（模式识别与智能系统专业论文）城市交通拥挤与城市土地利用研究.pdf

摘要 自从城市进入汽车时代以来，城市获得了高速性和机动性，同时也面临着发展中的 一系列副作用，城市交通拥挤就是这些副作用的一种体现。交通拥挤是当前城市普遍面 临的一大问题，已经极大的阻碍了城市的正常发展。城市交通拥挤不仅造成时间和金钱 上的损失，也对城市大气环境和城市安全带来极大的压力。目前城市交通拥挤的治理效 果并不理想，城市交通总是陷入“交通拥挤一交通治理拥挤缓解再拥挤 的 恶性循环中。为了寻求更有效的整治城市交通拥挤的途径，本文从城市土地利用的角度 展开研究。 本文首先分析了城市交通拥挤的演变过程及交通拥挤的起因，列举了整治交通拥挤 的一些措施，并对这些措旋整治效果进行了分析。在此基础上，从城市土地利用的角度 出发，寻求解决城市交通拥挤的途径；阐述了城市交通和城市土地利用的互动机理，城 市交通与城市土地利用的相互影响作用，并提出了一些城市交通和城市土地利用一体化 的策略。接着根据城市土地利用模式的类型以及各种类型下的交通特点，结合城市发展 中面临的各种问题，在宏观上提出了适合交通发展的中国城市土地利用要遵循的基本原 则“绝对集中、相对分散，并对如何判断单中心城市是否应该向多中心转变做了 研究。总结了城市具体项目中交通与土地利用整合的原则，介绍了国外交通与土地利用 整合的思想和理论：精明增长和新城市主义，以及基于此理念的“t o d ”模式，并结合 重庆市城市轨道交通规划来说明交通与土地利用整合的重要性。 关键词：交通拥挤城市土地利用模式城市形态互动机理交通与土地利用整合 a bs t r a c t s i n c et h ec i t yh a se n t e r e dt h ee r ao fc a r s ，i ti sh i 曲- s p e e da n dm o b i l i t y , w h i l et h ec i t ya l s o f a c e ds o m es i d e e f f e c t so ft h ed e v e l o p m e n t ，t r a f f i cc o n g e s t i o ni sar e f l e c t i o no ft h e s es i d e e f f e c t s t h ee i t yc u r r e n t l yf a c e dw i t hc o n g e s t i o n ，a n dc o n g e s t i o nh a sg r e a t l yh i n d e r e dt h e n o r m a ld e v e l o p m e n to ft h ec i t y u r b a nt r a f f i cc o n g e s t i o nc a u s e dn o to n l yt i m ea n dm o n e y l o s s e s ，b u ta l s ot h eg r e a tp r e s s u r eo ft h ec i t y se n v i r o n m e n ta n du r b a na i rs a f e t y a tp r e s e n t t r a f f i ct h er e s u l t so fc o n g e s t i o nr e n o v a t e di sn o ts a t i s f a c t o r y , a n du r b a nt r a f f i ci sa l w a y st h e v i c i o u sc i r c l eo f “t r a f f i cc o n g e s t i o n t r a f f i cm a n a g e m e n t - c o n g e s t i o nm i t i g a t i o n c r o w d e d a g a i n ”i no r d e rt of i n dam o r ee f f e c t i v ew a yo fr e c t i f i c a t i o nu r b a nt r a f f i cc o n g e s t i o n ，t h e a u t h o rw o u l ds t u d yi nt h eu r b a nl a n du s e f i r s t ，i nt h i sd i s s e r t a t i o n ，t h ea u t h o ra n a l y s e dt h ee v o l u t i o no fu r b a nt r a f f i cc o n g e s t i o na n d t h ec a u s eo ft r a f f i cc o n g e s t i o n ，a n dc i t e ds o m eo ft h em e a s u r e st h a tr e c t i f i c a t i n gt r a f f i c c o n g e s t i