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081基于系统优化的城市慢行交通规划研究综述
基于系统优化的城市慢行交通规划研究综述
李鹏
【摘要】慢行交通是我国城市居民出行的主要方式,保护和鼓励慢行交通,并促进慢行交通与公共交通的良性互动是慢行交通发展的重要思路,针对慢行系统存在的问题进行慢行交通优化的研究日渐全面和深入。
本文回顾了基于系统优化目标的慢行交通规划研究的相关内容,归纳和评述了我国当前慢行交通规划研究在总体发展对策、慢行空间、慢行出行以及慢行交通规划技术方法等方面的主要规划策略,并指出了往后慢行交通规划研究由宏观研究向微观研究深入、由慢行系统内部优化向寻求慢行交通与机动交通和谐发展的研究方向,为城市慢行交通规划研究和规划实践提供参考借鉴。
【关键字】慢行系统;慢行系统;系统优化;研究综述
1引言
慢行交通是我国城市居民出行的主要方式,据统计,2004年上海步行、自行车、助动车合计出行比重仍高达60%,是机动化出行的1.5倍[1],我国未来交通发展到高机动化阶段,步行和自行车交通出行的比例仍将分别维持在25%~40%和10%~15%[2];同时,保护慢行、鼓励“慢行+公交”的出行模式被广泛接受为城市交通可持续发展的重要路径。
然而,在我国快速城镇化的背景下,慢行交通系统的规划建设显得相对滞后,基于慢行系统优化目标的城市慢行交通规划研究在近年来引起了学者的广泛关注。
国内外学者针对当前慢行系统存在的问题,从交通发展战略、交通管理、慢行空间、慢行出行等方面提出了许多优化慢行交通的策略和措施。
然而,由于由于学科背景、研究出发点的不同,基于慢行系统优化的城市慢行交通规划研究尚待梳理。
本文回顾了近年来城市慢行系统优化的研究,以城市慢行交通规划关注的主要方面为主线,从总体发展对策、慢行空间、慢行出行以及慢行交通规划技术方法等方面,对当前城市慢行交通优化的规划策略进行归纳分析和评述,总结系统优化视角下的城市慢行交通规划研究成果和未来研究前景,为城市慢行交通规划研究和实践提供基础和参考。
2城市慢行交通规划研究回顾
为全面了解基于慢行系统优化的相关研究的总体概况,笔者在国内外主要的权威数据库对相关研究进行了检索。
使用“SlowModeTransportation”、“pedestrian”、“Walk”、“Bicycle”作为关键词检索英文文献,使用“慢行交通”、“慢行系统”、“步行”、“自行车”等关键词检索国内文献,通过NoteExpress文献管理软件进行统计可以发现,国外关于慢行系统优化的研究自1990年就已经涌现出不少研究成果,而国内关于慢行交通的研究主要集中在2000年以后。
国外发达国家在“后汽车时代”背景下,在慢行交通的研究尤其是自行车系统的研究已经较为成熟,不仅研究慢行系统本身的规划建设,而且在慢行系统发展政策研究等方面都进行了大量的探索。
国内关于城市慢行系统优化的实践虽然进展较慢,但关于城市慢行系统优化的研究已经深入展开,从宏观对策到微观的设计研究都有不少成果。
3城市慢行交通规划研究现状
慢行系统主要由慢行空间(包含慢行网络、慢行设施等物质环境)、慢行主体、慢行出行等方面构成。
目前关于慢行系统优化的研究主要围绕慢行交通存在的问题、慢行系统优化对策、慢行交通网络、慢行交通设施、慢行交通出行特点以及慢行交通规划的技术手段等方面展开。
为对当前研究总体思路做系统梳理,笔者从慢行交通的总体发展对策研究、空间特性研究、出行特性研究、规划设计技术方法研究等方面对当前研究进行综述。
