适合中国当前城市化进程的主导交通工具分析?

中国的城市正在经历快速的城市化进程,城市人口急剧增加。2000年达到3.88亿,已经超过总人口的30%。到2010或若干年后,预计达到6.5亿左右,占当时总人口的50%左右[1];人口超过一百万的大城市数量迅速增加。到2000年,全国人口超过1万的城市有37个,其中人口超过200万的特大城市有14个。这些都表明中国的城市化进程已经进入城市加速发展阶段。

在我国城市发展加速阶段,城市发展的需求对城市客运系统提出了严峻的要求。随着城市人口的不断增长,城市中心的高密度发展和人口的高度集中,交通总量急剧增加;随着城市边缘区和郊区城市化地区的发展,将有大量新的长途出行需求;这就要求扩大城市客运系统的服务范围和能力。因此,我国城市交通的首要任务是建设城市综合交通体系,选择合理的主导交通方式尤为重要,即在城市客运结构中占据主导地位,适应城市发展和居民出行需求,影响城市规模、形态、空间结构和人口分布,代表交通技术发展水平的交通方式。

1.交通对城市空间形态的影响

城市发展的历史与城市交通的历史直接相关。一个城市在各个阶段的发展特点,是由城市发展与交通技术条件的辩证关系决定的。任何一个城市的发展速度都不可能超过它的交通。新技术在城市交通中的第一个体现就是车辆的发展,而如果新的车辆能够满足城市发展的要求,满足居民出行的需求,这类车辆就有可能成为城市发展的主导车辆。

一般来说,从城市边缘到市中心的出行时间是居民单程出行所能承受的最大出行时间,城市的半径往往等于居民一个小时所能到达的距离。比如在罗马,当步行为主要交通方式时,其城市半径为4公里;19世纪的伦敦,出行依靠公共马车和轨道车,城市半径8公里;到20世纪,当人们使用市郊铁路、地铁或公交车出行时,城市的半径将达到25公里。上世纪末,在发达国家,当汽车即使没有普及,至少也很普遍的时候,城市半径达到了50公里[2]。可以看出,城市半径随着交通速度的增加而增加。

历史上,交通技术的突破使城市跨越了原有的城市边界,向外围地区发展,不断改变着城市的空间结构。在美国,1920之前,城市沿着铁路或港口周围发展成紧凑的中央环形结构;随着汽车的出现,城市居民搬到了地价便宜的城市边缘区,城市规模不断扩大;二战后,汽车的使用开始普及,工作和住所不断外迁,最终形成了现在的多中心结构和分散的城市布局;高速公路建设,尤其是上世纪六七十年代,成为郊区发展最重要的催化剂。不同交通发展时期的城市形态特征明显不同。因此,美国城市地理学家J.S .亚当斯从交通的角度将美国城市形态的发展历史分为以下四个部分[3]:

1)行走和马车时代(1890之前)

2)电车时代(1890-1920)

3)汽车时代(1925-1945)

4)高速公路时代(1945-至今)

交通的特性决定了居民出行的距离、可达性和便利性,并通过对居民出行活动的影响间接影响城市空间形态的变化。不同时期的城市发展都以当时占主导地位的交通方式为特征,在城市结构、土地利用、人口密度等方面表现出各自显著的特点。在步行和马车时代,受车辆速度的限制,城市规模较小,以紧凑的同心圆形式演化发展;在内部空间结构上,城市中心密度高,但空间利用强度低。有轨电车作为一种交通方式,对城市形态产生了重要影响。城市的规模在有轨电车沿线的狭长地带扩大发展。汽车时代,汽车作为私人交通工具进入家庭,城市开始大规模郊区化。城区迅速扩散,人口和地理规模扩大,发展轴向远处延伸。然后私家车大规模普及,高速公路发达,城市人口、商业、商贸可以向更远的郊区扩散,城市住宅向低层低密度方向向外扩散。原有城市中心的衰落和松散的城市形态成为高速公路时代的重要特征。

显然,中国的城市不可能像西方发达国家那样经历漫长的汽车和高速公路时代。在土地资源短缺、人均能源份额较低的情况下,必须寻求合理的主导工具,减少或消除汽车发展对我国城市发展的负面影响。

2.引领交通发展。

为了更好地理解交通与城市的关系,我们首先要对城市交通的发展规律有更深入的了解。在交通发展史上,有轨电车在城市地区的发展和普及是19世纪后期一次重要的交通技术创新,改变了大多数城市的结构和形态。沿着从市中心辐射出来的有轨电车路线,产生了大量与市中心同等居住密度的“有轨电车郊区”,而内燃机技术提供了比其他交通方式更便宜、更灵活的汽车,这是第二次重大的技术创新,并直接导致了市区其他交通方式的衰落。通过对美国的研究,我们知道在20世纪20年代,随着汽车为居民流动和城市发展提供了新的机会,公共汽车迅速取代了电车。到20世纪80年代,北美只有五个城市仍在使用大型有轨电车系统:波士顿、费城、匹兹堡、多伦多和旧金山。公交车和汽车几乎同时出现。由于公交无法提供门到门服务,受小汽车影响行驶速度较低,服务半径不足10公里,所以常规公交在发达国家城市交通中的作用日益降低。汽车的发展在六七十年代经历了暂时的衰落和放缓,之后发展迅速。长途汽车、缆车、有轨电车、常规公交和小汽车的发展曲线、变化规律和高峰客流年份如图1所示。

