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【摘要】高速公路与城市之间的相互联系通过衔接线网来承担，可持续发展的公路——城市体系是可持续发展的城市道路体系和可持续发展的高速公路甚至综合运输系统组合的结果，实现这种组合的纽带就是衔接线网。高速公路与城市衔接一方面要摆脱对机动车辆的干扰，使道路畅通，另一方面，维持原有街道亲切宜人的空间尺度。因此需重视改善交通环境、提高交通运行效率。若果需要对交通管线结构进行大的调整的话，就要在谋划思路上进行纵横线路的革新，这种革新包将主干道进行拓宽和贯通，做好地理理位置的道路纵贯和衔接，保证至少达到区域主干道全覆盖的效果，本文将借助数学模型对高速公路和城市的衔接位置进行说明，希望对广大道路设计者有所帮助。
【关键词】衔接线；互通立交；城市出入口；节点重要度法；动态聚类
引言
在城市化和机动化迅速发展的今天，交通设施除了相关的规模逐步的扩大，相互关联性也逐步增强，而它们的关联性是通过高速公路与城市道路网的衔接布局来承担。不断研究公路交通与其他交通方式的协调与配合，改造交通路网条件，对方便乘客出行、提高交通服效率，具有重要意义。对于城市与高速公路的衔接而言，位置无疑是决定交通状况的重要因素，它对于改善高速公路越境安全，提高高速公路对城市交通的带动，尽可能的减少对市区交通的影响具有重要的作用。
1、衔接线的定义
所谓的衔接线是指连接高速公路与城市对外交通干道的道路，为城市承担出入境和少量的过境交通，在形态上表现为放射状，是城市交通系统的有机组成部分，是城市对外交通的重要组成部分。它具有城市道路和城市对外交通的双重功能，在城市道路和公路之间起到协调作用。
一条衔接线与高速公路、城市道路均有一个节点，其布局规划就是如何确定这两类节点的数量及具体点位，从而实现对接。衔接线的数量依靠高速公路在城市设置互通立交的数量，当衔接线数量确定以后，通过定量的方法进行城市出入口的选取，从而确定了衔接线的具体走向。
2、互通立交数量的确定
若得到互通立交的位置和数量，首先要确定互通式立交的间距。互通式立交间距是指两个相邻立交变速车道端部之间的距离。我国在《公路路线设计规范》对互通式立体交叉间距的建议值为：大城市、重要工业区周围为5～10km；一般地区为15～25km。规定最小间距为4km，最大间距不超过30km，否则应在适当位置设置U形转弯设施，以供误行车辆和公路维修车辆、救援等车辆掉头之用。
一般情况下，高速公路的立交数量要参照当地的经济发展水平，不能盲目的进行设计，要切实的本着与经济发展相适应的要求，在本地经济、人口、交通特点、地域特征的基础上确认。例如对于经济发展水平高的地区，立交间距可适当选取规范建议值范围的低值；而经济发展水平相对较低的地区，立交间距可适当选高值。
3、城市出入口位置的确定
主要通道，其出入口是并排的，次要通道有可能分的很开，我曾在宁波某高速上没有找到出入口在一起的（指同一口名），并且距离1公里以上。一般来说，如果衔接线的位置确定，那么下一步就是通过定量的研究，确定衔接线的走向。城市出入口的数量受到城市规模、人员分布、交通流量特征等多种因素的影响，一般来说，每个城市都有至少一到两个接口，如果出现多条公路相互交叉的情况，就要在节点处采用立体互交的方式，出入口的数量并不是越多越好，在规划时必须同城市交通需求和内外交通方位相协调。《城市道路交通规划设计规范》规定：城市主要出入口每个方向应有2条对外放射道路。七度地震设防的城市每个方向应有不少于2条对外放射道路。本文采用基于聚类分析节点重要度法确定城市对外出入口的规划布局。
3.1分析方法
节点重要度法是定量描述区域内各节点间相对重要程度的一个指标，也是各节点功能强弱的综合度量。节点的重要性分析是进行区域内节点位置程度评价的重要依据，在衔接线布局规划当中，为了确定该城市出入口的位置及衔接线的走向，对衔接线上的各个路口进行分析，从而确定最合适的节点位置，一边给布局和实地设计提供参考依据。
3.2分析过程
3.2.1首先对整体的情况进行分析，找出节点位置
通过对所在城市的整体交通状况、建筑布局、交通压力等情况进行综合分析，造出合适的空间，然后确定道路的衔接和出入口。
3.2.2选择节点重要度分析的评价指标
（1）路网等级指数j。该指标用于反应出入口道路等级结构和道路等级水平；（2）通行能力C。该指标反应出入口道路的集散能力以及能否适应远景交通需求增长的能力，其值为出入口下游路段的通行能力之和；（3）负荷度nx。该指标为衔接线实际负荷交通量与设计交通量之比，其反应了出入口道路系统的拥挤度；（4）路网连接度K。该指标反映出入口道路系统的成熟度；（5）在对外交通中的地位、社会及环境影响。这两项指标为定性指标，可利用专家咨询的方法来进行量化确定。
