劉瀾++周青峰
導(dǎo)讀:要使綠色交通成為現(xiàn)實(shí),不僅需要政策和技術(shù)、規(guī)劃與實(shí)施,更重要的是它能夠被出行者普遍接受并主動(dòng)采用,這就要求綠色交通方式及相關(guān)技術(shù)滿足并能夠更好地實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)的核心功能——可達(dá)性和機(jī)動(dòng)性?;谶@兩者在發(fā)展綠色交通中的關(guān)鍵意義,建立綠色交通體系的6項(xiàng)系統(tǒng)措施及建立基于GIS平臺(tái)的可達(dá)性計(jì)算方法,有助于構(gòu)建面向環(huán)境的智能交通集成應(yīng)用對(duì)策和下一代環(huán)境友好駕駛反饋系統(tǒng),為發(fā)展具有優(yōu)良可達(dá)性的綠色交通提供系統(tǒng)設(shè)計(jì)和技術(shù)支持。
關(guān)鍵詞:綠色交通;可達(dá)性;智能交通;系統(tǒng)對(duì)策;技術(shù)方案
引言
交通不僅是一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)和土地使用系統(tǒng)中的主要組成部分,而且是影響公眾生活質(zhì)量的一個(gè)決定性因素。我國(guó)城市化進(jìn)程中注重交通機(jī)動(dòng)化帶來(lái)的交通擁堵、能源短缺以及環(huán)境污染逐漸加劇,極大地降低了人們的生活質(zhì)量,低碳交通因此成為國(guó)內(nèi)外廣受關(guān)注的發(fā)展主題。
“低碳交通/運(yùn)輸”、“綠色交通/運(yùn)輸”、“生態(tài)交通/運(yùn)輸”、“環(huán)境友好的交通運(yùn)輸系統(tǒng)”等都是這一主題的不同表述,對(duì)交通運(yùn)輸可持續(xù)發(fā)展的追求,也會(huì)落實(shí)到建立一種以高能效、低污染、低排放為特征的交通運(yùn)輸發(fā)展方式、提高交通運(yùn)輸?shù)哪茉葱省⒏纳平煌ㄟ\(yùn)輸用能結(jié)構(gòu)的核心上,目的在于使交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施和公共交通系統(tǒng),最終減少對(duì)以傳統(tǒng)化石能源為代表的高碳能源的高強(qiáng)度消耗。所謂“綠色交通”,是指對(duì)人類的生存環(huán)境不造成污染或較少污染的交通方式,系統(tǒng)地講,就是通過(guò)發(fā)展低污染的交通方式來(lái)完成社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng),實(shí)現(xiàn)能夠避免或減少交通擁擠、無(wú)污染或降低污染的交通運(yùn)輸系統(tǒng)。Chris Bradshaw于1994年提出綠色交通體系,將綠色交通工具進(jìn)行優(yōu)先級(jí)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(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō),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(jī)動(dòng)車、貨車與客車、摩托車。[2]由于我國(guó)人口的總量大,機(jī)動(dòng)化的一個(gè)小小變化,都將對(duì)石油的需求產(chǎn)生重要影響,所以我國(guó)的城市交通問(wèn)題也引起了全球的關(guān)注。
近幾十年來(lái),許多城市、區(qū)域都在努力通過(guò)弱化汽車交通的優(yōu)勢(shì)地位,為步行活動(dòng)和城市生活創(chuàng)造更好的條件,諸如政策設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā),以及從規(guī)劃、評(píng)價(jià)和運(yùn)行控制等不同方面的努力,都是在試圖通過(guò)步行、騎車、公共交通、甚至生態(tài)型的私人交通的應(yīng)用與改造,來(lái)加強(qiáng)城市發(fā)展的可持續(xù)性,這些交通方式提供了對(duì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)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(gòu)建綠色交通體系已經(jīng)成為我國(guó)眾多城市的發(fā)展共識(shí),開展以綠色交通系統(tǒng)為主導(dǎo)的城市發(fā)展模式研究,對(duì)建設(shè)社會(huì)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(shí)施,不僅需要傳統(tǒng)交通技術(shù)和政策的“綠色化”這個(gè)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(dòng)采用這個(gè)充分必要條件。