（交通运输规划与管理专业论文）符合生态城市的城市客运交通结构研究.pdf

摘要 城市的生态化发展，作为一种新型的城市发展观，已被世界各国普遍接受， 这是人类对自身的发展历史长期思考和探索的结果。随着城市化进程的不断深入， 特别是特大城市的盲目扩张，带来了一系列的“城市河题”。在众多的城市闯题中， 城市交通所面临的交通拥挤、大气污染、能源消耗等城市问题已严重制约着城市 社会经济与环境的循环发展与城市生态系统的循环发展。城市客运交通系统是城 市社会经济发展的重要支撑系统，是城市交通系统的核心，如何使得城市客运交 通符合生态城市的发展是的一个崭新的课题，值得我们详细研究。 本文认为生态城市是未来城市的发展方向，以城市问题、城市交通问题、生 态城市的基本理论与实践总结以及城市交通规划为背景，对城市客运交通结构展 开研究。首先，阐述了城市交通对城市发展的影响，介绍了符合生态城市的城市 客运交通结构的系统内涵，包括城市客运交通系统的组成以及系统特点等。接着， 采用系统科学分析问题的基本方法，由抽象到具体，由简单到复杂地把城市客运 交通结构变动的动因分为内因和外因，并分别进行了分析。再者，根据城市客运 交通系统的系统特性，选取系统动力学模型对符合生态城市的城市客运交通结构 进行优化。在建模过程中，以优化城市客运交通结构为主线，考虑到急剧增长的 交通需求和环境污染日益恶化的发展趋势，选取了城市交通短缺量和城市生态环 境容量为决策变量，即以城市交通供应最大化作为战略规划目标和以生态环境污 染最小化为约束条件，构建了完整的符合生态城市的城市客运交通结构系统动力 学模型。 最后，以长沙市构建生态城市目标为例进行研究，利用v e n s i m 软件，对长沙 市未来城市客运交通结构进行仿真，验证了该模型的正确性以及可操作性，并提 出了促进长沙市客运交通结构的优化方法和途径。 关键词：生态城市；城市客运交通结构；系统动力学；交通短缺量；生态环境容 量 a b s t r a c t t h ee c o l o g i c a ld e v e l o p m e n to fc i t yi san e wc o n c e p t0 fc i t y d e v e l o p m e n t ， a c c e p t e db ya l la r o u n dt h ew o r l d ，w h i c hi st h er e s u l to fl o n gt h i n k i n ga n de x p l o r i n g f b rt h e m s e l v e s w i t hc o n t i n u o u s d e e p e n o f u r b a n i z a t i o n ， e s p e c i a l l y t h eb i i n d d e v e l o p m e n to fb i gc i t y ，m o r ea n dm o f ec i t i e sa r ef a c e dat r a i no f ”t h ec i t yp r o b l e m s ” t h ec i r c u l a t i o nd e v e l o p m e n to ft h ec i t ys o c i e t ye c o n o m ya n de n v i r o n m e n ta n dt h e c i t ye c o s y s t e ma l r e a d yi sf e s t r i c t e dg f a v e l yb yt h es o m ec “yp r o b l e m sf a c e db yc i t y t t a f ：f i c ，s u c ha st r a f f i cj a m ，a i fp o l i u t i o n ，a n dt h es o u r c e so fe n e r g yc o n s u m p t i o n c i t y p a s s e n g e ft r a n s p o nt f a f f i cs y s t e mi sa ni m p o r t a n ts u p p o f ts y s t e mo fc i t ys o c i e t y e c o n o m i cg r o w t h ，a n di st h ec o r eo ft h ec i t yt r a f f i cs y s t e mt o o ，h o wt om a k ec i t y p a s s e n g e rt r a n s p o na c c o r dt ot h ed e v e l o p m e n to fe c o l o g i c a lc i t yi san e wp r o b l e ma n d w o r t h yf b rs t u d y i n gt ou sd e t a i l e d l y a c c o r d i n gt 0t h ee c o l o g i c a lc i t yi st h ef h t u r ec i t yd e v e l o p m e n td i r e c t i o n ，t h ec i t y p a s s e n g e rn 。