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04城乡交通与市政基础设施 (卓健) 发布时间: 2018-03-23 点击: 3636

公交可达性:城市交通供给侧改革的核心测度及其应用前景
多年来,低碳城市、公交都市、绿色交通、公交优先等理念引领着中国城市与交通的发展。科学化的指标选择至关重要。典型而又常见的有公交分担率,但分担率指标仅考虑出行人次而无法表征出行强度。因此,强化对应理念下核心指标选择的科学性,或探寻新背景下的新测度非常必要。
在拥堵越来越普遍的情况下,城市交通的供给侧改革显得尤为重要,突出体现在缓堵目标的设定上。缓堵的根本是将小汽车使用者转移至公共交通,因此,目标不应是使小汽车提速,而是提高公共交通吸引力。但目前超大城市公交车速偏低,与私人小汽车相比缺乏竞争力。并且,多年来的缓堵目的设定为为机动车排堵保畅,忽视了公共交通和慢行交通的优先发展。因此,供给侧改革要求下应突出公共交通的目标定位。
现代城市交通规划理论,以及在北京、上海、深圳等城市得以应用的交通指数,均以道路饱和度作为重要评价指标,但该指标是交通量作用于道路的宏观结果,表征以车或pcu为单位、以道路为空间的交通顺畅程度,并非以完整出行链为直接研究对象,能体现机动性或移动性,但容易陷入以车为本的漩涡,同时难以体现不同交通方式出行的空间到达能力差异。基于上述分析,本研究提出公共交通可达性测度(含地面公交、轨道交通等,简称PTA),以明确缓堵目标和研究标的。
可达性的研究由来已久,地理、规划界均有大量专家学者开展了广泛和深入的研究工作,成果主要集中于区域层面的可达性和偏重于高铁、小汽车的交通方式可达性研究。以城市公共交通和完整公交出行链为对象的研究工作较少,凸显该工作的研究难度。总体上,至少有两种衡量可达性的方法。一种为点到点,如A到B的公交出行时间,量纲为时间;另一种为基于单元的,如行政区划、TAZ等,研究单元之间或其它单元到某一单元的平均公交可达能力,量纲不明。
西方研究中比较常见的可达性研究多基于Hansen势能模型,并由此衍生出类似于现代城市交通规划理论中的重力模型,即同步考虑单元甲的需求(就业人口)、单元乙的供给(就业岗位)以及单元之间的距离衰减。进一步的,为区分交通方式,提出了适用于不同交通方式的可达性,包括公交可达性。可达性分析的精度有很大的提升空间,如基于网络栅格一体化的集成法公交可达性研究,保持了网络分析法和成本栅格法的各自优势。
可达性作为一项技术手段即可用于地理学、城乡规划学的空间分析,又可作为城市交通供给侧改革的核心测度,但其实仍忽视了其作为一种理论方法可应用到多学科的深入研究中,应用前景广阔。具体有:①在城乡规划学中的应用:“城市适应公交”型城市空间形态研究、公交都市研究;②在交通规划学中的应用:交通设施优化布局、交通需求预测模型分析、交通规划实施评估;③在行为地理学中的应用:出行方式选择机制研究;④在社会学中的应用:社会公平、交通公平性分析;⑤在城市经济学中的应用:商业设施选址、住房、土地租金研究。

来源: 石飞,徐建刚,等. 公平和可达双重维度下的大城市公共交通实质性优先分析方法与优化[R]. 国家自然科学基金面上项目(编号:51778277)
(供稿:石飞)

儿童上学积极出行行为研究——以上海市为例
积极出行指儿童上学时采用步行的方式,并独自或与同龄人为伴,不依赖于交通工具或者成人的陪伴。儿童每天上下学所经之处的建成环境在多大程度上影响着儿童的积极出行是一个需要研究的问题。如果建成环境能够显著地促进儿童积极上学出行,那么城市规划和建设就能在提高儿童、家庭、社区的安全感、幸福感和身心健康上有所作为。
