基于“数字规划”平台的城市道路网络编码研究——以成都市中心城区路网为例

时间：2024-07-28

谭月，杨兴地

(成都市规划设计研究院, 四川成都 610041)

基于“数字规划”平台的城市道路网络编码研究
——以成都市中心城区路网为例

谭月，杨兴地

(成都市规划设计研究院, 四川成都 610041)

随着信息技术的发展，“大数据”相关技术方法在城市规划管理中得到了广泛应用。大数据技术的应用需要基础信息系统的支撑，而基础信息系统的构建需要将城市规划的基础信息进行信息化、数字化处理。城市道路系统的信息化处理可以通过道路编码实现，通过道路编码可以构建城市综合交通数据库的道路基础信息，高效的道路编码系统与方法对实现交通信息服务现代化具有重要支撑意义。

城市交通；道路网络；信息化；编码

随着城市信息化技术的深入应用，国内城市的规划管理正逐步向智能化、高科技化发展。城市道路网络建立数字化管理平台，是构建城市交通数据平台系统，促进城市交通信息资源共享、实现交通信息智能化、提高城市规划与管理科技含量的重要基础。

目前，国内已发布了许多与道路编码相关的国家和行业标准,如《交通管理信息属性分类与编码》、《交通管理地理信息实体标识编码规则—城市道路》、《国家高速公路网命名及编号规则》等。但已实施的道路编码标准大多数是关于公路,编码相对简单,不适用于城市道路系统。同时国内城市的道路网络编码系统存在一定局限性,编码系统稳定性不足，难以结合城市规划进行扩展，无法适用于城市各个系统。

本文结合已有的道路编码标准,探索成都市道路网络系统编码的方法。

1 国内现有道路编码标准研究

从20世纪90年代起，国内陆续发布了许多与道路编码相关的国家标准和行业分类代码标准，以公路编码标准居多。其中GB/T 21381-2008《交通管理地理信息实体标识编码规制-城市道路》和GB/T 14395-2009《城市地理要素编码规则-城市道路、道路交叉口、街坊、市政工程管线》规定了国内城市道路编码的基本规则。另外北京、上海等城市已有道路编码标准，但年代久远，扩展性较差(表1)。

表1 国内主要的道路编码规范与标准

1.1 交通管理地理信息实体标识编码规制-城市道路

GB/T 21381-2008该标准规定了城市交通系统中各类实体的编码规则与结构。

1.1.1 编码的基本规则

(1)交通信息实体编码采用数字和字母。

(2)交通信息实体编码的定位单元为道路。

(3)实体与其编码之间存在一一对应关系。

1.1.2 编码基本结构

路段编码由方位代码和信息实体代码组成。其中方位代码确定实体的位置，总共有10位，包含区划码和顺序码。顺序码为4位，按起点由东向西，由南向北编号，依次增加。跨行政区的道路，顺序代码首位为字母。交叉口代码为13位，由方位代码(10位)与顺序代码(3位)组成。

1.2 城市地理要素编码规则-城市道路、道路交叉口、街坊、市政工程管线

GB/T 14395-2009 该规范中，代码结构均由要素几何类型码、要素类码、定位区域码和要素序号码4部分组成，分别对道路和交叉口的几何性质、区位信息、排序等进行编码，确保编码的唯一性、稳定性和可扩展性(表2)。

表2 道路交通要素代码结构

1.3 上海市道路、路段、路口编码标准

上海市道路网络系统的编码由四种代码组成，编码示意和道路编码见图1和表3。其中类别码分别用1-4代表道路、路段、路口和街坊。1位分区码标识道路在上海所处区域。

图1 上海市道路编码示意

要素实体类别码分区码网格码细分码标准编码路段A212030955212030955路段B212130134212130134路段C212130312212130312路口D312030868312030868路口E312130044312130044路口F312130224312130224路口G312130419312130419道路112130134112130134

6位网格码编码方式复杂,首先需要将全市3个区域再细化为50 m×50 m正方形网格，并将每10×10个网格组成一个父网格。网格的编码通过对父网格的东西向与南北向的左边进行编码来定位路段的位置。最后1位细分码对道路按顺序进行编码。上海道路编码系统充分结合地理要素,但其作用仅对道路进行定位，编码內并未包含本身信息，所用定位方式极为复杂，效率不高。

1.4 国内现有编码系统的问题

对现在国内日新月异的城市道路网来说,传统的编码存在一定缺陷。编码唯一性难以保证,不同部门可能根据自身需求，各自独立编码；同时当增减一条道路,可能导致某一片区的所有道路都需要重新编码；道路编码系统也容易受分区变化的影响，造成稳定性不足。

2 道路系统编码方法体系

2.1 道路编码的原则和要求

城市道路编码应反映道路本身的信息，如方向、区位、建设形式等，同时还应指向唯一、便于扩展和维护等，主要要求有：

(1)通用性：编码只与地理信息有关，可以广泛使用。

(2)唯一性：唯一地标识、准确定位相应的城市道路。

几何教学的目的在于系统地研究平面上和空间物体图形的性质，并利用这些性质去解决计算题和作图题；在于发展学生的逻辑的思维和对于空间的想象力，并使他们能运用所学到的知识去解决实际问题：在当地进行测量，测定各种建筑物的面积和容积，作应用于军事方面的简单测量等等.

