第四章 基于功能布局的新校区交通特性分析
4.1 大学新校区交通特性分析的意义
大学新校区是面对大学扩招后原有教育教学资源不能满足教学需求的困境下在全国范围内广泛开展的建设项目，大学新校区具有建设面积大、功能布局模式多样等多种特点。大学新校区作为一个独立的功能园区，校园交通属于交通系统的范畴，涵盖了校园交通使用者、基础设施以及交通空间等要素，兼备交通系统所具有的复杂性和多样性等特点。由于大学属于一种特殊的机构，因此新校区校园交通具有其独特的方面，校园交通的特点表现在交通流具有较强的阵发性、交通分布具有明显的集聚性、校园交通设施功能多样化等。从交通设施以及出行特征的角度将校园交通与一般的社区交通以及城市交通进行对比，对比结果如表 4.1 所示。
交通特性分析是交通工程学的基础，是进行合理的交通规划、设计、运营、管理与控制的前提，交通特性分析除了重点研究道路交通系统中的人、车、路三要素的自身特性，此外还需要对各要素之间的相关特性进行分析。
目前随着大学新校区的建设，在新校区的使用过程中出现了一系列的问题，如机动车道路交通与慢行交通冲突严重，静态交通设施配置不能满足需求，机动车进入教学工作区给教学工作带来干扰等。为有效解决大学新校区涌现的诸多交通问题，有必要对大学新校区进行交通特性分析，交通特性分析是交通工程学的基础，是进行合理的交通规划、设计、运营、管理与控制的前提，交通特性分析除了重点研究道路交通系统中的人、车、路三要素的自身特性，此外还需要对各要素之间的相关特性进行分析。考虑到目前大学新校区功能布局模式的多样化，为使得新校区交通特性分析的准确性，提高分析结果利用效率，本文在进行新校区交通特性分析时紧密结合新校区的功能布局模式，对大学新校区交通要素中的行人、非机动车、机动车、道路网以及静态交通设施进行分析。
4.2 步行交通特性分析
大学新校区仅有少量的机动车交通，非机动车和行人交通是新校区交通的主体，并且行人在新校区交通系统中占有较大的比例，与机动车、非机动车冲突问题较多，因此本文在对新校区交通系统中人的因素进行分析时仅针对行人交通特性进行分析。图 4.1所示为步行系统与新校区功能组团之间的联系，步行对于新校区的发展具有引导并加强组团间联系的作用，因此分析新校区行人交通特性是研究不同功能布局模式下校园交通特性的重要部分。
4.2.1 行人交通特征及相关因素分析
行为是人在生活中表现出的生活态度及具体的生活方式，是在一定的物质条件下，不同的个人或群体，在社会文化制度、个人价值观念的影响下，在生活中表现出来的基本特征，以及对内外环境因素刺激所做出的能动反应。行人交通行为是行人为了实现某种目的，从一个地点移动到另外一个地点的过程，以及在该过程中体现出来的基本特征和对外部环境所做出的能动反应。在行人确定某种出行需求后，会根据自身和外界的供给条件，按照交通效用最大化的原则选择具体的行走过程。
1、行人交通行为特征
大学新校区交通系统作为一个整体，是一种动态的、非线性的、自适应的复杂系统，行人交通作为该系统的子部分，在具有交通系统复杂性的同时，还具有一些独特的特点。
（1）相似性
大学校园中主要的步行场所包括道路、广场、运动区、生活区、教学区等，由于在新校区中学生在出行者中占主体，且出行交通方式多为非机动车和行人，因此在新校区步行交通参与者中呈现出较强的相似性，主要体现在年龄、文化、出行目的多个方面。
相似性的行为特征有利于采集行人交通相关数据，并且在构建行人交通模型时能够提高模型的准确性。
（2）随机性
主要是指在大学新校区内，行人受周围环境的约束较小，可以任意选择行走方向，行人的这种随机性和环境类型以及出行目的有一定的关系，环境内容越丰富，出行目的性越弱，行人的这种随机性就越大。行人通道和行走路线不像机动车那样固定，并且在校园各功能区均设置有多处行人出入口，能够实现行人多方向出行需求，因此在校园内容易形成多股人流交汇。
（3）慢速性
