的功能性的基础上，充分考虑了城市的人口流动，从而实现了交通路网的动态性，然
后，根据选定道路的交通承载力确定城市道路信息，使得所确定出的城市道路信息与城市
中的人口及车辆相匹配，从而降低交通拥堵。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的城市道路规划装置和方
法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述
模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块
或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所
显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的
间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显
示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个
网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目
的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以
是各个模块单独物理包括，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。上述集成的单
元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
上述以软件功能模块的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存
储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机
设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的部
分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称
ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储
程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；
而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和
范围。