□ 王 波 周志華

交通問(wèn)題其實(shí)就是供需關(guān)系處理問(wèn)題，交通政策反映了城市的價(jià)值取向。任何城市的出行結(jié)構(gòu)都是與城市所能（或者愿意）提供的服務(wù)水平相關(guān)。如果追求個(gè)人自由而不顧及整體效率，私人交通工具一定是首選（如開(kāi)羅城），但通常一個(gè)有序的城市是不會(huì)完全放開(kāi)交通市場(chǎng)，都會(huì)針對(duì)不同群體提供相應(yīng)的交通服務(wù)，通過(guò)個(gè)體交通與公共交通的成本差讓那些對(duì)時(shí)間和舒適度要求不高的出行自覺(jué)選擇公共交通，為其他出行騰出空間（如目前大多國(guó)內(nèi)城市）。如果這種服務(wù)水平仍不能滿意，就需擴(kuò)大成本差，用強(qiáng)制手段進(jìn)行調(diào)控，提高個(gè)體出行成本并切實(shí)解決公交服務(wù)能力（如新加坡、香港）。因此，城市選擇何種交通模式，根源是對(duì)交通自由度的接受程度，讓哪種（多大規(guī)模的）群體享有什么樣的服務(wù)，這就是城市的價(jià)值取向，任何管制措施均應(yīng)在這個(gè)基礎(chǔ)上制定，交通也不例外。

目前，上海市、北京市的實(shí)際人口都超過(guò)2000萬(wàn)，廣州市也接近1800萬(wàn)。人口規(guī)模的增加意味著人均資源的減少，因此，城市所選擇的主流交通方式應(yīng)該是低占有率、高集成的公交方式。世界上但凡以公交優(yōu)勝戰(zhàn)略建城的城市均把發(fā)展常規(guī)公交作為提升城市交通水平的首要任務(wù)，地面公交比例一直占據(jù)主體地位。國(guó)內(nèi)從2004年提出優(yōu)先發(fā)展公共交通的政策建議，以此提升城市整體交通質(zhì)量，但至今未能完全達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，即使在公交比例較高的北京（33%）、廣州（34%）等城市，道路車速也只維持在23公里/小時(shí)的水平。其原因在于公共交通的自身定位，尤其是常規(guī)公交所提供服務(wù)的質(zhì)量較低，難以與小汽車形成競(jìng)爭(zhēng)。

實(shí)踐證明，提升常規(guī)公交的競(jìng)爭(zhēng)能力，運(yùn)力是基礎(chǔ)，路權(quán)是關(guān)鍵，二者缺一不可。為此，有必要按照“重新劃分交通資源、確保地面公交優(yōu)先”的發(fā)展思路，以城市綜合交通模型為平臺(tái)，對(duì)交通容量的計(jì)算方法進(jìn)行深入研究，從出行的可控性和舒適性兩方面重新構(gòu)建模型，以更好地解決道路交通資源分配問(wèn)題。

一、國(guó)內(nèi)外理論研究

1.研究背景

路網(wǎng)容量的概念最早由美國(guó)交通工程學(xué)者在20世紀(jì)50年代提出的，歷經(jīng)幾十年的研究，學(xué)者們對(duì)路網(wǎng)容量的物理意義、研究方法都有著不同的認(rèn)識(shí)，并隨著時(shí)間推進(jìn)不斷調(diào)整和深入。

美國(guó)學(xué)者認(rèn)為，路網(wǎng)容量是在路段通行能力制約下，滿足系統(tǒng)最優(yōu)，路網(wǎng)所能承擔(dān)的最大交通流，通過(guò)圖論、交通分配模擬和線性規(guī)劃等方法建立不同研究模型。20世紀(jì)80年代初，法國(guó)工程師路易斯·馬尚提出了時(shí)空消耗法，認(rèn)為城市路網(wǎng)在一定時(shí)段內(nèi)的物理容量是受時(shí)間、空間限制的，路網(wǎng)容量是時(shí)空資源制約下路網(wǎng)系統(tǒng)所能服務(wù)的最大交通流量。

