王艷麗,金宇寧
同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 201804
當(dāng)前城市交通擁堵問題嚴(yán)重,各大城市積極推廣公共交通引導(dǎo)開發(fā)(transit-oriented development,TOD)模式[1],軌道交通憑借其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)特征成為TOD模式的重要依托.國內(nèi)外TOD軌道站點(diǎn)開發(fā)實(shí)例表明,軌道交通與其他交通方式的一體化銜接,是實(shí)現(xiàn)用地集約化和提供無縫銜接服務(wù)的關(guān)鍵.對TOD站點(diǎn)銜接設(shè)計(jì)的有效評價(jià),是改善已建成站點(diǎn)銜接設(shè)計(jì)的前提和依據(jù),可為后續(xù)TOD站點(diǎn)的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供參考.
評價(jià)指標(biāo)的研究大多著重于一般軌道站點(diǎn)的銜接,強(qiáng)調(diào)其連通性和便捷性[2],而忽略了TOD模式對環(huán)境和行人友好的要求.CAO等[3]通過表明嗜好(stated preference,SP)調(diào)查分析,指出步行距離、步行環(huán)境和安全性的重要性,體現(xiàn)了TOD模式的理念,但沒有給出具體評價(jià)指標(biāo);GALELO等[4]通過分析阿贊布雅軌道線路的TOD特性,建立一系列有效指標(biāo),但僅有少數(shù)指標(biāo)與銜接有關(guān),尚不全面;DING等[5]明確考慮TOD模式,將TOD模式和軌道站點(diǎn)銜接分離,分別建立指標(biāo)體系.因此,如何構(gòu)建一套將TOD理念與軌道站點(diǎn)銜接相結(jié)合的綜合評價(jià)指標(biāo)體系,是需要進(jìn)一步研究的問題.
在評價(jià)方法方面,傳統(tǒng)綜合評價(jià)方法中的模糊分析法和層次分析法(analytic hierarchy process,AHP)主觀性較強(qiáng),易忽略樣本的隨機(jī)性;數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法及主成分分析法相對客觀,但難以處理定性指標(biāo).每種評價(jià)方法的立足點(diǎn)不同,組合評價(jià)方法可以發(fā)揮多種評價(jià)方法的優(yōu)點(diǎn),獲得更科學(xué)、合理的評價(jià)結(jié)果.構(gòu)建相對客觀且能夠處理定性指標(biāo)的組合評價(jià)方法是評價(jià)TOD站點(diǎn)銜接設(shè)計(jì)的關(guān)鍵.
TOD軌道站點(diǎn)銜接設(shè)計(jì),需體現(xiàn)TOD模式的特征,并為乘客提供良好的接駁服務(wù).本研究以TOD特征要求與乘客滿意度為準(zhǔn)則,建立TOD站點(diǎn)與主要交通方式的銜接評價(jià)指標(biāo)體系.采用層次分析法對指標(biāo)賦權(quán),考慮到指標(biāo)評判的隨機(jī)性和模糊性,選擇云模型評價(jià)法進(jìn)行指標(biāo)評價(jià),并結(jié)合實(shí)際軌道站點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證.
TOD站點(diǎn)周邊土地特征要求符合TOD模式的3Ds(density,diversity,pedestrian-friendly design)原則,即站點(diǎn)周邊土地高密度和集約化、土地功能多樣且混合,以及行人友好型設(shè)計(jì).TOD站點(diǎn)的交通銜接設(shè)計(jì)應(yīng)符合以下要求:①換乘設(shè)施一體化集約布置,保證換乘過程的連續(xù)性、與周邊用地的互動(dòng)性;②面向公交和慢行交通,根據(jù)站點(diǎn)特征對重要銜接方式進(jìn)行有序優(yōu)先引導(dǎo);③換乘公共空間高質(zhì)量,體現(xiàn)綠色生態(tài)特性;④換乘設(shè)施體現(xiàn)社會(huì)公平,重視無障礙換乘,確保特殊人群換乘的便利與安全.
