城市新區綠色交通需求預測研究

謝 瑋，曾冠博

(中機中聯工程有限公司，重慶 400041)

城市新區是城市發展的規模和人群生存空間擴展的載體，新區規劃需滿足人性化、人文化、生態化等性能需求。在新區規劃建設時需汲取老城區規劃建設的經驗與教訓，不能以擴建道路滿足需求，針對突出的交通問題所滋生的環境資源問題，基于綠色可持續發展理念對傳統的交通規劃方法進行改進[1]。

本文基于綠色交通系統的概念，將綠色交通與交通規劃相結合，著重探討綠色交通出行方式的內涵，并在無基礎出行數據的基礎之上的出行預測及出行分配，對傳統的城市交通規劃進行改進，力圖得到適應城市新區的交通規劃模式。

1 城市新區綠色交通規劃方法研究基礎理論

1.1 城市新區的界定

城市新區是城市在城市化進程中向外擴張的產物。人口的增長、社會經濟的發展使老城區不斷出現交通阻塞/阻滯、環境污染等問題，城市空間越來越“狹小”帶來城市生活質量下降，因此，人們開始選擇從城市中心向外遷移。擴大城市規模，建設城市新區成為目前解決城市問題的必然選擇[2-3]。

前人的大量努力表明，新建城區規劃構成主要體現在以下方面：城區的組成和城市新區。城區的構成體現在城區的功能和用地性質；城市新區是以母城為依托，進而實現成片開發與建設的特殊區域。

1.2 城市新區的分類

1)按照新區規劃功能區分。

a.單一功能型新區，如城市邊緣的倉儲區或居住區等。b.綜合功能型新區，比如上海市的浦東新城區。

2)按照新區對主城區的功能依賴程度劃分。

a.生活功能外置型。b.生產功能外置型。c.職住平衡型。

1.3 交通調查方法

SP調查(Stated Preference Survey)是指為了獲得人群對假定預估假設條件下的多個預測方案所表現出來的個體主觀偏好而進行的實際性調查。該調查過程主要包括選取調查樣本、設計調查實驗、方案設計及評價、調查開展實施、調查數據的整理錄入與分析[4]。

RP調查(Revealed Preference Survey)是指為了揭示人群曾經過去出現過的出行個體喜好而進行的實際性分析調查。

1.4 綠色交通分類

國外學者克里斯·布拉德肖首先提出并解釋了綠色交通的含義，他認為交通的發展應該以人為本，而非一味的實現機動車輛的可達性。

在我國綠色交通方式主要為慢行交通和公共交通。慢行交通主要分為步行交通和自行車交通。

1.5 路網規劃方法

本文提出根據“點、線、面”的層次對新區的路網設施進行規劃。

1)點的布局。包括自行車停放點、自行車和公共交通接駁換乘站點、小汽車停車場等。2)線的布局。線路的布局規劃中要根據不同土地利用性質設置道路走向等，并要充分考慮慢行交通健康環保的出行方式，設置步道、非機動車道等，把道路的使用權有效還給出行者。3)面的規劃。新區要有合理的路網結構，合理布設不同等級道路的間距、道路規模，同時考慮整個路網的可達性。

2 城市新區綠色交通需求預測研究

2.1 新區綠色交通發展模式確定

學者總結概括出五類交通模式及代表城市：A模式：小汽車導向型，城市小汽車出行比例高于50%。B模式：公交導向型，公共交通分擔率高于50%。C模式：慢行導向型，慢行交通出行比例高于50%。D模式：不完全發展模式。E模式：均勻發展型模式。

以上五種發展模式其實質都反映了交通模式影響下的城市發展模式[5-6]。

2.2 基于土地利用性質的城市新區機動車交通需求預測模型

人口和土地是城市的重要組成要素。以考慮城市人口、城市土地利用的新區交通生成預測基本思路如下：根據小區內部各類用地的面積與權重;按特定規則將交通出行總量分配至各交通小區。依據交通出行的生成機理差異，可將區內土地性質劃分為居住用地和工業用地。

模型建立，考慮以上建模思路，可建如下模型：

1)總量模型建立。

(1)

其中，S為新區居民出行交通總量；m為交通大區的劃分數目；Pi，Tpi分別為交通大區內劃分小區內的常駐人口數和該區內人群平均的出行次數；Pi,f，Tpi,f分別為交通大區內劃分小區內的流動人口數和該區內該類人群平均的出行次數。

2)居住用地內引起的回程出行吸引量和非回程出行產生量模型建立。

S1=S(α1+α2+α3)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

其中，S1為城市新區內不是回程性出行的交通產生總量；Gi1為i小區由居住用地產生的不屬于回程出行引起的產生量；Ai2為Gi1對應的屬于回程性出行產生的吸引交通量；α1,α2,α3,α4分別為上班通勤、上學通勤、彈性出行以及回程性出行目的的各自比例；YiG為交通產生的地理區位勢，與i小區土地利用的開發強度以及交通路網的可達性呈正相關；LiG為交通類土地利用開發強度，與i小區居住內的人群居住密度呈正相關；HiG為交通小區內交通可達性指數，與i小區到其他小區的出行成本呈負相關(本文成本按時間計)。