a n s p o r tn a f n cs t r u c t u r e si ss t u d i e di nt h et h e s i s a 丑dt h ec i t yp r o b l e m s ， t h ec 王t yn a f f i cp r o b l e m s ，t h ee c o l o g i c a ic i t yt h e o f ya n dp r a c t i c ee x p e r i e n c es u n l m a r y ， a n dt h ec i t yt r a f f i cp l a n n i n ga r et a k e na sb a c k g r o u n d i nt h i st h e s i s ，f i r s t ，t h ee f f e c t s t h a tc i t yn a f f i ct oc i t yd e v e l o p m e n ta r cs c tf o r t h ，t h em e a no fc i t yp a s s e n g e rt r a n s p o r t t i a f f i c a c o r d i n gw i t ht h ee c o l o g i c a lc i t yi si n t r o d u c e d ，i n c l u d i n gc i t ys y s t e m a t i c p a s s e n g e rn a n s p o r tn a f f i cc o m p o s i t i o na n ds y s t e mc h a r a c t e f i s t i ca n ds oo n p r o c e e d t oa d o p tf u n d a m e n t a lm e t h o do fs y s t e ms c i e n t i f i c a n a l y s i sp r o b l e mt oa n a l y s i st h e c h a n g i n gc a u s e so fc i t yp a s s e n g c rt r a n s p o nt r a f f i cs t r u c t u r e ，f r o ma b s t r a c tt oc o n c r e t e ， f r o ms i m p l i c i t yt oc o m p l e x i t y ，a n di nv i e wo ft h ec h a n g i n gc a u s e sc o m p o s e do f i n t e r n a lc a u s ea n de x t e r n a lc a u s e ，s ot h e ma r ea n a l y z e di np r o g r e s sr e s p e c t i v e l y c o m p l i c a t e d l y m o f e o v e r ， a c c o r d i n g t o c i t yp a s s e n g e rt r a n s p o r t t r a f f i c s y s t e m c h a r a c t e r i s t i c ，t h es y s t e md y n a m j c sm o d e li sc h o s e na n di su s e dt oc a r r y0 u ta n 0 p t i m i z a t i o no nt h ec i t yp a s s e n g e rn a n s p o r tt r a f f i cs t f u c t u r e sa c c o r d i n gw i t ht h e e c o l o g i c a lc i t y 1 nb u i l d i n gm o d e lp r o c e s s ，o p t i m i z i n gc j t yp a s s e n g e ft r a n s p o f tt r a f f i c s t l u c t u r e si st a k e na st h em a i nl i n e c 0 n s i d e r i n gt h eg r o w i n g r a p i dt r a f f i cd e m a n da n d t h ed e v e l o p i n gt r e n do ft h ee n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o nw o r s e ng r a d u a l l y ；c i t yt r a f f i c s h o n a g ca m