基于管理視角的綠色交通發展探討

趙堅真 張純 劉宗禹

摘要：從綠色交通的基本概念開始，剖析在管理理念下的綠色交通組織內涵與基本邏輯，通過分析當下綠色交通發展的階段與條件，闡明當代城市綠色交通發展中的管理視角缺失情況，并論述其對綠色交通發展的影響。以上海市快速路網交織區的管理組織為例，通過基于路測指路與車載指路兩種差異化的管理方式、模擬仿真的手段、定量分析的方法，進一步分析論述不同管理模式下車輛運行的效率差異，說明管理視角的必要性，從而探討管理視角對綠色交通發展的重要意義。

關鍵詞：綠色交通;城鎮化轉型;管理視角;指路信息系統;模擬仿真;運行效率

DOI：10.3969/j.issn.1674-7739.2018.02.015

引言

綠色低碳發展自20世紀90年代開始，就一直是全球城市研究的重要方向，而城市交通作為城市生活的重要領域，其能否做到方便、安全、高效、低公害也深刻影響著城市綠色發展的發展質量。2017年交通運輸部印發《關于全面深入推進綠色交通發展的意見》，再一次將綠色交通概念推到了學術前沿。自1994年“綠色交通體系（Green Transportation Hierarchy）”提出以來，全球各城市均對綠色交通發展提出了各自的理論架構，開展了各式實踐，城市規劃、交通規劃學界也做出了有力的學術探索。但往往學者從規劃領域開展的研究大都集中在綠色交通規劃、綠色交通建設、綠色交通技術等層面，在綠色交通技術的落地實施、管理優化等方面卻有所薄弱。這使得國內大量交通架構成型、改建困難的城市，綠色交通建設難以著手。本文試圖從綠色交通的基本概念與國內實踐出發，論述綠色交通發展管理視角的缺位。同時，以上海快速路網交織區精細化管理為例，論述構建多層次并進的綠色交通發展體系的必要性。

一、相關概念與內涵

1987年，世界環境與發展委員會在《我們共同的未來》中首次提出了“可持續發展”概念。1994年，克里斯·布拉德肖（Chris·Bradshaw）首次提出“綠色交通體系（Green Transportation Hierarchy）”，用于推廣綠色交通方式。1996年，世界銀行在《可持續城市交通：政策變革的關鍵》中提出“可持續城市交通”概念，將綠色交通發展與環境保護、經濟與社會可持續發展聯系在了一起。在我國，自中共十五大開始，“可持續發展”就一直作為國家建設的重要目標而持續深化，交通發展是其中必不可少的一個項目。

隨著學術領域的深入研究，綠色交通的理念與內涵也逐步豐富，不少學者都嘗試去界定“綠色交通”概念。有的學者將綠色交通界定為緩解交通擁堵、降低環境污染、促進資源合理利用的，滿足城市可持續發展的協和運輸系統;有的學者將綠色交通界定為一種充分發揮“以人為本”理念，進而降低交通擁堵、減少排放，以較低的成本、較高的效率實現交通運輸的方式。[1]楊曉光教授從交通系統的構建與要求出發，將其界定為一種和諧的交通，即為了減低交通擁堵、降低污染、促進社會公平、節約建設維護費用，通過發展低污染的有利于城市環境的多元化城市交通工具來完成社會經濟活動的協和交通運輸系統。[2]上述界定方式，大都將綠色交通概念界定為一種符合以人為本、綠色發展的交通系統，并未將綠色交通作為城市綠色發展、生態發展的一個整體來考量。這會帶來空間布局的合理優化手段難以涵蓋在綠色交通發展之中，城市管理的手段難以涵蓋在綠色交通發展之中，政策制定與綠色交通技術升級被人為割裂。對此，筆者傾向于首先將“綠色交通”界定為一個涵蓋政策制定、城市總體規劃、交通建設、城市管理等多方面的綜合系統，降低交通運輸綜合成本、提升交通運輸效率，著力于實現交通運輸領域的可持續發展。[3]

