（载运工具运用工程专业论文）基于可持续发展的城市客运交通模式优化研究.pdf

摘要 可持续发展作为一种新的发展观，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。伴随着我国经济的持续增长，城市化进程的 不断深入，大城市交通所面临的交通拥挤、交通事故、大气污染等问题已严重制 约着城市社会、经济和生态环境的可持续发展。城市客运交通是城市社会经济发 展重要的支撑条件，而如何优化客运交通来实现城市交通可持续发展是新时期一 个崭新的课题，具有很高的研究价值。 本文在可持续发展和城市交通可持续理论的基础上，阐述了城市交通与社会、 经济、资源、环境的关系，分析了城市交通可持续发展的动力机制，确定了城市 客运交通模式的概念以及交通体系的构成，并对不同的城市客运交通方式的特点 进行分析。然后在分析我国城市客运交通模式的现状特征、发展趋势及影响因素 的基础上提出优化城市客运交通模式的总体思路；建立了不同交通方式对提高城 市客运交通效率的贡献度的评价指标体系，并用层次分析法对贡献度进行了综合 评价，评价结果可作为优化模型的价值向量；以客运交通效率最大化为目标，建 立了线性规划模型，并对模型的约束条件和参数进行分析。最后以重庆市为例进 行了实例分析，并针对性的提出了对策建议。 关键词：可持续发展；城市交通；交通模式；层次分析法；线性规划 a b s t r a c t s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ti san e wc o n c e p to fd e v e l o p m e n t ，a c c e p t e db yp e o p l ea l l a r o u n dt h ew o r l d ，w h i c hi st h er e s u l t so fl o n gt h i n ka n de x p l o r ef o rt h e m s e l v e s w i t h c o n t i n u o u si n c r e a s eo fe c o n o m yi no u rc o u n t r y , c o n t i n u o u s l yd e e p e ni nu r b a n i z a t i o n , b i gc i t i e sa l ef a c e dw i t ht h ep r o b l e m ss u c ha st r a f f i cc o n g e s t i o n , t r a f f i ca c c i d e n t s ，a i r p o l l u t i o na n ds oo n , w h i c hh a v ea l r e a d yr e s t r i c t e dt h es u s t a i n a b i l i t yo fu r b a ns o c i e t y , e c o n o m ya n de n v i r o n m e n t u r b a np a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o ni sa ni m p o r t a n tc o n d i t i o nf o r t h ed e v e l o p m e n to fu r b a ns o c i e t ya n de c o n o m y , b u th o wt oa c h i e v es u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n to fu r b a np a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o nb yo p t i m i z i n gp a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o n m o d ei san e wp r o b l e ma n do fg r e a tv a l u eo fr e s e a r c h o nt h e b a s i so ft h e o r i e so fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ta n ds u s t a i n a b l ec i t y , t h e r e l a t i o n s h i pu r b a nt r a n s p o r t a t i o na n ds o c i e t y , e c o n o m i c s ，r e s o u r c e sa n de n v i r o n m e n ti s e x p o u n d e d a n dt h i sp a p e ra n a l y z e st h em o t i v em e c h a n i s m o fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t