o u n t sa n dc i t ye c o l o g i c a le n v i r o n m e n tc a p a c i t i e sa r ec h o s e n a st h e d e c i s i o nv a “a b l e s n a m e l y ，ab e t t e rs y s t e md y n a m i c so p t i m i z a t i o nm o d e lh a sb e e n b u i l t ，i nt h em o d e l ，t h ec i t yp a s s e n g e rt r a n s p o f ts u p p l y i n gm a x i m i z i n gi sc o n s i d e r e d a st h es t r a t e g yp l a nt a f g e ta n dt h ee c o l o g i c a lc i t ye n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o nm i n i m i z i n g i sc o n s i d e r e da st h er e s t r a i n e dc o n d i t i o n f i n a l l y ，t h ec h a n g s h ac i t yi st a k e na st h ee x a m p l es t u d i e si nt h et h e s i s ，m a k i n g u s eo fv e n s i ms o f t w a r e ，t h e p a s s e n g e rt r a n s p o r tt r a f f i cs t r u c t u r e so ft h ef u t u r e c h a n g s h ac i t ya r ec a r r i e do nt h es i m u l a t i o na n dt h er e s u l tc o n f i r m st h i sm o d e l ，s a c c u r a c ya n df e a s i b i l i t yi nt h es i m u l a t i o n ，a sw e i la so b t a i n i n gt h em e t h o d sa n dt h e w a y so fo p t i m i z i n gc h a n g s h ap a s s e n g e rt r a n s p o nt r a f f i cs t m c t u r e s 1 【e yw o r d s ：e c o l o g yc i t y ；u r b a np a s s e n g e rt r a n s p o r tt r a 硒cs t r u c t u r e ；s y s t e m s d y n a m i c s ； t r a f n c s h o r t a g ea m o u n t s ； e c o i o g i c a le n v i r o n m e t c a p a c i t y m 长沙理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：弼舡孵日期：少夕年，月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在：年解密后适用本授权书。 2 、不保密团。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名：谢嬲 导师签名：彬之 日期：御年，月 矿日 日期：膨矽年厂月j 日 1 1 研究背景 第一章绪论 1 1 1 城市方面的背景 近2 0 年来，中国城市化迅速发展，其动力来源于经济发展及其产业结构的转 变，根据中华人民共和国2 0 0 6 年国民经济和社会发展统计公报，2 0 0 6 年全国 居住在城镇的人数为5 7 7 0 6 万人，占总人口的4 3 9 ，比2 0 0 0 年上升了7 8 1 个 百分点。根据中华人民共和国人类住区发展报告，预计到2 0 l o 年，城市人口 将达到6 3 个亿，城市化比重将达到4 5 ，接近1 9 9 6 年世界城市化的平均水平4 7 ； 预计到2 0 2 0 年，中国城市化水平将超过5 0 ，达到中等发达国家水平。这意味着 从现在开始未来1 0 多年内，将有数以亿计的人在居住空间位置、就业岗位、生活 方式和消费方式上发生变化，这不仅涉及到社会经济问题，也涉及到资源与环境 问题。建设部总工程师陈晓丽认为“中国城市化与城市发展同发达国家相比， 一个很大的不同就是既要努力实现社会经济的增长，同时又要面对人口众多、资 源紧缺、环境脆弱等方面的压力。日益紧缺的资源条件以及发展中产生的环境问 题以成为中国社会经济和城市发展的制约因素。”