3.2.3进行聚类分析
以动态聚类为例介绍聚类分析的算法。
（1）假设某个城市有n个城市出入口，分别以路网等级指数、通行能力、负荷度、路网连接度、在对外交通中的地位、社会及环境影响六个指标作为节点重要度的评价指标，从而构成了n×6的矩阵；（2）把n个出入口各自看成一类，从而分成n类，每类包含一个样本；（3）计算n类两两之间的欧氏距离；（4）合并欧氏距离最近的两类为新一类；（5）计算新类与当前各类之间的欧氏距离；（6）重复上述步骤，直到类与类之间的欧氏距离大于阈值T。取T为0.5～0.8；（7）确定类的个数，画出聚类图；（8）把每个出入口的列向量对应到一个六维空间上的一个点，因此每一类都是由散步的六维空间中欧式距离较近的点组成，分析每一类的特征值；（9）根据上述求得的特征值来分析每一类出入口的典型特征。为了分类精确，在进行分类时，适当取值域T的值，使出入口尽量分成3类，分别为{重要度最大}、{重要度较大}、{重要度一般}。对城市对外出入口进行分类后，可以选择第一、第二类出入口作为衔接线接口的备选方案，优先选择第一类出入口。
根据得到的出入口数量及出入口重要度排序，可以确定与高速公路对接的出入口，使衔接线的走向同对外交通干道的走向一致，与高速公路对接后即完成了衔接线的布局规划。
4、结语
城市出入口是城市的窗口和门户，抓好城市出入口的规划、建设和管理，对于完善城市功能、改善交通环境、提升城市品位、塑造城市形象都具有重要作用。城市出入口建设一定要本着高起点规划、高标准设计、高水平建设、高效能管理的原则来建设，大力宣传城市，展示城市形象。要进一步完善城市出入口建设的设计理念，与路网建设、绿化亮化形成一体，在建设过程中要坚持重点突出、出口宽阔、以人为本的原则，以科学合理的布局，扩大城市发展空间，使交通更顺畅，从而更好地提升城市整体形象。
参考文献
[1]周伟，姚志刚，王元庆，张小峰.基于节点重要度的公路运输站场建设序列[J].长安大学学报（自然科学版），2006年02期
[2]田孝诚，徐勤.对我国北方山区铁路泥石流的初步认识与选线体会[A].全国第三次工程地质大会论文选集（下卷）[C].1988年
[3]陳磊，陈永辉.软土地基上高速公路加宽工程建设与研究进展[A].第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（下册）[C]；2006年
[4]傅珍，王选仓，陈星光，李宏志，史建平，王磊.拓宽路基差异沉降特性和影响因素[J].交通运输工程学报，2007年01期
【关键词】衔接线；互通立交；城市出入口；节点重要度法；动态聚类
引言
在城市化和机动化迅速发展的今天，交通设施除了相关的规模逐步的扩大，相互关联性也逐步增强，而它们的关联性是通过高速公路与城市道路网的衔接布局来承担。不断研究公路交通与其他交通方式的协调与配合，改造交通路网条件，对方便乘客出行、提高交通服效率，具有重要意义。对于城市与高速公路的衔接而言，位置无疑是决定交通状况的重要因素，它对于改善高速公路越境安全，提高高速公路对城市交通的带动，尽可能的减少对市区交通的影响具有重要的作用。
1、衔接线的定义
所谓的衔接线是指连接高速公路与城市对外交通干道的道路，为城市承担出入境和少量的过境交通，在形态上表现为放射状，是城市交通系统的有机组成部分，是城市对外交通的重要组成部分。它具有城市道路和城市对外交通的双重功能，在城市道路和公路之间起到协调作用。
一条衔接线与高速公路、城市道路均有一个节点，其布局规划就是如何确定这两类节点的数量及具体点位，从而实现对接。衔接线的数量依靠高速公路在城市设置互通立交的数量，当衔接线数量确定以后，通过定量的方法进行城市出入口的选取，从而确定了衔接线的具体走向。
2、互通立交数量的确定
若得到互通立交的位置和数量，首先要确定互通式立交的间距。互通式立交间距是指两个相邻立交变速车道端部之间的距离。我国在《公路路线设计规范》对互通式立体交叉间距的建议值为：大城市、重要工业区周围为5～10km；一般地区为15～25km。规定最小间距为4km，最大间距不超过30km，否则应在适当位置设置U形转弯设施，以供误行车辆和公路维修车辆、救援等车辆掉头之用。
一般情况下，高速公路的立交数量要参照当地的经济发展水平，不能盲目的进行设计，要切实的本着与经济发展相适应的要求，在本地经济、人口、交通特点、地域特征的基础上确认。例如对于经济发展水平高的地区，立交间距可适当选取规范建议值范围的低值；而经济发展水平相对较低的地区，立交间距可适当选高值。