f o rc i t i e s a n dt h e c o n c e p to fu r b a nt r a n s p o r t a t i o nm o d ea n dt h e s t r u c t u r eo f t r a n s p o r t a t i o ns y s t e ma r em a d ec l e a r t h e n ，o nt h eb a s i so fa n a l y z i n gt h es t a t u sq u o o f u r b a nt r a n s p o r t a t i o nm o d ei nc h i n aa n di t sd e v e l o p m e n tt r e n da n dt h em a i nf a c t o r s w h i c hi n f l u e n c et h eu r b a nt r a n s p o r t a t i o nm o d et h eb l u e p r i n to fo p t i m i z i n gt h eu r b a n t r a n s p o r t a t i o nm o d ei sp u tf o r w a r d f o re s t a b l i s h i n gt h eg u i d e l i n es y s t e m ，t h ed e g r e eo f c o n t r i b u t i o ni sv a l u e dw i t h 舳t h er e s u l tc a nb eu s e da st h ev a l u ev e c t o r a nl p m o d ei se s t a b l i s h e di no r d e rt om a x i m i z et h eu r b a nt r a n s p o r t a t i o ne f f i c i e n c y a n dt h e n ， r e s t r i c t i o n sa n dp a r a m e t e r so ft h em o d e la r ea n a l y z e d a tl a s t ，c h o n g q i n gi st a k e nf o r e x a m p l e ，a n d t h ec o u n t e r m e a s u r e sa n da d v i c e sa r eg i v e nw i t hp e r t i n e n c e k e y w o r d s ：s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ，u r b a nt r a n s p o r t a t i o n ，t r a n s p o r t a t i o nm o d e ， a h p , l i n e a lp r o g r a m m i n g 重庆交通大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体己经发表或撰写过的作品成果。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结果由本人承担。 学位敝作者签名5 雍滓眺叩年中月甲日 重庆交通大学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。 本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部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。同时授权中国科 学技术信息研究所将本人学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并进行信 息服务( 包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等) ，同时本人保留在其 他媒体发表论文的权利。 学位论文作者签名 皇兰翌羔 本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社c n k i 系 列数据库中全文发布，并按中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程规 定享受相关权益。 良c 歹 够台 l 、 弦弘易 牛月丫日 v 巳了 一7 1 日 = y ， f - 利甲、万竺名k - 、 签，缈1雠聋 教= 导期指日歹日 怠z州盥 0 月 名厶0 签( 储矿 文1 论 ：位期学日 第一章绪论 1 1 研究背景与意义 1 1 1 研究背景 第一章绪论 随着国民经济的迅速发展、城市化进程的加快以及加入w t o 的影响，我国的 机动车拥有量急剧增加。到2 0 0 8 年底，全国机动车保有量接近1 7 亿辆，2 0 0 0 年 以来机动车保有量的年增长率为1 6 2 。2 0 世纪9 0 年代以来我国私人汽车特别是 私人客车保有量的增长率逐年增大。