o n ，a n dt h ee f f e c t i v e n e s so ft h e s em e a s u r e sw e r ee v a l u a t e d t h ea u t h o rs e e kw a y sa n d m e a n st os o l v eu r b a nt r a f f i cc o n g e s t i o nf r o mu r b a nl a n d u s e o nt h i sb a s i s ，t h ea u t h o r e x p o u n d e di n t e r a c t i v em e c h a n i s mo fu r b a nt r a f f i ca n dl a n d u s e ，m u t u a le f f e c to f u r b a nt r a f f i c a n du r b a nl a n d - u s ea n dt h es t r a t e g yu r b a nt r a f f i ca n du r b a nl a n d u s ec o n f o r m i t y t h e n ，u n d e r t h eu r b a nl a n d u s ep a t t e r n sa n dt h et r a f f i cc h a r a c t e r i s t i c so ft h e m ，i nc o n j u n c t i o nw i t hs o m e p r o b l e mi nu r b a nd e v e l o p m e n t ，t h ea u t h o rg e tt h eb a s i cp f i n c i p l e s 一”a b s o l u t ec o n c e n t r a t i o n ， r e l a t i v ed i s p e r s i o n , t h ec i t i e si nc h i n am u s tb ei nt h ep r i n c i p l e st od e v e l o p ，a n du n b a nt r a f f i c c a nd e v e l o pw e l li nt h i sp r i n c i p l e s f i n a l l y , t h ea u t h o rs u m m e du ps o m ep r i n c i p l e s e so fu r b a n t r a f f i ca n dl a n d u s ec o n f o r m i t y , i n t r o d u c e dt h ef o r e i g nt h i n k i n ga n dt h e o r yo fu r b a nt r a f f i c a n dl a n d u s ec o n f o r m i t y ：s m a r tg r o w t ha n dn e o u r b a n i s m ，a n dt r a n i t o r i e n t e dd e v e l o p m e n t w h i c hb a s e do nt h i si d e a ，a n dp r o v e di m p o r t a n c eo fu r b a nt r a f f i ca n dl a n d - u s ec o n f o r m i t yi n c o n j u n c t i o nw i t ht h ec h o n g q i n gu r b a nr a i lt r a f f i cp l a n n i n g k e y w o r d s ：t r a f f i cc o n g e s t i o n u r b a nl a n d - u s ep a t t e r nu r b a nf o r m i n t e r a c tm e c h a n i s mu r b a nt r a f f i ca n dl a n d u s ec o n f o r m i t y l i 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 敝储答名：声强 论文知识产权权属声明 事譬年毛只2 卜b 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 导师签名： 声敦 弓岔【舀 矿鬈年歹月争日 ；7 年5 窍se t 长安大学硕士学位论文 1 1 研究背景 第一章绪论 改革开放以来，随着我国国民经济的持续增长，农村人口大量涌入城市，导致我国 城市人口数量急剧增长，我国进入了城市快速发展的时代。随着我国城市化进程的迅速 推进，交通问题已成为制约我国城市发展的主要瓶颈，交通拥堵、交通安全、交通环境 污染等城市病害层出不穷，严重影响了我国城市的经济建设和运转效率，给城市居民的 工作生活带来诸多不便与损害。