高可達性：城市超越土地資源極限的核心交通策略

劉瀾++周青峰

導讀：要使綠色交通成為現實，不僅需要政策和技術、規劃與實施，更重要的是它能夠被出行者普遍接受并主動采用，這就要求綠色交通方式及相關技術滿足并能夠更好地實現交通系統的核心功能——可達性和機動性?；谶@兩者在發展綠色交通中的關鍵意義，建立綠色交通體系的6項系統措施及建立基于GIS平臺的可達性計算方法，有助于構建面向環境的智能交通集成應用對策和下一代環境友好駕駛反饋系統，為發展具有優良可達性的綠色交通提供系統設計和技術支持。

關鍵詞：綠色交通；可達性；智能交通；系統對策；技術方案

引言

交通不僅是一個地區經濟和土地使用系統中的主要組成部分，而且是影響公眾生活質量的一個決定性因素。我國城市化進程中注重交通機動化帶來的交通擁堵、能源短缺以及環境污染逐漸加劇，極大地降低了人們的生活質量，低碳交通因此成為國內外廣受關注的發展主題。

“低碳交通/運輸”、“綠色交通/運輸”、“生態交通/運輸”、“環境友好的交通運輸系統”等都是這一主題的不同表述，對交通運輸可持續發展的追求，也會落實到建立一種以高能效、低污染、低排放為特征的交通運輸發展方式、提高交通運輸的能源效率、改善交通運輸用能結構的核心上，目的在于使交通運輸基礎設施和公共交通系統，最終減少對以傳統化石能源為代表的高碳能源的高強度消耗。所謂“綠色交通”，是指對人類的生存環境不造成污染或較少污染的交通方式，系統地講，就是通過發展低污染的交通方式來完成社會經濟活動，實現能夠避免或減少交通擁擠、無污染或降低污染的交通運輸系統。Chris Bradshaw于1994年提出綠色交通體系，將綠色交通工具進行優先級排序，依次為步行、自行車、公共交通、共乘車，最后才是單人駕駛的自用車。[1]對于我國來說，可以分為行人、自行車、公共交通（地鐵、輕軌、公共汽車）、出租車、私人機動車、貨車與客車、摩托車。[2]由于我國人口的總量大，機動化的一個小小變化，都將對石油的需求產生重要影響，所以我國的城市交通問題也引起了全球的關注。

近幾十年來，許多城市、區域都在努力通過弱化汽車交通的優勢地位，為步行活動和城市生活創造更好的條件，諸如政策設計、技術開發，以及從規劃、評價和運行控制等不同方面的努力，都是在試圖通過步行、騎車、公共交通、甚至生態型的私人交通的應用與改造，來加強城市發展的可持續性，這些交通方式提供了對經濟和環境的顯著益處，減少了資源消耗，限制了排放，降低了噪聲干擾。因此，構建綠色交通體系已經成為我國眾多城市的發展共識，開展以綠色交通系統為主導的城市發展模式研究，對建設社會公平的城市交通有著非常重要的意義。

值得注意的是，綠色交通的成功實施，不僅需要傳統交通技術和政策的“綠色化”這個必要條件，更離不開綠色交通能夠被出行者普遍接受并主動采用這個充分必要條件。即使是綠色出行理念的培養，也必須建立在綠色交通可行性的基礎上。這就意味著，我們在致力于交通技術和政策的“綠色化”的同時，必須保證這種綠色交通能夠更好地實現交通系統的核心功能——可達性和機動性。如果這一核心不能得到有效保障，無論多么綠色的交通運輸技術，都不可能轉化為現實的綠色交通實踐。因此，我們在促進傳統交通系統向綠色交通系統發展的同時，如何保障甚至進而改善交通系統的可達性，使之成為具有優良可達性的綠色交通系統，就凸顯為一個至關重要的課題。