3.1总体发展对策研究
如何规划高品质的慢行交通系统,合理发挥慢行交通功能优势,引导市民形成全新的出行观念,是目前我国许多城市面临的挑战。
学者对针对当前慢行交通现状,从发展战略到行动策略再到保障措施等层面都开展了大量的对策研究,归纳起来主要包括总体发展战略、改善慢行交通设施、优化交通管理、制定地方性规范文件等方面。
3.1.1总体发展战略对策
观念入手,加强慢行交通观念认识——慢行交通不论过去、现在还是将来相当长的时期,都是我国绝大多数居民的重要出行方式[1],政府和广大民众需要正确认识慢行交通作用,强化慢行交通的观念认识。
明确定位,研究确定适合城市的慢行交通发展模式——慢行交通的总体定位决定了慢行交通在发展和落实中的重视程度,ChrisBradshaw研究了城市绿色交通结构体系,指出慢行交通是绿色交通的首要构成和综合交通的重要组成部分[2]。
在慢行交通总体定位的框架下,不同规模、用地布局结构、特点的城市发展慢行交通需从其实际出发,研究适合城市的慢行交通发展模式。
万军等归纳了三种慢行交通的典型发展模式[3],并说明了不同模式的特点和适用区域,但其发展模式的得出缺乏城市背景和理论的推导,各模式的特点和适用性还有待深入研究。
规划先行,确立慢行系统规划的地位——慢行系统规划是涉及多学科的综合性新课题,当前正处在一种摸索前进的阶段,可借鉴的经验和模式甚少,需凝结各级政府部门的智慧,整合各方资源进行系统研究。
张凌等结合台州的慢行交通规划和实践指出,应在政府文件层面明确慢行交通在城市交通和城市发展中的重要作用和地位,并要求在经济发展规划、城市规划、交通规划和水利规划等各部门编制的法定规划中予以衔接和落实[4]。
3.1.2优化交通管理
交通管理措施方面的研究着力于道路资源的配置方面,从交通需求、道路空间、交通信号控制、交通稳静化等方面优化道路资源配置,提升慢行出行环境。
道路资源的配置应满足慢行交通的需求,结合城市用地布局的不同特征,采取相应的交通需求管理措施,可以引导居民出行对慢行交通方式的选择[5];根据情况在特定路段或时段减少机动车道,保障非机动车高峰期的通行需要;对于没有硬性条件限制机动车交通或规划独立慢行交通专用设施的情况下,通过经济政策减少机动车出行,在交通管理上进行创新也是一种值得借鉴的思路;而交通信号配时可以使空间上相冲突的交通流在时间上分离,保障慢行交通的安全。
通过交通管理优化道路资源配置可以提高慢行出行的舒适性、便捷性和安全性,如荷兰一些地区采用绿浪(GreenWaves)的交通信号控制方法,在骑车速度为20Km/h的情况下每个路口都是绿灯;将交叉口机动车停车线相对自行车停车线后移,拓宽了机动车的视野,且自行车信号灯提前数秒变绿,使自行车交通优先通过路口,减少了机动交通对自行车行车安全的影响[6],当前需要结合各地的实际具体情况研究适合其特点的交通管理措施。
3.1.3研究制定地方性规范文件
规范文件是慢行交通落实的后方保障措施,美国运输部在其步行与自行车交通计划中就提出了控制机动车数量、保障慢行交通安全、积极宣传慢行交通和为慢行交通发展提供大量资金支持等措施,提高慢行交通出行比重和出行安全[7]。
我国不少学者呼吁应积极鼓励各地结合自身具体情况,总结借鉴各地经验,由当地建设部门领衔,组织具有慢行交通研究实践经验的机构,研究制定地方性慢行系统建设标准。
在规范文件的内容方面,可明确慢行交通的实施范围、包含内容和各项设施的建设标准等,通过强制性指标、引导性指标和奖惩措施相结合的方式(张凌,2011)[4],科学有效的指导城市慢行系统的规划,保障慢行系统的建设落实。