再加上我国汽车工业的迅速发展，人民购买 能力不断增强，以及入世后国家对税率等政策的调整，我国城市的机动化，特别 是轿车家庭化仍会以较快的速度发展。剧增的机动车带来了很多便利，提高了人 的灵活性和机动性，提供了更多的就业机会，改善了多方面的生活质量，但剧增 的机动车也给城市带来了大量的负面影响主要表现在以下几个方面： 1 交通拥挤 交通需求与交通供给之间的不平衡发展给城市道路交通带来的直接问题之一 就是交通拥挤加剧。交通拥挤使交通延误增大，行车速度降低，带来了时间损失 和燃料费用的增加；低速行驶增加了排污量，导致环境恶化；另外交通拥挤使交 通事故增加，阻塞使人烦躁和不安，不但容易产生事故，而且影响工作效率和人 的健康。 美国每年因交通阻塞造成的经济损失达7 8 0 亿美元，间接经济损失更是接近 1 0 0 0 亿美元【1 】。2 0 0 5 年，英国工商联合会发表的一项统计表明，交通堵塞每年给 英国造成约2 0 0 亿英镑的经济损失，同时损坏了英国的商业形象。交通堵塞问题 在我国大城市逐渐成为社会问题，图1 1 是“世界无车日北京市二环和三环发生 的交通堵塞，著名经济学家茅于轼教授在一篇报告中指出，北京每年因交通堵塞 造成大约6 0 亿元损失。 第一$ 绪论 ( a ) 北京二环路交通堵塞( b ) 北京三环路交通堵塞 图1 1 北京交通堵塞 f i 9 1 1t r a f f i c c o n g e s l i o n i n a e l j l n g 总之，交通拥挤不但造成了巨额的经济损失，而且也制约着城市社会经济 的进一步发展。 2 交通污染 交通污染主要包括大气污染和噪声污染两个方面。有关资料显示嘲，在西方发 达国家中，汽车排出的污染物占大气污染物总量的6 0 以上、交通噪声占城市环 境噪声的7 0 以上。目前，机动车污染也逐渐为我国城市空气和噪声的主要污染 源，严重影响了这些城市的经济发展和居民的生活质量。在我国大城市，大气中 6 0 - 7 0 的氮氧化物、碳氢化合物，7 5 0 一9 0 的一氧化碳及大部分污染微粒，均 来自交通尾气 3 1 。城市主要道路两侧的噪声污染不断加剧，全国8 0 以上大城市交 通干线噪声超标( 大于7 0 分贝) ，严重影响了居民休息、教育和文化活动1 2 】。 3 占用大量资源 城市交通系统所消耗的不可再生资源主要是土地和能源。据有关资料介绍， 各国运输部门的石油消耗量占整个国家石油消耗总量的比例为；美国3 4 ，8 ，英国 3 06 ，法国2 82 ，日本2 69 ( 1 9 9 2 年资料) 2 1 ，并且每年都在上升，其主要 原因就是汽车的石油消耗量在增加。如果由于交通堵塞，还会使汽车燃油经济性 下降而造成能源消耗的浪费，这一点在城市中心区表现得尤其严重。另一方面， 我国人口众多，土地资源相对不足，并且国家实行严格控制城市建设用地的政策， 保持城市的高密度发展以减少耕地占用，在城市人口、机动车量急剧膨胀的情况 第一章绪论 下，这更加剧了城市土地资源的绝对短缺和交通用地的供给不足，制约着城市路 网的建设和扩展。以天津市为例，2 0 0 2 年城市交通用地仅占全市土地面积的1 2 ， 建成区路网密度不足1 1 5 ，低于纽约、东京等交通系统比较完善的城市l o 年前 的水平( 纽约1 9 9 2 年的路网密度为1 3 0 8 ，东京为1 8 6 8 ) 。 4 交通安全 由于部分交通参与者安全意识淡薄，交通违章现象十分严重，由此发生的城 市交通事故造成了大量的人员伤亡和高额的直接或间接经济损失。以2 0 0 3 年为例， 公安部交通管理部门受理的道路交通事故达6 6 7 5 0 7 起，造成1 0 4 3 7 2 人死亡， 4 9 4 1 7 4 人受伤，直接经济损失3 3 7 2 亿元。我国机动车保有量只占全世界的1 9 ， 但事故死亡人数却占世界的1 5 左右，可见我国已经成为世界上道路交通事故最 为严重的国家。2 0 0 0 年，我国万车死亡率达1 5 6 人，是美国的1 6 4 倍，口本的 1 5 4 倍，是法国和德国的1 0 9 倍( 见图1 2 ) 。 图1 2 中国、美国、日本、德国、法国万车死亡率比较 f i g1 2c o n t r a s to fd e m hr a t ei nc h i n a ，u s a ，j a p a n ，g e r m a na n df r a n c e 1 1 2 研究的意义 随着城市居民收入的提高，居民的出行频率增大、出行水平也有相应的提高。 同时，机动车拥有率也在以前所未有的速度提高。这正是我国经济高速发展的产 物，也是经济繁荣的象征。但是，这样的发展给城市交通方面带来了越来越严重 4 第一章绪论 的问题，如果对城市交通没有一个有效持续的解决方法，那么城市交通问题，将 成为“非典 之后的又一个严重的公共危机。在当前城市道路资源有限、环境承 载力不大的情况下，实现城市交通的可持续发展，比较有效和直接的途径就是“合 理化城市客运交通模式”。 1 2 国内外的研究概况 1 2 1 国外的研究概况 1 国外客运交通模式发展研究概况 施盖尔弗等人在1 9 7 5 年对城市交通系统与城市形态的关系进行的研究中指 出，城市形态的演变经历了由最初的“步行城市”到后来的“铺轨城市直至最 终的“依赖汽车轮胎的城市”的过程，由于交通方式的简单和交通工具的匮乏， 人们不得不集中到一起，形成最初的城市形态，在“依赖汽车轮胎的城市 时代 到来之前，城市的形态也必然是紧凑的。 