一、綠色交通與交通可達性

發展綠色交通，在全世界不同城市積累了豐富的實踐。有日本的“綠色稅制”、布魯塞爾的“電動車共享”項目、新加坡的車輛配額系統（VQS）和綜合交通管理系統（ITMS）、阿姆斯特丹在市中心對特定車輛的限行區、香港的先進公交系統、珠海全面的綠色交通發展路線等。[3]不難看出，上述工作在致力于交通“綠色化”時，存在一個隱含的前提，這就是其做法一定能夠為社會大眾所接受。其實不然，廣大出行者是否自愿、主動地選擇綠色交通出行方式或技術，取決于這種綠色交通技術能夠在多大程度上滿足出行者的交通功能需求——可達、安全、舒適。

交通可達性（Accessibility）用于反映出行者利用給定的交通系統從出發地點到達活動地點的便利程度，它一直是國內外研究的熱點，不同尺度和不同領域的研究成果都比較豐富?？蛇_性作為交通系統可持續發展的指標之一，在德國的OMPASS（Companies and Sectors Path to Sustainability）項目中，是以出行時間度量日常出行需求的可達性；瑞典斯德哥爾摩（Sweden Stockholm）的區域發展戰略中，也把可達性作為重要指標，交通可達性的重要程度可見一斑。在城市交通建設和管理中，高可達性的交通系統一直是城市管理者和交通出行者的共同追求。美國規劃師Cervero提出把交通規劃從機動性導向轉換為可達性導向、建設可達城市和社區的觀點。從綠色交通系統的角度來看，具有優良可達性的城市符合資源節約、環境友好和以人為本的理念，是建設低碳城市、實現可持續發展的有效途徑之一。城市空間結構會對城市交通碳排放產生顯著影響，而可達性是定義和闡明城市結構以及城市功能最為重要的概念，[4]交通工具、距離變量（出行距離、出行時間和出行費用等）和便利程度是可達性定量分析的三個基本要素。因此，將城市片區的交通可達性與低碳排放結合起來是對綠色交通規劃理論和方法的探索與應用。

二、建立綠色交通體系

對交通可達性與低碳排放的結合，首先需要在宏觀層面進行總體把控，也就是要構建一套綠色交通的體系及有關戰略、思想和方法論。綠色交通體系是適應城市低碳生態發展的理想交通模式，其核心本質是建立以公共交通、慢行交通為主體的城市綜合交通系統。實現長距離、高強度的出行需求主要由公共交通承擔，短距離、銜接性的出行需求則由自行車加步行的慢行方式解決，小汽車交通不再承擔主要出行功能。建立綠色交通體系既保證了城市交通運行的效率，又能從根本上適應資源環境約束的條件，這是一項系統性的工程，包括如下六個方面：

（一）劃設交通分區

城市空間不同功能的差異帶來用地的非均質發展，用地功能是交通產生的源泉，非均質化的土地利用必然帶來城市不同區域交通需求的差異性，這就為交通分區提供了基礎和必要性。交通分區的合理劃分方法主要是結合公交、慢行和小汽車等不同方式在城市不同功能區域的發展定位，強化綠色交通在特定區域內的優先地位，明確對小汽車交通的政策約束，為綠色交通體系提供足夠的空間和適宜的環境。

（二）落實公交優先

這是構建綠色交通體系的核心，在城市空間布局與土地利用中，必須優先考慮公共交通的發展需求，因地制宜，主動改善對公交優先的適應性，加強對公交優先的響應措施，尤其是使道路資源分配向公共交通傾斜。具體而言，要根據公交客流情況和道路交通狀況，與具體的公交方式相結合，合理確定路權優先的形式與程度，使道路網絡具備保障公交優先的資源條件與技術條件，同時保障公交場站、公交樞紐等配套設施建設的用地需求。明確政府劃撥用地的責任范疇，在各層次規劃中對公交設施用地進行優先保障與儲備控制，在城市控制性詳細規劃中確定公交設施的功能、位置、用地規模和邊界，并作為強制性內容，依法進行嚴格的控制與管理。