即使是綠色出行理念的培養(yǎng),也必須建立在綠色交通可行性的基礎(chǔ)上。這就意味著,我們?cè)谥铝τ诮煌夹g(shù)和政策的“綠色化”的同時(shí),必須保證這種綠色交通能夠更好地實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)的核心功能——可達(dá)性和機(jī)動(dòng)性。如果這一核心不能得到有效保障,無(wú)論多么綠色的交通運(yùn)輸技術(shù),都不可能轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的綠色交通實(shí)踐。因此,我們?cè)诖龠M(jìn)傳統(tǒng)交通系統(tǒng)向綠色交通系統(tǒng)發(fā)展的同時(shí),如何保障甚至進(jìn)而改善交通系統(tǒng)的可達(dá)性,使之成為具有優(yōu)良可達(dá)性的綠色交通系統(tǒng),就凸顯為一個(gè)至關(guān)重要的課題。
一、綠色交通與交通可達(dá)性
發(fā)展綠色交通,在全世界不同城市積累了豐富的實(shí)踐。有日本的“綠色稅制”、布魯塞爾的“電動(dòng)車共享”項(xiàng)目、新加坡的車輛配額系統(tǒng)(VQS)和綜合交通管理系統(tǒng)(ITMS)、阿姆斯特丹在市中心對(duì)特定車輛的限行區(qū)、香港的先進(jìn)公交系統(tǒng)、珠海全面的綠色交通發(fā)展路線等。[3]不難看出,上述工作在致力于交通“綠色化”時(shí),存在一個(gè)隱含的前提,這就是其做法一定能夠?yàn)樯鐣?huì)大眾所接受。其實(shí)不然,廣大出行者是否自愿、主動(dòng)地選擇綠色交通出行方式或技術(shù),取決于這種綠色交通技術(shù)能夠在多大程度上滿足出行者的交通功能需求——可達(dá)、安全、舒適。
交通可達(dá)性(Accessibility)用于反映出行者利用給定的交通系統(tǒng)從出發(fā)地點(diǎn)到達(dá)活動(dòng)地點(diǎn)的便利程度,它一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn),不同尺度和不同領(lǐng)域的研究成果都比較豐富??蛇_(dá)性作為交通系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的指標(biāo)之一,在德國(guó)的OMPASS(Companies and Sectors Path to Sustainability)項(xiàng)目中,是以出行時(shí)間度量日常出行需求的可達(dá)性;瑞典斯德哥爾摩(Sweden Stockholm)的區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略中,也把可達(dá)性作為重要指標(biāo),交通可達(dá)性的重要程度可見一斑。在城市交通建設(shè)和管理中,高可達(dá)性的交通系統(tǒng)一直是城市管理者和交通出行者的共同追求。美國(guó)規(guī)劃師Cervero提出把交通規(guī)劃從機(jī)動(dòng)性導(dǎo)向轉(zhuǎn)換為可達(dá)性導(dǎo)向、建設(shè)可達(dá)城市和社區(qū)的觀點(diǎn)。從綠色交通系統(tǒng)的角度來(lái)看,具有優(yōu)良可達(dá)性的城市符合資源節(jié)約、環(huán)境友好和以人為本的理念,是建設(shè)低碳城市、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑之一。城市空間結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)城市交通碳排放產(chǎn)生顯著影響,而可達(dá)性是定義和闡明城市結(jié)構(gòu)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(shí)間和出行費(fèi)用等)和便利程度是可達(dá)性定量分析的三個(gè)基本要素。因此,將城市片區(qū)的交通可達(dá)性與低碳排放結(jié)合起來(lái)是對(duì)綠色交通規(guī)劃理論和方法的探索與應(yīng)用。