二、管理視角下的綠色交通探索

（一）綠色交通發展的管理缺位

通過對比相關概念，我們發現綠色交通發展在當下的語境中往往集中在交通資源的空間部署、道路交通權限的使用劃分、綠色交通科技產品的應用、部署以及城市居民出行方式的引導與優化。比如通過電動汽車、混合動力汽車取代傳統汽車，大力發展公共交通，提高公交出行比例，提倡綠色出行模式，減少自駕出行等;但缺乏針對既有機動車出行能耗降低，既有運輸模式管理優化的研究與應用。對降低“基數”（提高綠色出行比例）的熱衷與對降低“單價”（降低非綠色出行的污染、能耗、成本）的輕視，使得綠色交通發展的內容和手段顯得較為單調，多是從計劃中安排空間、資源、技術，形成一種“重計劃、輕管理”的現象。其次，對于綠色交通相關技術、設施、空間進行統一的部署與全面的安排后，缺乏合理的保障措施，保障綠色交通發展的實施效果。

如上問題與我國的行政管理架構有一定的關聯，也和城市交通的發展規模有一定關系。一方面，傳統計劃管理模式下的行政分工使得城市交通缺乏對市場變化、需求變化的快速反饋，缺乏上層規劃、中層管理、下層技術的聯動協調機制。另一方面，曾經的城市交通規模不大、空間資源充沛，管理缺位所導致的問題不夠突出，綠色交通發展的訴求不夠突顯。然而，隨著大城市交通格局基本成型，交通需求不斷提升，管理缺位的弊端將逐步顯現。

（二）城市轉型期間綠色交通發展面臨的矛盾

自2008年以來，中國的城鎮化過程發生了很大的變化，一個方面體現在城鎮化速度的放緩，從前30年的高速發展（年均1%-1.5%）進入中低速（年均0.6%-0.8%）發展;一個方面體現在由量向質的轉變，人與資源的矛盾加劇;同時也體現在城鎮化動力的轉化，從工業化驅動逐步轉化為后工業化特征的轉變。[4]在城市交通發展，特別是綠色交通發展領域更是如此。在大城市交通資源供給受限的背景下，尋求交通發展由量向質的轉變是綠色交通發展的重要特征。這里主要體現在科技（技術）要素驅動與管理精細化。

2014年中央城鎮化會議明確新型城鎮化是以人為核心的城鎮化。2015年中央城市工作會議提出，堅持以人為本、科學發展、改革創新、依法治市……建設和諧宜居、富有活力、各具特色的現代化城市，走出一條中國特色城市發展道路，并進一步提出“框定總量、限定容量、盤活存量、做優增量、提高質量”。對于綠色交通發展，以人為本、科學發展、改革創新、依法治市是根植于綠色交通發展理念之中的核心思想，而框定總量、限定容量、盤活存量、做優增量、提高質量指明了城市轉型期間，管理對于綠色交通發展的重要意義。

（三）多層次并進的綠色交通組織體系

上述分析與論斷要說明的是，在城市發展轉型的當下，尤其是對于走在轉型前沿的一線城市，綠色交通發展的矛盾正在發生變化，綠色交通建設的著力點也正在變化。無論從綠色交通的概念、綠色交通發展的歷史過程，還是城鎮化轉型過程中的矛盾與階段性任務，都要求將管理視角納入綠色交通體系構建中，將綠色交通發展從技術視角、規劃視角，逐步轉變為“技術視角+規劃視角+管理視角”的多層次結構。

在既有的綠色交通技術利用、綠色交通規劃引導、綠色交通設施設計等層面之外，豐富綠色交通管理手段，優化綠色交通管理體制，多線并舉、多層并進，推進綠色交通體系的完善。

三、通過車載指路系統的綠色交通精細化管理探索

對于綠色交通發展管理體系的完善，一個方面可以為“基數”的縮減提供管理保障，另一個方面也可以通過管理優化，降低出行的“單價”來促進綠色交通的發展。為了更好地說明這一問題，筆者以上海市快速路網組織為例，通過實驗模擬仿真的方式，比較在不同管理模式下快速路網交織區運行效率差異，以及隨之而來的交通擁堵緩解，汽車碳排放量下降，說明管理對于綠色交通發展的作用。