（三）營造慢行友好

營造慢行友好環境是構建綠色交通體系不可或缺的重要環節。低碳生態理念倡導城市用地混合布局，創造適宜慢行的空間尺度，為大力推廣慢行交通提供了新的機遇。城市慢行環境的塑造主要從兩個方面體現：一是對整體慢行空間進行協調設計，創造令人身心愉悅的慢行環境；二是完善慢行服務設施配置，為步行、自行車交通提供人性化的出行服務，滿足無障礙出行需求，真正體現慢行的“友好”。

對慢行空間的整體塑造除注重交通性慢行空間（以服務行人、自行車為主的慢行空間）的構筑之外，還應加強對非交通性慢行空間（休閑、旅游、商業性質的慢行空間）的設計和引導，致力于創造富有生機的城市慢行街區。通過點軸結合，將公園、綠地、廣場和公共建筑作為街道特性的一部分，突出街區的功能和地域特點，塑造具有城市特色的重要慢行核，并使此類街道在城市一定區域內聯結成網，打造連續慢行網絡。慢行服務設施的配置應系統地滿足慢行的多樣性需求，使慢行成為城市活動系統的重要組成部分。完善的慢行服務設施包括步行交通設施、自行車交通設施和交通穩靜化（Traffic Calm）設施等三個方面。在城鄉規劃中，應對主要設施的類型和配置要求提出明確指引，落實建設要求，以提升慢行系統的吸引力。

（四）優化路網建設

優化路網建設是構建綠色交通體系的基礎。在低碳生態導向下，道路網絡的三個基本屬性：結構、密度、級配均應同步優化，以實現路網整體服務功能由小汽車交通轉向綠色交通。在路網結構規劃中，要推行“公交—慢行導向”的布局方法，以公共交通和慢行交通總體優先的要求確定路網的規模、形態、道路斷面布置以及樞紐與道路網的銜接等，使路網結構與城市公交線網結構相適應；盡量采用銜接有序、高連通度的結構形式，利于慢行交通方式使用；同時與城市形態、自然地理環境和交通需求特征相結合，逐步引導形成適宜城市低碳生態發展的路網結構。在路網密度與級配設置上，應該與步行、自行車等慢行交通方式和公交線網布局的要求相適應。在城市不同地區，結合交通分區發展策略，制訂相應的路網密度建設要求，對于公交和慢行優先發展地區，適度建設高密度路網。同時，從優化公交與慢行服務水平的角度出發，合理平衡不同等級道路的關系，形成從快速路到支路“逐級增加、比例協調”的路網級配，有效引導出行向公交、慢行等低碳方式轉移，提升路網疏解能力和運行效率，有效緩解擁堵，降低交通能耗與排放。

（五）加強停車調控

加強停車調控是構建綠色交通體系的重要助力。引導小汽車“合理擁有、理性使用”是低碳生態城市建設的基本要求，因此，停車設施規劃應從傳統的“需求供給型”向更為科學合理的“需求調控型”轉變。在城鄉規劃中，加強停車調控應以促進“綠色交通方式優先”為出發點，通過合理的停車分區調控措施，在不同空間區域內有效平衡小汽車與公共交通、慢行交通之間的關系，反映綠色交通的優先等級和優先區域。與交通分區策略相協調，在綠色交通主導區，應限制停車供應（除鼓勵停車換乘的局部節點外），形成“推動型”策略與“遏制型”策略的有機配合，促進綠色交通體系的構建。

（六）發展智能交通

發展智能交通是構建綠色交通體系的必由之路。智能交通（Intelligent Transport System，ITS）集成了交通運輸領域的前沿技術，致力于建立全方位、實時準確、透明高效的綜合運輸系統，有利于降低交通能耗，引導低碳出行。城鄉規劃對智能交通的發展應以宏觀引導為主，重點解決資源整合、系統協調和規劃銜接三個方面的問題。首先，對智能交通發展所需的硬件設施進行整合，以節省投資、提高綜合利用效益；其次，統籌智能交通各子系統的建設，制訂與城市發展階段相適應的智能交通建設計劃，促進智能交通系統與其他城市發展要素之間相互協調；第三，應對不同層次的智能交通規劃以及同層次規劃中彼此交叉領域的銜接進行統籌指導，建立智能交通規劃與其他相關規劃（如城市公交系統規劃、城市物流系統規劃等）有效銜接的機制與措施。