3、城市出入口位置的确定
主要通道，其出入口是并排的，次要通道有可能分的很开，我曾在宁波某高速上没有找到出入口在一起的（指同一口名），并且距离1公里以上。一般来说，如果衔接线的位置确定，那么下一步就是通过定量的研究，确定衔接线的走向。城市出入口的数量受到城市规模、人员分布、交通流量特征等多种因素的影响，一般来说，每个城市都有至少一到两个接口，如果出现多条公路相互交叉的情况，就要在节点处采用立体互交的方式，出入口的数量并不是越多越好，在规划时必须同城市交通需求和内外交通方位相协调。《城市道路交通规划设计规范》规定：城市主要出入口每个方向应有2条对外放射道路。七度地震设防的城市每个方向应有不少于2条对外放射道路。本文采用基于聚类分析节点重要度法确定城市对外出入口的规划布局。
3.1分析方法
节点重要度法是定量描述区域内各节点间相对重要程度的一个指标，也是各节点功能强弱的综合度量。节点的重要性分析是进行区域内节点位置程度评价的重要依据，在衔接线布局规划当中，为了确定该城市出入口的位置及衔接线的走向，对衔接线上的各个路口进行分析，从而确定最合适的节点位置，一边给布局和实地设计提供参考依据。
3.2分析过程
3.2.1首先对整体的情况进行分析，找出节点位置
通过对所在城市的整体交通状况、建筑布局、交通压力等情况进行综合分析，造出合适的空间，然后确定道路的衔接和出入口。
3.2.2选择节点重要度分析的评价指标
（1）路网等级指数j。该指标用于反应出入口道路等级结构和道路等级水平；（2）通行能力C。该指标反应出入口道路的集散能力以及能否适应远景交通需求增长的能力，其值为出入口下游路段的通行能力之和；（3）负荷度nx。该指标为衔接线实际负荷交通量与设计交通量之比，其反应了出入口道路系统的拥挤度；（4）路网连接度K。该指标反映出入口道路系统的成熟度；（5）在对外交通中的地位、社会及环境影响。这两项指标为定性指标，可利用专家咨询的方法来进行量化确定。
3.2.3进行聚类分析
以动态聚类为例介绍聚类分析的算法。
（1）假设某个城市有n个城市出入口，分别以路网等级指数、通行能力、负荷度、路网连接度、在对外交通中的地位、社会及环境影响六个指标作为节点重要度的评价指标，从而构成了n×6的矩阵；（2）把n个出入口各自看成一类，从而分成n类，每类包含一个样本；（3）计算n类两两之间的欧氏距离；（4）合并欧氏距离最近的两类为新一类；（5）计算新类与当前各类之间的欧氏距离；（6）重复上述步骤，直到类与类之间的欧氏距离大于阈值T。取T为0.5～0.8；（7）确定类的个数，画出聚类图；（8）把每个出入口的列向量对应到一个六维空间上的一个点，因此每一类都是由散步的六维空间中欧式距离较近的点组成，分析每一类的特征值；（9）根据上述求得的特征值来分析每一类出入口的典型特征。为了分类精确，在进行分类时，适当取值域T的值，使出入口尽量分成3类，分别为{重要度最大}、{重要度较大}、{重要度一般}。对城市对外出入口进行分类后，可以选择第一、第二类出入口作为衔接线接口的备选方案，优先选择第一类出入口。
根据得到的出入口数量及出入口重要度排序，可以确定与高速公路对接的出入口，使衔接线的走向同对外交通干道的走向一致，与高速公路对接后即完成了衔接线的布局规划。
4、结语
城市出入口是城市的窗口和门户，抓好城市出入口的规划、建设和管理，对于完善城市功能、改善交通环境、提升城市品位、塑造城市形象都具有重要作用。城市出入口建设一定要本着高起点规划、高标准设计、高水平建设、高效能管理的原则来建设，大力宣传城市，展示城市形象。要进一步完善城市出入口建设的设计理念，与路网建设、绿化亮化形成一体，在建设过程中要坚持重点突出、出口宽阔、以人为本的原则，以科学合理的布局，扩大城市发展空间，使交通更顺畅，从而更好地提升城市整体形象。
参考文献
[1]周伟，姚志刚，王元庆，张小峰.基于节点重要度的公路运输站场建设序列[J].长安大学学报（自然科学版），2006年02期
[2]田孝诚，徐勤.对我国北方山区铁路泥石流的初步认识与选线体会[A].全国第三次工程地质大会论文选集（下卷）[C].1988年
[3]陳磊，陈永辉.软土地基上高速公路加宽工程建设与研究进展[A].第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（下册）[C]；2006年
[4]傅珍，王选仓，陈星光，李宏志，史建平，王磊.拓宽路基差异沉降特性和影响因素[J].交通运输工程学报，2007年01期