對站點(diǎn)銜接設(shè)計(jì)進(jìn)行評價(jià)是TOD站點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中的必要環(huán)節(jié).建立科學(xué)、客觀的評價(jià)指標(biāo)體系是實(shí)現(xiàn)合理、準(zhǔn)確評價(jià)的基礎(chǔ).不同交通方式的銜接要求和客觀因素不同,相應(yīng)評價(jià)指標(biāo)也不同.總體來說,評價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)遵循科學(xué)性、全面性、切合TOD模式、客觀與主觀相結(jié)合及易實(shí)施性等原則.本研究TOD軌道站點(diǎn)銜接設(shè)計(jì)評價(jià)要點(diǎn)如表1.
表1 TOD軌道站點(diǎn)銜接設(shè)計(jì)評價(jià)要點(diǎn)Table 1 Key points of evaluation of TOD rail station connection design
由于TOD模式下步行、常規(guī)公交及非機(jī)動(dòng)車是最主要的交通接駁方式,因此,本研究針對已建成站點(diǎn),重點(diǎn)對其與以上3種方式的銜接設(shè)計(jì)進(jìn)行評價(jià).指標(biāo)準(zhǔn)則層重點(diǎn)考慮TOD模式的設(shè)計(jì)原則和接駁乘客換乘滿意度.由于TOD模式范圍的半徑為400~800 m,一般取半徑為500 m[6],故本研究選擇距站點(diǎn)中心500 m作為相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算范圍.
步行是TOD模式下城市軌道交通最重要的銜接方式,從站內(nèi)與站外兩方面構(gòu)建TOD站點(diǎn)與步行銜接設(shè)計(jì)的評價(jià)指標(biāo),如表2.
表2 步行銜接評價(jià)指標(biāo)Table2 Evaluation indexesfor connection between TOD rail stationsand pedestrian
對部分指標(biāo)說明如下:
1)平均換乘距離A11為軌道交通下車點(diǎn)到各地面出入口的平均最短步行距離,用以衡量步行銜接便捷性,該指標(biāo)易獲取.
2)無障礙換乘設(shè)施完備性B11一定程度上反映了銜接過程中對特殊人群的公平性,對應(yīng)TOD模式所倡導(dǎo)的“以人為本”理念.無障礙銜接設(shè)施包括無障礙直升電梯、盲道、坡道、升降平臺(tái)及爬樓車,每種設(shè)施承擔(dān)不同功能.
3)步行設(shè)施人均占用面積C12為高峰時(shí)段緊靠站點(diǎn)的步行設(shè)施(如集散廣場、路邊步行道及地下通道等)人均占用面積.該指標(biāo)與步行舒適度成正比,但在TOD模式強(qiáng)調(diào)集約化的前提下,應(yīng)具有合理的上限值.
4)步行連續(xù)性C13包括步行設(shè)施連續(xù)和步行環(huán)境景觀連續(xù).前者指步行設(shè)施之間緊密連接和協(xié)調(diào)配合,使步行設(shè)施的功能連續(xù);后者從步行者的視覺感受角度出發(fā),實(shí)現(xiàn)步行環(huán)境中綠地及建筑等各類城市設(shè)施符合美學(xué)規(guī)律.
5)交叉口過街設(shè)施覆蓋率D11為站點(diǎn)周邊的500 m范圍內(nèi),在繁忙交叉口(一般指主干路與次干路交叉口)有地下通道、天橋等過街設(shè)施的比例.繁忙且無過街設(shè)施的交叉路口必然會(huì)產(chǎn)生步行交通流線與車流的交叉干擾,威脅行人安全.
6)步行道覆蓋率E11為距站點(diǎn)中心500 m范圍內(nèi)步行道長度與整體道路長度之比,反映步行環(huán)境的可達(dá)性,計(jì)算為
其中,l1與l分別為步行道與整體道路長度.
7)繞路系數(shù)E12為反映步行環(huán)境可達(dá)性的關(guān)鍵指標(biāo).本研究采用Hess法計(jì)算TOD站點(diǎn)500 m范圍內(nèi)的繞路系數(shù)[7]為
其中,k為劃分的象限數(shù);R為研究范圍半徑;li為圓心至各象限交點(diǎn)的最短路徑距離.