1、研究方法
本研究通过发放网络问卷对上海市6—18岁儿童(青少年)家长进行问卷调研,收集了个人、家庭社会经济属性以及家长对于儿童出行途中建成环境的评价。主要通过二元Logistic回归,分别建立两个模型来探讨建成环境要素与儿童步行上学以及儿童独立上学的关系。将调查获得的家长对儿童上学途经的三类地点(家附近、上学途中、学校附近)的建成环境要素评价作为解释变量,用逐步回归法仅保留统计显著的建成环境要素,通过比较要素的改善对于积极出行概率的提高效果来提出促进儿童积极上学出行的措施建议。
2、模型构建与分析
在儿童步行上学与建成环境的关系模型中,因变量为儿童是否选择步行方式上学,最终显著的要素有5个,分别是小汽车拥有情况、自行车拥有情况、家与学校距离、上学路上步行障碍以及家附近人行信号灯。其中,家附近有人行信号灯有利于促进儿童步行上学,而其他四种情况——家庭拥有小汽车或自行车、家与学校距离远、上学路上步行障碍多均会抑制儿童选择步行上学。基于模型,估计家与学校的距离、步行障碍以及人行信号灯三个建成环境要素在其他要素所有可能取值的情况下,其不同水平对应的儿童步行上学概率。平均来看,相比于上学距离远,距离近可提高儿童步行上学的概率为34.8%;有信号灯可提高17.9%;上学路上障碍的影响相对最小,没有步行障碍可平均提高约9.5%的概率。
在儿童步行上学陪伴与建成环境的关系模型中,筛选出上学选择步行的样本,因变量为儿童上学是否有成人陪伴。从模型结果来看,儿童年龄越大,独立步行上学的可能性越大;户籍为上海的儿童更依赖家长的接送;家庭拥有摩托车或助动车的儿童更不倾向独立步行上学;在家长担心儿童在家附近独自玩耍的情况下,儿童独自步行上学的可能性降低;相反,如果家长认为家附近总体安全性较好,交叉口密度小的情况下,会更愿意允许孩子独自步行去学校。其中,年龄的影响程度最大为27.8%,而家长是否担心儿童独自玩耍的影响力为26.4%,其他几个要素的影响差异不大,交叉口密度的影响为15.7%。
3、研究结论与展望
在国内儿童上学环境问题突出、相关研究缺乏的背景下,本研究结果发现:
(1)目前36%儿童步行上学,但仍有一半儿童使用交通工具上学,且以小汽车最多;有近80%的儿童需要有人陪伴上学,其中仅有不到2%的儿童和同龄人结伴上学,儿童上学出行“积极性”低。
(2)促进儿童步行上学最大的建成环境因素是家与学校的距离,人行信号灯以及上学路上的障碍的影响相对次要。
(3)影响儿童是否需要陪伴出行的最大建成环境要素是儿童独自玩耍环境的安全性,家附近的总体安全性与交叉口密度亦有影响。
从以上结果来看,影响儿童积极上学出行的建成环境要素不多,输入模型的大多数变量均被剔除。这一方面是实际环境要素评价数据之间具有高相关性的缘故,另一方面也由上学出行影响机制的复杂性和多样性导致。在这些有限的建成环境要素中,占主导地位的还是安全性,家长对儿童安全的重视对于儿童积极上学出行具有决定性的影响。提高儿童上学环境的安全性主要在于城市管理,而城市规划的可作为之处首先在于在空间上和质量上均衡布局学校,缩短儿童上学出行距离,减少儿童暴露在危险环境下的可能性。其次在于规划合适的街区尺度,在当下倡导“小街区,密路网”的背景下,这将导致更密的交叉口,增加儿童交通危险暴露的可能性,与本研究结果存在矛盾。那么,在街区规划时,综合考虑儿童上学安全而设定合适的交叉口密度和街区尺度就显得必要;或者通过良好的治安管理来解决矛盾,这点值得规划设计中思考与权衡。
来源:朱玮,简单. 儿童上学积极出行行为研究——以上海市为例[R]. 2017.
