王樹盛 黃富民

0 引言

慢行交通是出行者與城市物質空間接觸最為直接的交通方式，相對其他方式，它需要付出更多的體力，對出行環(huán)境也最為細膩敏感。一般而言，出行者對慢行交通主要關注兩個方面[1]：一是能否可以方便、連續(xù)地到達目的地，即可達性問題；二是出行過程是否安全、舒適，即慢行環(huán)境問題。盡管隨著機動化的進程，我國大多數(shù)城市慢行交通的比例在下滑，但作為每一次出行的必要環(huán)節(jié)，慢行交通仍在城市交通中占據(jù)著重要的地位。在過去一段發(fā)展歷程中，慢行交通占據(jù)城市交通需求的70%—90%，是城市生產(chǎn)和生活的主要交通方式，是在經(jīng)濟不發(fā)達階段的一種歷史選擇。隨著經(jīng)濟的增長、城市空間的擴展、生活方式及社會觀念的改變，慢行交通的定位也在發(fā)生變化，其功能更加多元，不僅僅只是一種交通方式，更承載了生活交往、休閑健身等功能，對慢行環(huán)境也提出了更高的要求。尤其是對于短距離出行，慢行交通仍占有主導優(yōu)勢，但如果慢行環(huán)境的品質不高，這部分的出行也會被部分機動化尤其是小汽車方式所取代。影響慢行出行決策的環(huán)境因素非常多，目前關于慢行環(huán)境對慢行方式選擇影響和評價的主要方法有兩類：一是定性研究，主要通過慢行設施、慢行空間質量等對慢行出行影響的定性分析和判斷對慢行環(huán)境做出改善決策，該類方法對慢行環(huán)境的改善是否起到促進采用慢行方式出行以及促進使用的程度缺乏說服力；二是采用PSPL方法進行定量研究[2]，主要通過慢行環(huán)境改善后對慢行出行行為變化的觀測，對改善措施進行優(yōu)化、調(diào)整，是一種“滾動式”后評估方法，但該類方法沒有建立慢行環(huán)境與慢行行為之間的因果關系，僅僅是利用數(shù)據(jù)的相關性進行分析和判斷，難以對慢行環(huán)境改善的效果進行先驗獲知?？紤]到環(huán)境的優(yōu)與劣是由眾多可測量及不可測量的要素共同決定的，是以人的體驗和感知來衡量的，本文以定量的分析手段來捕獲各種因素對慢行交通體驗的影響，建立慢行環(huán)境與慢行行為的相關關系，以對慢行環(huán)境變化對出行決策的影響程度進行定量預評估，為慢行環(huán)境改善措施的選擇提供更為可靠的依據(jù)。

1 總體思路

出行者是否采用慢行方式源于對多方面的權衡考慮，其中包括出行環(huán)境因素，這一過程屬于個體的微觀決策行為，因此本文考慮采用離散選擇模型對出行決策中關于慢行環(huán)境的權衡進行模擬?？紤]到慢行路徑是由多個路段組成，慢行路徑的綜合環(huán)境對于出行者是否采用慢行方式產(chǎn)生影響，因此首先需要對慢行路徑的環(huán)境質量信息進行采集。假定將出行者對短距離出行（一般取2km—3km）的方式選擇分為慢行、非慢行兩類。對N個出行者依次進行詢問取樣，出行者選擇了慢行方式出行，則記錄下其出行路徑；如果出行者選擇了其他方式，也記錄下其出行路徑，并詢問是否因為慢行環(huán)境的不佳而放棄使用慢行方式，同時記錄下之前所使用的慢行路徑[3]。如此可得到M條出行路徑的信息，對于每條路徑上有兩種可選擇的方式，即慢行方式、非慢行方式。針對出行者的信息以及路徑的環(huán)境信息，可建立2項Logit模型，以判斷環(huán)境因素對慢行交通選擇的影響程度，并可評估慢行環(huán)境改善后的社會經(jīng)濟環(huán)境效益?？傮w結構框圖如圖1所示。

2 數(shù)學模型

如圖2所示，從A點到達B點沿著箭頭所示的路徑，需要經(jīng)過①、②、③、④、⑤共5個路段，這5個路段的慢行環(huán)境對于出行者是否選擇這條慢行路徑會產(chǎn)生組合性影響。但是影響慢行環(huán)境的因素非常多，包括與車行區(qū)、人行橫道、機非分隔帶、自行車道、步行道、街道設施、沿街建筑立面的相關因素等，多達數(shù)10個[4,5]。如果按照傳統(tǒng)方法，在構建模擬交通出行行為的離散選擇模型時，如此多的因素同時進入模型會導致模型參數(shù)難以標定，但若不考慮其中任何一種影響因素，其合理性又存在質疑。因此，本文考慮將慢行路徑中各路段的影響因素通過數(shù)學方法進行合成，將眾多可實際測量的慢行環(huán)境影響因素轉變?yōu)樯倭康幕诼窂江h(huán)境的慢行公共因子。這樣既將慢行環(huán)境所包含的因素進行了考慮，同時又減少了進入構建模型的因素數(shù)量。具體工作步驟如下：