步行交通属于一种非机动的交通方式，完全依靠人自身的能力来完成空间位置的移动，当出行目的不是特别急迫时，行人都倾向于按照自己最舒适的步行速度行走。另外大学新校区在进行布局规划时对步行空间进行深入研究，根据校园功能布局，将生态景观与步行空间有效融合，对学生散步休闲、交流聊天提供了舒适的环境。
（4）盲从行
当大量行人在一定空间行走时，就会给其余行人一种心理暗示，进而有更多的行人进入该行走空间行走，这种行为在心理学上被称为盲从行为。校园生活较为丰富，会有很多吸引行人的聚集点，在盲从行为中，行人交通具有缺乏群体合作、移动速度偏差大、密度较高等特点，容易造成行人交通组织的混乱。
（5）集聚性
1告厅、体育馆等，在短时间内行人交通量会快速增加，并且出行目的较为明确，行人步速较平常有大幅度提高，在这些类别的出行中还存在偏向结伴出行，不愿意偏离其意愿的行进方向，个体之间容易发生拥挤和摩擦等特点。
2、影响因素
影响行人交通行为的因素可以分为环境因素和心理因素两类，行人的交通行为特征是在一定的外界环境作用下，对人的感官带来刺激，在与心理感知进行联动后产生的行为特点。其中环境因素包括物理环境、行人生理环境、交通因素以及心理需求因素四个部分，并且不同影响因素之间可以相互影响、相互转化。通过查阅大量文献资料以及调查分析将影响因素进行汇总如表 4.2 所示。
4.2.2 行人交通流特性分析
校园内部行人交通与其他场景的行人交通特性基本一致，仅因为校园内部的行人交通设施的不同而存在一定的差异，本文首先分析了反映了行人宏观交通行为的相关参数，然后通过对大学新校区内部的行人交通流进行实际调查，对各参数进行初步探讨。
行人交通流宏观参数主要包括流量、速度、密度三种类型，用于反映新校区行人群体反映的交通行为特点。
（1）速度
行人流速度是对行人流群体表现的整体描述，可以用统计学的方法对行人交通流的整体步速进行描述，常用时间平均速度和空间平均速度两种指标进行度量。时间平均车速是在一定的观测时间内，统计所有行人通过观测点的瞬时速度，计算算术平均值得到的就是时间平均车速，计算公式如式 4.1 所示。
公式中L表示行人的步行距离，单位为m;it 是指第 i 个行人在距离 L 的步行过程中所花费的时间，单位为s 或 min.
行人的步行速度一般用空间平均车速进行衡量，经过统计表明大学新校区行人步行平均速度大致服从正态分布，平均速度一般在 1.24 m /s 左右，方差约为 0.37 m /s ,不同功能布局模式下行人的步行速度均大致服从该正态分布，但是随着密度、步行空间环境的差异会导致在不同的功能区内部以及功能区之间的行人步速存在一定的差异。论文长安大学渭水校区不同功能区以及功能区之间联系道路上的行人步行速度进行调查统计得到相对应的速度图如图 4.2 所示。
（2）流量
行人流量是对流量基本定义的具体应用，特指单位时间内通过观测点或者截面的总人数，可通过实际观测得到。由于行人交通与机动车交通相比较具有较强的灵活性，在行走的过程中如果遇到突发状况或者交通设施故障时具有自组织的特性。行人交通流量的波动主要与上下课时间具有很强的相关性，一般来讲行人的交通流量高峰通常出现在早上 7:30-8:30、中午 11:30-12:30、下午 13:30-14:30 以及晚上 17:30-18:30,行人交通流量趋势如图 4.3 所示。
（3）密度
密度是对行人空间占有情况进行描述的一个概念，通常用于评价某一空间行人的密集程度，一般按照总人数与其所在区域面积的比值进行计算。大学新校区各功能分区内部行人在一定时间段内呈现出较高的密集性，比如在餐厅、教学区建筑出入口、大型文体活动中心在就餐、上课以及进出场时段内行人密度通常达到 6.5 人/m2,有时甚至超过7 人/m2,行人之间的作用力增强很可能带来相互间的摩擦，紧急情况下容易发生拥挤、踩踏事件，因此应对行人密度进行认真调查，采用相应的应急措施，保证校园内部行人交通安全。
通过对长安大学渭水校区不同功能区行人交通密度进行调查得到如图 4.4 所示的结果，由图 4.4 可知，在教学区与生活区连接道路上的行人密度较小，平均密度约为 0.37人/m2,教学区内部行人密度较大，平均密度约为 3.5 人/m2.