(供稿:朱玮)

智能模式与服务的偏好性建模:里斯本案例研究
随着全球小汽车拥有量与使用率的上升,一系列严重的交通拥堵现象随之产生。问题核心在于人们对私家车依赖度高却利用率低,进而导致总体车辆行驶里程数(VMT)大幅增加。目前越来越多的交通研究者、规划师以及决策者开始关注智能交通,期望在资源有限的条件下更好地利用先进技术提出新策略。
作者以里斯本为例,研究了人们对“单程租车、共享出租、驻车换乘小学校车”三种智能出行方式的接受度以及支付意愿(WTP)。采用的研究方法除了具有选择集大、选项多维交叉等特点外,还运用了一种新的SP调查方法:调查之前先进行访谈式的小组座谈,确定SP调查的基本选项以及关键变量。调查过程中首先提供给受访者选择集中的几个选项组,要求他们从每组中挑出最倾向的选项。然后这些被选出的答案又在一个组合场景中作为选项出现,要求受访者从中找出一个最佳答案。该方法既减少了受访者的认知工作量,又不影响选择集的全面性。
调查最终收到了来自1 248位受访者的2 372个有效反馈。作者利用多维离散选择模型对统计数据进行了分析,结果如下。
(1)通勤出行中
传统的公共交通很受欢迎。同时,单程租车和共享出租比普通出租车更受青睐,但弱于私家车或公共交通。在出发时间上,7—8点是首选,7点之前最少。在车辆利用率方面,最多人选择了单人出行,选择3人以上一同出行的人最少。此外,驻车换乘小学校车并未得到太多人支持。随着出行时间的加长或出行成本的提高,人们对单位时间或费用变化的敏感度会降低。人们对汽车出行(私家车、单程租车、普通出租和共享出租)的成本敏感度弱于公共交通出行。年龄在18岁到40岁之间的受访者对出行时间的敏感度更高,兼职员工对出行成本的敏感度略高一些。
(2)非通勤出行中
私家车最受欢迎,其次是多式联运(多种交通方式联用)。共享出租和单程租车比快速巴士更受青睐。同时,非通勤出行通常在出发时间以及车辆利用率方面表现出更大的灵活性,反而对出行耗时的敏感度较低。在对成本的敏感度上与通勤出行不同:人们对汽车出行的成本敏感度更高,对公共交通的敏感度偏低。此外,18至40岁的受访者更倾向于选择智能出行方式。
(3)支付意愿分析及对政策的影响
首先,非通勤出行中的支付意愿(WTP)要比通勤出行中低得多(尤其选择汽车出行的)。对于通勤出行,选择开车的WTP预期值要比选择公共交通或多式联运的WTP预期值高得多。其次,对于非通勤出行,市场分布对WTP没有显著影响。在通勤出行中,在18岁到40岁年龄段且有全职工作的受访者对所有出行模式的WTP都明显更高,其次是该年龄段有兼职工作的受访者。第三,在18岁到40岁年龄段且拥有全职工作的受访者中,选择开车出行的WTP是选择公交出行或多式联运的两倍多。最后,不论通勤还是非通勤出行,公交出行与多式联运的WTP值的趋势有相似之处。
从模型中估算出的WTP可以用来为智能模式与服务提供更好的定价策略,同时也利于制定一些更有效的改进政策。例如:要重点关注缩短整体出行时间,而不是缩短出行过程中某一环节的时间。同时,要利用更多资源来调查共享汽车和校车服务在使用率提高上存在的障碍,并加大投入去解决他们。
在方法论方面,这项研究扩展了最先进的智能模式选择分析,提出并展示了一个详细的数据收集和模型开发框架,将智能交通选择偏好与现有的交通选项以及它们在多维选择系统中的变体进行了量化。从研究结果中可见,相比座谈会讨论或简单的SP调查,从多维度调查与选择出发时间的联合模型中获得的细节更多。同时,该研究证明了对智能交通各选项以及他们的变体进行综合分析的可行性,反映出了由设计、管理、分析复杂调查以及使用适当的模型结构解决数据问题时所带来的挑战。
来源:CHOUDHURY C F, YANG L, et al.Modelling preferences for smart modes and services: a case study in Lisbon[J]. Transportation Research Part A: Policy and Practice (article in press, available online, 2017-07-26.)