关于城市交通系统与客运交通模式关系的基本理论，有的是通过经济学的概 念加以分析，建立在消费者行为学的基础之上。1 9 5 1 年，美国规划官员协会( a s p o ) 提交了一份研究消费者从居住地去工作地出行地报告。报告指出，消费者最为关 心地不是他们地住所与工作地之问地距离，而是走这一段距离所花费地时问。为 此报告中引入了“等时间线 的概念，用来表示城市中不同部分、以不同方式到 达城市中心的出行时问。在a s p o 的报告提出十年之后，洛顿温戈提出了新的 针对城市客运交通系统与客运交通方式关系的经济学模型。在a s p o 的报告中， 衡量出行的成本主要是考察出行时问的长度，而温戈则认为这一成本应用金钱来 衡量。他认为，一个理性的消费者往往会将交通与住房这两者结合在一起考虑， 并为止付出一笔固定的花费。温戈的论点在四年后的实地调查中得到了证实。调 查表明：受雇于高密度工作地点的工人不得不在高额的交通费用与高额的住宅消 费之问作出选择，许多人选择了郊区，这样交通的费用增加了，然而却因此换取 了相对便宜的住宅和庭院空问。 1 9 8 9 年，纽曼和肯沃思在分析交通系统与城市密度的关系时，对全球3 2 个城 市进行了考察，得出的结论是：人口密度与公交依赖性之问存在很高的相关关系， 随着人口密度的增加，公交的利用率将随之大幅增加。 目前，西方主要发达国家的城市客运交通结构基本上都属于亚稳定态或稳定 态，因此有关客运交通结构的研究也就基本集中在小汽车和公共交通两种交通方 式上。 第一章绪论 美国是小汽车得到充分发展的国家，小汽车的出行比例在很多城市达到9 5 以上。维护小汽车的发展也成为美国交通研究和交通政策制定的基础。在汽车技 术方面，1 9 9 3 年9 月2 9 日，美国总统发动一个“新一代汽车伙伴关系计划 ( p a r t n e r s h i pf o ran e wg e n e r a t i o no f v e h i c l e ) ，该计划的核心目标是开发新一代轿 车，使其燃料效率为1 9 9 4 年可比标准轿车的三倍( 百公里油耗由9 升降至3 升) 。 在交通管理技术方面，继7 0 年代和8 0 年代分别提出t s m 和t d m 之后，1 9 8 9 年 运输部又提出了一个长达3 0 年的交通研究计划h s ( i n t e l l i g e n tv e h i c l e h i g h w a ys y s t e m ) ，1 9 9 3 年改名为i t s ( i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m ) ，这些研 究计划一方面在能够维持城市正常运转的基础上，减少和平衡交通需求，另一方 面通过对交通的诱导、控制和管理，挖掘已有交通设施的潜力，提高交通容量。 美国也很重视公共交通，1 9 9 8 年颁布了“面向2 1 世纪的运输平衡法案 ( t r a n s p o r t a t i o ne q u i t ya c tf o rt h e2 1 s tc e n t u r y ) ，法案中明确规定“今后6 年，用 于交通设施管理的费用至少要1 9 8 0 亿美元，其中至少1 7 3 要用于公共交通 。但 毕竟美国的城市和生活方式己决定了美国把整个国家建立在四个轮子上，并且将 继续发展下去。 与美国形成鲜明对比的是日本，日本城市主要采用抑制小汽车的做法，大量 发展新型快速交通，以系统的交通结构替代小汽车的独占优势。1 9 8 7 年，日本第 四次全国综合开发计划提出在2 0 0 0 年建设全国一日交通圈的战略目标，更促进 了城市特别是大城市交通的快速化，大力发展地铁交通，同时改造原来的市际地 面铁路，使其逐步变成城市圈内部公共交通线路。日本十分重视城市地下空间的 开发利用，政府已经通过法律，明确要求各城市( 人口超过3 0 万) 必须制定地 下空问利用总体规划，为城市地下交通系统等的建设服务。公共交通尤其是轨道 交通的新技术在日本应用很快，现在日本的轨道交通方式已经包括常规铁路、地 铁、独轨列车、轻轨交通、新交通系统( n e wt r a n s i ts y s t e m ) 、线性电机小截面地 铁和自动导向系统( a g t ) ，日本东京与大阪两市的磁悬浮地铁于1 9 9 7 年底投产， 横滨、神户、福冈的磁悬浮地铁当时正在规划与建设中。目前日本的轨道交通建 设仍未停止，东京的地铁1 2 号线、三川线延伸等都在进行之中。 2 国外对交通结构的研究 城市客运交通模式其实就是一种交通方式结构，即各种交通方式所承担客运 周转量的分配比例。而在这方面，国外的研究对象集中在各种交通方式所承担的 交通出行量的分配比例上的，它是通过城市居民对出行方式的选择结果来表现的， 在一定程度上也就是交通方式的划分结果。所以，可以认为交通结构的研究应该 是从“交通方式划分研究”开始的。交通方式分担比例的观点在2 0 世纪5 0 年代 后期被用到美国芝加哥都市圈交通规划( c a t s ) 中，随后不久，该方法就传到欧 6 第一章绪论 洲及日本。