国内城市规划学者徐巨洲( 1 9 9 9 ) ”1 在理性地展望2 l 世纪中国城市时，认为“估计在相当长的一段时间内，城市的 生态环境将继续被破坏，与城市可持续发展的距离逐步拉大，而要全面解决 这些问题，可能要在2 0 2 0 年以后。”正因为这样，才在建设城市时希望我 们要以当前利益和长远利益并肩发展，若不然，人与自然间关系一旦失去平衡， 将导致环境污染、生态赤字和社会混乱，且难以“康复”。 1 1 2 城市交通发展的背景 自2 0 世纪9 0 年代以来，中国城市交通发展不仅受到城市化、机动化快速增 长的社会经济环境的巨大压力，而且也承受着生态环境保护和土地资源短缺的制 约。中国城市化带来的是人口向以特大城市为中心的都市圈或城市群集中，并随 着东西部经济发展不平衡、基础设施建设不平衡，呈现城市人口迸一步聚集的趋 势。在这种背景下，大城市人口的增长和城市范围的膨胀将是一种难以抑制的趋 势”1 。城市人口规模的扩大和社会经济的快速增长，直接导致城市交通需求的增 长和对其服务要求更高，机动化成为中国的城市交通发展过程中不可避免的阶段。 为了解决当前的交通供需间的矛盾，民用机动车( 特别是出租车) 迅速增长，私 人机动车的增长更加迅速，据湖南省统计局数据显示：2 0 0 4 年，湖南机动车拥有 量快速增长，到年底共拥有机动车2 8 6 6 8 万辆，比上年增加4 4 9 5 万辆，增长 1 8 6 。其中私人拥有汽车4 1 7 0 万辆，同比增长1 5 8 。而公共交通因其服务性 能较差却只是弱有增长，未能成为城市客运交通方面的主导力量。这样一来，导 致城市交通结构的不合理、城市道路交通拥挤严重、城市交通系统资源消耗严重、 交通环境污染严重等一连串的问题。在解决问题的方案中，曾有这样一种看法， 认为机动车只要实现零排放，似乎就能满足生态城市的发展，但事实并非这么简 单。实现零排放只是解决交通空气污染的一方面问题，而交通拥挤、交通安全等 问题仍然存在。孤立地解决城市交通污染问题，交通拥挤、交通安全和交通服务 公平等问题并不能得到解决。这里我们做出更进一步的思考，即使以上几个方面 的问题都解决了，那么城市交通系统是否符合生态城市的发展要求了呢，是否是 可持续的或者有利于城市的可持续性呢? 答案显然不能肯定，因为实现这些目标 意味着城市交通系统将耗用大量的资源和能源，这些是否超过了城市的生态极限 呢? 这是城市交通必须面对的最终挑战和底线( b o t t o ml i n c ) 。所以，为了使城 市交通系统符合生态城市的发展方向，必须从城市交通系统和生态城市的双方面 来研究。 1 2 研究目的与意义 城市交通系统与城市生活系统和城市生态系统密切相关，一个城市的交通系 统，能够影响城市的社会和经济结构的发展方式，以及城市生态系统的循环发展； 与此同时，这一结构和生态系统的变化也能够影响交通系统提供流通能力和可达 性的能力h 1 。考察和分析各国城市发展与城市交通发展的历史( 在第二章将详细 介绍) ，可以看到，城市交通曾经在历史上是城市发展的主要决定因素。同时，城 市化进程加快，。交通需求加大，交通的服务要求更高，机动车保有量增加等等， 使得城市交通与城市的发展脱节，出现城市交通供需不平衡等矛盾。在问题出现 的前期，规划部门想到的是多修路，修宽路等等一些解决措施，结果交通问题没 有解决，城市问题又“异军突起”，常此以往，城市环境污染严重、能源紧张、 城市交通拥挤等等问题将使得资源难以为继、环境难堪重负。究其原因，可以归 结为如下两点：一是国内当前的城市规划和城市交通规划都未考虑或忽悠了生态 极限的制约，往往认为生态的功能不成问题，随着社会的进步，各种不可再生资 源和周围的环境正成为全球的社会和经济发展的制约因素；二是城市交通规划决 策者未能顺应未来城市的发展方向规划城市交通发展目标。解决现实问题，片面 的发展私人交通，而道路利用率最高的公共交通没有得到合理利用，致使城市客 运交通结构不合理，整个城市交通系统的运输效率低下，造成道路交通的严重拥 塞，同时，也加剧了城市的资源消耗和污染排放问题。也提出了各种各样的解决 方法，其中，黄肇义曾在其博士论文中倡导“城市交通研究始终要与城市的过去、 2 现在和未来紧紧联系在一起的。研究城市交通必须从城市问题和城市交通问题出 发，从根本上把握城市的未来发展方向，顺应城市的未来发展趋势，才能认清城 市交通的未来变革潮流，从而使城市交通规划适应和促进未来城市的发展，解决 现实问题”1 5 1 。因此，本论文也秉承这一原则，对城市客运交通结构进行研究探 讨。随着城市环境与城市发展之间的问题日益尖锐化，各国政府都普遍重视对生 态环境的研究，发现发展循环经济正成为解决生态环境与发展问题的最终选择， 而生态城市是发展循环经济的重要模式，是二十一世纪城市的发展方向，是资源 高效利用、环境和谐、经济高效、发展持续的，社会一自然一经济以及人与自然 和谐统一的人类居住区。因此论文选择生态城市的城市客运交通结构优化作为研 究方向，其研究目的是：淡实际出发，若实研究警前现实溺题，顺应生态城市黪 浚震方辩，滕络姆绋符合生态城市客运交通系统的特征，在考虑生态系统静制缀 豹同时考虑城市客运交遥碧砉生态城市的反馈侔藤，使褥城市客运交通缩构更好壤 i 茏虚和健避生态城市鲍发展穗 目前，国家自然科学基金委员会把“高度信息化社会条件下客运体系，2 l 世 纪城市交通运输需求预测模型，城市交通的能源消耗和城市环境影响，可持续发 展的城市交通运输网络规划理论与示范”列为建筑环境与结构工程学科的重点资 助领域。