(供稿:姚嘉琦)

公共自行车共享系统对城市公共交通网络的影响
作为一种健康环保的出行模式,迄今为止全球数百个城市的公共自行车共享系统发展迅猛。该系统通常在空间上嵌入原有公共交通网络所在的位置,构成新的城市公共交通系统和公共交通网络。因此,研究公共自行车共享系统对原有城市公共交通网络的影响是一个重要的研究课题。
本研究利用杭州和宁波公共自行车共享系统的实际空间位置数据,提出一个多层耦合空间网络模型,考虑了公交车站、公交车路线和公共自行车站的地理信息,由公交线路网、短距离自行车线路网和短距离步行线路网组成,他们之间相互依赖而非独立。运用该模型研究短距离自行车站对之间的骑行行为和短距离公交站对之间的步行行为对城市公共交通网络性能的影响,结果发现,它们可以显着降低城市公交网络的平均转乘次数,乘客出行的平均路径长度和基尼系数。
1、短距离骑行阈值Tb和短距离步行阈值Tw对公交线路平均数量的影响
研究发现当骑车和步行阈值都为零时,公交线路平均数量最高。随着阈值增加,线路平均数量呈下降趋势,Tb和Tw为小值时下降趋势明显,为大值时下降缓慢。表明Tb和Tw不是越大越好,这与人们的出行习惯相一致,人们通常在短距离的情况下选择自行车或步行出行。
2、短距离骑行阈值Tb和短距离步行阈值Tw对平均路径长度的影响
当骑车和步行阈值都为零时,平均路径长度最高。随着阈值逐渐增加,平均路径长度呈下降趋势,Tb和Tw为小值时急剧下降,为大值时缓慢下降。表明Tb和Tw的较大值不是越大越好。研究还发现短距离自行车站对和短距离公交站对可以显着降低城市公共交通网络中的平均路径长度。考虑到骑自行车和步行都是短途的,实际上出行的平均公交路程长度也大大减少,也即相同发车频率的公共汽车可以装载更多的乘客,或较低的发车频率公共汽车可以运送相同数量的乘客,这将提高城市公交网络的运营效率,降低油耗,提高全市道路网络的效率。
3、短距离骑行阈值Tb和短距离行走阈值Tw对城市公交网络基尼系数的影响
作者发现当骑车和步行阈值都为零时,基尼系数最高。随着Tb和Tw逐渐增加,基尼系数呈下降趋势,Tb和Tw为小值时基尼系数急剧下降,为大值时缓慢下降。表明Tb和Tw的较大值不那么有意义。基尼系数随Tb和Tw的增加而下降,这意味着短距离自行车站对和短距离公交站对可以有效地改善城市公交网络流量分配的不均衡水平,有助于减小公交的交通流量和缓解交通拥堵,节约能源和保护环境。
研究之后,作者又提出了适宜的主要阈值概念,在该值内,Tb和Tw的增量对公交线路有明显影响;而在阈值范围之外,增量影响不大。计算得出Tb = 2.2km和Tw = 0.5km。之后对在该值下城市公共交通网络的属性和性能进行了分析,发现公共交通网络是一种具有随机附着机制的增长网络;短距离自行车网络模型和短距离步行网络模型都是随机网络,其等级分布是随机的,无明显倾向。公交线路的平均数量和公交网络的平均路径长度是评估城市公共交通网络换乘性能的两个重要指标。短距离自行车站和短距离公交站对引起城市公共交通网络公交线路平均数量和平均路径长度急剧下降。随着自行车和步行模式的出行,乘客将花费更少的时间和路程。此外,研究还表明短距离自行车站对和短距离公交站对可以有效地减少公交平均路径长度,从而运送相同数量的乘客只需要发车频率较低的公交,有利于提高公共交通网络的运营效率和降低燃油消耗。
最后作者根据Dijkstra算法设计了一种基于三层耦合空间网络模型的改进公共交通网络换乘的算法。该算法能够找到拟建的三层加权有向网络中任意两站之间的最小出行成本的换乘路线,可用于规划旅客的出行路线。
来源:YANG X H, CHENG Z, CHEN G, et al. The impact of a public bicycle-sharing system on urban public transport networks[J]. Transportation Research Part A: Policy and Practice (Article in press, available online, 2018-01).