二、建立綠色交通體系
對(duì)交通可達(dá)性與低碳排放的結(jié)合,首先需要在宏觀層面進(jìn)行總體把控,也就是要構(gòu)建一套綠色交通的體系及有關(guān)戰(zhàn)略、思想和方法論。綠色交通體系是適應(yīng)城市低碳生態(tài)發(fā)展的理想交通模式,其核心本質(zhì)是建立以公共交通、慢行交通為主體的城市綜合交通系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、高強(qiáng)度的出行需求主要由公共交通承擔(dān),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(dān)主要出行功能。建立綠色交通體系既保證了城市交通運(yùn)行的效率,又能從根本上適應(yīng)資源環(huán)境約束的條件,這是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程,包括如下六個(gè)方面:
(一)劃設(shè)交通分區(qū)
城市空間不同功能的差異帶來(lái)用地的非均質(zhì)發(fā)展,用地功能是交通產(chǎn)生的源泉,非均質(zhì)化的土地利用必然帶來(lái)城市不同區(qū)域交通需求的差異性,這就為交通分區(qū)提供了基礎(chǔ)和必要性。交通分區(qū)的合理劃分方法主要是結(jié)合公交、慢行和小汽車等不同方式在城市不同功能區(qū)域的發(fā)展定位,強(qiáng)化綠色交通在特定區(qū)域內(nèi)的優(yōu)先地位,明確對(duì)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(huán)境。
(二)落實(shí)公交優(yōu)先
這是構(gòu)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(yōu)先考慮公共交通的發(fā)展需求,因地制宜,主動(dòng)改善對(duì)公交優(yōu)先的適應(yīng)性,加強(qiáng)對(duì)公交優(yōu)先的響應(yīng)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(jù)公交客流情況和道路交通狀況,與具體的公交方式相結(jié)合,合理確定路權(quán)優(yōu)先的形式與程度,使道路網(wǎng)絡(luò)具備保障公交優(yōu)先的資源條件與技術(shù)條件,同時(shí)保障公交場(chǎng)站、公交樞紐等配套設(shè)施建設(shè)的用地需求。明確政府劃撥用地的責(zé)任范疇,在各層次規(guī)劃中對(duì)公交設(shè)施用地進(jìn)行優(yōu)先保障與儲(chǔ)備控制,在城市控制性詳細(xì)規(guī)劃中確定公交設(shè)施的功能、位置、用地規(guī)模和邊界,并作為強(qiáng)制性內(nèi)容,依法進(jìn)行嚴(yán)格的控制與管理。
(三)營(yíng)造慢行友好
營(yíng)造慢行友好環(huán)境是構(gòu)建綠色交通體系不可或缺的重要環(huán)節(jié)。低碳生態(tài)理念倡導(dǎo)城市用地混合布局,創(chuàng)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(jī)遇。城市慢行環(huán)境的塑造主要從兩個(gè)方面體現(xiàn):一是對(duì)整體慢行空間進(jìn)行協(xié)調(diào)設(shè)計(jì),創(chuàng)造令人身心愉悅的慢行環(huán)境;二是完善慢行服務(wù)設(shè)施配置,為步行、自行車交通提供人性化的出行服務(wù),滿足無(wú)障礙出行需求,真正體現(xiàn)慢行的“友好”。
對(duì)慢行空間的整體塑造除注重交通性慢行空間(以服務(wù)行人、自行車為主的慢行空間)的構(gòu)筑之外,還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)非交通性慢行空間(休閑、旅游、商業(yè)性質(zhì)的慢行空間)的設(shè)計(jì)和引導(dǎo),致力于創(chuàng)造富有生機(jī)的城市慢行街區(qū)。通過(guò)點(diǎn)軸結(jié)合,將公園、綠地、廣場(chǎng)和公共建筑作為街道特性的一部分,突出街區(qū)的功能和地域特點(diǎn),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(qū)域內(nèi)聯(lián)結(jié)成網(wǎng),打造連續(xù)慢行網(wǎng)絡(luò)。慢行服務(wù)設(shè)施的配置應(yīng)系統(tǒng)地滿足慢行的多樣性需求,使慢行成為城市活動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分。完善的慢行服務(wù)設(shè)施包括步行交通設(shè)施、自行車交通設(shè)施和交通穩(wěn)靜化(Traffic Calm)設(shè)施等三個(gè)方面。在城鄉(xiāng)規(guī)劃中,應(yīng)對(duì)主要設(shè)施的類型和配置要求提出明確指引,落實(shí)建設(shè)要求,以提升慢行系統(tǒng)的吸引力。