此外,积极推广和应用科技进步的成果、将慢行交通与地方特色和亮点相结合,使慢行系统纳入展示地方特色的窗口和纽带也是可持续的交通发展战略选择[4]。
3.2空间特性研究
3.2.1城市慢行交通系统空间构成研究
关于慢行交通系统的空间构成虽在表达上略有不同,但共同思路是慢行交通系统的基本空间类别包括慢行区、慢行核、慢行节点和慢行廊道。
慢行核内慢行交通与城市其它地方有明显的不同特点,不少学者研究了慢行核内的慢行系统构建策略,何乐乐等研究了不同道路条件下校园减速带的设置方法[8];胡喜含等研究了西湖景区慢行系统并与游客的体验评价相结合[9]。
但针对这些特殊地区的慢行交通研究尚不够多,研究深度也还有待进一步加强。
3.2.2城市慢行网络分析和网络结构层次划分
目前关于慢行网络的分析和网络结构层次的划分方面的研究逐步展开:
通过分区规划法,可将城市慢行区的非机动车道按功能层次分为廊道、集散道、连通道和非机动车道[10];城市步行网络可以分为控制步行活动的道路、重要步行通廊和依托城市道路的重要步行通道[11];以城市道路体系为基础,进行分层次的建设和改造,将慢行道分为城市慢行道、社区慢行道、绿化景观慢行道和滨水景观慢行道[12]。
以上研究主要是通过定性分类的方法提出了慢行网络结构层次的划分方式,李聪颖等通过将复杂网络理论和方法引入慢行网络分析,对城市慢行交通网络的结构层次进行了定量划分。
提出通过节点度、紧密度和介数等中心性指标衡量节点在网络中的重要程度;通过对中心性指标进行聚类分析,进行城市慢行复杂网络的结构层次划分,将城市慢行道路网划分为慢行廊道、慢行通道和慢行旅游休闲道三个层次[13]。
表01城市慢行交通网络层次分级
路网分级
功能定位
实现策略
慢行廊道
是城市慢行网络的主骨架,沿线汇集大量城市商业和公务出行需求
慢行专用道、机非物理隔离道
慢行通道
联系慢行廊道和慢行道路,起分流和连通慢行需求的作用
慢行优先道、机非划线或物理隔离
慢行旅游休闲道
承担旅游、休闲和观光作用
根据景观游览需求设置
来源:
《城市慢行交通网络特性与结构分析》
不论何种分级分类方式,实质出发点是相似的,其思想都是按照慢行道路的功能、慢行交通的路权和优先程度进行划分,在实际操作中,需要结合用地特点,从网络整体出发进行系统规划,处理好不同区域、不同类型慢行道路的设计标准。
3.2.3城市慢行交通网络构建措施
在慢行网络构建方面,国外学者进行了一些深入细致的研究,ReidEwing研究表明,相邻交叉口间路段长度是衡量是否适宜步行的重要指标[14],AllanB.Jacobs更具体指出了不同交叉口间距的步行适宜性,归纳为适宜步行(90m以内)、较适宜步行(90-180m)和不适宜步行(大于180m)[15]。
归纳起来,慢行交通网络构建的主要思路是结合通勤、休闲、游憩、健身等功能需求,规划机非隔离的慢行交通通道;在有条件的地方结合地形地貌、绿地、水系、公园等资源规划禁止机动车驶入的慢行专用道,逐步构建相对独立的非机动车交通网络。
需要注意的是,要将不同的机非分离措施与地方实际相结合,如“人非共板”的道路形式是中国从日本、欧洲引入的一种新型断面形式,主要适用于自行车流量低、自行车速度低的环境,否则机非冲突被人非冲突替代,虽提高了机动车通行效率,但影响了行人尤其是老年人的安全。
3.2.4城市慢行设施优化
慢行设施优化主要是针对隔离设施、换乘设施、过街设施、标志指示设施以及无障碍设施,从提升慢行出行环境的角度进行优化改善。