说明未来城市交通规划与生态环境的密切关联已经受到高度重视，基于 生态城市交通规划模式的研究已是一个迫在眉睫的现实课题。因此，对符合生态 城市的城市客运交通系统结构展开研究，试图通过分析城市问题与城市交通问题、 城市交通需求特性以及城市交通对环境污染、资源枯竭、能源消耗的“贡献”等 问题，找出城市客运交通结构和城市生态问题之间的协调关系，从而达到从整体 上缓解或解决城市交通的供需矛盾和污染问题，促进城市交通系统的可持续发展， 是一个很有意义的尝试。 1 3 国内外研究现状 近年来，在城市交通可持续发展理念的推动下，国内外很多学者、交通规划 工作者对城市交通规划理论的发展进行了深入研究并取得了丰富的成果，提出了 许多新的理论与方法。 1 3 1 国外研究概况 2 0 世纪发达国家城市交通发展的历程几乎是一个不断满足机动化发展的历 程。发达国家城市交通规划学科的基本理论、方法及技术成熟促使机动化水平的 迅速提高。然而能源危机、环境压力、交通拥挤及投资效益的压力迫使人们反思 这种基于传统的以“机动化为导向”的交通规划模式是否适合城市的发展规律。 因此，改变单纯追求“机动性”( m o b i l i t y ) ，转而追求更为广泛意义上的“可达 3 性”( a c c e s s i b 订i t y ) 目标，亦即达到以社会公平为根本目标的使所有社会成员 共享的城市交通系统与用地模式。基于这一理论基础，被称为“新城市主义 ( n e w u r b a n is m ) ”的“精明增长”理念应运而生。美国规划协会( a p a ) 定义的 “精明增长”是努力控制城市蔓延、规划紧凑型社区，充分发挥己有基础设施的 效力，提供更多样化的交通和住房选择。美国著名学者g e p h a r d t l 。7 l 说，在国家层 面上，精明增长战略是国家减少对外国石油依赖的一种努力；在地方层面上则意 味着可以有更多的资金用于促进地方就业和小公司的发展。美国加州的 j e f f e r s o n 县就是一个很好的例证，新编制的以“精明增长”为理论依据的交通 规划每年减少4 0 万加仑的燃料消耗，节约5 0 0 万美元。 可持续发展概念的引入也引起国外城市交通系统发展战略目标的调整。国外 将可持续观念引入并比较成功的城市规划和城市交通规划范例，如大温哥华地区。 大温哥华地区优美都市发展战略规划( t h el i v a b l er e g i o ns t r a t e g i cp 1 a n ) 由大温哥华地区政府董事会在1 9 9 5 年l o 月通过，1 9 9 6 年2 月由b c 省颁布为大 区发展战略。其目的是通过土地利用和交通规划，为实现以下目标而努力： ( 1 ) 人类的活动会改善而不是降低自然环境，人类建筑的质量会刻意去接近 自然环境的优美及居民文化宗教的多元化。每个居民的衣、食、住、行和安全等 基本需求都会得到合理的保证。发展战略规划中有大区范围的住房、人口和就业 发展目标，也有各市和区目前的发展能力( 容量) 。 ( 2 ) 保护绿色地带。通过圈定“绿色地带”，确定城市长期发展的边界。“绿 色地带”占大温哥华地区总面积的2 3 。 ( 3 ) 建立设施完全的社区。社区应以大区内的中心小城市为中心发展，能增 进住房和就业地点的平衡，同时增进公众设施的合理布局以及提供更有效的交通 服务。 ( 4 ) 建立一个密集型的大都市。集中发展会使更多的人就近工作地点居住， 更好地利用公共交通系统和社区服务设施。 ( 5 ) 增加交通选择。鼓励人们使用公交系统而限制对私人汽车的依赖，把交 通的重点依次放在步行、自行车、公交系统、货物交通和私人汽车。规划中的公 共交通、道路和公路的发展项目，都是以这个次序来制定的，目的是用交通来支 持土地利用政策。 澳大利亚政府也已经意识到交通是社会系统中的关键部分，必须建立的可持 续发展交通体系也注定是整合的、协调的、经济的、高效和安全的。在2 0 0 3 年3 月底提出的南澳大利亚交通规划( s a t ps o u t ha u s t r a l i a st r a n s p o r tp l a n ) 草 案中，力图在以下各个层面寻求交通整合： ( 1 ) 交通与其它政府政策的整合。如卫生、教育和环境 ( 2 ) 交通与土地利用的整合，实现更加可持续的发展模式 4 ( 3 ) 不同方式的交通整合，使出行更加便捷、快速和更加令人愉悦 ( 4 ) 南澳大利亚与澳大利亚其它地区以及全球的整合 以上反映了国外城市交通规划目标和思路的变化，另外在具体规划方法方面， 国外在六七十年代就开始在城市交通规划中考虑交通环境影响。美国规划界著名 人士z e r b e 【8 j 等( 1 9 7 5 ) 提出了减少交通污染物的五种策略，并详细分析了实施 这些策略的费用和效益。美国经济学家n i s h i o k a l 9 】( 1 9 8 9 ) 认为交通污染主要是 交通与住宅之间的冲突所致，因此提出解决交通污染的对策分为三类：第一类是 减少交通流污染物的排放，第二类是把住宅与交通排放的污染物分隔开，第三类 是减少交通流。