(四)優(yōu)化路網(wǎng)建設(shè)
優(yōu)化路網(wǎng)建設(shè)是構(gòu)建綠色交通體系的基礎(chǔ)。在低碳生態(tài)導(dǎo)向下,道路網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)基本屬性:結(jié)構(gòu)、密度、級(jí)配均應(yīng)同步優(yōu)化,以實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)整體服務(wù)功能由小汽車交通轉(zhuǎn)向綠色交通。在路網(wǎng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃中,要推行“公交—慢行導(dǎo)向”的布局方法,以公共交通和慢行交通總體優(yōu)先的要求確定路網(wǎng)的規(guī)模、形態(tài)、道路斷面布置以及樞紐與道路網(wǎng)的銜接等,使路網(wǎng)結(jié)構(gòu)與城市公交線網(wǎng)結(jié)構(gòu)相適應(yīng);盡量采用銜接有序、高連通度的結(jié)構(gòu)形式,利于慢行交通方式使用;同時(shí)與城市形態(tài)、自然地理環(huán)境和交通需求特征相結(jié)合,逐步引導(dǎo)形成適宜城市低碳生態(tài)發(fā)展的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)。在路網(wǎng)密度與級(jí)配設(shè)置上,應(yīng)該與步行、自行車等慢行交通方式和公交線網(wǎng)布局的要求相適應(yīng)。在城市不同地區(qū),結(jié)合交通分區(qū)發(fā)展策略,制訂相應(yīng)的路網(wǎng)密度建設(shè)要求,對(duì)于公交和慢行優(yōu)先發(fā)展地區(qū),適度建設(shè)高密度路網(wǎng)。同時(shí),從優(yōu)化公交與慢行服務(wù)水平的角度出發(fā),合理平衡不同等級(jí)道路的關(guān)系,形成從快速路到支路“逐級(jí)增加、比例協(xié)調(diào)”的路網(wǎng)級(jí)配,有效引導(dǎo)出行向公交、慢行等低碳方式轉(zhuǎn)移,提升路網(wǎng)疏解能力和運(yùn)行效率,有效緩解擁堵,降低交通能耗與排放。
(五)加強(qiáng)停車調(diào)控
加強(qiáng)停車調(diào)控是構(gòu)建綠色交通體系的重要助力。引導(dǎo)小汽車“合理?yè)碛?、理性使用”是低碳生態(tài)城市建設(shè)的基本要求,因此,停車設(shè)施規(guī)劃應(yīng)從傳統(tǒng)的“需求供給型”向更為科學(xué)合理的“需求調(diào)控型”轉(zhuǎn)變。在城鄉(xiāng)規(guī)劃中,加強(qiáng)停車調(diào)控應(yīng)以促進(jìn)“綠色交通方式優(yōu)先”為出發(fā)點(diǎn),通過(guò)合理的停車分區(qū)調(diào)控措施,在不同空間區(qū)域內(nèi)有效平衡小汽車與公共交通、慢行交通之間的關(guān)系,反映綠色交通的優(yōu)先等級(jí)和優(yōu)先區(qū)域。與交通分區(qū)策略相協(xié)調(diào),在綠色交通主導(dǎo)區(qū),應(yīng)限制停車供應(yīng)(除鼓勵(lì)停車換乘的局部節(jié)點(diǎn)外),形成“推動(dòng)型”策略與“遏制型”策略的有機(jī)配合,促進(jìn)綠色交通體系的構(gòu)建。
(六)發(fā)展智能交通