（1）觀測慢行環(huán)境要素值

通過實際調(diào)查獲得出行路徑中的各個慢行環(huán)境影響因素，包括步行道寬度、步行過街設施平均間距、機非隔離帶寬度等，假定數(shù)量為p個，分別計作X1、X2……Xp。

（2）合成基于路徑環(huán)境的慢行公共因子

將觀測到的變量與公共因子建立數(shù)學關系。用m個公共因子來表達，則有：

其中：Fi——公共因子，是不可觀測的變量，其系數(shù)aij為因子載荷；

εi——特殊因子，是不能被前m個公共因子包含的部分；

aij——因子荷載，是第i個變量和第j個公共因子的相關系數(shù)，反映了第i個變量與第j個變量的相關重要性，絕對值越大，其相關的密切程度越高。

變量Xi的共同度是因子荷載矩陣的第i行的元素的平方和，計為：

其值越接近1，因子分析的效果好，從原變量空間到公共因子空間的轉化性質好。因子載荷矩陣中各列元素的平方和是第j個公共因子Fj對所有分量Xi的方差貢獻和，是衡量Fj相對重要性的指標。從數(shù)學角度，因子載荷陣不具有唯一性，應對因子載荷陣進行旋轉，使載荷矩陣中每列或行的元素平方值向0和1兩極分化，本文擬采用方差最大法進行因子旋轉。

（3）建立慢行公共因子與眾多慢行影響因素的函數(shù)關系

以公共因子作為因變量，以慢行環(huán)境因素為自變量，建立兩者之間的函數(shù)表達式。

由

代替大量的慢行環(huán)境因素作為進入交通行為選擇模型的變量。通過以上步驟，獲取了基于路徑環(huán)境的慢行公共因子，這些因素與慢行環(huán)境因素之間存在傳遞關系，具體應用方法可簡化表達如圖3所示。

包含慢行公共因子的2項Logit模型形式如下：

“1”為慢行方式，“2”為非慢行方式。

——個人n選擇方式i出行的比例；

——個人n對于方式i的效用表達式；

——方式i的特征屬性；

——個人n的經(jīng)濟社會屬性；

——慢行環(huán)境屬性，由慢行環(huán)境公共因子構成。

3 案例研究

以常州南部新城核心區(qū)為例[4]，針對慢行交通存在的問題，提出改善策略，并建立模型予以量化評估。

3.1 改善策略

《常州南部新城空間發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃》提出了建設“國際高品質精致城區(qū)”的目標，而城市慢行空間精致化則是其中的一項重要發(fā)展策略。但是近幾年來，機動化的快速發(fā)展加劇了常州市南部新城的“行車難、停車難”，“騎行難、走路難”也成為新城關注的焦點，如何改善慢行設施，塑造安全、安心的慢行環(huán)境，是新城建設面臨的一個問題（圖4）。

根據(jù)調(diào)查，僅有21.9%的受訪者對慢行空間表示滿意，20.9%的受訪者表示比較滿意，不滿意慢行空間現(xiàn)狀的超過50%。不滿意的方面主要表現(xiàn)在受到機動車的干擾、人行道及非機動車道被占用、人行道及非機動車道過窄等方面。針對調(diào)查所反映出的問題，對常州南部新城核心區(qū)道路慢行設施、環(huán)境進行改善。

（1）斷面改造

按照完整街道理念對所有道路進行梳理，對道路內(nèi)人行道、非機動車道、機動車道、公交專用道、中央分隔帶、路內(nèi)停車、景觀照明、公交站點、交通穩(wěn)靜化、過街設施等10大要素進行統(tǒng)籌考慮[5]。將傳統(tǒng)的步行道分成步行區(qū)和設施區(qū)，傳統(tǒng)的非機動車道分成非機動車區(qū)和設施區(qū)，斷面分區(qū)進一步明晰路權，保障行人和非機動車使用的凈空間。

（2）臨街步行空間改善

將臨街步行空間劃分為非?；钴S類、友好類、混合類、不活躍類以及非常不活躍類5種類型。根據(jù)不同類型承載的慢行活動差異，分別制定改善方案，以充分發(fā)揮街道的經(jīng)濟功能和文化功能[6]，圖5為花園街臨街步行空間改造案例。

（3）交通穩(wěn)靜化設施

考慮到對交通穩(wěn)靜化這一新型事物的可接受程度，規(guī)劃僅在居住區(qū)范圍進行穩(wěn)靜化設施布置，主要通過車輛減速、交通減量等穩(wěn)靜化設施，達到居住區(qū)入口減速、區(qū)內(nèi)低速、安全安寧的目的。

3.2 建模數(shù)據(jù)

根據(jù)前述技術路線，本文對慢行環(huán)境對于出U行is者=?行 4.1為3*影X1響? 1的.94考*X量 2是? 3以.17路*X徑 3+選 0.擇94為*F基 1? 0.86礎的，通過調(diào)研獲取了340條出行路徑的信息，包括核心區(qū)內(nèi)260條慢行交通方式出行的信息以及80條其他方式出行的信息。對各個出行者的出行路徑進行了詢問、記錄，對于非慢行的出行者則記錄下了其曾以慢行方式出行的路徑。由于影響慢行交通出行的環(huán)境影響因素非常多，如何有效獲取慢行環(huán)境變量是關鍵，本文將路段慢行環(huán)境以出行路徑為對象進行量化，量化的方式包括平均值、百分比、0—1變量3種，各變量具體取值方式如表1所示。