3)城市公共設施、工業內引起的回程出行產生量和非回程出行吸引量模型建立。

(7)

Qi=(CiKC+RiKR+MiKM+
WiKW+TiKT+UiKU+SiKS+EiKE)YiA

(8)

(9)

(10)

(11)

其中，Ai1為i小區公共設施、工業等引發的不屬于回程性出行交通吸引量；Gi2為Ai1對應的屬于回程性出行交通產生量；Ci，Ri，Mi，Wi，Ti，Ui，Si，Ei分別為i交通小區的公共設施用地面積、居住大小、工業面積、倉儲大小、外聯交通用地面積、市政設施面積、道路廣場和其他用地面積；KC，KR，KM，KW，KT，KU，KS，KE分別為上述各類用地交通吸引量的不同權重比值；YiA為i小區內交通吸引的地塊地理區位勢，與i小區交通吸引的土地利用開發強度和該區內的交通吸引可達性呈正相關；LiA為交通吸引土地利用開發的強度；HiA為該區內交通吸引可達性指數，與其他小區到i小區的出行成本呈負相關(本文成本按時間計)。

4)各類交通小區交通產生總量和交通吸引總量模型建立。

Gi=Gi1+Gi2

(12)

由上可知i小區交通產生總量由兩個部分構成：第一部分為居住用地所引起的通勤上班、上學以及彈性出行產生量；第二部分為居住用地對應的非通勤類回程式交通出行吸引量。

從城市人口因素-土地利用因素-交通需求之間的關系和機理出發，建立交通需求預測的模型具有如下優點：1)將城市人口因素和土地利用因素與交通生成建立直接聯系。2)土地利用權重具有較好的移植性和穩定性，可借鑒其他用地性質相似的城市得到。3)不需進行大量而復雜的OD調查。4)在基礎資料不完整的情況下也可進行需求預測。

由于模型的各個參數及量化方法帶有一定的經驗成分，也具有如下缺點：1)只把影響出行生成的用地分為居住用地和公共設施、工業用地兩大類，忽略了其他用地性質對出行的影響。2)土地利用權重雖可移植，但要保證預測精度在使用時還需要根據城市建成區和新區功能進行相應的修正。3)模型中使用的上班、上學、彈性比例參數隨交通小區的劃分而不同，使用同一參數缺乏合理性。

2.3 交通分布預測

從出行分布內在的規律方面著手分析，該模型需要滿足以下假定條件：

1)區間的交通出行分布量與區間的交通出行吸引量呈正相關。2)區間的交通出行分布量與區間的交通阻抗呈負相關。3)假設i交通區到j交通區的交通阻抗趨于0時，就說i交通區到j交通區的出行分布交通量趨于i區到j區的交通吸引量。4)假設i交通區到j交通區的阻抗趨于∞時，就說i區到j交通區的出行分布交通量趨于0。

因而可得出行交通分布模型的一般函數：

(13)

其中，Xij為i區到j區的出行交通量分布；Ti為i區的出行產生交通量；Uj為j區的出行吸引交通量；n為交通區劃分數量；f(tij)為i區到j區的交通阻抗函數，tij為阻抗參數。

一個區域內的交通系統供求平衡，即：

(14)

(15)

上式反映出交通分布與交通源、交通分布與交通設施及交通分布和交通工具間的關系，但是交通分布還可能會受到個體的出行習慣、個體間的穩定聯系因素影響，因此修正關系如下：

(16)

為了滿足一個區域內交通供求平衡，對關系式進行進一步的迭代計算：

(17)

2.4 城市新區慢行交通需求預測模型

以上從不同的角度建立了在缺乏基礎OD數據的情況下交通生成預測模型。

1)劃分慢行交通小區。慢行交通小區選取半徑為800 m的出行圓，出行圓內主要為步行交通方式為主，機動車交通區域面積一般為2 km2，慢行交通方格與機動車交通區間以自行車等非機動車交通方式為主。

2)確定出行率。出行吸引系數具有較好的穩定性和可移植性，可借鑒上海、合肥、杭州等地確定。

采用歸納總結方法，確定考慮居民往返的行程特征，然后確定模型內各層之間的選擇肢，最后搭建出多層Logit(NL)交通模型。

本文步行交通方式和非機動車交通方式統一為慢行交通方式，基于居民特性的活動模式建立離散選擇模型，表示為:

P=(a,t)。

其中，P為活動模式；a為活動；t為往返行程。

3 結語

本文旨在將城市新區和綠色交通結合，對綠色交通方式預測進行研究。1)在綠色交通規劃中，將慢行交通與機動車交通分別預測，同時考慮了區內出行和區間出行。這在規模不大的新區有較強的適用性。2)將交通需求預測結果和綠色交通發展模式相結合，作為引導性規劃。