發(fā)展智能交通是構(gòu)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(yùn)輸領(lǐng)域的前沿技術(shù),致力于建立全方位、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確、透明高效的綜合運(yùn)輸系統(tǒng),有利于降低交通能耗,引導(dǎo)低碳出行。城鄉(xiāng)規(guī)劃對(duì)智能交通的發(fā)展應(yīng)以宏觀引導(dǎo)為主,重點(diǎn)解決資源整合、系統(tǒng)協(xié)調(diào)和規(guī)劃銜接三個(gè)方面的問(wèn)題。首先,對(duì)智能交通發(fā)展所需的硬件設(shè)施進(jìn)行整合,以節(jié)省投資、提高綜合利用效益;其次,統(tǒng)籌智能交通各子系統(tǒng)的建設(shè),制訂與城市發(fā)展階段相適應(yīng)的智能交通建設(shè)計(jì)劃,促進(jìn)智能交通系統(tǒng)與其他城市發(fā)展要素之間相互協(xié)調(diào);第三,應(yīng)對(duì)不同層次的智能交通規(guī)劃以及同層次規(guī)劃中彼此交叉領(lǐng)域的銜接進(jìn)行統(tǒng)籌指導(dǎo),建立智能交通規(guī)劃與其他相關(guān)規(guī)劃(如城市公交系統(tǒng)規(guī)劃、城市物流系統(tǒng)規(guī)劃等)有效銜接的機(jī)制與措施。
三、技術(shù)支持
除了宏觀層面的總體把控,對(duì)城市居民的交通可達(dá)性與碳排放的評(píng)估分析,以及相應(yīng)的智能交通集成對(duì)策,是支撐綠色交通體系落地實(shí)施的關(guān)鍵技術(shù)。
(一)基于GIS平臺(tái)的可達(dá)性計(jì)算
為了在城市發(fā)展中控制溫室氣體排放,建設(shè)生態(tài)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(guī)劃設(shè)計(jì)及理論研究工作。這些工作大致可歸納為兩大類:一是以規(guī)劃手段為主,從系統(tǒng)的角度對(duì)交通發(fā)展模式、設(shè)施規(guī)劃布局等提出建議;二是以交通碳排放量為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),以量化的手段評(píng)估設(shè)施布局、土地利用等對(duì)交通碳排放的影響程度,從而提出相應(yīng)的改善建議。例如,美國(guó)的INDEX、I-PLACE3S和加拿大的社區(qū)可持續(xù)性評(píng)估工具(Tool for Evaluating Neighborhood Sustainability),通過(guò)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(wù)設(shè)施可達(dá)性等)之間的關(guān)系模型,實(shí)現(xiàn)了對(duì)規(guī)劃區(qū)交通碳排放量的評(píng)估,并以此作為對(duì)規(guī)劃方案評(píng)價(jià)打分的依據(jù)。目前國(guó)內(nèi)的文獻(xiàn)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(guī)劃,對(duì)具體規(guī)劃指標(biāo)配置及片區(qū)規(guī)劃(整治)的指導(dǎo)意義尚有不足。
近年來(lái),地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域得到了較快發(fā)展,基于矢量數(shù)據(jù)采用點(diǎn)、線、面方式表達(dá)的空間事物具有良好的精準(zhǔn)性,當(dāng)人們?cè)诮煌ㄔO(shè)施的限制下借助交通工具進(jìn)行地表空間運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)用基于矢量的、采用網(wǎng)絡(luò)模型的GIS來(lái)刻畫有關(guān)狀態(tài)信息非常合適。不過(guò),通常情況下的交通可達(dá)性只是考察城市中一點(diǎn)到達(dá)其他地點(diǎn)、或者其他地點(diǎn)到達(dá)這一點(diǎn)的交通方便程度,并且GIS中很多空間網(wǎng)絡(luò)分析只涉及到網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)和邊兩個(gè)因素,而城市居民的大量活動(dòng)都跟建筑物相關(guān),在分析居民可達(dá)性時(shí)只考慮節(jié)點(diǎn)和邊,分析的結(jié)果可能難以在實(shí)踐中使用。
