軌道交通對(duì)帶狀城市交通優(yōu)化的分析

付 俊 宋 唯

(1.宜昌市鐵路建設(shè)辦公室,湖北宜昌 443000; 2.湖北三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖北宜昌 443000)

受山川、江河等地形條件限制,很多城市形態(tài)呈帶狀分布。帶狀城市具有主城區(qū)與各組團(tuán)間縱向交通廊道長(zhǎng)、橫向?qū)挾日?易形成局部“蜂腰、 瓶頸”等交通特征,導(dǎo)致主干道通過(guò)能力不足,從而造成城市整體交通運(yùn)行不暢。

已有許多學(xué)者開展相關(guān)研究,雷振國(guó)針對(duì)帶狀城市在發(fā)展過(guò)程中存在阻隔體、不均衡和軸向流特征,提出應(yīng)構(gòu)建帶狀城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)[1];王守彬等提出通過(guò)放射狀結(jié)構(gòu)的運(yùn)輸系統(tǒng)為帶狀發(fā)展的城市提供發(fā)展軸[2];丁大朋以寶雞為例,研究適用于河谷帶狀城市軌道交通線網(wǎng)形態(tài)[3];王婉瑩分析城市道路網(wǎng)形態(tài)和軌道交通線網(wǎng)形態(tài)的關(guān)系[4];王瓊針對(duì)帶狀城市的交通問(wèn)題,以城市發(fā)展布局和公交一體化為目標(biāo),形成線網(wǎng)規(guī)劃方案、建立客流預(yù)測(cè)模式,并以帶狀城市蘭州快速公交BRT的規(guī)劃為實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證[5];毛蔣興研究廣州城市交通系統(tǒng)與城市空間格局互動(dòng)影響機(jī)制[6];郭鵬等認(rèn)為,城市軌道交通網(wǎng)對(duì)形成城市空間結(jié)構(gòu)具有積極的促進(jìn)作用[7];楊學(xué)金等研究軌道交通的線網(wǎng)規(guī)劃、線路選擇、站位選擇等適應(yīng)帶狀城市交通特征[8-10]。針對(duì)帶狀城城市的交通優(yōu)化,楊振東等通過(guò)優(yōu)化公交線網(wǎng),提供便利的公交線網(wǎng)吸引綠色出行[11];徐向東等則通過(guò)合理交通調(diào)度,提高道路的能行能力[12-13]。

以上方法多在現(xiàn)有道路交通基礎(chǔ)上挖掘潛力,提升空間有限。為從根本上解決帶形城市交通發(fā)展難題,需從功能承擔(dān)、緩解擁堵、提升公共交通服務(wù)水平幾個(gè)方面入手,對(duì)軌道交通對(duì)帶狀城市的交通優(yōu)化效果進(jìn)行深入分析。

1 帶狀城市的主要交通特征

1.1 帶狀城市的定義及類型

帶狀城市在發(fā)展過(guò)程中,受地理?xiàng)l件限制,前期易形成多個(gè)離散核心組團(tuán),隨著城市進(jìn)一步擴(kuò)張,會(huì)逐步依借地形發(fā)展廊道紐聯(lián)各核心組團(tuán),最終形成直線形、S形、U形、L形、Y形和X形等形態(tài)。城市布局形式可歸納為3類:線形連續(xù)布局、雙心布局、點(diǎn)狀組團(tuán)線性布局。

1.2 帶狀城市主要交通特征[14]

帶狀形態(tài)城市主要具有以下交通特征及問(wèn)題。

(1)從出行空間上看,帶狀城市人口、就業(yè)崗位呈線性分布,核心組團(tuán)分散,距主城區(qū)較遠(yuǎn),居民出行距離長(zhǎng)。

(2)從出行時(shí)間上看,帶狀城市縱向交通廊道長(zhǎng),且橫向交叉路口多,各類交通出行線路重疊率高,使得縱向路網(wǎng)交通壓力大,通行不順暢,出行時(shí)間長(zhǎng)。