据我国有关部门统计分析，2 0 0 3 年我国因交通拥堵造成 的经济损失约为2 0 0 亿元人民币。世界其他各国因交通拥挤造成的损失也相当巨大，据 美国德克萨斯州运输研究所估算【l l ，2 0 0 5 年全美3 9 个主要城市因交通拥堵而造成的经 济损失约为4 1 亿美元；欧洲每年因交通拥挤和事故造成的经济损失5 0 0 亿欧元。 交通拥挤是城市中普遍面临的一大问题，造成拥挤的原因有很多：道路设施发展与 交通需求增长失衡；交通结构不合理，各类交通工具比例失衡；行人交通意识薄弱，横 向干扰严重；交通管理控制不够等等。解决城市交通拥挤的措施也有很多，如：完善城 市道路网，提高其通行能力；发展大容量的公共交通，实行公交优先；进行拥挤收费； 加强交通管制等等。尽管解决交通拥挤的措施非常多，但是城市交通拥挤问题还是很难 得到彻底的解决。许多大城市尽力整顿交通，但是其交通状况却始终避免不了陷入“交 通拥挤交通治理拥挤缓解再拥挤”的恶性循环中。 之所以出现这样的恶性循环，主要原因是没从交通拥挤产生的根源作为出发点来整 治交通。城市土地利用是城市交通需求的根源，它决定了城市交通流向、交通流量及交 通方式；城市土地的过度开发导致的过于集中的城市职能应该是交通拥挤的根源。现阶 段解决城市交通拥挤问题的较为成熟的措施都是一种后续性的措施，是服务于现有城市 土地使用情况的，不能从根本上解决交通拥挤问题。城市土地利用是指城市中各种土地 的使用类型，以及使用强度和不同地块的空间位置关系及其变化特征，是城市发展程度、 发展阶段与过程的反映，具体表现为城市的用地规模、用地类型和空间关系等。全面系 统地开展交通系统与城市土地利用互动影响机制究，研究如何在有限的城市上土地资源 实现最佳的交通效益，对于探索交通问题根源、解决交通问题等均有重要价值及借鉴用。 第一章绪论 1 2 国内外研究成果 1 2 1 国外研究成果【2 】【3 】 为了整治城市交通，国外进行了一系列的研究，总结出了许多方针和政策。新加坡 实施了拥车证和收费制度，在新加坡买车之前，须向政府投标买一张“拥车证 ，没有 拥车证不准注册登记领取牌照，政府通过控制拥车证的数量和价格来控制车辆的数量； 早在1 9 7 5 年，新加坡政府就对中央商务区实施使用收费制度，凡在7 ：3 0 - 1 8 ：3 0 之间驶 入该区的汽车都要购买执照证，以减少中央商务区的交通流量，缓解交通压力。美国实 施了综合交通需求管理政策，即通过车辆配额限制、车辆许可制度、车辆标准限制、经 济调控限制等方法来控制车辆总需求量；通过交通管理限制、车辆行驶限制、车辆停车 限制、经济调控限制等方法来控制交通流量。荷兰政府制定了a b c 政策，目的是通过 合理的土地利用，促进出行者利用大运量公共交通工具，从而避免小汽车交通量的增加。 日本政府为了解决城市交通拥挤，早在2 0 世纪6 0 年代就引入了单向通行政策，并根据 早晚高峰来变动道路中央分隔线，满足交通量大的方向的通行。 城市交通与城市土地利用的关系也越来越受到研究者的重视。1 9 7 1 年美国交通部提 出了“交通发展和土地发展”的研究课题，揭开了土地利用和交通综合研究的序幕。 k i n g h t ( 1 9 7 7 ) 专门研究了交通对土地使用的影响，并指出对土地使用影响的因素有： 土地可达性，土地连片的难易程度，区域的社会和物理特征、经济条件、通信支持及土 地使用政策等。n i t h i n ( 1 9 7 9 ) 指出影响交通行为的土地利用方面的四个因素：规模( 人 口、职工和住房的规模) 、密度、设计( 街道空地分布、商业服务设施的可达性) 、布局 ( 土地利用结构、职员劳动力平衡量、城市结构、中心的布局及特性，沿交通走廊区 域的居民和雇员) 。 劳瑞重力模型是城市土地利用与城市交通系统模型方面的重要研究成果，是城市土 地利用和交通相互关系的基础。自2 0 世纪7 0 年代开始，研究者逐渐认识到采用传统的 四步骤( 出行生成、出行分布、模式选择和交通分配) 的方法忽略了交通和土地使用之 间的联系。2 0 世纪7 0 年代和8 0 年代，许多城市经济学者对交通研究发生了很大兴趣， 他们认为交通行为是个人行为，提出了个人选择的理论，个人交通行为选择的依据是“效 用最大”，把微观经济学的效用概念和交通规划结合了起来，最基本的模型是分对数模 型。交通出行行为，除了与个人选择、“效用 观念有关以外，还与城市区位的交通吸 引力度有关。