常規(guī)公交的銜接評價(jià)指標(biāo)需兼顧步行與公交兩方面,如表3.其中,B21同B11;C21同C11;C22同C12.
表3 常規(guī)公交銜接評價(jià)指標(biāo)Table3 Evaluation indexesfor connection between TOD rail stations and conventional buses
對部分指標(biāo)說明如下:
1)公交專用道覆蓋率A23指在距站點(diǎn)500 m范圍內(nèi)公交專用道長度與公交線路長度的比值.公交專用道能減少因道路擁堵產(chǎn)生的時(shí)間損失,高覆蓋率可以提升常規(guī)公交對接駁客流的吸引力,符合TOD模式下鼓勵(lì)公共交通的特點(diǎn).
2)平均沖突點(diǎn)數(shù)D21為乘客從下車到某一公交站點(diǎn)的步行過程中,在站外與其他交通流線產(chǎn)生交叉干擾的平均地點(diǎn)數(shù)量,即通過的平均無過街設(shè)施路口個(gè)數(shù).
3)公交線路數(shù)E22指緊鄰軌道站點(diǎn)的公交站線路數(shù)量,重復(fù)線路只算1次.
4)運(yùn)能匹配度G21為軌道交通與常規(guī)公交的運(yùn)輸能力協(xié)調(diào)指數(shù).選取高峰時(shí)段計(jì)算(一般情況下,軌道交通與常規(guī)公交的高峰時(shí)間段一致),并假設(shè)高峰期內(nèi)接駁客流量恒定、發(fā)車頻率恒定、公交車額定人數(shù)一定,以及不考慮其他方式換乘公交車.G21計(jì)算[8]為其中,Q為時(shí)段內(nèi)公交接駁量;C為時(shí)段內(nèi)常規(guī)公交運(yùn)能;t為選用高峰時(shí)段的時(shí)長(單位:min);q為每輛公交車的額定人數(shù);α為平均公交滿載率;n為附近公交站點(diǎn)數(shù)量;Qz為時(shí)段內(nèi)出站軌道交通量;β為公交分擔(dān)率;f為公交發(fā)車頻率.由式(3)可見,G21≤1為公交運(yùn)能滿足公交接駁量;G21>1為公交運(yùn)能不滿足公交接駁量.
非機(jī)動(dòng)車包括自行車與電瓶車等交通方式.建立TOD軌道站點(diǎn)與非機(jī)動(dòng)車銜接設(shè)計(jì)的評價(jià)指標(biāo),如表4.其中,B31同B11;C31同C11.非機(jī)動(dòng)車停車點(diǎn)占比A32為距離站點(diǎn)出入口非機(jī)動(dòng)車的停車點(diǎn)數(shù)與出入口數(shù)量之比.
表4 非機(jī)動(dòng)車銜接評價(jià)指標(biāo)Table 4 Evaluation indexes for connection between TOD rail stations and non-motor vehicles
定量指標(biāo)可通過實(shí)地調(diào)研或資料調(diào)研的方式獲得;定性指標(biāo)可通過問卷調(diào)研的方式獲得.其中,綠化指標(biāo)既可以通過問卷調(diào)研獲取接駁乘客對銜接過程中綠化情況的評判,也可以通過資料調(diào)研獲得站點(diǎn)綠化率數(shù)據(jù);公交站臺(tái)擁擠度指標(biāo)既可以通過問卷調(diào)研獲得乘客的擁擠感受,也可以通過實(shí)地調(diào)研或資料調(diào)研獲得站臺(tái)的人均面積數(shù)據(jù)進(jìn)行指標(biāo)評判.本研究將綠化和公交站臺(tái)擁擠度作為定性指標(biāo),通過問卷調(diào)研方式獲取指標(biāo)數(shù)據(jù).