近年來(lái)，NikolasGeroliminis和CarlosF.Daganzo論證了宏觀交通流基本圖（MFD）的概念，認(rèn)為路網(wǎng)通過(guò)的交通流量、車流密度以及路網(wǎng)空間平均車速三者間關(guān)系與路段有相似性，即在自由流與擁擠流區(qū)間路網(wǎng)同樣存在最大流量，證明了路網(wǎng)容量這一命題的存在性。

國(guó)內(nèi)最早在1986年由長(zhǎng)沙交通學(xué)院的木納和中國(guó)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院的關(guān)忠和根據(jù)時(shí)空消耗的概念提出了路網(wǎng)容量。隨后，東南大學(xué)楊濤、沈陽(yáng)建筑工程學(xué)院王春生和上海海運(yùn)學(xué)院周溪召也利用時(shí)空資源的概念對(duì)高峰小時(shí)交通容量進(jìn)行分析推算。楊濤等人基于最大流最小割定理，將Ford-Fulkson算法進(jìn)行改進(jìn)，提出了衍生割集網(wǎng)絡(luò)極大流算法（ECS）；北京工業(yè)大學(xué)陳春妹對(duì)路網(wǎng)容量定義進(jìn)行了梳理，根據(jù)時(shí)空消耗法構(gòu)建了路網(wǎng)容量模型等。

2.研究方向

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于路網(wǎng)容量的研究方向和側(cè)重點(diǎn)各不相同。國(guó)外側(cè)重于動(dòng)態(tài)容量機(jī)制下對(duì)擁堵收費(fèi)政策的研究，國(guó)內(nèi)規(guī)劃部門側(cè)重于交通容量下的土地開(kāi)發(fā)模式研究，交管部門則關(guān)注容量限制下的機(jī)動(dòng)車規(guī)模和交管辦法的研究。如前所述，交通問(wèn)題的本質(zhì)是公共決策問(wèn)題，交通政策反映了城市價(jià)值取向，解決交通擁堵回避不了公眾的交通權(quán)益分配問(wèn)題。換言之，在當(dāng)前及今后資源增長(zhǎng)受限的情況下，如何對(duì)有限的交通資源重新劃分，成為解決交通問(wèn)題的關(guān)鍵?；诖耍煌ㄈ萘糠治鲆灿斜匾从陈窓?quán)分配的公共政策價(jià)值導(dǎo)向，即地面公共交通路權(quán)優(yōu)先，以改善城市交通資源配置，提高城市交通系統(tǒng)運(yùn)行總體水平。

二、交通容量分析方法與關(guān)鍵技術(shù)

路權(quán)分配就是道路交通資源的分配，最優(yōu)的路權(quán)分配方案應(yīng)該在城市交通系統(tǒng)所能提供的總?cè)萘康那疤嵯峦ㄟ^(guò)逐步調(diào)優(yōu)獲得。

1.容量定義

在既定供需基礎(chǔ)下，確定服務(wù)水平目標(biāo)，通過(guò)模型迭代，尋找最優(yōu)路權(quán)分配下單位時(shí)間內(nèi)城市交通系統(tǒng)所能服務(wù)的最大出行量。

（1）既定供需基礎(chǔ)。既有道路網(wǎng)絡(luò)、軌道網(wǎng)絡(luò)和出行需求。

（2）服務(wù)水平目標(biāo)。政府及大多數(shù)市民能夠接受的交通服務(wù)水平，對(duì)交通容量達(dá)到最大時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行界定，建立指標(biāo)評(píng)價(jià)體系。

2.影響因素

出行服務(wù)水平是對(duì)出行全過(guò)程的總體評(píng)價(jià)，需要建立共識(shí)性的指標(biāo)，融入供需平衡概念，代表整個(gè)系統(tǒng)的吸納能力。影響出行服務(wù)水平的指標(biāo)主要有：出行的可控性（時(shí)耗）和旅途的舒適性（車內(nèi)擁擠度）。社會(huì)車輛主要考慮車速水平，公共交通則還需考慮車廂擁擠度、候車時(shí)間等。最優(yōu)的路權(quán)分配方案需要考慮以下因素。