与此同时，西方国家对城市交通系统与土地利用的关系进行了实证研究， 2 长安大学硕士学位论文 表1 1 西方国家城市交通系统与土地利用关系典型模型 模型 相关模型 模型 代表模型 类别代表人物模型简介 名称 把人口、就业等空间分布与土地利用融 都市模型劳瑞( 1 9 6 4 ) 合丁二一个模犁中 普特曼 d r a m 非集聚居住分配模型 ( p u t a m a n1 9 8 3 ) 劳瑞模型及其e m p l普特曼( 1 9 9 1 )就业分配模犁 n 、l u p 发展 在d r a m 和e m p l 两模型之间建立互 订? l u p普特曼( 1 9 9 1 )动反馈机制而开发的交通土地利用一 体化软件包 沃特森在d r a m 和e m p l 两模型应用于 p s c o g ( w a t t e r s o n1 9 9 3 )u t p s 软件开发的模型 标准规划数学 p o l u s 普拉斯塔克 应用数学模拟方法来描述复杂的城市交 通、土地利用关系的交通土地利用一体 模拟方法模型 ( p r a s t a c o )p o l u s 化模型 c a m金( k i m1 9 8 9 )芝加哥地区模型 德拉巴拉 加尔卡斯市( c a r a c a sl av i c t o r i a t r a n u s( d el ab a r r a ， v e n e z u e l a ) 交通土地利用模型 基于投入产出1 9 8 9 ) 分析理论的多亨利和西蒙兹 把基于投入产出分析理论的多元空间模 m e p l a n 元间模拟模型( h u n t n e p l a n 拟技术应用于劳瑞模型来刻画交通土地 a n ds i m m o n d s ， 利用复杂关系的模型 1 9 9 3 ) 金以城市经济原则为基础，综合多种方 c a m金( 1 9 8 9 ) 法建立起来的土地利用和交通网络复杂 城市经学方法关系的模型 c a m 模型奥本海姆 基于l o g i t 的平衡活动分布模型 l e a a m ( o p p e r t h e i m ， ( l o g i t b a s e de q u i l i b r i u m a c t i v i t y 1 9 9 5 ) a l l o c a t i o nm o d i e s ) 卡因和阿普加 个人交通行为与住房选址关系的微观模 h u d s( k a i l l 拟模型 微观模拟方法 a n da p g a r ，1 9 8 5 ) m a s t e r 模型以家庭为单元来研究住房就业等土地利 n t a s t e r 马吉特 用因素和交通系统复杂关系的微观模拟 ( m a c k e t t ，1 9 9 0 ) 模型 包括公共基础设施投资与城市发展的互动关系、城市交通建设对土地价格的影响以及土 地利用对城市交通系统的作用与影响等。研究探讨了基础设施在塑造大都市区发展方面 的作用，一般认为交通设施的欠缺将阻碍某一特定地区的经济发展，而良好的交通设施 从理论上讲将使该地区拥有胜过其它地区的优势。同时，城市交通的建设会使土地对开 第一章绪论 发商产生吸引力，而于其上开发的住房则对消费者更具吸引力，此类土地的价格也将随 之提高。城市交通系统与土地利用之间并非仅存在单向的关系，交通设施影响用地类型， 而士地利用反过来又影响交通需求。表1 1 列举了西方国家城市交通系统与土地利用关 系的典型研究模型。 1 2 2 国内研究成果【4 】 我国在城市交通和土地利用的互动关系研究方面起步较晚，直到2 0 世纪8 0 年代末 9 0 年代初，城市交通与土地利用的互动关系才引起了一些学者的关注。国内对城市交通 系统与城市土地利用互动关系的研究包括定性研究、定量研究以及两者关系协调研究。 定性研究是城市交通与城市土地互动关系领域的一个基础性课题。关于交通系统与 城市土地利用两者之间的关系，王炜、阎小培、董黎明等学者从不同的角度给予了具体 论述，认为两者之间存在一种相互联系、相互制约的循环作用与相互反馈关系。陆化普、 石成球、徐望国等学者提出应在城市土地开发中引入交通影响分析，对土地利用开发所 引起的交通量进行分析预测的观点。范炳全等学者深入研究了城市分区土地开发的交通 影响，使用边际效用概念定义了交通影响，并选择当量工作岗位密度等指标建立了土地 开发交通影响模型。过秀成、吕慎等从实际出发，详细讨论了不同城市土地利用空问结 构的城市交通系统空间布局，提出了轴向城市、团状城市和组团城市的快速轨道交通空 间布局模式。城市c b d ( c e n t r a lb u s i n e s sd i s t r i c t ) 是城市中土地利用空间结构最为特殊 的地方，陆化普、叶明、陈庆琳等学者以北京等城市为例研究了大城市c b d 城市交通 系统布局中道路系统组织的思路、方法以及应注意的问题等。 定量地分析探讨城市交通系统和城市土地利用之间复杂的互动关系是两者关系研 究的重点，国内在这方面的研究刚刚起步。阎小培、徐永健等学者介绍了西方国家常用 的城市土地利用与交通系统之间建立相互反馈机制的理论方法及城市交通系统与土地 利用相互关系数学模型，并从方法路的角度系统阐述了国外城市土地利用与交通一体化 模型研究进展、存在的问题、反思及展望。范炳全、钱林波等学者从城市分区角度出发， 研究城市交通与土地利用之间的作用原理，分别从交通可达性、交通边际效用及城市土 地利用混合程度等方面建立了城市分区的土地利用与交通关系模型。王炜研究了城市郊 区化过程中对城市中心交通的影响，并建立了土地利用交通生成量模型，定量描述了郊 区化对中心道路网的交通影响。 城市土地利用和交通系统是城市发展内部的一对至关重要的矛盾体，研究者们十分 4 长安大学硕士学位论文 重视城市交通系统与土地利用关系协调研究。