(3)從出行方式上看,帶狀城市居民由于出行距離長(zhǎng),公共交通出行時(shí)間長(zhǎng),居民在選擇出行方式時(shí)更傾向于私家車,從而進(jìn)一步加劇交通擁堵,不利于城市公共交通發(fā)展。

(4)從路網(wǎng)形態(tài)上看,帶狀城市路網(wǎng)由幾條縱向貫通交通走廊和密布的橫向道路組成,受地形條件限制,縱向道路局部極易形成“瓶頸”和“蜂腰”,且平面交叉路口多。

2 宜昌城市形態(tài)及交通現(xiàn)狀

2.1 宜昌城市形態(tài)

宜昌沿長(zhǎng)江和黃柏河分布,是典型的山區(qū)地貌帶狀城市,主城區(qū)長(zhǎng)約26km,連接到猇亭白洋總長(zhǎng)超過(guò)45km。2020年建成區(qū)面積210km2;常住人口約160萬(wàn)。城市最寬處約5km,最窄處僅2km,見圖1。城市空間呈現(xiàn)倒L形帶狀結(jié)構(gòu)。[14]以西陵區(qū)為交匯點(diǎn),主要沿長(zhǎng)江上下游延伸,沿黃柏河實(shí)現(xiàn)局部拓展。

圖1 中心城區(qū)用地規(guī)劃

宜昌市中心城區(qū)受到山體水系的天然阻隔,呈現(xiàn)帶狀多組團(tuán)發(fā)展格局。發(fā)展方向主要為“沿江主軸,垂江拓展”,見圖2。

圖2 中心城區(qū)空間結(jié)構(gòu)規(guī)劃

其中,西陵區(qū)、伍家崗、夷陵區(qū)、高新區(qū)構(gòu)成城市用地的連綿發(fā)展區(qū),猇亭區(qū)和三峽壩區(qū)距市中心均在25km以上,夷陵區(qū)和點(diǎn)軍區(qū)距市中心在10km以上,主要依托單條或多條道路放射通道與市級(jí)中心相連。

2.2 現(xiàn)狀城區(qū)路網(wǎng)

宜昌中心城區(qū)路網(wǎng)體系已基本形成,主要呈現(xiàn)網(wǎng)格加帶狀放射格局。主干道主要集中在西陵區(qū)、伍家崗等城市連綿發(fā)展區(qū),各區(qū)之間的放射走廊較為稀缺,市級(jí)中心與夷陵區(qū)、點(diǎn)軍區(qū)以及猇亭區(qū)之間的城市交通主要依靠單條廊道(見圖3)。

圖3 現(xiàn)狀交通路網(wǎng)

2.3 現(xiàn)狀居民出行調(diào)查

通過(guò)對(duì)居民出行的基本交通特征以及交通量調(diào)查和預(yù)測(cè),統(tǒng)計(jì)居民出行結(jié)構(gòu)、出行距離以及出行時(shí)間等特征(見表1)。

表1 居民出行特征統(tǒng)計(jì)

(1)出行結(jié)構(gòu)

在宜昌市的出行方式中,步行和自行車這類慢行出行方式占據(jù)主體地位,步行、自行車合計(jì)占43.7%,私家車和電動(dòng)自行車處于快速增長(zhǎng)期,分別占15.28%和16.88%,公交出行比例占17.03%。

居民交通出行的機(jī)動(dòng)性要求迅速提高,居民出行方式結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著變化。

居民的出行方式中,慢行交通仍舊是出行結(jié)構(gòu)的主體,在逐步升級(jí)的機(jī)動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中,步行比例有所降低,自行車出行比例快速下降,與此同時(shí),電動(dòng)自行車呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),這是同等城市的共性問(wèn)題。

宜昌BRT的建設(shè)提高了公共交通的服務(wù)水平,公共交通在城市客運(yùn)交通中的地位正在逐步提升[15-16]。

私家車出行已成為居民出行的重要方式,與宜昌市快速機(jī)動(dòng)化特點(diǎn)相符,該時(shí)期需關(guān)注其對(duì)城市道路交通的影響,避免小汽車無(wú)序增長(zhǎng)帶來(lái)嚴(yán)重的城市交通問(wèn)題。應(yīng)增加提供高效便捷的公共交通,引導(dǎo)公交化出行[17]。