美国经济学家w a l s h 【1 0 】( 1 9 9 7 ) 对1 9 9 6 年全球最新的机动车污染 排放控制技术和手段进行了总结。澳大利亚城市规划学者t a y l o r i ”】( 1 9 9 8 ) 分析 了1 9 9 7 澳大利亚全国城市空气污染调查结果，认为减缓交通拥挤和道路收费的措 施对减少污染排放收效甚微，而提高车辆燃油效率和降低排放技术则更有可能减 少交通污染排放。另外在著名的交通学术刊物t r a n s p o r t a t i o nr e s e a r c hd 中， 每期都有许多关于交通与大气污染、噪声污染和能源消耗等方面的研究论文。 1 3 2 国内研究概况 1 9 9 5 年建设部先后向全国交通行业推出了中国城市交通需求管理行动计 划、北京宣言：中国城市交通发展战略选择等文件，这两个文件标志着中央 政府把对城市交通问题着眼点转向了更为宏观、更为全面而综合的战略与规划层 面，并使城市交通行业对交通问题的解决走向新的观念。 。 李晓江【1 2 】( 1 9 9 7 ) 呼唤中国城市交通发展理论与观念的更新，提出城市交通 规划应当更加紧密地与土地利用规划相结合，应用定量分析和模拟技术提高城市 规划的科学性，寻求高可达性、低需求的土地利用一交通系统发展模式；应当把 交通预测的重点从机动化水平和交通量预测转向合理交通容量和交通结构的分 析；应当开展交通发展策略的经济一环境评价和社会评价，在尽可能满足经济社 会发展要求的前提下，降低交通经济与环境成本，减少社会影响。申金升f 1 3 l 等 ( 1 9 9 7 ) 提出交通环境容量和交通环境承载力的概念，主张将交通环境承载力作 为一种现实的约束条件，应用到城市交通规划中去。陆化普、高篙【1 4 j ( 1 9 9 9 ) 尝 试建立可持续发展的主动引导型交通规划理论体系。王智慧【1 5 】等( 2 0 0 0 ) 提出面 向环境的城市交通规划概念，要求在规划的一开始就要考虑到交通系统对城市环 境的影响，力求将交通系统的发展控制在城市环境容量之内。王炜1 1 6 】( 2 0 0 1 ) 总 结了我国城市交通系统规划理论面对2 1 世纪存在的不足，提出建立适应中国国情 的可持续发展城市交通发展模式以及实现此模式的规划理论体系中的四个关键技 术：可持续发展的交通系统模式；高度信息化社会条件下城市交通需求预测技术； 城市交通系统能源消耗分析与预测技术；城市交通系统环境影响评价与预测技术。 5 杜胜品1 1 7 l 等( 2 0 0 2 ) 开展了城市交通绿色交通规划的研究，提出“绿色交通”的 内涵以及建立城市绿色交通体系的对策。李晓燕【1 8 l ( 2 0 0 3 ) 在其硕士论文中提出 适应城市发展的理想模式一生态城市要求的城市生态交通系统的概念，提出城市 交通环境承载力的计算内容以及计量模型，并将这些模型应用于西安市交通环境 承载力的计算。周文竹1 1 9 j ( 2 0 0 4 ) 在其硕士论文中通过分析土地利用一交通方式 发展的现状特征，对各种交通方式进行技术特性分析评价，从而探讨土地利用对 交通方式的作用规律，建立了以城市土地利用作为输入的交通生成、交通分布预 测模型，交通方式预测模型，提出了与城市土地利用相互反馈的动态交通规划模 式。魏金丽【2 0 1 ( 2 0 0 5 ) 分析研究不同运输方式的运输效率，可以优化城市交通结 构，使城市交通在满足城市居民出行需求的基础上更加畅通无阻，增加各方面运 输效益，对城市综合交通的可持续发展具有深远念义。另外，国内在城市交通空 气污染、噪声污染及交通能源研究和环境影响评价方面也取得不少成果。城市交 通规划一方面要缓解城市交通的供需矛盾，实现供需平衡，另一方面也要缓解并 最终解决城市交通带来的各项环境污染、资源消耗和其它问题。 然而，上述国内外研究大都从城市交通对环境的影响及预防、治理角度出发 考虑问题，没有从交通系统和交通活动强度两方面进行分析，研究两方面的协调 程度和制约关系。也有一部分研究者从交通环境本身特性出发对城市交通的发展 进行控制，但研究重点仍停留在交通环境本身特性分析阶段，如何制约城市交通 发展即与交通规划方法相结合没有形成可操作性的方法。另外，如何计量交通活 动对自然的整体影响，如何在城市生态极限下实现城市交通结构的最优组合等， 所有这些问题都是期待研究和解决的问题。 1 4 研究内容与框架 1 4 1 论文研究的主要内容 本文主要研究内容如下： ( 1 ) 分析符合生态城市的城市客运交通系统结构优化的理论基础 从相关基本概念的介绍入手，分析符合生态城市的城市客运交通系统的内涵， 阐述生态城市的城市客运交通系统结构的定义以及特点，总结出生态城市的城市 客运交通系统结构的发展目标体现在能够充分满足居民的基本交通需求、满足城 市生态极限的约束、符合生态原则的资源消耗方式以及继承和发扬社会的公平性 原则这四个方面。 ( 2 ) 分析符合生态城市的城市客运交通结构变动的动因 城市客运交通系统作为城市交通系统乃至整个城市大系统中的一个子系统， 其交通方式结构的变动因素可以分为内部自身因素和外部环境因素。