GeetamTiwari指出对有独立人行道和非机动车道的道路进行交叉口设计改造,可使慢行事故率降低40%-50%[16]。
换乘设施——规划合理的慢行廊道设施,建立完善的非机动车停车设施,尤其在非机动车与公共交通换乘处应建立规模适宜的停车设施,保障慢行交通的便捷性。
卢楚璘等提出在广州慢行系统规划中提出根据机动车与轨道交通、BRT、常规公交等车站形成三级非机动车枢纽点[17]。
过街设施——过街设施包括横道线、过街天桥和地道、安全岛、信号灯和标识。
为保护过街交通安全,尽量在过街横道中央设置行人过街保护区;在交通量较大的路段应设置过街信号灯;为便于乘公交乘客过街,人行横道应设置在公交停靠站上游[18]。
除了对于过街设施布局的定性分析,过街设施相关定量研究方面也有一些研究成果。
熊文等通过国内外行人过街设施布局比较研究,兼顾机动车交通效率与行人的心理感受,提出了城市干路过街设施间距的最大值以及信号控制的最长红灯时间和最短绿灯时间:
上海居民在主次干路上过街的极限绕行距离分别为152m和74m,并指出了不同用地环境、不同等级道路过街设施间距最大值;在主次干路可接受的极限红灯等候时间分别为122s和78s[19]。
表02城市干路过街设施间距阈值(m)表03城市干路过街信号控制最短绿灯时间(s)
此外,慢行交通路面应具有良好的透水、防滑性;重视道路绿化、街道小品对提升慢行环境的作用,同时要注意道路照明条件的改善,增加夜间交通安全和舒适性。
3.3出行特性研究
3.3.1慢行交通流特征
慢行交通自身具有绿色的特征,LloydWright比较了各种交通方式的空间利用效率,指出各类交通方式人均占用道路空间情况为步行<公交<自行车[20]。
其中小汽车与行人或自行车碰撞的车速主要集中在20-60km/h范围,达到事故总数的77.9%,车速低于20km/h或高于60km/h时,事故数量明显减少[21]。
3.3.2城市慢行交通出行特征研究
慢行交通系统规划不仅应关注慢行设施的规划建设,更应着重关注慢行交通出行行为的研究。
有研究表明,改善步行环境能使50%的步行者愿意增加步行距离[22]。
在慢行出行偏好方面,Daff研究指出,在选择过街地点时,只有27%的步行者愿意绕行去使用过街设施[23];而在过街设施类型的选择方面,Ekman研究表明行人在无灯控人行横道上过街的风险远高于无人行横道线过街[24],V.ESisiopiku通过调查分析指出灯控的人行横道是最受欢迎的过街类型(比重达83%),但这种类型的过街违章率也最高(71%)[25],杨盖尔观测到多数行人即使冒险从地面过街也不愿意选择地下过街方式[26],更有学者对巴西、墨西哥等地进行调查研究,发现行人甚至愿意穿越危险性高的公路也不愿意绕行使用立体过街设施[27-29]。
我国当前关于出行行为的研究较多的集中在机动车出行,对于慢行交通出行关注较少,李聪颖等基于活动分析法,建立反映不同活动前提下慢行交通需求选择的二元Logit模型,构建慢行交通出行选择的非集计模型,预测居民出行对慢行交通的选择行为;并指出年龄、家庭收入、出行费用、行程时间和方便程度是影响慢行交通出行的主要因素[30]。
谢之权等通过调查和数据分析,研究行人-自行车共享道路的交通特征,指出共享道上自行交通流较为平均,其速度远低于纯自行车交通流速度[31]。
3.4城市慢行交通规划设计技术方法研究
慢行系统规划是慢行系统在空间上落实的先导,应建立多层次的慢行系统规划。
熊文等指出,慢行交通规划至少应包括发展战略规划、综合网络规划、专项设施规划三部分内容[32]。