傳統的管理方式主要采用路側指路系統對道路交通組織進行管理，對于快速路交織區管理效果較差，故而筆者試圖改變這一管理模式，改由車載指路系統對交織區車輛進行管理與引導，并通過模擬仿真、數據對比，分析運行效率的差異，從而進行進一步分析、論證。

（一）模擬對比參數

交織區是指行駛方向大致相同的兩股或多股車流，沿著相當長的路段，不借助于交通控制設施進行的交叉運行的區域。[5]本文研究模擬的交織區為快速路出口匝道上游的交織區，且假設不受上游入口匝道的影響，如圖1所示。對比模擬的精細化管理方式為路側指路信息和車載指路信息。在路側指路信息環境下，出口匝道上游250m和500m處設置相應的標志牌，在上游140m處開始設置相應的道路標志線;在車載指路信息環境下，車載設備以語音和圖像兩種方式，在出口匝道上游700m、1 500m和2 000m處分別進行信息引導。[6]換道位置D是指駕駛員看到指路信息后做出換道行為的起始位置，即真正開始換道的起始位置，而不是決定要換道的位置。當車輛決定換道時，開始尋找合適的換道間隙，當找到后開始換道，此時即換道開始位置。換道位置D的大小是匝道出口至開始換道處的距離，如圖1所示，而最大的換道位置Dmax稱為交織長度。換道時間Tc是指從決定換道的時刻起到成功換至目標車道所需的時間。非換道時間Tn是相對換道時間而言的，指同一時刻沒有進行換道也沒有被換道車輛干擾的非換道車輛通過相應路段所需的時間。換道延誤Td是非換道時間與換道時間的差。換道速度Sc是指從決定換道的時刻起到成功換至目標車道車輛的平均速度。非換道速度Sn是相對換道速度而言的，指同一時刻沒有進行換道也沒有被換道車輛干擾的非換道車輛通過相應路段的平均速度。換道速度降低率Sd是衡量由換道而引起通行能力下降程度的指標，如下式（1），出口匝道上游交織區具體信息如圖1所示：

（1）

鑒于高架快速路交織區的特殊情況，采用人工現場調查難度大，調查內容多，調查精度和調查人員安全無法保證。本模擬調研數據獲取采用錄像拍攝法，同時組織人員調查。本研究組成員共歷時24天，選取了宛平南路-內環高架、曹楊路-內環高架、場中路-南北高架路等6個上海市典型的快速路下匝道上游交織區進行拍攝。拍攝時間為每天的早高峰、平峰各2小時（7∶00—9∶00和13∶00—15∶00），拍攝期間天氣良好，無因交通事故造成交通堵塞和交通管制等特殊情況。拍攝地點為附近的高樓，其中有酒店、小區、辦公大樓和商場。

模擬使用車流密度描述交通狀態，將車流密度分為兩個等級，高密度和低密度。根據以往對城市快速路流量-密度-速度的關系研究，將密度分為低（<42.5輛/Km）、中（42.5輛/Km—85 輛/Km）、高（>85輛/Km）三個等級，分別對應三種交通狀態：通暢、擁擠、擁堵。

（二）車載指路系統模擬實驗

為了實驗的高效和避免駕駛員對場景的過于熟悉，每位駕駛員需進行8次實驗，每次實驗的具體場景如表4。

（三）運行效率對比

換道行為是交織區運行效率下降的主要原因，頻繁的交織換道易造成交通堵塞和事故，縱使是正常的換道行為也常常會降低行駛速度，降低運行效率，也因此帶來汽車能耗的提高、碳排量的上升。通過對比兩種不同管理模式下的交通運行效率差異，我們發現主要體現在換道延誤與換道速度降低上。