三、技術支持

除了宏觀層面的總體把控，對城市居民的交通可達性與碳排放的評估分析，以及相應的智能交通集成對策，是支撐綠色交通體系落地實施的關鍵技術。

（一）基于GIS平臺的可達性計算

為了在城市發展中控制溫室氣體排放，建設生態城市和低碳交通，許多研究單位紛紛展開了一系列基于低碳視角下的規劃設計及理論研究工作。這些工作大致可歸納為兩大類：一是以規劃手段為主，從系統的角度對交通發展模式、設施規劃布局等提出建議；二是以交通碳排放量為檢驗標準，以量化的手段評估設施布局、土地利用等對交通碳排放的影響程度，從而提出相應的改善建議。例如，美國的INDEX、I-PLACE3S和加拿大的社區可持續性評估工具（Tool for Evaluating Neighborhood Sustainability），通過建立汽車行駛里程與城市特性（如土地混合利用程度、公共服務設施可達性等）之間的關系模型，實現了對規劃區交通碳排放量的評估，并以此作為對規劃方案評價打分的依據。目前國內的文獻成果已有基于汽車行駛里程的低碳交通模型，但該成果僅適用于城市宏觀規劃，對具體規劃指標配置及片區規劃（整治）的指導意義尚有不足。

近年來，地理信息系統（GIS）技術在交通運輸領域得到了較快發展，基于矢量數據采用點、線、面方式表達的空間事物具有良好的精準性，當人們在交通設施的限制下借助交通工具進行地表空間運動時，運用基于矢量的、采用網絡模型的GIS來刻畫有關狀態信息非常合適。不過，通常情況下的交通可達性只是考察城市中一點到達其他地點、或者其他地點到達這一點的交通方便程度，并且GIS中很多空間網絡分析只涉及到網絡的節點和邊兩個因素，而城市居民的大量活動都跟建筑物相關，在分析居民可達性時只考慮節點和邊，分析的結果可能難以在實踐中使用。

因此，在計算居民可達性時，要考慮三個基本要素：邊，代表城市路網中的街道；節點，代表在兩個或多個道路相交的交叉點；建筑物，代表居民從所在街道的出行進入或離開室內的位置。這樣可以考慮建筑密度和土地利用模式對居民可達性的影響作用，從而評估居民在城市街道和活動場所之間的空間關系，進一步可評估針對步行和公共交通的城市可達性環境，即：通過在步行范圍內城市活動場所、公交站點以及公交線路三個方面的累計機會[5]來判斷人們采用慢行出行的方便程度及可能性，如圖1所示。

圖2～圖5是對深圳市福田區交通可達性分析的應用案例。[6]福田區位于深圳經濟特區中部，是深圳市重點開發和建設的中心城區。截至2012年底，福田區總面積78.8平方公里，人口165.89萬人，人口密度1.69萬人/平方公里。案例分析對象包括福田區建筑12 807棟，選取日常生活相關的27種服務設施，將活動場所分為12大類。

將建筑物到活動場所和公交站點的距離閾值設置為600米，屬步行出行可接受范圍內。通過圖2我們可以發現福田區步行可達性指標分布并不均勻，區域之間差異顯著，東部和西南部的步行可達性最好，中部和西北部最差，可達性指標相差達到200以上。與服務設施的可達性相比，公交站點的可達性分布較為均衡，除去福田區邊界地帶，公交站點可達性都較好，尤其是福田區中部地區主要為行政辦公區，相對于服務設施可達性的不足，其公交站點的可達性卻得到了很大的提升，極大地促進了這些區域的公共交通出行。

選取福田區的兩種交通網絡，如圖4所示的福田公共交通路網（不包括地鐵線路）及所有機動車路網，如圖5所示的福田區公共交通的可達性，說明福田區公共交通服務水平較高，體現了綠色交通中的公平性。