(2)出行距離分布

宜昌市中心城區(qū)居民平均出行距離呈現(xiàn)近距離多遠(yuǎn)距離少的分布特征,依據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì),居民平均出行距離為5.22km。其中,公交車平均出行距離為8.59 km。

(3)出行時(shí)耗

調(diào)查范圍內(nèi),居民單次出行平均時(shí)耗為28.41min。由居民出行樣本的時(shí)耗分布表可以看出,出行時(shí)間10～20min占比最大,達(dá)33.19%;其次是20～30min,占比28.47%。這說(shuō)明大部分人的出行時(shí)耗集中在30min之間,且隨著時(shí)耗的增加,出行比例逐漸的下降。在各種交通方式中,出行時(shí)耗最長(zhǎng)的是單位班車,為31.59min,其次為公交方式,為30.75 min,說(shuō)明公交服務(wù)水平還有待加強(qiáng)[18]。

2.4 城區(qū)主要路段交通調(diào)查

對(duì)中心城區(qū)及組團(tuán)間主干道進(jìn)行調(diào)查,其中交通量、飽和度及服務(wù)水平等指標(biāo)見表2、表3。

表2 宜昌主要路段交通量及飽和度情況

表3 部分交叉口服務(wù)水平情況

從宜昌老城區(qū)道路交通主要流量分布來(lái)看,宜昌市老城區(qū)交通流主要集中在東山大道、夷陵大道等老城內(nèi)部走廊上,高峰時(shí)段飽和度已接近或超過(guò)1,多個(gè)路口的服務(wù)水平為E級(jí)甚至F級(jí),呈現(xiàn)擁堵狀態(tài)。

2.5 2025年交通量預(yù)測(cè)

基于三維約束重力模型預(yù)測(cè),宜昌市2025年全方式人員出行OD流量,其中高峰時(shí)段通道客流見圖4。

圖4 2025年高峰時(shí)段各通道交流(人次/h)

由圖4可知,西陵與伍家崗?fù)ǖ赖目瓦\(yùn)量需求最大,雙向需求超過(guò)10萬(wàn)人次/h,為一級(jí)客流走廊。

2025年西陵—伍家通道供需關(guān)系預(yù)測(cè)見表4。

表4 西陵—伍家崗供需關(guān)系

隨著城市的發(fā)展,出行需求不斷增長(zhǎng),宜昌市作為帶狀城市,城市長(zhǎng)距離軸線,西陵至伍家崗之間增加道路資源的條件有限,交通狀況將隨著城市發(fā)展變來(lái)愈加擁堵,需要在較遠(yuǎn)距離的組團(tuán)之間提供大運(yùn)量交通方式。

2.6 小結(jié)

宜昌市呈現(xiàn)典型的帶狀城市交通特征,居民出行距離和出行時(shí)間較長(zhǎng),使得出行選擇私家車比例較高。同時(shí)由于組團(tuán)間中長(zhǎng)距離交通在幾條重要通道上過(guò)度集聚,呈現(xiàn)主干道交通量大、路段飽和度超過(guò)1,服務(wù)水平等級(jí)為E、F,交通擁堵嚴(yán)重。2025年以后,隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,交通擁堵將進(jìn)一步加劇,如西陵至伍家崗?fù)ǖ兰s2.9萬(wàn)人次/h以上,亟需構(gòu)建軌道交通以承擔(dān)和優(yōu)化城區(qū)交通。

3 宜昌軌道方案構(gòu)建

3.1 宜昌軌道交通規(guī)劃方案

根據(jù)宜昌城市和交通特點(diǎn),宜昌市城市軌道交通分為市域快線、城市軌道干線和局域線。市域快線提供中、長(zhǎng)距離快速軌道交通服務(wù),聯(lián)系城市中心區(qū),以及周邊城市次中心,城鎮(zhèn)中心和火車站、機(jī)場(chǎng)等重要的客流集散點(diǎn)。城市軌道干線聯(lián)系城市主、中心,組團(tuán)中心,客流集散點(diǎn),交通走廊,服務(wù)市區(qū)內(nèi)組團(tuán)之間、重要客流集散點(diǎn)間和主要交通走廊上大量交通需求。局域線提供短距離、較高密度、較大運(yùn)量交通服務(wù),作為骨干線的加密補(bǔ)充。