阎小培、陆化普、李晓江等学者考虑到城 市交通与城市土地发展观念的变化，认为必须拓宽城市土地利用和城市交通规划的思 路，提出应以交通可达性为核心的新概念，来科学制定与城市规划、土地利用规划相协 调的城市交通规划。陈艳艳、邱艳、赵波平等学者认为在市场经济下，应引入市场调节 观念，用市场经济杠杆调控交通系统供需关系，促进城市交通系统和城市土地的协调发 展。陆化普、范炳全、杨荫凯等学者认为单纯的增加交通供给是不可能解决交通问题的， 应采用交通需求管理技术调节交通需求与供给的平衡才是现代化交通管理的根本思路。 张晓斌、陆锡明等学者把研究视角转向大运量的城市公共交通系统，提出了建设公共交 通专用道等优先发展公共交通的交通政策。李朝阳等学者还引入了面向公共交通的土地 开发新思想，提出开发公共交通社区的技术方法，指导建立公共交通导向的城市土地利 用形态来协调交通系统和城市土地利用的关系，解决城市交通问题。 1 3 研究思路 、 本论文首先研究城市交通拥挤，并对现有的交通拥挤整治效果不理想的原因进行分 析研究，由此确定从城市土地利用角度出发寻求缓解城市交通拥挤的思路；并进一步研 究城市交通与城市土地利用的关系以及相互影响；在此基础上，研究宏观上适合城市交 通现状及发展的城市土地利用模式，研究从城市中具体项目实施中，城市交通与城市土 地利用的整合。论文的研究思路如图1 1 所示。 1 4 论文结构 第一章是绪论。主要论述论文的研究背景，研究思路，综述国内外研究成果。 第二章是城市交通拥挤研究。阐述了交通拥挤的含义，综述了国内外交通拥挤的演 变，分析了交通拥挤产生的原因，并研究了整治交通拥挤的措施，以及评价现有措施的 效果，为问题的提出提供了依据。 第三章是城市交通与城市土地利用。阐述了城市交通与城市土地利用的含义，研究 了城市交通与城市土地利用的互动机理以及交通与土地利用的相互影响，并提出了一些 城市交通与城市土地利用一体化的一些策略。 第四章是城市交通与城市土地利用模式。分析了从城市土地的分类以特点，研究了 不同的土地利用模式对城市交通的影响，并从利用角度出发，结合城市发展中的一些问 题，寻求适合交通发展的城市土地利用模式和城市形态，重点研究了如何判断单中心城 第一章绪论 市适合向多中心转变。 第五章是交通与土地利用的整合。总结了交通与土地利用整合的原则，介绍了国外 交通与土地利用整合的一些思想和理论如精明增长和新城市主义，以及基于这些理念的 土地利用模式t o d ( t r a n i t o r i e n t e dd e v e l o p m e n t ) ，并研究分析了重庆市轨道交通规划中 的交通与土地整合思想。 最后为结论。总结了论文的研究工作，得出结论，并提出有待研究的问题。 图1 1 论文研究思路 6 长安大学硕士学位论文 2 1 交通拥挤含义 第二章城市交通拥挤研究 交通拥挤是指交通需求超过道路网的交通容量时，超过部分的交通量滞留在道路空 间上的交通现象，主要是道路交通设施所能提供的交通量不能满足当前的交通需求，而 又得不到及时疏通的结果。交通拥挤同时具有时间性和空间性，即交通拥挤现象并非是 出现在城市一天的任何时间或任何地点的。目前，对于交通拥挤的判断尽管各国尚无统 一的标准，但是都用延误时间或是滞留车队长度来表示交通拥挤状态的【5 】：日本确定道 路拥挤长度l k m 以上或拥挤时间l o m i n 以上为交通拥挤；美国将车速为2 2 k m h 以下的 不稳定车流称为拥挤车流。我国公安部则对拥挤路口和拥挤路段分别给出了定义：车辆 在无信号控制的交叉口的车行道上受阻且排队长度超2 5 0 m ，或车辆在信号控制的交叉 口3 次绿灯显示时间内未通过路口的状态定为拥挤路口；车辆在车行道上受阻且排队长 度超过l k m 的状态的路段定为拥挤路段。 在现实中，拥挤总是存在，只是有的拥挤可以接受，而有的拥挤则不可接受。要解 决的拥挤问题主要针对不可接受拥挤【6 】： 1 可接受拥挤( a c c e p t a b l ec o n g e s t i o n ) ：当出行时间或延误超过自由流状态下的时 间或延误时形成的拥挤； 2 不可接受拥挤( u n a c c e p t a b l ec o n g e s t i o n ) ：当出行时间或延误超过了一致标准 ( a g r e e u p o nn o r m ) 时，形成不可接受拥挤，这个一致标准随着交通设施、出行方式、地 理位置和出行时段的不同而不同。 基于以上的概念，必须有一种新的测度方法来衡量交通拥挤，对交通拥挤的正确测 度有利于交通对策的采纳、应用及评价效果。以往的交通拥挤主要以v c 比、时速、密 度或车队滞留长度等量来界定，尽管这些量在某种程度上对交通拥挤现状进行了一定的 描述，但是并没有反映出拥挤的本质究竟是道路交通资源的严重浪费，还是交通秩 序失衡等。交通的目的在于对人和物进行高效、快速、简便的移动，但是无论是v c 比 还是时速或密度都不能体现高效，因此基于这种概念的交通拥挤缓解策略也就不能真正 的解决拥挤问题。对拥挤，可从以下角度进行衡量： 1 可接受出行时间( a c c e p t a b l et r a v e lt i m e ) ：执行出行目标所需要的最大时间，超 过这个时间必然会导致出行的失败，它注重的是“门到f - j 的服务计划。 