上述交通可達性的評估，不僅僅作為交通規劃的依據，進一步地是從交通出行角度找出交通出行碳排放規律，評估居民可達性等因素對于交通碳排放作用及影響大小，歸綜城市土地規劃布局問題和城市交通問題，建立起居民可達性、交通碳排放和土地利用三者的聯系，這將有助于提升城市生活質量和構建可持續發展的城市交通。[6]

（二）智能交通集成應用對策

智能交通技術不僅深刻地改善了居民出行和交通運輸系統運行的安全、效率及舒適水平，并且在提升傳統交通功能水平的基礎上，已經融入了對城市可持續發展模式的追求。美國運輸部智能運輸系統聯合計劃辦公室（ITS JPO）開展了面向環境的實時信息綜合應用課題（AERIS）研究，[7]提出了一種綜合運營的革新理念，即：用創新的方式使用車輛與車輛（V2V）和/或車輛與基礎設施（V2I）數據和通信，來運作地面交通運輸網絡，以減少與交通運輸有關的排放和燃油消耗造成的環境影響。這種變革的理念是要改變交通運輸系統的運行方式，把重點放在智能交通應用集成上，以取得顯著的環境效益。

該應用課題的開發為智能交通賦予了生態的內涵，包括生態信號運行、低排放區管理、生態車道控制、生態集成通道管理、生態出行信息服務和可替代燃料車輛（如電動車和油電混合車）運行的支持幾部分內容。[8]

1.生態信號運行方案

所謂生態信號運行控制是使用車聯網技術，通過減少怠速、停車次數和不必要的加減速，改善信號交叉口的交通流運行，以減少溫室氣體（GHGs）排放量，降低干道上的標準空氣污染物排放量，如圖6所示。這種綜合運營革新理念的基礎，是利用從車輛采集的實時數據，面向環境需求優化交通信號控制方案，由裝備了相應設備的車輛和道路基礎設施之間的無線專用短距離通信（DSRC）數據，向車輛廣播信號相位和配時數據（SPaT）。車載系統收到此信息后進行計算處理，然后向司機建議適當的車輛行駛速度，使其能夠在綠燈信號下通過下一交叉口，或以最佳生態友好的方式減速停車或起動離去，這也需要開發相應的發動機起停控制技術。

生態信號運行方案的內容主要包括：信號控制交叉口的生態到達與出發控制；生態交通信號配時方案設計；生態交通信號優先控制，包括公交信號優先（TSP）；互聯生態駕駛；無線感知/響應充電。

2.生態車道控制

這是指專門為以生態友好方式運行的車輛設置的高速公路專用車道，類似HOV（High Occupancy Vehicle）車道，它基于從車輛采集的數據，針對環境優化可變限速值，如圖7所示。

生態車道控制包括生態車道管理、生態速度協調、生態協同自適應巡航控制、生態匝道調節、車聯生態駕駛、無線感知/響應充電和生態出行信息服務等應用技術。

3.低排放區管理

該方案的運用是設想為交通運輸網絡建立一些地理范圍意義上的實體，限制或禁止高污染車輛進入這些區域，以改善空氣質量，也可以是激勵出行者使用清潔能源車輛或公交出行。該方案使用了車聯網技術，對實時交通和環境條件有更好的響應性。如圖8所示，它包含低排放區管理、車聯生態駕駛和生態出行信息服務等應用技術。

4.生態出行信息服務

以開放數據和數據源的形式促進創新，通過集成多源、多模式數據來開發新的、先進的出行者信息服務，包括動態的生態路徑規劃和生態公交路徑規劃以及生態貨運路徑規劃方法、生態智能停車技術、車聯生態駕駛、可替代燃料車輛充電/加油信息和多模式出行信息服務（如：燃油使用、節省金額、減少排放量、智能手機App、合乘車信息、方式選擇等等）。