(供稿:赵雨飞)

评估经济、社会、环境协调发展对城市公共交通基础设施的效益:以中国的四个直辖市为例
城市公共交通基础设施是确保城市日常运营的基本与必须条件,可促进周边土地价值并改变城市布局对城市经济发展产生巨大影响。此外,城市公共交通基础设施已被证明是解决由城市规模扩大和私人交通使用所带来的城市环境问题的有效途径。
作为重要的公共产品,城市公共交通基础设施对城市经济、社会和环境有重大影响,对公交基础设施的经济投入可提高市民生活水准并有利于吸引外部人口流入,不仅如此,对社提高社会福利水平、城市自然环境保护、公共卫生水平、招商引资都有很大的提高。因此,城市公共交通基础设施的经济、社会、环境效应应被置于同等地位并协调发展,这有利于实现城市公共交通基础设施的可持续发展。
虽然近年来城市公共交通基础设施的运营规模持续扩大,却有一些问题限制了其水平的长期提升。城市公交基础设施配套系统相对缓慢的建设速度限制了整体服务能力的的提高,主要的城市公交基础设施系统还没能建立导致其未能发挥全部服务能力,许多城市在扩大公交基础设施系统的过程中一味重视经济效益却忽视了对环境和社会的影响;可持续发展理念也没能在公交基设的建设中践行,这些都是阻碍公交基础设施三大效益协调发展的重大问题。
公交基设的可持续发展需要将自身发展与经济、社会、环境相结合,所以各方面的协调一致是个值得深入研究的问题。本文以中国的四直辖市为例进行分析,这四座直辖市是中国的较发达地区且公交基设建设规模也在逐年提高。
1、方法
3大收益的协调发展。经济效益主要指通过外部效应与溢出效应对城市经济造成的积极影响,社会效益主要指公交基础设施在促进城市社会进步过程中造成的积极作用,环境效益主要指在保护城市自然生态环境上造成的影响。像其他系统一样,他的水平很大程度上取决于三项收益之间的相互作用,若三项收益彼此协调同步发展则效益水平得到提升,反之若三者不协调则无法得到完整的发挥。
首先,经济与社会效益间存在相互影响,公交基设对经济的发展创造了许多职位,就业率的增加提升了市民工资水平并吸引了有助于提高城市化水平的流动人口,此外,这对这还有助于提高对如教育和医疗等基础公共服务的投资,可以看到,公交基设对社会发展的影响取决于经济效益水平,公交基设的建设通过如消费和投资等方式提高就业率和工资水平促进了许多种类的经济活动,而消费与投资的增加又有助于改善企业盈利和政府财政,此外,在健康与教育上的投入有助于提高城市经济长期发展的潜力。因此,公交基设的社会效益对经济效益水平具有重大影响力。
其次,环境效益与经济和社会效益也是相关联的,公交基设科技水平的提升有助于节能减排并改善城市环境,一个好的城市环境有助于提高市民健康水平并吸引外来人口,此外,公交基设的环境效益美化了城市自然环境,有利于旅游业的发展,这有助于刺激经济发展增加城市收入。所以,公交基设的环境效益对经济与社会效益有着显著作用。
总的来说,相关联的三项效益共同组成了充满活力和复杂的公交基设效益体系,任意一者将影响其他两者的服务水平,三效益平衡发展的情况下发展最为良好,因此,三项效益彼此协调发展是城市公交基设体系能够得到良好发挥的前提。
2、结论与政策影响
本文以中国四个直辖市为例评估三项效益间的协调发展,四座直辖市的三项效益水平全都低于应有的水准并且所产生的影响不尽相同,其与开发策略和公交基设建设水平高度相关。 根据实验分析的结果得出以下结论,首先,大城市应以公交导向原则制定交通发展计划,计划应涉及公交基设的基本功能,确立公共交通的主导性作用,通过基础设施的充分开发推动这一进程发展,
其次,大城市要注意不同种类基础设施的同步开发,三项收益的开发应以城市需求为导向,保持城市公交基设适当的结构是提高协调发展水平的重要途径,天津和重庆两市的轨道交通建设水平不达标便是由于发展的不平衡,导致了较低的建设水平。未来,这两个城市应着眼于促进城市公交基设三项收益间的均衡发展。
最后,城市应重视公交基设不同效益的占比,经济、社会、环境效益有机地构成了一个整体的结构,三者的发展水平总体上应相近,城市管理机构应制定专项规定以促进三大效益的协调发展,他们的成果应被严格地控制和规范,此外,城市公交基设的发展应顺应城市发展的需求,这样便可以缩小城市公交基设不同效益之间的差距。
来源:SUN Y, CUI Y. Evaluating the coordinated development of economic, social and environmental benefits of urban public transportation infrastructure: case study of four Chinese autonomous municipalities[J]. Transport Policy (article in press, available at Science Direct)
(供稿:李尚龙)