因此,在計(jì)算居民可達(dá)性時(shí),要考慮三個(gè)基本要素:邊,代表城市路網(wǎng)中的街道;節(jié)點(diǎn),代表在兩個(gè)或多個(gè)道路相交的交叉點(diǎn);建筑物,代表居民從所在街道的出行進(jìn)入或離開室內(nèi)的位置。這樣可以考慮建筑密度和土地利用模式對(duì)居民可達(dá)性的影響作用,從而評(píng)估居民在城市街道和活動(dòng)場(chǎng)所之間的空間關(guān)系,進(jìn)一步可評(píng)估針對(duì)步行和公共交通的城市可達(dá)性環(huán)境,即:通過(guò)在步行范圍內(nèi)城市活動(dòng)場(chǎng)所、公交站點(diǎn)以及公交線路三個(gè)方面的累計(jì)機(jī)會(huì)[5]來(lái)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(duì)深圳市福田區(qū)交通可達(dá)性分析的應(yīng)用案例。[6]福田區(qū)位于深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)中部,是深圳市重點(diǎn)開發(fā)和建設(shè)的中心城區(qū)。截至2012年底,福田區(qū)總面積78.8平方公里,人口165.89萬(wàn)人,人口密度1.69萬(wàn)人/平方公里。案例分析對(duì)象包括福田區(qū)建筑12 807棟,選取日常生活相關(guān)的27種服務(wù)設(shè)施,將活動(dòng)場(chǎng)所分為12大類。
將建筑物到活動(dòng)場(chǎng)所和公交站點(diǎn)的距離閾值設(shè)置為600米,屬步行出行可接受范圍內(nèi)。通過(guò)圖2我們可以發(fā)現(xiàn)福田區(qū)步行可達(dá)性指標(biāo)分布并不均勻,區(qū)域之間差異顯著,東部和西南部的步行可達(dá)性最好,中部和西北部最差,可達(dá)性指標(biāo)相差達(dá)到200以上。與服務(wù)設(shè)施的可達(dá)性相比,公交站點(diǎn)的可達(dá)性分布較為均衡,除去福田區(qū)邊界地帶,公交站點(diǎn)可達(dá)性都較好,尤其是福田區(qū)中部地區(qū)主要為行政辦公區(qū),相對(duì)于服務(wù)設(shè)施可達(dá)性的不足,其公交站點(diǎn)的可達(dá)性卻得到了很大的提升,極大地促進(jìn)了這些區(qū)域的公共交通出行。
選取福田區(qū)的兩種交通網(wǎng)絡(luò),如圖4所示的福田公共交通路網(wǎng)(不包括地鐵線路)及所有機(jī)動(dòng)車路網(wǎng),如圖5所示的福田區(qū)公共交通的可達(dá)性,說(shuō)明福田區(qū)公共交通服務(wù)水平較高,體現(xiàn)了綠色交通中的公平性。
上述交通可達(dá)性的評(píng)估,不僅僅作為交通規(guī)劃的依據(jù),進(jìn)一步地是從交通出行角度找出交通出行碳排放規(guī)律,評(píng)估居民可達(dá)性等因素對(duì)于交通碳排放作用及影響大小,歸綜城市土地規(guī)劃布局問(wèn)題和城市交通問(wèn)題,建立起居民可達(dá)性、交通碳排放和土地利用三者的聯(lián)系,這將有助于提升城市生活質(zhì)量和構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的城市交通。[6]
(二)智能交通集成應(yīng)用對(duì)策
智能交通技術(shù)不僅深刻地改善了居民出行和交通運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行的安全、效率及舒適水平,并且在提升傳統(tǒng)交通功能水平的基礎(chǔ)上,已經(jīng)融入了對(duì)城市可持續(xù)發(fā)展模式的追求。美國(guó)運(yùn)輸部智能運(yùn)輸系統(tǒng)聯(lián)合計(jì)劃辦公室(ITS JPO)開展了面向環(huán)境的實(shí)時(shí)信息綜合應(yīng)用課題(AERIS)研究,[7]提出了一種綜合運(yùn)營(yíng)的革新理念,即:用創(chuàng)新的方式使用車輛與車輛(V2V)和/或車輛與基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)數(shù)據(jù)和通信,來(lái)運(yùn)作地面交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò),以減少與交通運(yùn)輸有關(guān)的排放和燃油消耗造成的環(huán)境影響。這種變革的理念是要改變交通運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行方式,把重點(diǎn)放在智能交通應(yīng)用集成上,以取得顯著的環(huán)境效益。