5.生態集成通道管理

這是通過建立運輸通道中不同方式和機構之間的伙伴關系，針對降低燃油消耗、溫室氣體和標準空氣污染物排放量，協調其運營活動。集成運營管理的核心是實時數據融合和決策支持系統，也就是使用干線、高速公路和公交系統的多源、實時V2I數據，確定哪一種運行控制決策可以使通道獲得最大的環境效益。例如，在空氣質量發布紅色預警的日子，生態集成通道管理決策支持系統可以推薦生態信號配時方案、生態匝道調節策略、生態限速和增加公交服務的建議。

6.支持可替代燃料車輛的運行

主要的策略有：發布充電站的位置和服務信息，發動機效能優化，感應充電，可替代燃料車輛優先停車的智能停車系統。

（三）下一代的環境友好駕駛反饋系統

正在美國開展的這項研發工作是要設計、開發和演示一種新的駕駛反饋系統，目標是把乘用車和商用車隊的燃油效率提高至少2%，符合國家有關安全和排放法規，并且可部署到現有車隊上。

該系統以集成循環反饋系統的方式實現，[9]如圖9所示。

該系統在車輛行駛的多個環節給駕駛員提供并鼓勵其作出燃料高效利用的選擇。生態出行計劃模塊可為車隊規劃出燃料效率最高的配送停車點，生態路徑導航模塊可設計出從當前位置到下一個停車點的燃料效率最高的路徑，生態駕駛反饋模塊為車輛運行實現高效能耗提供感知信息、建議和預警，生態評分與生態排序模塊為駕駛效能跟蹤、自我測評和同伴比較提供了一個操作平臺。這些模塊運用了實時信息、高性能計算和先進的分析技術，從各模塊獲得的燃料節省效益還能疊加。

四、結論

一是利用可達性在交通系統與用地之間建立系統性聯系，是城市發展研究中如何協調交通與用地關系的核心。具有高可達性是任何形式的綠色交通能夠被出行者普遍接受并主動采用的關鍵。

二是面向發展綠色交通的需求，把可達性定義為建筑物內的個體從出發地利用交通網絡在一定出行范圍內能夠到達的活動場所數量。在arcGIS平臺上進行應用，分析地圖上交通可達性分布是否均勻，可以此作為交通規劃的依據，重點改善交通可達性小的地區。

三是建立居民可達性、交通碳排放和土地利用三者之間的聯系，并應用于發展綠色交通的系統規劃、技術開發和政策設計等，有助于提升城市生活質量和構建可持續發展的城市交通。

四是以車聯網為主的智能交通技術的集成應用是實現綠色交通的必由之路，可產生顯著的能源和環境效益。[10]

說明：本文系基金項目“四川省科技支撐計劃項目（2014GZ0019-1）”。

參考文獻：

[1]Chris Bradshaw. Green Transportation Hierarchy [R]. Ottawalk and the Ottawa-CarletonRound-table on the Environment Transportation Working Committee，1994.

[2]楊曉光.大力發展公共交通，構筑城市綠色交通系統[J].中國市長，2001（4）.

[3]西門子交通與物流集團交通咨詢部.珠海市橫琴新區低碳交通研究中期報告[R]，2014.

[4]Wachs M and Kumagai T G. Physical Accessibility as a Social Indicator[J]. Socio-Economic Planning Sciences，1973，7（5）：437-456.

[5]周青峰.基于可達性的綠色交通發展環境評估研究[J].交通技術，2014（3）：165-173.

[6]周青峰.城市居民出行可達性與交通碳排放分析[D]. 哈爾濱：哈爾濱工業大學，2014.

[7]The Intelligent Transportation Systems Joint Program Office. Applications for the Environment： Real-Time Information Synthesis （AERIS）[DB/OL].2014-07-25[2015-06-10].http：//www.its.dot.gov/aeris/aeris_oct2014_workshop.htm.

[8]同[7].

[9]Matthew Barth， Kanok Boriboonsomsin. Next Generation Environmentally-Friendly Driving Feedback Systems Research and Development [R].University of California Riverside， 2014（10）.

[10]Sean Fitzgerel， Booz Allen Hamilton. Environmental Benefits from AERIS Modeling[DB/OL].2014-07-25[2015-06-10].http：//www.its.dot.gov/aeris/aeris_oct2014_workshop.htm.

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