4.2.3 步行系统特性分析
大学新校区的步行系统不仅仅适用于组织校园内部的步行交通，还是学生日常活动的重要场所，步行道的美化与校园整体景观相融合，路边的石凳、长椅都是学生日常聊天、读书的优选场所。在许多大学新校区的建设过程中由于对步行系统的规划考虑不足，在校园总体规划中未对步行系统的构建给予重视，致使在新校区的使用过程中出现步行空间尺度过大、步行道路等级划分混乱、步行交通的安全性和舒适性较低等诸多问题，本文从新校区行人交通基本特性以及校园功能布局模式的角度综合考虑，探究新校区步行交通的基本特性，为步行系统的进一步完善提供参考。
1、步行交通网络特性分析
步行交通的空间网络是在对新校区功能布局进行确定之后，为避免步行空间尺度与校园功能分区之间的不协调，通过对步行交通空间进行层次划分，从而使得步行交通空间网络与新校区功能布局相协调。
大学新校区的步行交通空间网络可以划分为宏观、中观、微观三个层次。其中，宏观网络是基于校园的整体布局，为实现行人在不同功能区之间移动的便捷性而规划的步行干道网络，通常包括均质式和层次式两种类型；中观步行交通网络是在宏观网络规划的基础上，在新校区某一功能区内部进行的步行网络规划，中观步行交通用于实现干道网络与功能区内部步行网络的衔接，以及功能区内部各建筑之间的联系，通常分为并联式和串联式两种布局模式；微观步行交通网络通常是指绿荫小径，这些步行交通设施主要与校园绿化景观相融合，主要功能是实现新校区人员的休闲娱乐，微观步行交通网络形式多样化，注重美观以及特色设计。
2、步行空间形态特征
步行空间形态与行人交通行为特征以及功能区行人出行特征联系较为紧密，一般来说步行道上的步行行为是线性的，所以相应的步行空间形态也是线性的；在步行道的交汇处通常形成行人聚集点，并且行人流向较为复杂，常常将其按照点式的步行空间进行规划；在学生生活区、教学区等学生出行的主要功能区内，行人交通流量较大并且区内出行较为频繁，形成面状的步行空间形态。综合所述，通常可以将大学新校区内部的行人空间形态划分为点式、线性、面状三种类型，步行空间形态层次划分示意图如图 4.5所示。
3、步行空间景观特征
近年来大学新校区建设过程中校园景观建设得到重视，校园绿化以及校园景观设计已经成为新校区整体规划的重要组成，步行空间对景观要求更高，在设计的过程中与校园绿化景观紧密结合，同时突显出步行交通的生理、心理、社交和安全的需求。
大学新校区步行空间景观设计从自然景观、人工景观、人文景观三个层面分别规划设计，以自然景观为背景，通过树木、花卉的绿化配置、铺地、建筑、水景等人工景观1还要融入人文景观，将校园的历史要素融合到景观中，以景观为载体传播校园文化，了解历史。还可以在景观设计的过程中添加具有教育意义的知识性内容。图 4.6 所示为部分大学新校区内部的景观设置。
4.3 非机动车交通特性分析
非机动车在大学新校区中是另外一种常见的交通方式，由于大学新校区用地面积较大，功能区之间的距离超出了出行者步行出行的忍受阈值，非机动车由于具有机动灵活并且成本较低，因此成为代替步行出行的最佳选择。
非机动车通常是指通过人力或者畜力提供动力支撑，在道路上进行行驶的交通工具，一般包括自行车、电动车、助力车、人力三轮车等多种类型，在大学新校区内主要以自行车为主。
（1）群聚性
在大学校园中交通出行的主要目的是上下课，出行时间具有一定的集中性，出行空间具有较大的重叠性，因此在上下课时段内非机动车出行具有明显的阵发特点，并且在行驶的过程中出现群聚现象，非机动车辆短时间内增加道路交通负荷度，并且容易与行人交通、机动车交通发生冲突。
（2）离散性
由于学生对校园内部的道路系统较为熟悉，在骑行的过程中当发现路段上车辆较多时，为避免其他车辆带来的约束和干扰，倾向于选择车辆较少的小路抄近道行驶，或者滞后一段距离骑行，与前方车队保持一定的距离。
（3）安全距离不足
非机动车行驶过程中对安全距离的要求一般结合非机动车辆的制动性能进行确定，参照汽车的制动模式，得到制动距离的计算公式如式 4.3 所示。
上述公式中 1.9 为非机动车车身长，单位m,maxV 为非机动车骑行的最大车速，单位 km /h,minV 为制动前减速后的骑行车速，也就是刹车开始时的速度单位 km /h ,0.0092为制动系数，0.14 为制动时的反应系数。
通过对新校区的非机动车交通进行调查分析，出行者对非机动车安全距离的概念较为薄弱，非机动车之间的纵向距离较小，在应急状态下容易发生车辆碰撞，对骑行者的安全影响较大。
（4）不易控制
非机动车具有机动灵活的特性，并且在校园内部对非机动车交通的管理设施不足，在车辆骑行的过程中容易发生车辆赶超、并排或者并肩行驶的现象，高峰时段横向空间分布不均匀，在未设置机非分离设施的路段上，当路段非机动车交通负荷较大时非机动车辆会选择在机动车道上面行驶。
综合考虑非机动车交通的上述特点，在大学新校区的建设管理过程中应当从非机动车的行使空间以及与停放点两个方面进行分析改善，保障非机动车的行使空间需求以及停车需求。
4.4 机动车交通特性
大学新校区机动车交通是影响校园交通的主体，由于机动车交通相对于非机动车和行人交通而言行驶速度较快，对于校园交通运行隐患较大。
大学新校区机动车交通构成较为复杂，由于新校区建设面积较大，组团之间的距离较远，因此机动车交通成为另外一种重要的交通出行方式。调查结果表明，大学新校区机动车交通的主要构成为校车、教师车辆、外来车辆、后勤工作车辆、巡逻车辆，并且随着大学生的拥有驾驶证的增加，部分大学有车族比例逐渐增加。论文以长安大学渭水校区为例，统计新校区的机动车构成，结果如图 4.7 所示。
为保证校园交通安全，大学新校区一般采用限制机动车运行速度的方式对机动车交通进行管理、设置减速垄，在高峰时段通过限制部分机动车辆通行，避免与非机动车、行人交通产生干扰，以保证非机动车和行人交通安全。