該應(yīng)用課題的開發(fā)為智能交通賦予了生態(tài)的內(nèi)涵,包括生態(tài)信號(hào)運(yùn)行、低排放區(qū)管理、生態(tài)車道控制、生態(tài)集成通道管理、生態(tài)出行信息服務(wù)和可替代燃料車輛(如電動(dòng)車和油電混合車)運(yùn)行的支持幾部分內(nèi)容。[8]
1.生態(tài)信號(hào)運(yùn)行方案
所謂生態(tài)信號(hào)運(yùn)行控制是使用車聯(lián)網(wǎng)技術(shù),通過(guò)減少怠速、停車次數(shù)和不必要的加減速,改善信號(hào)交叉口的交通流運(yùn)行,以減少溫室氣體(GHGs)排放量,降低干道上的標(biāo)準(zhǔn)空氣污染物排放量,如圖6所示。這種綜合運(yùn)營(yíng)革新理念的基礎(chǔ),是利用從車輛采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),面向環(huán)境需求優(yōu)化交通信號(hào)控制方案,由裝備了相應(yīng)設(shè)備的車輛和道路基礎(chǔ)設(shè)施之間的無(wú)線專用短距離通信(DSRC)數(shù)據(jù),向車輛廣播信號(hào)相位和配時(shí)數(shù)據(jù)(SPaT)。車載系統(tǒng)收到此信息后進(jìn)行計(jì)算處理,然后向司機(jī)建議適當(dāng)?shù)能囕v行駛速度,使其能夠在綠燈信號(hào)下通過(guò)下一交叉口,或以最佳生態(tài)友好的方式減速停車或起動(dòng)離去,這也需要開發(fā)相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)起??刂萍夹g(shù)。
生態(tài)信號(hào)運(yùn)行方案的內(nèi)容主要包括:信號(hào)控制交叉口的生態(tài)到達(dá)與出發(fā)控制;生態(tài)交通信號(hào)配時(shí)方案設(shè)計(jì);生態(tài)交通信號(hào)優(yōu)先控制,包括公交信號(hào)優(yōu)先(TSP);互聯(lián)生態(tài)駕駛;無(wú)線感知/響應(yīng)充電。
2.生態(tài)車道控制
這是指專門為以生態(tài)友好方式運(yùn)行的車輛設(shè)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(shù)據(jù),針對(duì)環(huán)境優(yōu)化可變限速值,如圖7所示。
生態(tài)車道控制包括生態(tài)車道管理、生態(tài)速度協(xié)調(diào)、生態(tài)協(xié)同自適應(yīng)巡航控制、生態(tài)匝道調(diào)節(jié)、車聯(lián)生態(tài)駕駛、無(wú)線感知/響應(yīng)充電和生態(tài)出行信息服務(wù)等應(yīng)用技術(shù)。
3.低排放區(qū)管理
該方案的運(yùn)用是設(shè)想為交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)建立一些地理范圍意義上的實(shí)體,限制或禁止高污染車輛進(jìn)入這些區(qū)域,以改善空氣質(zhì)量,也可以是激勵(lì)出行者使用清潔能源車輛或公交出行。該方案使用了車聯(lián)網(wǎng)技術(shù),對(duì)實(shí)時(shí)交通和環(huán)境條件有更好的響應(yīng)性。如圖8所示,它包含低排放區(qū)管理、車聯(lián)生態(tài)駕駛和生態(tài)出行信息服務(wù)等應(yīng)用技術(shù)。
4.生態(tài)出行信息服務(wù)
以開放數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)源的形式促進(jìn)創(chuàng)新,通過(guò)集成多源、多模式數(shù)據(jù)來(lái)開發(fā)新的、先進(jìn)的出行者信息服務(wù),包括動(dòng)態(tài)的生態(tài)路徑規(guī)劃和生態(tài)公交路徑規(guī)劃以及生態(tài)貨運(yùn)路徑規(guī)劃方法、生態(tài)智能停車技術(shù)、車聯(lián)生態(tài)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(wù)(如:燃油使用、節(jié)省金額、減少排放量、智能手機(jī)App、合乘車信息、方式選擇等等)。
5.生態(tài)集成通道管理