（1）時(shí)耗。人的一天活動(dòng)可以做如下簡(jiǎn)單分配：8個(gè)小時(shí)工作學(xué)習(xí)、8個(gè)小時(shí)睡眠、餐飲和家務(wù)等日常基本活動(dòng)4個(gè)小時(shí)、娛樂(lè)休閑2～2.5個(gè)小時(shí)，那么花費(fèi)在交通上的時(shí)間大約在1.5～2個(gè)小時(shí)。如果超過(guò)這個(gè)限制，其他生活需求將受到壓制，生活質(zhì)量下降。另外，有學(xué)者從交通的角度對(duì)居民出行時(shí)耗進(jìn)行了研究，時(shí)耗與城市規(guī)模相關(guān)，出行時(shí)耗占日常時(shí)間比例相對(duì)穩(wěn)定，一次出行最大時(shí)間有容忍上限，其中特大城市約為60分鐘。

（2）小汽車與公交車時(shí)耗比。公交優(yōu)先實(shí)質(zhì)上是在系統(tǒng)最優(yōu)前提下，公共交通通過(guò)管理從小汽車那里取得應(yīng)得的道路資源，在一定服務(wù)水平下，二者的時(shí)耗比越低，公交發(fā)展水平越高。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)此有過(guò)專門研究，得出公交與平均出行時(shí)耗比在1.15～1.56倍之間。

（3）車廂擁擠度。與小汽車相比，公共交通要具備一定的競(jìng)爭(zhēng)力，必須對(duì)現(xiàn)有擁擠度的標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)提高。建議結(jié)合城市實(shí)際情況自行確定（如5人/平方米），在容量測(cè)算時(shí)，該指標(biāo)作為初始值輸入，用擁擠分配模型對(duì)溢出客流進(jìn)行二次加載。

3.分析過(guò)程

容量涵蓋了交通供需關(guān)系，用來(lái)運(yùn)算的模型不能僅局限于設(shè)施物理容量，應(yīng)考慮供應(yīng)與需求的匹配關(guān)系和系統(tǒng)服務(wù)水平的認(rèn)定?？煽紤]在傳統(tǒng)的綜合交通模型基礎(chǔ)上搭建，讓交通容量的研究從實(shí)驗(yàn)室中走出來(lái)，進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域。總體技術(shù)流程如圖1所示。先設(shè)定初始公交運(yùn)力和路網(wǎng)（路權(quán)）方案，再逐步調(diào)整交通需求、路權(quán)分配等，其中由于對(duì)路權(quán)的分配涉及到實(shí)際可行性的判斷，需要人工加以檢驗(yàn)后再納入循環(huán)迭代?？傮w上有兩個(gè)判斷過(guò)程：①檢驗(yàn)平均時(shí)耗。不達(dá)標(biāo)時(shí)對(duì)可變地區(qū)開(kāi)發(fā)規(guī)模進(jìn)行調(diào)整（人口、就業(yè)），重新納入循環(huán)迭代。②檢驗(yàn)地面公交與小汽車時(shí)耗比。不達(dá)標(biāo)時(shí)調(diào)整公交路權(quán)和運(yùn)力，納入循環(huán)測(cè)試。通過(guò)上述過(guò)程的不斷調(diào)整優(yōu)化，最終獲得在指定服務(wù)水平下的矩陣總量、方式結(jié)構(gòu)、路權(quán)分配方案和用于啟動(dòng)相關(guān)措施的車速閾值，以上過(guò)程構(gòu)成了容量測(cè)算的核心內(nèi)容。

4.關(guān)鍵技術(shù)

（1）公交車道的車速標(biāo)定。本次研究對(duì)現(xiàn)狀各類公交車道（路中和路側(cè)公交專用道、混行車道）分別選取不同路段進(jìn)行了車速調(diào)查，其結(jié)果見(jiàn)表1所列，以此納入模型中標(biāo)定公交車速。

圖1 基于最優(yōu)路權(quán)分配的交通容量分析技術(shù)流程

表1 公交車道車速標(biāo)定

（2）公交車道形式的甄選方法。公交車道形式一般有3類：路中（BRT）專用道、路側(cè)專用道和混行車道。在模型中，尋找最優(yōu)的路權(quán)分配就是對(duì)公交車道形式的不斷調(diào)整。選取公交車速低于城市期望速度（17公里/小時(shí)）的道路作為調(diào)整對(duì)象，調(diào)整次序如下：①若不是公交專用道（混行車道），調(diào)整為路側(cè)專用道。②已是路側(cè)專用道，且公交客流≥2萬(wàn)（人·次）/小時(shí)，調(diào)整為路中專用道。③已是路中專用道，不作調(diào)整。在模型給出的專用道方案基礎(chǔ)上，經(jīng)人工介入判斷可行后納入模型循環(huán)測(cè)試。