内部自身因 6 素主要是交通工具的内部自身特点、城市居民的出行特点和交通设施的结构特点； 而外部环境因素是因受到城市结构、经济发展水平、人口分布、产业布局、能源 需求、环境保护、资源节约、文化教育、生活条件、传统习俗等因素的制约。内 部自身因素是从交通需求角度来影响交通结构的变动的，而外部环境因素是从城 市经济的可持续发展角度引导交通结构合理化。 ( 3 ) 构建符合生态城市的城市客运交通结构的系统动力学模型 在交通结构变动的动因分析的基础上，运用系统动力学思想，综合考虑各因 素与客运交通结构的变动关系，基于生态城市的城市客运交通系统结构发展模式 总体框架，选取恰当的指标，构建符合生态城市的城市客运交通系统各要素之间 的因果关系图和系统模块流图，从而建立各模块的系统动力学方程式。得出符合 生态城市的城市客运交通结构模型。 1 4 2 论文研究的基本框架 全文共分六章对上述问题进行系统研究，第一章是绪论，最后一章是结论与 展望，研究内容主要集中在第二、三、四、五章，请参见图1 1 。 i 第一章绪论 1 l l 第二章符合生态城市的城市客 l 运交通系统结构优化理论基础 上 i 第三章城市客运交通系统结构 l变动动因分析 j i 第四章符合生态城市的城市客运 i交通结构系统动力学建模 j i第五章实例分析 上 第六章结论与展望 图1 1 论文研究的基本框架结构图 论文第一章绪论分析了论题的研究目的和意义，主要从城市方面和城市交通 方面这两方面的发展来论述论题研究背景，并简要回顾了国内外在城市交通系统 方面的有关理论与方法的研究进展情况，在此基础上提出了本文的研究框架、内 容和方法。 7 论文第二章是介绍生态城市相关理论，分析生态城市的内涵和目标，在城市 交通规划理论发展趋势分析的基础上，提出了符合生态城市的城市客运交通系统 内涵与目标。 论文第三章是分析城市客运交通结构变动的动因，认为城市客运交通结构变 动的影响因素主要是由交通系统内部各要素( 人、车、路) 自身的特点和系统外 部的各种约束( 主要是城市经济、城市生态极限和交通政策) 构成。 论文第四章是构建符合生态城市的城市客运交通结构的系统动力学模型。首 先标定系统边界，画出因果关系图和系统模块流图，确定积累变量和流速变量及 其之间的关系，从而建立各要素模块系统动力学方程式，构建出符合生态城市的 城市客运交通结构模型。 论文第五章是实例分析。按照上述符合生态城市的城市客运交通系统结构的 系统动力学机制，对长沙构建生态城市目标为例进行了分析研究。验证了模型的 合理性，并提出了促进长沙市客运交通结构的优化方法和途径。 论文第六章是总结全文研究内容及创新之处，分析了有待进一步研究的问题。 1 4 3 论文的研究思路与方法 符合生态城市的城市客运交通结构的研究所涉及的内容较多，即要摸清交通 结构变动的因素，还要提出解决问题的方法与途径等等。所以，本文采用系统科 学分析问题的基本方法统筹全文，从动因分析到模型构建与求解，最后用实例验 证其正确性，可靠性以及可操作性，请参见图1 2 。 背景分析 上 理论分析及动因分析 j i 规律和解决方法探索 l 实践应用 j l研究结论与展望 图1 2 论文的研究思路图 本论文应用的研究方法有： ( 1 ) 比较研究 比较研究可以分为横向比较法和纵向比较法，通过纵向比较法掌握交通结构 8 变化的历史脉络，寻找出其变化的历史原因和实质。通过横向比较对不同城市中 相同的问题或某个方面进行比较，以达到择优弃劣、取长补短的目的。 城市交通问题对于所有发达国家和发展中国的城市都普遍存在的，只是特点 和程度不同而已。正因为我国城市有一些不同的特点，现实存在的问题也就不可 能完全相同，解决问题的办法和途径，当然也就有其自身的特点。所以，本文通 过比较研究，从发达国家或发展中国家的那里获取必要的参照和借鉴，寻找出交 通结构变化的真正原因。 ( 2 ) 系统分析和矛盾分析法 系统分析是为了使系统的目标能最好地实现而对系统应如何构建进行的分 析，是一种立足整体、统筹全局的科学方法。矛盾分析是指运用对立统一原理分 析自然界和社会、思维领域的各种矛盾的方法。 城市交通是一个多因素、多层次的系统，既有经营者要素的组合，又有经营 过程的关系，还有经营环境的影响等，而其交通结构动因纷繁复杂，整个变化过 程是由各种矛盾交织而成的。因此在研究中，系统分析在分析研究整体与部分、 整体与层次、整体与结构、整体与环境的相互作用和相互联系的同时，须运用矛 盾分析的方法，处理好动因的主要和次要矛盾、整体和局部矛盾，以求得优化的 整体目标效应。 ( 3 ) 定性与定量分析结合 任何交通问题都是质和量的统一。定性分析就是指从交通活动的相互关系和 相互影响中研究其本质的联系，寻找其规律性的方法；定量分析就是对交通活动 相互联系的数量关系进行研究的方法。只有在定性分析的基础上进行定量分析， 才能既揭示经验规律的本质联系，又揭示经济规律的数量联系。 ( 4 ) 案例分析法 案例分析是指以典型事件作为例证，从中找出规律性的东西。案例分析能反 映客观实际，能从个别到一般，从具体到抽象。案例分析主要是给人们提供一种 真实的或假定的公共管理场景，然后要求人们去思考和寻求答案。 1 5 本章小结 本章提出了研究背景和研究目的、意义以及论文的研究内容和方法，并作了 章节安排。 