3.3 模型建立

利用調(diào)查得到的340條路徑信息對慢行環(huán)境要素進行因子分析，采用最大方差法進行因子旋轉。根據(jù)數(shù)理檢驗要求，荷載超過0.3的因子為存在顯著影響的因子，因此本文僅保留荷載絕對值大于0.3的因子，得到如下分析結果如表2。

對以上因子荷載進行歸類，得到4類因子所包含的慢行環(huán)境要素，分別用F1,F2,F3,F4表示。其中F1包括10個變量，分別為每150 m交通穩(wěn)靜化設施的數(shù)量、路內(nèi)停車的平均寬度、路段過街設施平均間距、人行道平均寬度、道路平均坡度、每150m人行道上存在的障礙數(shù)量、每150m街道家具數(shù)量、每150m建筑立面門店數(shù)量、建筑物平均高度、每150m臨街車行出入口的個數(shù)；F2包括6個變量，分別為路緣石間距離的平均寬度、車行區(qū)的平均寬度、車行道的平均數(shù)量、自行車道平均寬度、有行道樹遮蔭的自行車道長度占比、有行道樹遮蔽的人行道長度占比；F3包括4個變量，建筑物間距與建筑物高度之比的平均值、街區(qū)尺度、人口與就業(yè)崗位密度、土地利用混合度；F4包括3個變量，分別為機非分隔帶平均寬度、綠化景觀帶的平均寬度、每150m行道樹的數(shù)量。本案例研究考慮以上4個慢行公共因子的影響，建立2項Logit模型，模型結果如表3所示，從各參數(shù)的置信水平情況來看，均達到95%的要求。

所建立Logit模型效用函數(shù)的具體形式為：

其中，Uis、Uim分別為慢行方式、機動化方式的效用表達式。

表1 慢行路徑環(huán)境變量及量化方式一覽表

表2 慢行環(huán)境因子分析結果一覽表

3.4 效益評估

利用以上建立的模型，對采取前述慢行改善策略后的規(guī)劃方案，從經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益方面進行評估。

（1）社會效益

對研究范圍的慢行環(huán)境進行改善，主要包括道路斷面、慢行路權、道路綠化、人行道鋪裝、建筑小品等方面。改善后所調(diào)查的340條路徑的慢行設施與環(huán)境的量化指標如表4：

對于以上改善結果，應用所建立的Logit模型對慢行比例的提升情況進行測算，結果顯示，慢行出行比例由原來的76.5%提升至86.3%（由于所調(diào)查的樣本均為小于3.5km的出行，因此慢行環(huán)境改善后，公共交通出行比例也有所降低），說明改善慢行環(huán)境對提高慢行的吸引力具有顯著的影響，促進了交通環(huán)境的社會公平性。

（2）社會效益

核心區(qū)內(nèi)可納人口約12萬，根據(jù)居民出行調(diào)查結果，日人均出行次數(shù)約2.5人次/日，則每日出行需求量約為30萬人次，其中52.3%的出行距離小于3.5km，這部分出行量約為16萬人次。在小于3.5km的出行中，私人小汽車占機動化出行比例為66%，由此可計算得出，通過慢行環(huán)境改善后，小汽車出行比例減少6.5%，約為1.04萬人次/日。小汽車車載人數(shù)按照1.2計算，每天減少的小汽車使用量為8 700輛；停車場周轉率按4.0次/日計算，可減少停車泊位供應2 175個，節(jié)約用地面積約6.5萬m2，按1 000元/m2的建設成本進行估算，節(jié)約建設費約6.5萬元。

（3）環(huán)境效益

本次調(diào)查主要為短距離出行，其中小汽車出行平均距離約為3.0km，則可減少小汽車出行周轉量為3.12萬人次·km/日，小汽車人均能耗水平、人均廢氣排放水平分別按照0.29kW·h/km、19g/km計算，則每天可減少能耗和廢氣排放分別為0.9萬kW·h、590kg，每年減少量分別為330萬kW·h、215t。

表3 慢行方式選擇LOGIT模型參數(shù)估計一覽表

表4 調(diào)研路徑慢行環(huán)境量化指標一覽表

4 結論

慢行交通在各級城市交通方式結構中都具有重要的地位，近年來慢行環(huán)境的惡化對城市慢行交通出行安全、舒適等方面帶來了不小的沖擊，在很大程度上導致了慢行比例的下降。本文采用因子分析法提煉影響慢行交通行為的慢行公共因子，并建立了離散選擇模型來模擬慢行環(huán)境對出行行為的影響，將慢行環(huán)境對方式選擇的影響進行了量化和數(shù)學建模分析，為評估慢行環(huán)境的改善效果提供了定量分析方法。

References

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