評價(jià)方法的選取應(yīng)綜合考慮評價(jià)對象、指標(biāo)性質(zhì)、數(shù)據(jù)特征及時(shí)間等因素,結(jié)合具體情況選取具有信度和效度的評價(jià)方法.在對TOD站點(diǎn)銜接設(shè)計(jì)的評價(jià)中,多數(shù)指標(biāo)為定性屬性,依賴主觀判斷,且對指標(biāo)數(shù)據(jù)所反映的設(shè)計(jì)好壞進(jìn)行評定也存在一定隨機(jī)性和模糊性.層次分析法適用于存在不確定性和主觀信息的評價(jià);云模型評價(jià)法適用于指標(biāo)邊界模糊、不易量化的情況,能夠避免評價(jià)的強(qiáng)主觀性,且結(jié)果以期望、熵及超熵3個(gè)數(shù)字特征或散點(diǎn)分布的形式展現(xiàn),相比單一數(shù)值更可信.本研究采用AHP-云模型的組合評價(jià)方法,首先通過AHP確定指標(biāo)權(quán)重,再結(jié)合云模型評價(jià)法進(jìn)行聯(lián)合評價(jià),能較客觀且全面科學(xué)地呈現(xiàn)評價(jià)結(jié)果.
3.2.1 AHP-云模型評價(jià)步驟
基于AHP-云模型的銜接評價(jià)流程如圖1.其中,云模型的建立為關(guān)鍵步驟.
圖1 基于AHP-云模型的銜接評價(jià)流程Fig.1 Processof connection evaluation based on AHPcloud model
3.2.2 云模型的建立
1)確定動(dòng)態(tài)評語集為使云圖更清晰直觀,本研究采用十分制進(jìn)行指標(biāo)等級(jí)劃分,具體等級(jí)為:差=[0,4);較差=[4,6);中等=[6,7);較好=[7,9);好=[9,10].評價(jià)值的論域U=[0,10].
2)通過逆向云發(fā)生器計(jì)算評語集等級(jí)數(shù)字特征根據(jù)評語集雙邊約束[Cmin,Cmax],采用式(4)至式(6)近似計(jì)算評語集數(shù)字特征.其中,i可根據(jù)評語集模糊程度進(jìn)行調(diào)節(jié).
其中,Ex,En及He分別為期望、熵及超熵.Ex最能代表指標(biāo)結(jié)果的特征,是論域空間的中間值;En表示指標(biāo)的離散程度和取值范圍,云模型中的云滴(散點(diǎn))主要分布在[Ex-3En,Ex+3En];He體現(xiàn)En的不確定度,直接表現(xiàn)為云的厚度.評語集數(shù)字特征計(jì)算結(jié)果如表5.
表5 評價(jià)等級(jí)數(shù)字特征Table 5 Numerical characteristicsof evaluation grades
3)指標(biāo)等級(jí)劃分8個(gè)定性指標(biāo)由接駁乘客選擇其等級(jí);21個(gè)定量指標(biāo)則通過總結(jié)TOD軌道站點(diǎn)銜接設(shè)計(jì)的參數(shù)值以及文獻(xiàn)[6,9-11],確定各指標(biāo)的等級(jí)建議標(biāo)準(zhǔn),如表6.
表6 定量指標(biāo)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 6 Standard of quantitative index grades
4)計(jì)算指標(biāo)數(shù)字特征定性指標(biāo)根據(jù)問卷打分結(jié)果直接計(jì)算數(shù)字特征;定量指標(biāo)根據(jù)表6確定其等級(jí)后得到數(shù)字特征.
5)計(jì)算綜合數(shù)字特征綜合云有多種算子,考慮到權(quán)重影響,宜采用加權(quán)平均算子計(jì)算綜合數(shù)字特征(Ex,En,He)[12],公式為
其中,m為指標(biāo)個(gè)數(shù);ωi為指標(biāo)權(quán)重.
6)通過正向云發(fā)生器生成云圖為使Ex的誤差不大于設(shè)定的誤差值Δ,云滴數(shù)應(yīng)≥9S2/Δ2(S2為方差)[12].根據(jù)綜合數(shù)字特征生成評價(jià)結(jié)果的云圖,獲得評價(jià)結(jié)果.
本研究選取中國南京市新街口地鐵站作為分析示例.該站點(diǎn)為TOD站點(diǎn),其TOD綜合指數(shù)在《2020中國城軌TOD指數(shù)成果報(bào)告》中排名第1[13].站點(diǎn)位于玄武區(qū)(南京市中心區(qū)域),是南京地鐵1號(hào)線與2號(hào)線的換乘站,站點(diǎn)規(guī)模大,共有20個(gè)出口(圖2).站點(diǎn)500 m范圍以商業(yè)服務(wù)設(shè)施用地為主,約占51.23%[14].