对城市弊病和城市交通污染问题等问题产生的背景进行了分析，认为是因为 对交通问题认识和决策上的某些失误而造成的后果。长期以来我国城市政府以及 交通规划部门虽然较为重视运用各种手段来处理问题，但是缺乏对城市交通结构 的变化动因和发展战略研究，从而导致城市交通发展的失衡和无序，认为生态城 市是解决城市问题实现城市可持续发展的必然途径。基于此，得出了本论文的研 9 究目的和内容。并强调了城市客运交通结构优化规划应站在生态城市的高度，符 合生态城市的发展要求，才能在解决城市交通问题的同时，最终实现城市交通的 可持续发展。 本章最后介绍了论文的结构和章节安排以及论文中应用的研究方法。 1 0 第二章符合生态城市的城市客运交通系统结构优化 理论基础 本章介绍了生态城市相关理论，分析了生态城市的内涵和目标，在城市交通 规划理论发展趋势分析的基础上，提出了符合生态城市的城市客运交通系统内涵 与目标。 2 1 生态城市相关理论 生态城市理论产生于2 0 世纪8 0 年代，是人类对人与自然的关系认识不断升 华的结果。生态城市这一概念是在联合国教科文组织( u n e s c o ) 发起的“人与 生物圈( m a n a n d 商o s p h e r e m a b ) 计划”研究过程中提出的，这一崭新的城市概 念和发展模式一提出，就得到全球的广泛关注，其内涵也不断得到发展。先后有 原苏联生态学家扬诺斯基( o y a n i t s k y ，1 9 8 4 ) 、美国生态学家r i c h a r dr e g i s t e r ( 1 9 8 7 ) 1 2 1 儿2 5 j 【2 6 1 、重庆建筑工程学院的黄光宇教授( 1 9 8 9 ) 【2 m 、上海交通大学 的屠梅曾教授【2 3 1 、宁越敏教授1 2 4 l 等等对生态城市的定义都在不同角度提出了各自 的见解。虽对生态城市至今还没有公认的确切的定义，但从国内外的著名学者给 生态城市的理解中可以得出，生态城市应是资源高效利用、环境和谐、经济高效、 发展持续的，社会一自然一经济以及人与自然和谐统一的人类居住区。相对现在 城市来说，生态城市反映了人们向往和谐人地关系的期望，同时又体现了人们提 高生活水平的良好愿望。在当今科学技术相当发达、人类改造自然即干预自然的 能力远远超出以往的情形下，人类必须意识到人类活动是地球生态系统的一部分， 存在着人类活动的生态极限，人类必须克制自身的某些行为，这是真正实现可持 续发展的前提，也是建立生态城市的根本保证。 2 1 1 国内外生态城市理论综述 ( 1 ) 国内有关生态城市的基本理论 国内生态学界的著名学者马世骏【2 7 j 和王如松( 1 9 8 4 ) 提出了“社会一经济一 自然复合生态系统”的理论。而且明确指出城市是典型的社会一经济一自然复合 生态系统。在此基础上，王如松对城市问题和生态城市进行了深入的研究。王如 松等( 1 9 9 4 ) 认为【2 引，城市问题的生态学实质如表2 1 所示。 表2 1城市问题的生态学实质表 问题原理 对策方法论目标 资源的低效率利用再生、竞争技术改造 生态工艺学高的效率 系统关系的不合理共生、协同进化关系调整生态规划学和谐的关系 自我调节能力低下自生、自学习行为诱导 生态管理学强的生命力 并于1 9 9 4 年提出了建设“天城合一”的中国生态城思想。认为生态城市的建 设要满足以下标准： 人类生态学的满意原则：满足人的生理需求和心理需求、满足现实需求和 未来需求、满足人类自身进化的需要； 经济生态学的高效原则：资源的有效利用；最小人工维护原则：城市在很 大程度上是自我维持的，外部投入能量最小；时空生态位的重叠作用：发 挥城市物质环境的多重利用价值；社会、经济和环境效益的优化； 夺自然生态学的和谐原则：“风水”原则；共生原则：人与其它生物、人与 自然的共生，邻里之间的共生：自净原则；持续原则：生态系统持续运行。 王如松等还提出了生态城市建设所应依据的生态控制论原理：反馈原理、循 环原理、多样性及主导原理、生态设计原理和机巧原理等。认为城市生态调控的 具体内容是调节城市生态关系的时、空、量、序四种表现形式。生态城市的衡量 指标包括测度城市物质能量流畅程度的生态滞竭系数、测度城市合理组织程度的 生态协调系数和测度城市自我调节能力的生态成熟度。此外，还提出了生态城市 的管理和规划方法。这些理论研究充分展示了我国学者在生态城市理论方面研究 的深度，理论成果显然更具有中国传统哲学观的整体性特点。 黄光字等( 1 9 9 7 ) 认为，生态城市是根据生态学原理，综合研究社会一经济 一自然复合生态系统，并应用生态工程、社会工程、系统工程等现代科学与技术 手段而建设的社会、经济、自然可持续发展，居民满意、经济高效、生态良性循 环的人类住区。并从生态经济学、生态社会学、城市生态学、城市规划学、地理 空间的角度阐述了生态城市的含义。生态城市的创建目标应以社会生态、经济生 态、自然生态三方面来确定，提出了涵盖这三方面内容的生态城市十项创建标准。 在此基础上，提出了生态城市的规划设计方法。 梁鹤年在“城市理想与理想城市”一文中，认为生态主义的城市理想原则是 生态完整性( i n t e g r i t y ) 和人与自然的生态关联性( c o n n e c t i v i t y ) ，而中