(3)扩展性：不受城市变化影响，与道路建设同步更新。

(4)系统性：编码系统与城市其它系统可协调配套，完整体系。

(5)稳定性：编码系统应长期有效，不会随城市建设而频繁更改。

2.2 编码方法分类

基于编码的系统的信息特征，可将现行编码的方法分为以下几类：

2.2.1 基于地理信息的编码方法

这一类编码方法以道路的地理信息为基础，按道路在地理上位置的分布进行以此编码，道路的编码与其地理位置密切相关，代码字段能准确反映道路的方向、位置、角度等地理信息。

2.2.2 基于几何拓扑的编码方法

该类编码方法从网络的总体拓扑性质入手，首先确定了网络编码的基本拓扑规则，在此规则下，根据具体道路的拓扑性质进行编码。

该类编码方法综合了以上两种方法，既重视道路的几何性质，同时也对网络的拓扑结构进行了有效定义。

2.3 编码方法适应性

地理信息编码方法适用于道路网络结构较自由、难以定义明显的网络结构的城市，通过地理信息来有效确定道路的信息。几何拓扑的编码方法适用于有明显结构的城市道路网络，如“环+放射”、“方格网”等，利于确定道路的几何性质。目前在实际应用中常常采用综合编码方法，既能反映道路的几何信息，同时也满足体现道路拓扑性的要求。

3 成都市城市道路编码实例

3.1 道路编码的范围与对象

本次道路编码研究选取的研究范围为成都市中心城区(绕城高速内，含高新南区)(图2)。编码对象为工作范围内的城市高快速路、主干路、次干路和支路及交叉口。考虑交通管理的需求，道路编码对象的最小单位定为道路的路段，路段定义为两个交叉口之间的道路部分。

图2 成都市中心城区道路网络规划

3.2 道路编码体系结构

根据城市道路管理对象的不同要求，将城市道路编码系统分为城市高快速路编码系统和普通城市道路编码系统。这两个系统作为编码规则的基础。

3.2.1 高快速路编码系统

由于城市高快速路数量较少、结构明确、定位方便，因此不需要加入道路定位编码，只需对其性质及基本性质进行编码。城市高快速路编码由代码+属性码组成(表4)。

表4 城市高快速路编码结构

3.2.2 普通道路编码系统

普通道路编码主要由普通道路代码+属性码组成，与高快速路编码相比，主要增加了道路方位定向码(表5)。

表5 城市普通道路编码结构

3.2.3 编码说明

类别码是1位数字，如“1、2”， “1”代表道路、“2”代表交叉口。道路等级码采用2位字符，分别采用“GS、KS、ZG、CG、ZH”表示城市的高速路、快速路、主干路、次干路和支路。属性码中的横断形式采用“1 — 4”来表示横断形式为1块板 — 4块板。道路宽度码采用2位数字来表示道路红线宽度。高架形式码采用数字“1、2、3、4、5、6”分别来表示高架、地面、地下、地面+上跨、地面+下穿、地面+上跨+下穿6种形式。

3.3 普通道路定位编码

对于普通城市道路，需要采用定位码对道路进行定位编码，定位码由环区码、方位区码、方格码组成。采用环区+方位区的形式是充分考虑成都市环+放射的路网结构进行分区划分。

3.3.1 环区码、方位区码

首先将成都市根据一环路、二环路、三环路和绕城高速分为4个环形区域，代码 “1 — 4”。然后利用7条放射道路将中心城划分为8个方位区，所选的7条放射道路为货运大道、成彭路、抚琴西路-成灌高速、草金路-成新快速、永丰路-成雅高速、成龙路、新鸿路-成南高速，将两者叠加得到定位区的代码(图3～图5)。

图3 环区示意

图4 方位区示意

图5 定位区示意

3.3.2 方格码

方格码坐标的原点设在成都市中心区天府广场正对的人民西路中点，然后在中心城区内绘制500 m×500 m的矩形(图6)。方格码的序号采用3位数字，向西和南取奇数，向东和北取偶数。对于南北向道路，方格码取道路中点所在方格的横轴方格码，东西向道路取中点所在的纵轴方格码。道路方向码为1位数字，按图7的方位进行取值。

图6 方格网示意

图7 方向码示意

道路路段代码=道路代码+路段序号码，路段序号码即路段在道路中按自西向东、自北向南所处的路段的序号。

道路交叉口编码，其定向码与道路的不同之处在于采用横向和纵向两个方格网代码表示其所在的位置。交叉口属性码由字符“P、L”表示交叉口是平交或立交，由另一个2位数字(取值02-99)表示交叉口是由几条道路交叉。

3.4 应用实例

选取天府广场西南角坐标为(002，,001)的方格内道路进行编码示意(图8)。

图8 成都市道路编码示意

以人民西路为例：类别码=1，代表编码对象为道路；等级码，根据道路等级为主干路，取“ZG”；方向码按图7取值，方向码值为3。定位码按图5所示，该区域属于“11”区，定位码为11，人民西路为东西向道路，中点位于纵向方格002内，为002方格内第1条道路，因此序号码取01，所以最后定位码为“1100101”；道路属性码中，横断形式码=3，宽度码=50，高架形式码=2。最后人民西路代码为1ZG113002013502。按以上编码规则，方格内编码结果如表6所示。

表6 实例道路编码结果

对于路段的编码，其定位码为道路定位码+路段序号码+道路属性码。例如，染坊街西侧第一个路段的编码=染坊街编码+路段序号码+道路属性码，即1ZH11300206+01(第一个路段，取序号01)+1122(道路属性码)。

交叉口编码以东御街与宾隆路交叉口为例，类别码为2，定为码为11，方格码为横轴两个方格码002001，序号码为5，表示它是该方格中第5个交叉口，形式码为P，表示其为平面交叉口，其交叉口有4个路段连接，故属性码最后两位为04，代码为2110020015P04。