圖2 南京新街口站出入口分布Fig.2 Distribution of entrancesand exitsof Nanjing Xinjiekou rail station
通過問卷調(diào)研獲得新街口站接駁乘客對定性指標(biāo)等級(jí)的判定.問卷設(shè)計(jì)見表7,調(diào)研時(shí)間為2020-04-26(工作日),地點(diǎn)為南京新街口地鐵站,問卷調(diào)查時(shí)間為06∶30—09∶00(含早高峰時(shí)段),共獲得有效問卷142份.乘客年齡多數(shù)在18~40歲;乘客出行目的以工作和購物為主,符合新街口站點(diǎn)周邊主體用地特征.實(shí)地調(diào)研獲得的定量指標(biāo)數(shù)據(jù)用以確定所屬等級(jí)及其對應(yīng)的數(shù)字特征.與客流大小有關(guān)的定量指標(biāo)數(shù)據(jù),均在問卷調(diào)查時(shí)段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)獲得.
表7 問卷設(shè)計(jì)詳情Table 7 Questionnaire design details
首先,采用AHP計(jì)算準(zhǔn)則層的權(quán)重系數(shù).考慮到TOD模式的特征要求,參考乘客對各準(zhǔn)則重要程度的打分結(jié)果(如表8,滿分為5分),以便捷性和可達(dá)性為主,保證舒適性和安全性,重視公平性和生態(tài)性,確定判斷矩陣標(biāo)度,重要程度大致關(guān)系為:便捷性≈可達(dá)性≈適配性>安全性≥舒適性>公平性≈生態(tài)性.以步行銜接為例,計(jì)算指標(biāo)權(quán)重結(jié)果如表9.進(jìn)一步采取云模型評價(jià)法,使結(jié)果更具說服力.
表8 接駁乘客對各因素重要程度打分情況Table8 Thescoresof passengerson theimportanceof each factor
表9 與步行銜接評價(jià)體系因素權(quán)重結(jié)果Table 9 The factor weight of the evaluation system for connection between TOD rail stations and pedestrian
第2步根據(jù)調(diào)研獲得數(shù)據(jù),計(jì)算3種銜接方式指標(biāo)數(shù)字特征.與步行銜接的結(jié)果如表10(其余接駁方式省略).
表10 與步行銜接設(shè)計(jì)云評價(jià)結(jié)果Table10 Evaluation resultsof design to connection between TOD rail stationsand pedestrian based on cloud model
第3步將數(shù)字特征轉(zhuǎn)化為云滴.為使誤差小于0.01,本研究取2 000云滴,得到3種銜接方式的云圖,如圖3.
新街口站銜接設(shè)計(jì)評價(jià)結(jié)果為[步行,常規(guī)公交,非機(jī)動(dòng)車]=[(7.40,0.24,0.10),(7.86,0.25,0.10),(6.89,0.27,0.10)].結(jié)合圖3可見,比較3種交通方式的銜接設(shè)計(jì)評價(jià)結(jié)果,常規(guī)公交的銜接設(shè)計(jì)得分最高,云滴在7.86聚集,表明分?jǐn)?shù)為7.86的概率最大,屬于“較好”,取值為[7.11,8.61],離7.86越遠(yuǎn)云滴越分散,云的厚度也逐漸增大,表明誤差也逐漸增大;步行銜接設(shè)計(jì)的分?jǐn)?shù)集中于7.40分,主要落在[6.68,8.12],屬于“中等”,很接近“較好”;非機(jī)動(dòng)車銜接設(shè)計(jì)的分最低,期望為6.89,屬于“中等”,分?jǐn)?shù)主要落在[6.08,7.70].