宜昌市沿城市走廊規(guī)劃軌道交通線路3條線共124km,見圖5。

圖5 軌道交通規(guī)劃

3.2 2025年實(shí)施線路方案

2025年將實(shí)施3條線共70km,形成沿城市長(zhǎng)軸方向的軌道交通,見圖6。

圖6 2025年實(shí)施線路方案

4 軌道交通對(duì)城市交通的影響。

基于Logit模型預(yù)測(cè)2025年不同出行交通方式的結(jié)構(gòu)。應(yīng)用公共交通分配模型和Transcad軟件,對(duì)2025年的公共交通客流量進(jìn)行路段和線路配流[19]。

4.1 出行結(jié)構(gòu)

預(yù)測(cè)2025年度出行結(jié)構(gòu)見表5。

從表5可以看出,軌道交通出行占公交方式的22.68%,軌道交通的建設(shè)運(yùn)營(yíng)使得公交占全方式出行的比例達(dá)到29%(公共交通出行比例提高12%)。因此,軌道交通的建設(shè)運(yùn)營(yíng)可優(yōu)化居民出行結(jié)構(gòu),強(qiáng)化公共交通出行的主體地位。自行車、摩托車和私人小汽車出行的占比大幅下降,也表明在便捷的公共方式吸引下,市民更愿意選擇公共交通的出行方式。

表5 出行結(jié)構(gòu)對(duì)比分析

4.2 出行距離與出行時(shí)間

2025年度出行距離和時(shí)間預(yù)測(cè)見表6。

表6 出行距離和時(shí)間對(duì)比

經(jīng)比較,到2025年,居民出行距離增加1.63km,公交出行距離增加2.74km,而出行時(shí)間減少14min。從而間接為社會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。由于軌道交通快速、便捷的特點(diǎn),可為居民出行提供更好可達(dá)性,同時(shí)節(jié)省出行時(shí)間,提高服務(wù)水平。

4.3 道路服務(wù)水平分布

2025年度骨干道路交通服務(wù)水平對(duì)比見表7。

表7 骨干道路交通服務(wù)水平對(duì)比

從道路服務(wù)水平來(lái)看,有軌道狀況下路段交通的服務(wù)水平也有所改善。處于擁擠及堵塞狀態(tài)(E級(jí)與F級(jí))的路段由17%下降至9%,處于較為擁擠狀態(tài)(D級(jí))的路段由16.8%下降至13.7%,交通良好狀態(tài)的道路則由54.1%提升至63.3%。軌道交通的建設(shè)能夠明顯改善城市主要道路的擁堵情況。

5 結(jié)論

隨著城市的發(fā)展,出行需求不斷增長(zhǎng),出行距離、時(shí)間以及主要交通走廊客流將顯著增加,交通擁堵進(jìn)一步加劇,而帶狀城市的特征限制道路資源的增加。以帶狀城市宜昌為例 ,對(duì)交通特征進(jìn)行分析,主要結(jié)論如下。

(1)軌道交通能夠明顯優(yōu)化居民出行結(jié)構(gòu),強(qiáng)化公共交通出行的主體地位,引導(dǎo)居民綠色公交出行。

(2)軌道交通為居民出行提供更好可達(dá)性。在出行距離增加,客流量劇增的情況下,軌道交通為居民出行提供更好可達(dá)性,縮短出行時(shí)間,提高服務(wù)水平,同時(shí)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。

(3)軌道交通的建設(shè)能夠明顯改善城市主要道路的擁堵情況。處于擁擠及堵塞狀態(tài)的路段占比有明顯下降,而交通良好狀態(tài)的道路占比則有所提升。