（3）在公交分配過(guò)程中引入擁擠分配方法。在實(shí)際生活中，乘客會(huì)根據(jù)公交車的滿載情況選擇線路或班次，而以往一般的公交模型并沒(méi)有考慮這個(gè)因素，主要側(cè)重于對(duì)路徑的搜索。本次研究引入擁擠模型，先設(shè)定車廂的標(biāo)準(zhǔn)容量（5人/平方米），在容量限制下通過(guò)公交擁擠分配獲得未加載矩陣，轉(zhuǎn)入下一次分配，未能上車的乘客總候車時(shí)間可通過(guò)公式計(jì)算：總候車時(shí)間＝（未加載客流×發(fā)車間隔＋小時(shí)消散能力）/2。

（4）引入停車泊位供給作為方式選擇的重要因素。在實(shí)際出行中，車位因素（有無(wú)車位、停車費(fèi)用、停車位供需比等）是決定出行方式時(shí)的重要因素，本次研究對(duì)原有綜合交通模型進(jìn)行了改進(jìn)，在方式選擇時(shí)引入車位因素進(jìn)行控制。泊位規(guī)模首先作為輸入條件介入交通主方式的劃分，當(dāng)動(dòng)態(tài)交通經(jīng)過(guò)循環(huán)迭代后達(dá)到飽和時(shí)，再反饋實(shí)際對(duì)應(yīng)的泊位規(guī)模，形成動(dòng)態(tài)與靜態(tài)聯(lián)動(dòng)的模式，彌補(bǔ)動(dòng)態(tài)交通需求不能反映靜態(tài)供給的不足。并且，引入尋找車位時(shí)間作為小汽車出行的時(shí)間懲罰。小汽車出行綜合成本可通過(guò)下式計(jì)算：小汽車出行綜合成本＝出行時(shí)間＋（里程費(fèi)用＋路橋費(fèi)＋停車費(fèi)）/每小時(shí)時(shí)間價(jià)值×60/載客率+小汽車尋找車位時(shí)間。當(dāng)車位超過(guò)實(shí)際需求時(shí)，出行者是否選擇個(gè)體方式取決于對(duì)時(shí)耗的判斷。

廣州市在新一輪總體規(guī)劃中明確提出了建設(shè)公交都市的目標(biāo)。本次研究按照基于最優(yōu)路權(quán)分配的交通容量分析計(jì)算方法，提出在大力建設(shè)地鐵的前提下，到2020年地面公交仍然作為城市公共交通的主體，在主城區(qū)公交專用道444公里方案基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)充公交優(yōu)先網(wǎng)絡(luò)（新型有軌電車＋快速公交BRT＋公交專用道），計(jì)劃在2020年規(guī)模達(dá)到800公里左右。通過(guò)模型測(cè)試，地面公交與社會(huì)車輛的合理路權(quán)分配應(yīng)該由現(xiàn)狀的12∶88增加到25∶75，公交車速將由現(xiàn)狀15公里/小時(shí)升至17公里/小時(shí)，此時(shí)廣州市主城區(qū)干道平均車速將維持在23～25公里/小時(shí)左右水平，主城區(qū)交通運(yùn)作將處于一個(gè)較為理想的狀態(tài)。

近10年來(lái)，國(guó)內(nèi)城市相繼掀起地鐵建設(shè)的熱潮，希望通過(guò)地鐵來(lái)緩解地面交通壓力，而逐漸忽略了地面公交建設(shè)。地面公交以其靈活、便捷在3類主要交通方式（地鐵、小汽車、公交車）中占有重要作用，且直接參與同個(gè)體交通的路權(quán)競(jìng)爭(zhēng)。落實(shí)公交優(yōu)先政策，地面公交是最好的切入點(diǎn)，只有從根本上提升公交競(jìng)爭(zhēng)力，才是當(dāng)前特大城市交通問(wèn)題的解決之道。（作者單位：廣州市交通規(guī)劃研究所）