第二章城市交通拥挤研究 2 总延误时间( t o t a ld e l a y ) ：表示拥挤造成的总时间损失。 3 延误率( d e l a yr a t e ) ：车辆通过单位长度路段的实际运行时间与可接受出行时间 之比，其值可用来很好地评价交通改善方案的运行情况。 4 相对延误率( r e l a t i v ed e l a yr a t e ) ：是延误率与可接受出行时间的比值，能更加直 观地反映延误的程度。 5 可达性( a c c e s s i b i l i t y ) ：是指在可接受的时间限制内完成出行的能力，主要表示 为总出行数量中出行时间少于可接受出行时间的出行量百分比。可达性所使用的时间是 “门到门 服务的时间，同时它并不在乎使用什么样的交通工具，可以更好地用来作为 衡量运输设施的改善和相关管理与规划水平的提高的指标。例如，可达性既可以通过提 高车速来完成，也可以通过规划缩短通勤距离来获取，还可以通过高乘载率来满足r ”。 2 2 交通拥挤的产生 2 2 1 交通拥挤外部性分析 外部性，是某一经济主体不经交易就可对其他的经济主体带来利益或成本，其行为 是其他经济主体效用函数的因变量，为只要资源稀缺就必定有竞争、有歧视、有产权和 相应的外部效应。 对于单独的一个道路使用者来说，其出行时考虑的仅仅是个人边际成本，而不会考 虑由于自己的车辆加入到道路交通流中，造成道路拥挤所带给其他道路使用者增加的费 用。只要他认为个人使用道路的收益大于个人的感知费用，他就会加入到车流中，其结 果则是实际在道路上运行的车流量超过了最佳车流量而形成交通拥挤。如图2 1 所示， p ( q ) 为行车需求曲线，a c ( q ) 为个人旅行成本( 或称为平均旅行成本) ，s m c ( q ) 为社会边际成本【8 ，9 】。 当道路车流量超过某一点，如图中的点o ，每个道路使用者的边际费用不但包括平 均旅行成本a c ( q ) ，还包括由于车流量增加造成的交通拥挤所导致的道路使用者之间 相互加于其上的费用，即道路使用者实际的社会边际成本s m c ( q ) ，由此而决定的最 佳交通量为e 。由于道路使用者不考虑其车辆加入而造成的交通拥挤对其他道路使用者 带来的成本增加，结果使得实际的车流量往往是由p ( q ) 和a c ( q ) 所决定，其特征 则是交通的拥挤及道路的过度使用。此时，交通拥挤所带来的外部成本由增加的社会边 际成本与增加的平均旅行成本之间的差值决定。当道路的最佳使用者个数为e 的时候， 社会边际成本为h ，平均旅行成本为g ，在道路使用者为( e + e 1 ) 时，社会边际成本 长安大学硕士学位论文 为( h + a h l ) ，平均旅行成本为( g + a g i ) 。 加值为h g + ( e + e 1 ) x ( a h l 一g 1 ) 。 增加值将是极其显著的。 交 通 。 廷 行 成 本 相应地，由交通拥挤所带来的外部成本增 由于累加效应，交通拥挤带来的外部成本 交通量 图2 1 交通拥挤及其外部成本形成示意图 因此，一些出行者基于历史经验，就选择不到拥挤区域或不在拥挤时段出行( 其中 有更改出行时间和路线) ，其选择具有正外部性，能缓解甚至消除了交通拥挤。 2 2 2 国内外交通拥挤的演变 1 我国城市交通拥挤状况的演型1 0 】 我国交通事业的发展按历史阶段划分为以下几个时期：建国前期( 1 9 4 9 年前) 、建 国初期( 1 9 4 9 年1 9 6 5 年) 、文革时期( 1 9 6 5 年 - 1 9 7 7 年) 和改革开放时期( 1 , 9 7 8 年 至今) 。 1 ) 建国前期，我国交通运输是在帝国主义的控制下发展起来的，没有统一的部署 和规划，城市交通工作的发展大多是应运而生，从最初的马车到自行车，从独轮车到人 力车，再从三轮车到有轨电车和汽车。随着交通方式的竞相出现和管理的相应缺乏，交 通拥挤也就不可避免的出现了，主要为行人、马车、自行车和人力三轮车、电车以及汽 车对道路空间的争用。 2 ) 建国初期，我国进行的大规模基础设施建设，道路条件明显改善，同期机动车 数量增长缓慢，道路容量大于交通量，城市交通比较畅通，车速稳定。 3 ) 文革时期，我国城市道路的建设资金比例下降，发展速度减缓，道路面积年均 增长率仅为2 ，而城市机动车保有量年均增长6 1 0 ，不少大城市开始出现交通拥 挤现象。政府开始实行鼓励自行车交通出行的财政补贴政策，自行车迅速发展为城市居 民主要的代步工具。 9 第二章城市交通拥挤研究 4 ) 改革开放以来，我国城市化进程不断加快，车辆高速度增长，商业贸易和金融 等活动向高度密集性方向发展，乡村人口快速向城市流动；而相应的道路交通设施建设 缓慢，交通管理水平落后，交通意识跟不上形势的发展，导致了严重的交通拥挤现象。 随着我国城市化进程的加速发展，农村人口大量向城市流动，人均汽车拥有量进一 步增加，道路将被更多的人占有，交通量将会出现前所未有的膨胀，随之而来的通勤压 力使得中心路网不堪重负，拥挤现象开始向城区蔓延。 2 国外城市拥挤现状【l l 】 交通拥挤是世界性的难题，欧美发达国家的城市交通拥挤现象也非常严重。