3.4.1不同层面慢行交通规划的工作框架
从不同层面分别考虑慢行交通系统网络的构建:
在城市层面,通过慢行网络将滨水地区、公共活动广场、商务办公中心、大型文化娱乐设施既公园绿地等开放空间联系起来,形成具有明确主体的绿色网络;在居住区层面,结合居住区规划利用慢行空间形成外部空间层次,规划独立的慢行交通出入口,并通过慢行交通网络将社区中心、中小学、社区公园以及绿地联系起来,形成居民社会生活的网络,保证社会公共服务设施在步行10-15min,自行车8-10min的范围[12]。
也有研究针对特定地区提出规划方法,如李毅杰等针对城市商业步行街。
在研究交通规划方法和仿真的基础上,从宏观和微观层面提出了城市商业步行街的规划设计方案[33]。
3.4.2城市慢行网络规划技术方法
自行车等非机动车网络遵循“区间连通、区内通达”的原则,在分区之间规划有限的通道,保证连通性的同时限制自行车的长距离出行;在自行车交通区内规划高密度的自行车网络,保证分区内的短距离出行和与公交的接驳。
慢行网络需要按照慢行交通的空间分级体系和骨干网络,构建自行车廊道网和宁静步行系统。
3.4.3细节设计研究
慢行道路空间的考虑——主要人行交通走廊的主干道,人行道宽度每侧在6m以上;次干道人行道宽度4.5m以上;道路宽度超过4条车道时应设置行人过街安全岛,且其宽度不少于2m[34]。
交叉口转弯半径设计——进行交叉口转弯设计时,采用一个大半径之后接一个小半径的设计,并设置物理设施来规范机动车驾驶员的行为,在保证路口处行人可见度的同时也降低了车辆过交叉口的速度[34]。
合理确定划线位置——非机动车流量大的大型交叉口,将非机动车停车线适度前移,减少非机动车越线现象,同时非机动车可先行通过路口,减少机动车与非机动车的干扰。
同时人行横道线也随之前移,缩短行人过交叉口距离,机动车停车线与人行横道线距离的加大也增强了行人过路口的安全性。
人行道设计——将机动车出入口抬高至与人行道相同标高,并铺设人行铺装来保持人行道的延续;增设人行道隔离桩,禁止机动车占用人行道;
4研究前景预测
不同城市和地区在用地布局特征、社会发展环境和阶段、居民习惯等方面存在巨大的差异,慢行交通规划的具体发展策略应建立在城市现状研究和居民人本需求的基础上,才能符合实际的发展需求,可以预见,针对特定城市和特定地区的慢行交通使用者的需求,展开深入和细致的调查与分析,相应开展慢行交通规划的深入研究是未来研究的重要方向之一。
同时,慢行交通的规划研究无法避开与机动交通的关系,深入分析不同交通环境下慢行交通与机动交通的关系,明确不同情境下的路权分配关系是慢行交通规划策略制定的重要前提,如何在慢行交通规划中体现效率与公平的兼顾也是慢行交通规划中需要进一步研究的内容。
5小结
基于系统优化视角的慢行交通规划研究涵盖了从宏观发展战略到具体推进策略,从慢行交通空间到慢行出行特性的研究,并在慢行交通的规划设计技术方法和评价与保障措施方面提出了建议,为慢行交通的发展指出了可能的发展路径。
但同时也存在较为明显的局限性:
在研究对象方面,主要还是以少数大城市为主;研究内容方面,原则性的建议和策略较多,而深入研究慢行交通主体特点与需求,并针对性的进行策略研究的较少。
在城市慢行交通规划体系内容继续完善的同时,随着慢行交通使用者需求分析的深入,系统视角的城市慢行交通规划研究将更加丰富、更加成熟。
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