對此，筆者首先通過換道延誤指標，衡量兩種不同管理模式下，車輛因換道而產生的延誤。分別統計路測和車載指路信息下，通暢、擁擠和擁堵三種不同交通流狀態下的換道延誤。利用數據分析軟件matlab，將獲取的數據進行初步處理，得到路側和車載指路信息下換道位置的頻率直方圖，分別列舉路側和車載1 500m處兩個場景下的換道延誤分布圖，如圖6、圖7所示。通過差異性檢驗判斷檢驗結果，其結果如圖8所示。

通過對比研究可以看出，兩種不同的管理模式對于通暢、擁擠、擁堵狀態下的交織區均存在差異。一個方面，不同管理模式對于換道延誤有較大影響，另一方面，同一管理模式下不同的管理要求也帶來較大差異。前者體現為當車流狀態為擁堵時，車載指路信息（2 000m）下的換道延誤均值相對于路側指路信息下降81.18%;當車流狀態為擁擠時，車載指路信息（2 000m）下的換道延誤均值相對于路側指路信息下降83%。后者體現為在擁堵狀態下，車載信息提示位置為2 000m、1 500m和700m時，車輛延誤下降分別為81.18%、66.91%和40.17%;在擁擠狀態下，車載信息提示位置為2 000m、1 500m和700m時，車輛延誤下降分別為83%、67.39%和41.5%。

其次，筆者進一步通過換道速度降低率Sd來探究兩種管理模式下運行效率的差異。實驗分別統計路側和車載指路信息下，通暢、擁擠和擁堵三種不同交通流狀態下的換道速度下降率。并利用數據分析軟件matlab，將獲取的數據進行初步處理，得到路側和車載指路信息下換道速度降低率的頻率直方圖，分別列舉路側和車載1 500m處兩個場景下的換道速度降低率分布圖，如圖9、圖10所示。進一步檢驗、探索兩者的差異性。

其實驗檢測結果與換道延誤有一定相似性。當車流狀態為擁堵時，車載指路信息（2 000m）下的換道速度降低率均值相對于路側指路信息下降50.6%;當車流狀態為擁擠時，車載指路信息（2 000m）下的換道速度降低率均值相對于路側指路信息下降48.5%。同時，不同管理參數的調整也對結果有較大影響。在擁堵狀態下，車載信息提示位置為2 000m和1 500m時，車輛延誤下降分別為50.6%和37.66%;在擁擠狀態下，車載信息提示位置為2 000m和1 500m時，車輛延誤下降分別為48.5%和33.33%。

（四）對于綠色交通的影響

綜上可以明顯看出，僅僅在交通發展中細微的環節采用不同管理模式，就能對交通效率產生極大的影響。如上述所進行的模擬過程，僅在快速路交織區管理中使用不同的管理方式，并采用不同的管理參數，就能夠極大改善換道延誤、換道速度降低等問題。

由燃油發動機的耗油量特征可以知道，汽車等速百公里耗油與行使阻力與發動機燃油效率成正比，與傳動效率成反比。當車行效率降低帶來汽車減速時，不可避免會有兩個影響，其一是運行車輛需要換擋，其二是車輛行駛需要降速。前者促使傳動阻力增加，后者帶來傳動效率的降低，因而直接增加車輛的油耗水平，對綠色交通發展的整體目標產生負面影響。

四、結語與討論

以上論述與模擬可以說明，在城市轉型發展的當下，隨著城市交通骨架的逐步完善，城鎮化過程由量的增長轉向質的變化，城市綠色交通發展也面對著新的機遇與挑戰。從綠色交通發展理念的由來，到當下的綠色交通建設，乃至與之關聯的城鎮化過程都要求我們重視管理體系的完善。從管理視角審視綠色交通發展的具體要求，構建涵蓋交通技術、交通規劃到交通管理的、多層次并進的綠色交通組織架構，為綠色交通發展提供更鮮活的動力。

通過模擬、對比，更加直觀地認識到細小的管理差異，如信息出現的位置、信息展示方式的差異能夠給交通效率的提升、交通能耗的降低帶來變化，能夠影響城市綠色交通的發展。總之，在研究、引導、發展綠色交通時，認清管理的價值與作用，重視管理研究的重要性，是進一步提升綠色交通發展的重要一步。

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責任編輯：許 丹