圖3 三種模式的評價(jià)云圖Fig.3 Clouds of the evaluation results of three modes
新街口地鐵站屬于中心商業(yè)型TOD站點(diǎn),步行作為TOD模式下最重要的接駁方式得分卻低于常規(guī)公交接駁,是因?yàn)樾陆挚谡咀鳛榇笮偷罔F站,在地下形成龐大的活動(dòng)空間,使得從下車到地面出入口的步行距離偏長.但站點(diǎn)周邊的步行道和綠化鋪設(shè)建設(shè)較好,行人滿意程度高.
常規(guī)公交也是新街口站重要的銜接方式,其銜接設(shè)計(jì)得分高,滿足該類型站點(diǎn)的功能定位要求.新街口站出站均設(shè)有公交站點(diǎn)提示標(biāo)識(shí),500 m范圍內(nèi)公交站點(diǎn)和線路數(shù)量多,站臺(tái)寬敞,但受限于道路寬度小和小汽車流量較大等原因,公交專用道設(shè)置較少.
非機(jī)動(dòng)車銜接設(shè)計(jì)的得分略低,主要原因是新街口站點(diǎn)出入口較多,部分出入口設(shè)于商業(yè)建筑內(nèi)部,同時(shí)由于商業(yè)型TOD站點(diǎn)非機(jī)動(dòng)車的銜接需求相對較少,多數(shù)出入口附近未設(shè)置非機(jī)動(dòng)車停車點(diǎn),使得非機(jī)動(dòng)車換乘整體情況有所欠缺.
總體而言,所得評價(jià)結(jié)果符合中心商業(yè)型TOD軌道站點(diǎn)的特征,步行、常規(guī)公交和非機(jī)動(dòng)車3種銜接方式的各指標(biāo)得分和綜合得分符合新街口站的實(shí)際情況,模型有效.
步行換乘方主要存在換乘距離過長、高峰期繁忙出入口(如20號(hào)口)擁擠的問題.對于前者,由于縮短步行換乘距離的難度較大,因此,可通過增加換乘過程中的舒適度彌補(bǔ),如進(jìn)一步促進(jìn)地下商業(yè)的發(fā)展,滿足部分乘客的購物需求,或?qū)νǖ肋M(jìn)行裝飾增加美觀度,提升乘客在較長步行過程中的心理感受;對于后者,可通過增加通道數(shù)量進(jìn)行分流以緩解擁擠.
常規(guī)公交的換乘突出問題是沒有公交專用道,考慮到道路擴(kuò)建的困難,可設(shè)置臨時(shí)公交專用道,但具體實(shí)施需要進(jìn)行全面分析.
停車場少、停車秩序亂是非機(jī)動(dòng)接駁的主要問題.對此可以重新規(guī)劃停車點(diǎn)位置,防止停車點(diǎn)分布集中;采用停車點(diǎn)散而規(guī)模小的策略,緩解大量非機(jī)動(dòng)車無秩序停放造成的擁擠.
本研究兼顧TOD模式特征和乘客滿意度,提出TOD軌道站點(diǎn)與步行、常規(guī)公交及非機(jī)動(dòng)車3種主要銜接方式的銜接設(shè)計(jì)評價(jià)體系,設(shè)計(jì)層次分析和云模型組合的評價(jià)方法,并以評價(jià)云的形式量化定性指標(biāo),以期望、熵及超熵的形式呈現(xiàn)評價(jià)結(jié)果.以南京新街口地鐵站為案例評價(jià)其銜接設(shè)計(jì),結(jié)果表明,新街口地鐵站與步行、常規(guī)公交及非機(jī)動(dòng)車銜接設(shè)計(jì)的評價(jià)結(jié)果分別為[(7.40,0.24,0.10),(7.86,0.25,0.10),(6.89,0.27,0.10)],期望所對應(yīng)的等級(jí)分別為“中等”、“較好”和“中等”.結(jié)合站點(diǎn)類型認(rèn)為評價(jià)結(jié)果總體符合中心商業(yè)型TOD軌道站點(diǎn)的功能定位.
由于其他評價(jià)方法還需要獲取更多數(shù)據(jù),所以并未將本研究評價(jià)結(jié)果與其他評價(jià)方法進(jìn)行對比,僅說明了本方法相比單一層次分析或云模型方法的優(yōu)勢,后續(xù)可結(jié)合其他案例進(jìn)行深入研究.