根据方式选择的基本单位不同，方式划分模型主要有集计模型( 以小 区为单位将利用者的方式选择集计起来进行说明) 和非集计模型( 以个人为单位 构造模型来确定各交通方式选择概率，然后再将个人的选择结果集计起来，预测 方式分担量) 。集计模型开发较早，操作相对简单，但计算不精确。为弥补集计模 型的不足，非集计模型于2 0 世纪6 0 年代初开始被研究。进入2 0 世纪7 0 年代， 美国的m c f a d d e n 以及m a n h e i m ，b e n a k i v a ，l e r m a n 等专家相继对非集计模型进 行理论研究，将模型推入实用阶段，到现在各种非集计模型的研究仍在继续。集 计模型也好，非集计模型也好，其模型建立的不足是只考虑出行个人的利益，而 未充分考虑整个社会的整体利益。 1 2 2 国内的研究概况 1 国内客运交通模式发展研究概况 我国大城市交通工具的发展情况很早以前就受到了各有关部门的重视。1 9 8 4 年时进行了我国城市自行车等私人交通的发展前景及其对策的研究，当时虽 然初步探讨了我国城市私人交通机动化问题，但由于是自行车刚刚开始普及，自 行车自然而然的成为了研究重点。进入9 0 年代以后，随着城市交通问题的日益恶 化，城市公共交通越来越成为人们关注的焦点，上海市在1 9 9 0 年就进行了上海 城市公共交通综合治理的研究，并提出了上海市公共交通优先设计方案，之后我 国各大城市如南京、广州、合肥、石家庄等均进行了公交规划的专项研究。1 9 9 4 年，以国家纪委颁布汽车工业产业政策为标志，引发了有关我国私人小汽车 发展的持久的、激烈的、广泛的争论。前几年，中国工程院通过对国家课题2 1 世纪我国私用汽车发展研究的研究得出结论：汽车进入家庭已成为大势所趋。 我国大城市持续增长的客运交通需求，以及小汽车进入家庭后对城市交通的可能 冲击，使得我国很多城市将目光不约而同地转向了轨道交通，除了北京、上海、 天津、重庆、广州的轨道交通在进行进一步建设外，其他一些大城市城市的轨道 交通项目已通过批准立项，并即将开工建设。严格的说，上述各项研究只能算作 城市客运交通系统中的单项研究，它们没有或很少考虑到城市交通系统中的其他 方式。由于城市客运交通需求在各种交通方式中的分配产生了各种方式之问的协 作与竞争关系，使得每种交通方式都不是孤立存在的，甚至可以说，一种交通方 式的兴与衰与其他交通方式都有着密不可分的关系。从这个角度讲，上述研究或 多或少地存在着片面性。 1 9 9 6 年中国科学院技术科学部的院士咨询项目发展我国大城市交通的研 究：在该项研究中，对我国城市未来的客运交通方式结构进行了预测，结果为公 第一章绪论 7 共汽车交通占2 5 3 5 ，轨道交通占5 1 0 ，公用和家用小汽车占1 0 1 5 ， 其余4 0 6 0 为自行车和其他。虽然，该结构是通过宏观研究得到的结果( 没有 对我国城市分门别类的进行研究) ，但至少给了我们有关我国大城市未来发展的方 向。 2 国内对交通结构的研究 国内，自引进“四阶段 交通规划法后，许多专家纷纷展开了对方式划分模 型的研究，这里不再赘述。国内关于客运交通结构其他方面的研究主要包括以下 内容。 顾尚华在浅议城市客运交通的合理结构( 1 9 9 3 ) 一文中分析了国内外城市 交通结构的差别，提出选择城市客运交通合理交通结构的条件，给出了交通结构 合理化的措施。张迎东、徐吉谦在论文“关于我国城市客运交通结构发展思考 ( 1 9 9 4 ) 中说明了各种交通方式的适应性，提出应建立一种高效的交通结构的发展 思想。许庆健在发表的题为“试论城市客运交通的合理结构 ( 1 9 9 8 ) 的文章中从 客运交通系统的构成、结构影响因素、结构现状入手，也给出了合理化交通结构 的措施。陈学武、王炜在1 9 9 8 年根据人们对交通方式选择的内在规律，进行出行 方式分类划分，研究主要分为纯体力交通方式、半机动化交通方式和机动化交通 方式三类，再进一步分析计算，从而进行交通结构预测。贺玉龙、陈洪兵在论文 我国城市客运合理结构( 1 9 9 8 ) 中指出城市客运交通结构应与社会经济和城 市化发展相适应，目前我国城市客运应优先发展公共交通，并适当控制私人交通 心詹运洲所著的“城市客运交通政策研究及交通结构优化( 2 0 0 1 ) 一书围绕当前城 市交通政策的核心问题交通结构的优化，提出了我国不同规模城市的交通结 构演化趋向，并把交通管理优化和公共交通优化作为交通结构优化的重点。俞礼 军在博士论文城市交通可持续发展研究( 2 0 0 2 ) 中从城市交通可持续角度分析 客运交通，指出大城市要大力发展公共交通，逐步降低自行车的出行总量，达到 较为合理的交通结构；中小城市将建立以公共交通和自行车交通为主的交通结构： 在大中小城市都应该控制小汽车规模、限制摩托车发展。 1 3 本文的主要研究内容与技术路线 1 3 1 主要的研究内容 1 分析城市交通社会、经济、资源、环境的关系，并阐述城市交通可持续发 展的内涵、目标和原则。分析城市交通可持续发展的动力机制，指出城市交通可 持续发展对客运交通模式的要求。 8 第一章绪论 2 确定城市客运交通模式的概念以及交通体系的构成，并对不同的城市客运 交通方式的特点进行分析。分析我国城市客运交通模式的现状特征，并指出其发 展趋势。对城市客运交通模式的主要影响因素进行分析，这些影响因素包括：交 通政策、经济发展、城市用地规模和布局、交通基础设施、城市自然条件、城市 环境容量。 