二战后， 欧美国家进入小汽车时代。然而随着汽车数量的增长，汽车不断社会化以及汽车交通模 式的建立，汽车原本的优点逐渐消失了。汽车交通承诺用户的快速便捷的效用，消失在 无休无止的道路拥堵中。 汽车交通发展最早的城市，也是最早发生交通拥挤的地方。美国的洛杉矶是世界上 最早以汽车交通为基础发展起来的城市，当初规划街道、林荫大道和公路时，以汽车作 为主要交通工具。早在1 9 3 7 年，洛杉矶就出现了交通拥挤现象，车速变得越来越慢， 道路总是不够用，“结果商业大受影响，市民们怨声载道他们因交通迟滞而焦躁烦 恼，因为找不到停车的地方而破口大骂”。 到了2 0 世纪7 0 年代，随着汽车数量的增加，拥挤现象越来越频繁，并且在各大城 市蔓延。美国的一些大城市，如旧金山、波士顿、华盛顿和纽约等，车辆拥挤不堪。芝 加哥高速路和主要公路上，“轿车慢如蜗牛，轿车在市中心比1 0 0 多年以前的马车快不 了多少。欧洲的雅典、哥本哈根、巴黎、伦敦等大城市以及亚洲的东京等大城市也已堵 塞成灾，车辆的速度每小时不及3 0 公里。伦敦和巴黎的轿车平均时速只有1 6 公里。 进入2 0 世纪9 0 年代，交通堵塞的情况更加严重。伦敦自1 9 8 9 年创造了堵塞车辆 长达5 3 公里的记录以来，交通状况始终没有改善。从希斯罗通往伦敦市中心的m 4 a 4 几乎被车辆堵得水泄不通。欧盟交通运输委员会的人士感慨：“我们还不如立个牌子， 告诉人们：回家去吧，伦敦已经关闭了。 在法国，巴黎环路早就因经常堵塞而臭名昭著了。1 9 9 7 年的夏天，巴黎的科特达祖 路段甚至出现了长达四个星期的堵塞。据统计，巴黎每日累计有3 0 万个小时损失在城 市拥挤的通行中。欧洲的其它城市也堵塞成患，欧洲委员会推算，在欧盟国家的公路上， 堵塞形成的汽车长队，在任一时刻都能达到6 万公里长。 发展中国家模仿发达国家，追求汽车文明，结果也传染上了堵塞病。在韩国的首尔， 1 0 长安大学硕士学位论文 每天交通拥挤的时间长达1 2 小时，巴西的里约热内卢的堵塞时间竟然达到1 4 小时。其 他国家的城市图，如曼谷、加尔各答、伊斯坦布尔、马尼拉等地也都普遍出现了交通堵 塞。 2 2 3 交通拥挤产生的原因 从我国城市交通拥挤演变的过程来看，城市交通拥挤主要的问题在于城市交通没有 统一的部署和规划、交通管理水平落后，交通意识跟不上形势发展的需要。仅以规划而 论，许多城市还是仅仅把城市交通问题作为5 - 1 0 年总体规划过程中的一个子专题单独 进行阶段性的研究。就交通管理和信号控制来说，北京市的面积是东京的5 8 倍，人口数 量差距不大，但是北京交叉路口的交通信号机只是东京的3 ，控制的交叉路口数只是 东京的3 ，交通标志是东京的7 ，每公里的交通标志数是东京的1 5 ，人行横道为4 8 ， 人行天桥为3 6 ，地下人行过街道为5 t 1 2 】。北京是在我国城市中交通投资最大的，情 况尚且如此，其他城市的交通状况也就不言而喻了。 交通不单是一个纯技术性问题，更多地涉及到经济、环境、居住、文化和行政等一 系列问题，纵观我国交通现状，造成交通拥挤的原因主要有以下几个： 1 交通基础设施起点薄弱 基础设施，包括运输设施、通讯设施以及交通教育、文化、科技等设施。建国初期， 我国公路通车里程仅为8 0 0 0 0 k m ，技术等级十分低下，交通基础设施建设起点低，欠账 太多，满足不了我国建设的需要。我国交通研究在2 0 世纪8 0 年代才进入高校，起步较晚， 由于缺乏深入的交通基础研究，忽视交通管理的潜在价值，很多有效的交通管理措施难 以得到实施和推广。 2 现代交通意识缺乏 现代交通意识是指对现代交通的本质、概念、目标、运营、规章、秩序的理解和日 常运用。一些领导不能深刻体会现代交通对于经济发展的意义以及交通系统均衡发展的 必要性，在项目决策过程中易以个人意志代替科学民主，如高架道路本来是一种迫不得 已的建设，却成了许多领导眼中富有发展战略的交通措施，被列为“为民工程”，结果 非但没有解决好已有的交通问题，还造成了不少新的交通问题和隐患。有的学童过街横 冲直撞与车辆争先，自行车抢道闯红灯，机动车乱停乱靠乱转弯，这些现象的产生严重 扰乱了正常的交通秩序，导致交通事故不断发生。 3 交通结构失衡 第二章城市交通拥挤研究 由于缺乏必要的规划措施，导致城市交通方式比例严重失衡，非机动车和小汽车比 重过高，公交方式不断萎缩。 4 道路结构失衡 许多城市对于大型交通基础设施建设如轻轨、地铁、高架等表现出足够的兴趣；有 的城市热衷于修建步行街、商业街等等；还有的城市不从交通系统的整体均衡出发，在 新建大量主干道、高速路时，忽视了次干道和交通性支路的建设。北京已修通投资巨大、 立交纵横的二环、三环主干道8 1 k i n ，由于辐射道路干线建设滞后，没有形成与环线相配 套的完整道路网及相应的管理系统，加上这些年机动车辆的激增和相应交通需求管理不 力，在环线进出口往往堵塞，形成新的交通拥挤。 5 城市化进程对城市交通的负面影响 城市化进程的加快，导致大量农村人口向城市流动，进而造成城市交通量激增。由 于土地开发过度集中、强度太大而又缺乏相应的交通影响分析，有限的城市交通容量扩 增不能满足日益增长的交通需求，中心区域的用地结构开始失衡。