這是通過(guò)建立運(yùn)輸通道中不同方式和機(jī)構(gòu)之間的伙伴關(guān)系,針對(duì)降低燃油消耗、溫室氣體和標(biāo)準(zhǔn)空氣污染物排放量,協(xié)調(diào)其運(yùn)營(yíng)活動(dòng)。集成運(yùn)營(yíng)管理的核心是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)融合和決策支持系統(tǒng),也就是使用干線、高速公路和公交系統(tǒng)的多源、實(shí)時(shí)V2I數(shù)據(jù),確定哪一種運(yùn)行控制決策可以使通道獲得最大的環(huán)境效益。例如,在空氣質(zhì)量發(fā)布紅色預(yù)警的日子,生態(tài)集成通道管理決策支持系統(tǒng)可以推薦生態(tài)信號(hào)配時(shí)方案、生態(tài)匝道調(diào)節(jié)策略、生態(tài)限速和增加公交服務(wù)的建議。
6.支持可替代燃料車輛的運(yùn)行
主要的策略有:發(fā)布充電站的位置和服務(wù)信息,發(fā)動(dòng)機(jī)效能優(yōu)化,感應(yīng)充電,可替代燃料車輛優(yōu)先停車的智能停車系統(tǒng)。
(三)下一代的環(huán)境友好駕駛反饋系統(tǒng)
正在美國(guó)開展的這項(xiàng)研發(fā)工作是要設(shè)計(jì)、開發(fā)和演示一種新的駕駛反饋系統(tǒng),目標(biāo)是把乘用車和商用車隊(duì)的燃油效率提高至少2%,符合國(guó)家有關(guān)安全和排放法規(guī),并且可部署到現(xiàn)有車隊(duì)上。
該系統(tǒng)以集成循環(huán)反饋系統(tǒng)的方式實(shí)現(xiàn),[9]如圖9所示。
該系統(tǒng)在車輛行駛的多個(gè)環(huán)節(jié)給駕駛員提供并鼓勵(lì)其作出燃料高效利用的選擇。生態(tài)出行計(jì)劃模塊可為車隊(duì)規(guī)劃出燃料效率最高的配送停車點(diǎn),生態(tài)路徑導(dǎo)航模塊可設(shè)計(jì)出從當(dāng)前位置到下一個(gè)停車點(diǎn)的燃料效率最高的路徑,生態(tài)駕駛反饋模塊為車輛運(yùn)行實(shí)現(xiàn)高效能耗提供感知信息、建議和預(yù)警,生態(tài)評(píng)分與生態(tài)排序模塊為駕駛效能跟蹤、自我測(cè)評(píng)和同伴比較提供了一個(gè)操作平臺(tái)。這些模塊運(yùn)用了實(shí)時(shí)信息、高性能計(jì)算和先進(jìn)的分析技術(shù),從各模塊獲得的燃料節(jié)省效益還能疊加。
四、結(jié)論
一是利用可達(dá)性在交通系統(tǒng)與用地之間建立系統(tǒng)性聯(lián)系,是城市發(fā)展研究中如何協(xié)調(diào)交通與用地關(guān)系的核心。具有高可達(dá)性是任何形式的綠色交通能夠被出行者普遍接受并主動(dòng)采用的關(guān)鍵。
二是面向發(fā)展綠色交通的需求,把可達(dá)性定義為建筑物內(nèi)的個(gè)體從出發(fā)地利用交通網(wǎng)絡(luò)在一定出行范圍內(nèi)能夠到達(dá)的活動(dòng)場(chǎng)所數(shù)量。在arcGIS平臺(tái)上進(jìn)行應(yīng)用,分析地圖上交通可達(dá)性分布是否均勻,可以此作為交通規(guī)劃的依據(jù),重點(diǎn)改善交通可達(dá)性小的地區(qū)。
三是建立居民可達(dá)性、交通碳排放和土地利用三者之間的聯(lián)系,并應(yīng)用于發(fā)展綠色交通的系統(tǒng)規(guī)劃、技術(shù)開發(fā)和政策設(shè)計(jì)等,有助于提升城市生活質(zhì)量和構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的城市交通。
四是以車聯(lián)網(wǎng)為主的智能交通技術(shù)的集成應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)綠色交通的必由之路,可產(chǎn)生顯著的能源和環(huán)境效益。[10]
說(shuō)明:本文系基金項(xiàng)目“四川省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2014GZ0019-1)”。
參考文獻(xiàn):
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[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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