3 分析城市客运交通模式优化的必要性，并提出优化的总体思路；建立不同 交通方式对提高城市客运交通效率的贡献度的评价指标体系，并用层次分析法对 贡献度进行综合评价，评价结果可作为优化模型的价值向量；以客运交通效率最 大化为目标，建立线性规划模型，并对模型的约束条件和参数进行分析。 4 以重庆市为例，运用优化模型求得规划年重庆客运交通系统的最优模式， 并对结果进行分析，提出确保最优模式实现的具体建议与措施。 第一章绪论 9 1 3 2 技术路线 1 0 第二章城市交通可持续发展理论研究 第二章城市交通可持续发展理论研究 2 1 可持续发展的基本理论 2 1 1 可持续发展的定义 可持续发展问题的提出源于人们对环境问题的逐步认识和热切关注。其产生 的背景是人类赖以生存的环境和资源遭到越来越严重的破坏，人类不同程度地尝 到了破坏环境的苦果。2 0 世纪3 0 年代以来，尤其是二战以后，发达国家的工业和 经济高速增长，由于掠夺性地开发资源，同时人口急剧增长、带着污染的工业经 济迅速发展和集聚，伴随着有害废品的消费膨胀，导致地球表面系统人类生 存环境的恶化，出现了资源枯竭、人口拥挤、供应不足、环境污染等有碍人类经 济社会发展的现象，在城市尤为严重。这些问题在2 0 世纪6 0 年代以来表现十分 突出，引起了越来越多人的关注。经验与教训使人们认识到把经济、社会与环境 割裂开来，只谋求自身的、局部的、暂时的经济性，带来的只能是他人的、全局 的、后代的不经济性甚至灾难。 1 9 7 2 年，联合国在斯德哥尔摩召开了“人类环境会议 ，发表了人类环境宣 言，引起了全球对环境问题的重视，研究了经济发展与环境保护之间的关系问题。 1 9 8 7 年，挪威前首相布伦特兰夫人( g r oh a r l e mb r u n d l a n d ) 主持的联合国世 界环境与发展委员会发表了长篇调查报告我们共同的未来( o u rc o m m o n f u t u r e ) ，其中系统阐述了人类面临的一系列重大的经济、社会和环境问题，提出 了可持续发展( s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ) 的概念：可持续发展是满足当代人的需 求，又不损害子孙后代满足其需求能力的发展。这一概念在1 9 9 2 年联合国环境与 发展大会上得到了广泛的接受和认同。 我国学者对可持续发展的定义是：不断提高人群生活质量和环境承载能力的、 满足当代人需求又不损害子孙后代满足其需求能力的、满足一个地区或一个国家 人群需求又不损害别的地区或国家人群满足其需求能力的发展。 简而言之，可持续发展就是促进发展并保证其可持续性，它包含了发展与可 持续性两个概念，如图2 1 所示。 第二章城市交通可持续发展理论研究 图2 1 可持续发展示意图 f i g2 1s k e t c hm a po fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t 2 1 2 可持续发展的原则 在可持续发展内涵中，体现出以下几个基本原则： 第一，公平性原则。发展应满足整代人的需求，而不是一部分人的需求。可 持续发展强调代内公平、代际公平以及资源分配与利用的公平。目前全球这种贫 富悬殊、两极分化的世界是不可持续的。因此，要把消除贫困作为可持续发展过 程特别优先的问题提出来考虑，要给世世代代以公平的发展权。 第二，持续性原则。在“满足需求”的同时，必须有“限制”的因素，“发展 的概念中包含着制约因素，主要限制因素是人类赖以生存的物质基础，即自然资 源和环境。“发展 和“需求”要以生物圈的承载能力为限度，“发展”一旦破坏 了人类赖以生存的物质基础，“发展”本身也就衰退了。持续性原则的核心是人类 的社会和经济发展不能超越资源与环境的承载能力。 第三，共同性原则。可持续发展思想的前提是只有一个地球，为了我们共同 的未来，可持续发展要求人们对可持续发展的价值观念和道德观准则的普遍认同； 要求打破民族和国家、种族和行业的界限，根据合理的要求对资源的利用进行全 面的衡量和协调；要求国际间的和行业间的广泛合作与协同行动。 第四，和谐性原则。可持续发展思想所要达到的理想境界是人和人之间以及 1 2 第二章城市交通可持续发展理论研究 人和自然之间的和谐，这就要求每个人在考虑和安排自己的行动时也要考虑到自 己的行动对他人、后代人及自然环境的影响，从而在人类内部及人类和自然之问 建立起一种互惠共生的和谐关系。 第五，协调性原则。根据可持续发展的思想，良好的自然环境是可持续发展 的基础，经济的发展是可持续发展的条件，稳定的人口是可持续发展的要求，科 技进步是可持续发展的动力，社会发展是可持续发展的目的，因此，经济、环境、 人口、社会、科技应协调发展。 2 2 可持续发展与城市交通 从目前世界各国的实践来看，城市交通的发展正日益显示出它所具有的正反 两方面的复合作用：一方面，只有发达的城市交通系统，才能使经济更加网络化、 市场化、全球化；另一方面，随着经济增长，交通需求日益剧增，传统的城市交 通给城市资源、环境带来的压力和负面影响成为世界各国普遍关注和共同面临的 难题，如何协调经济、资源、环境与城市交通的关系将直接关系到整个城市的可 持续发展。 