城市中心业务功能的 强化和集聚，其直接后果是给城市交通带来巨大的压力和灾难。 6 土地使用与交通生成之间的和谐关系失控 我国现行法律中对建设项目的交通流量影响分析没有严格的规定，土地使用与交通 生成和吸引之间的和谐关系失控。如前些年杭州西湖的道路拓宽及高楼建设，2 0 世纪9 0 年代中后期福州市中心的旧城改造工程等，未经土地使用强度评估和交通流量预测，沿 新建、改建道路的高密度房地产开发甚至引发了比原先更加严重的交通问题【1 3 】。 7 交通业务政出多门 在都市计划、建筑管理、道路工程、交通管理方面缺乏整合的脱序现象。长期以来， 由于城市规划、城市道路建设和维护、公共运营、道路交通管理以及公路建设、轨道交 通的管理职能分别属于建设、公交、公安、交通、铁路等部门，对解决城市已存在的交 通问题各有各的想法，部门之间缺乏必要的沟通和协调。 2 3 城市交通拥挤的整治 2 3 1 城市交通拥挤整治措施 目前缓解城市交通拥挤的对策措施有很多，总的来说可归纳为两大类：一是供给类 对策，二是需求类对策。供给类对策的目的在于通过增加交通供给设施或者提高现存交 通供给设旋的运作效率来增加交通供给量；需求类对策的目的在于通过改变人们的出行 1 2 长安大学硕士学位论文 方式等手段来实现对交通需求总量的控制。 1 供给类对策 供给类对策主要包括增加交通设施容量和提高现存交通设施的利用效率。 1 ) 增加交通设施容量。增加交通设施容量就是新建交通设施，改良城市主干道， 完善城市道路网，提高整个城市路网的交通容量。交通设施的容量不可能无限制的增加， 要受到土地资源、城市空间结构以及资金成本等多方面条件的约束。 2 ) 提高现存交通设施的利用效率。由于受到土地资源、城市空间结构以及资金成 本的限制，城市交通设施供给不能无限增加。因此，还应该注重交通设施的利用效率， 使现存交通设施的效用最大化。提高既定交通设施利用效率的关键在于城市交通管理状 况的改善。综观国内外交通管理的实践，改善城市交通管理状况的主要措施包括：交叉 口处实行信号控制；进口渠化，设专用车道，优化交通口失控资源：信号配时，在有效 的绿灯时间之内放行尽可能多的车辆，对节点交通控制；设置单行线、公交专用线、货 车禁行线、自行车禁行线、“绿波交通线、特殊运输线对节点交通控制；设置区域信 号控制系统，如定时脱机式区域信号控制系统和响应式联机信号控制系统，以及设置智 能化区域管理系统，如车辆线路诱导系统和车辆卫星导航系统，对区域交通进行控制1 4 】。 2 需求类对策 交通需求对策是一组措施的集合，这些措施通过为出行者提供多种出行选择等方式 影响人们的出行行为，从而达到降低拥挤程度的目的。大体来说，这些措施大致可以分 成三大类【1 5 】： 1 ) 为出行者提供一种或多种高效率的出行方式； 2 ) 诱使人们减少出行，或者将出行安排在非高峰时间； 3 ) 通过非出行方式完成出行目的，例如利用通讯设施完成工作或购物，或者利用 互联网进行工作和购物。 具体而言，目前世界各国普遍采用的措施包括： 1 ) 优先发展公共交通等高效率的交通运输方式； 2 ) 适当发展步行和自行车交通； 3 ) 加强停车管理； 4 ) 改变出行的时间分配，减少高峰时间的出行，增加非高峰时间的出行。 第二章城市交通拥挤研究 2 。3 2 城市交通拥挤整治效果 目前，增加交通设施容量是一项在交通拥挤整治中被广泛采用的政策措施。例如， 美国为缓解交通拥挤而注重州际公路系统的建设；英国也曾经大力实施主干道系统的扩 张工程。但其结果却是新增设施无法解决新增的交通拥挤情况。即增加交通设施容量的 措施在短期内可能缓解道路的拥挤状况，但长期内却无法根治这个问题。其原因在于新 增加的交通设施具有“诱导交通量的效应。增加交通设施意味着交通供给的增加，暂 时会出现交通拥挤得以缓解的效果，从而减少出行的时间成本，进而减少出行的总成本。 出行成本是私人交通使用者所能察觉到的主要可变成本之一。随着交通出行成本的降 低，交通需求也会随之增加，此时交通拥挤状况再度出现。基于此类措施，致使很多城 市的交通一直处于“交通拥挤交通治理拥挤缓解再拥挤的恶性循环中。 目前最有效率的交通出行方式是大容量公交，即地铁和轻轨；但是，地铁和轻轨的 建设费用较高，我国的大多数城市难以承受，只有经济实强大的城市才有能力兴建。对 于普通公共交通来说，服务水平较差；准点率不高，车速较慢，高峰期间车内拥挤不堪： 远远说不上是一种舒适、方便、快捷的交通方式。居民选择公共交通都是迫不得已的， 一旦有条件，就会倾向于使用私人交通方式。然而提高公共交通的服务水平，以增加其 吸引力，实施起来却是相当有难度的。 很多城市实施了公共交通优先的措施，但事实上收效甚微。公共交通优先是需要条 件的，前提条件是行人有较高的步行自由度；满足不了这一点，公共交通优先只是一句 空话。目前各大城市，城市道路不仅仅是车辆通行的要道，还是城区的分隔线，其上高 速的交通流将城市分割成孤立的街区，几乎不能做到步行优先。 交通拥挤是全世界都存在的城市病害之一，严重的阻碍了城市的可持续发展。国内 外实践己表明，单纯依靠扩大交通供给己难以满足日益增长的交通需求，欲从根源上缓 解