2 2 1 城市交通与社会、经济关系分析 传统的城市交通一般以“可达性 为目标，期望通过不同的交通方式的协作 与竞争得到有效的交通服务。这种城市交通的发展方式主要从交通的功能出发来 建立和规划交通系统，而忽视了交通的负面影响，不利于城市及交通的可持续发 展。 可持续发展的内涵在于“可持续特性”，他要求整个社会系统的各部分相互协 调、相互促进，实现一种良性阶梯式的发展。 1 城市交通与经济发展 城市交通发展与经济发展二者存在着一种互相制约又互相促进的关系城市交 通系统是经济发展的重要保证。交通运输所完成的客、货运输为经济的发展提供 基本前提。没有交通就不能进行现代化的社会大生产。城市交通是城市人口流动 的载体，随着城市化进程的加快，城市人口流动的速率上升，城市自身人口与外 来人口的出行需要形成了城市交通的客运需求。对客运需求的满足程度是衡量社 会发展水平的标志。城市交通在负担城市物质流和人口流的同时，间接地为城市 发展的信息流和能量流提供物质基础。 城市交通的功能决定了其对社会经济发展的作用，而社会经济的发展对城市 交通又有着拉动和限制作用。社会生产力的发展水平决定了城市交通系统的技术 第二章城市交通可持续发展理论研究 水平和交通运输的效率。社会经济的发展决定了对交通系统地投入量和需求量， 从而决定了城市交通的发展规模和发展方式。 2 城市综合交通与社会发展 城市综合交通与人口 城市常住人口的出行是城市交通客流的主要组成部分，其次是城市的流动人 口。随着城市化进程的加快，一方面，城市人口快速增长，加剧了城市客运交通 系统的负担。同时，人口总量规模的迅速增加、人口构成和空间分布的高度非均 衡给城市交通系统带来更大的压力。另一方面，人口向城市适度集中，在一定的 地域范围内，城市形态和功能不断扩大和发展，产业结构不断优化，城市设施不 断完善和提高，城市化进程加快，城市将成为人类的主要地区，城市的功能也将 发生重大的变化，从工业生产中心转为第三产业的中心。城市化发展加大了城市 交通的需求，引起交通基础设施的需要量增加。 道路交通事故 近年来，我国每年因道路交通事故死亡的人数均在1 0 万以上，造成直接经济 损失每年都在3 0 亿元左右。道路交通灾害是“人车环境 要素关系不和 谐导致的出乎人们意外和不希望发生的破坏性事件。一般来说，交通事故和交通 灾害的发生，从直接因素来看，是交通运输过程中外部环境的突变、运载工具失 控和交通行为人操作失误这三种因素交互作用而发生的。从间接因素来看，交通 灾害的发生与发展有其经济和社会基础，与人们追求不恰当的利益有密切关系。 我国交通事故率高，除了交通设施较差、车辆技术性能和质量水平不高外， 还有一个重要的原因在于社会文化环境和人们思想观念的落后。由于社会经济发 展水平低，人们对经济收入评价较高，而对生命的价值评价较低。人们难以兼顾 效率与交通秩序，千方百计以破坏交通秩序为代价，取得效率。交通秩序乱了， 其他秩序难免形成多米诺骨牌效应，危及到社会的方方面面。 道路交通拥堵 交通拥堵在我国各大城市已成为普遍现象，尤其是上下班高峰时期，拥堵现 象更为严重。交通拥堵的根本原因是道路的容量限制了城市的交通总量，从而影 响了交通效率。道路拥堵对于交通使用者都是一种时间和金钱的浪费。据美国德 克萨斯州运输研究所最近发表的一项研究报告显示，美国因交通堵塞，平均每年 造成的经济损失高达6 3 1 亿美元，间接经济损失更是接近1 0 0 0 亿美元。其中，交 通堵塞使美国人一年浪费的时间达3 7 亿小时，人均每年因交通高峰期浪费的时间， 自1 9 8 2 年以来已从1 6 小时增加到4 7 小时，浪费的汽油达2 3 亿加仑，平均每年 因道路拥堵导致各种交通工具白白燃烧1 0 0 亿升燃油。 交通拥堵是现代城市的世界通病，随着中国城市化进程的快速发展和私人财 1 4 第二章城市交通可持续发展理论研究 产的急剧增长，聚集城市的人越来越多，购车的人越来越多，城市交通发展赶不 上车辆的激增，必然会造成拥堵。目前，深圳市拟通过提高停车费的做法来限制 私家车的出行，解决交通拥堵的难题。今后在深圳中心区高峰期停车费拟涨幅超 过2 0 0 ，私家车月均停车费将上涨6 9 4 元。 在国外不少地方，私家车已普及，但国外对私家车严加管制，鼓励更多的公 民使用公交车出行，私家车多数成了周末车、郊游车、购物车，而不是上下班的 代步车。中国也将步其后尘，深圳的做法只是一次预演而已。 3 城市交通与城市发展 城市发展引导着城市交通的建设 城市的发展是城市交通网络人流、物流形成的源泉，城市人流与物流的增加 也有利于提高城市交通网络的运营效率，促使交通网络的优化。随着城市规模不 断扩大，城市空间逐渐扩展，城市交通需求的时空分布亦相应改变。同时，城市 空间的扩展带动了土地利用的开发，刺激了新的交通需求，促使城市交通的建设。 因此，就城市交通系统而言，合理调整城市空间布局和引导城市结构的扩展模式， 能够减少大量的无效交通需求，适当分散城市功能、控制土地开发强度，改善交 通需求的时空分布特征、消减交通总量，指导城市交通建设，从而缓解城市交通 冲突、提高城市交通运输效率。 城市交通建设支撑城市的发展 制约城市空间扩展最重要因素是交通可达性，城市交通建设改善了空间距离， 增强了远离市区地域的空间可达性，从而推动城市空间扩展朝着区域层面发展。 另外，城市交通作为沟通地区城市之间联系的桥梁，是城市人流、物流的通道。 连接发达城市带和经济核心区的交通通常成为区域内重要的经济发展轴线。因此 出入口交通成为城市扩散的重要途径，特别是高等级公路，其对城市布局的导向 作用是明显的，对加快城市化进程，推动城市群的出现起着关键的作用。 城市和城市交通之间的协调发展 城市和城市交通之间的协调发展，既涉及到两个系统本身的发展演化，又离 不开两者的相互作用的机制性影响。从时间观上看，城市发展和城市交通往往表 现为非同步且相互追赶的互动关系。当交通建设滞后于城市发展时，城市发展的 客观需要就成为推动城市交通建设的动力；当地区经济发展水平偏低，城市交通 建设落后时，就会加快城市交通建设步伐，带动城市经济的发展。从空间观上看， 城市发展和交通系统则表现为既排斥又吸引的互动关系。城市交通作为城市人流 和物流的运输通道，对城市特别是中小城市发展和布局有很大的吸引与集聚作用。 起初的集聚对交通和城市发展均有利，但当过境的交通演变成为城市内部交通时， 彼此之间的排斥作用将推动交通与城市系统空间的重新布局。若过境交通外迁后， 第二章城市交通可持续发展理论研究 1 5 一方面，原有过境交通成为城市交通，城市发展加快；另一方面，由于交通便捷 度和城市土地经济的拉动，城市发展方面又会重新指向刚刚外迁的过境交通，开 始了新一轮的交通与城市系统的空间互动过程。 2 2 2 城市交通与资源、环境关系分析 城市交通系统的运转是靠消耗地球上的资源和能源来维持的。由于资源是有 限的，生态负荷也是有一定限度的。在发展过程中，要将交通发展和资源环境的 承载力相协调，努力把生态问题发生的频率和失调的范围控制在资源存量和环境 状况的基准线之内。 1 资源耗用 城市交通耗用的资源主要是土地、能源和资金。 城市交通系统与城市土地利用之间的关系是一种循环的反馈关系。交通需 求的根本原因是土地利用，由于土地利用上的人必须进行生产、生活等形形色色 的社会经济活动，土地使用强度越高，社会经济活动强度越高，交通需求就越高。 另一方面，由于社会经济活动具有毗邻效应和聚集效应，交通条件和可达性又促 进了土地使用强度的提高，道路及交通设施的改善又反过来改变土地利用的强度 和模式，这就是交通促进和影响土地使用的反作用。土地利用产生交通需求，可 达性的增强和改善，又影响社会空间活动的选址，再次刺激新的土地开发，并再 次开始土地利用和交通系统相互影响的循环，直至趋于平衡。它们之间构成了一 种循环式的互为反馈的系统。如图2 2 所示。 图2 2 交通设施与土地利用的闭环影响系统 f i g2 2c l o s e dl o o ps y s t e mo ft r a f f i cs t r u c t u r ea n dl a n du s e 对于一个城市来说，其可供交通系统使用的土地面积是有限的，否则将影响 城市社会经济的发展和城市总体建设。同时，城市道路的面积也限制了交通总量， 1 6 第二章城市交通可持续发展理论研究 如果车辆的保有量大于道路的交通承载能力，就会造成车辆拥挤、交通堵塞，最 终将影响交通效率。因此，要寻求一种集约的、合理的土地使用模式，使城市与 交通协调发展。 交通的能源目前主要以石油燃料为主，随着交通系统的发展，其能源消耗 在社会总能耗中的比例不断上升，成为石油资源的主要消费者，如何调整运输的 能源消费结构是我们亟待解决的问题。目前开始研制和开发的电动汽车和可以使 用多种燃料的汽车，将成为协调城市交通与环境的一项重要举措，有利于缓解石 油耗用的难题。 城市交通系统耗用的另一资源是资金。一方面，城市综合交通系统必须获 得足够的资金以维持正常的运营并使系统得以扩展；另一方面，必须通过交通运 输服务的“使用收费 环节来实现对系统成本的回收。可持续性要求交通服 务供给的高效率和基础设施运营的高效性。 2 环境污染 城市综合交通系统对环境的污染主要是大气污染和噪声污染。 城市综合交通对大气排放的污染物主要是氮氧化合物( n o x ) 、一氧化碳 ( c o ) 、铅( p b ) ，碳氢化合物( h c ) 等。他们对大气环境、城市建设、居民 工作生活与身体健康具有很大的危害。 城市综合交通系统的另一环境危害是交通噪声。工业发展及人口和交通流 量的增加，使城市噪声污染问题日益突出。在影响环境噪声的构成中，交通噪声 居首位，其次是工业和施工噪声，再次是生活噪声。噪声对城市居民的生活、学 习和身体健康危害较大，长期的噪声污染易造成人的听觉神经破坏、失眠等等。 2 3 城市交通可持续发展理论 2 3 1 城市交通可持续发展的内涵 根据可持续发展的基本涵义，城市交通可持续发展，就是城市交通发展在满 足社会发展对它提出的更高需求的同时，综合考虑并保证其自身发展及社会复杂 大系统发展可持续要求的实现，以期达到一种城市交通系统内部及其与外部环境 之间的长期的动态协调。城市交通作为城市大系统的重要组成部分和四大功能之 一，其自身发展的可持续性，是支持城市可持续发展的前提。可持续发展的城市 交通系统包括三个方面的内容： 第一，经济的可持续性要求交通服务供给的高效率和基础设施运营的高 效性。城市交通系统一方面必须获得足够的资金以维持正常的运营并使系统得以 第二章城市交通可持续发展理论研究 1 7 扩展，另一方面必须通过交通运输服务的“使用一收费 环节来实现对系统成本 的回收。 第二，社会的可持续