一般来说,每种主导交通工具在其特定的技术条件下,都要经历一个发展趋势基本一致的过程,年客运量的曲线往往是抛物线,这就是主导交通工具的发展周期规律。根据客流的变化,发展周期可分为四个阶段,即形成期、成熟期、衰退期和创新期,如图2所示。在成型期,新技术导致新车辆的出现,新车辆作为新生事物,在这个阶段从不成熟的技术发展到逐渐稳定的技术并最终成型;但由于人们不习惯新的交通工具,所以使用不广泛,客流量小,增长潜力大。新型交通工具形成后,其发展进入了成熟阶段,成为城市客运的主导交通工具,对城市发展起到了很大的支撑作用。随着人们认知水平的不断提高,人们越来越习惯于这种交通工具;车辆迅速得到广泛应用,客流迅速增加,达到客流高峰。交通的技术进步促进了城市的快速发展,但城市发展后,交通的局限性逐渐体现,越来越影响其对城市发展的支撑作用。当主导交通处于衰落时,城市发展的新要求与交通技术日益落后之间的矛盾尤为突出;在这个阶段,餐桌层面往往会出现新的交通方式;主导交通工具在城市客运中的重要性在降低,其客流在减少。创新期,原来占主导地位的交通工具发展为一般交通工具,对城市发展影响不大,在交通结构中比重较低;为了寻求进一步的发展,车辆必须进行技术创新。

我国城市交通发展比较弯曲,车辆在我国发展的规律性不明确,导致交通结构不合理。上世纪末,中国经历了自行车快速增长和公共交通衰落的阶段,使得自行车成为具有特色的主导交通工具。目前,私家车正逐渐进入我们的家庭。与此同时,各城市政府高度重视轨道交通的发展,掀起了地铁和轻轨建设的热潮。因此,考虑到中国国情,仅根据西方发达国家交通工具的发展规律,很难判断中国城市快速发展阶段未来的主导交通工具。

3.城市综合交通系统的组成

1963出版的《布坎南报告》指出,在大城市,交通不能简单靠汽车来解决。城市客运交通受客运需求和城市道路供给控制,而供需能否平衡取决于所选择的客运交通系统结构。一个合理的客运交通系统可以保证城市交通的畅通和人们平等地使用道路,否则,形成一个合理的客运交通系统的关键在于主导交通方式的选择。

选择适合中国城市的主导工具的必要条件是对城市综合交通系统的构成有清晰的认识。在城市综合交通系统中,公共交通和私人交通是两个并行的子系统,如图3所示。根据运输能力和服务范围,公共交通系统可分为大容量、中等容量和低容量公共交通系统。大众运输系统由城市铁路、市郊铁路、地铁系统和磁悬浮系统组成,其最大的特点是速度快,对都市圈的形成起着强有力的支撑作用。大容量公交系统服务范围相对较广,线路长度可超过50公里,适合长途出行;其单向客流密度每天可超过654.38+0万人/km,也可在中等客流条件下运营。在中国,目前主要的大众交通是地铁,而市郊铁路在中国较少。上海已经建成了世界上第一条商用磁悬浮线路,但是磁悬浮系统还不成熟。中运量公共交通系统由轻轨系统、单轨铁路、AGT系统、城市空中缆车和快速公共交通系统组成,具有很大的灵活性、相对较低的成本、易于形成和对城市地区的高服务覆盖率。然而,中国还没有建成中等运量的公共交通系统。轨道交通是大中运量公共交通系统的主要组成部分。低容量公共交通系统是常规的公共汽车和电车。私人交通主要由自行车、汽车(包括出租车和摩托车)和步行组成。

在交通系统的发展中,大中运量的轨道交通代表了公共交通的发展趋势,小汽车将成为私人交通的主导。但需要指出的是,目前我国存在一个误区:轨道交通在和公交交通竞争!从图3可以看出,轨道交通和公交是公交系统的不同层次,实际上更具有互补性。轨道交通和公交融合,才能和小汽车争夺客流。在我国交通运输体系建设中,常规公交(电动)车发展的时间比较长,也比较好。目前,地方政府重点建设大容量公交(电)交通系统,而忽视中等容量公交(电)交通系统的建设和发展,容易导致公交(电)交通系统的结构性缺陷,最终影响公交(电)交通系统整体效益的发挥。

4.轨道交通成为主要交通工具的机会。

在今天的城市地区,由于道路条件的限制,汽车的平均速度几乎没有提高的潜力。随着机动车的增加,交通堵塞变得越来越严重。而轨道交通一般是封闭的,受外界条件影响较小。决定轨道交通设计速度和平均速度的主要因素是其自身建设速度、站间距离和线路条件。显然,随着水平的提高,轨道交通的技术将不断提高,轨道交通将逐步发展成为一种安全、可靠、快捷、低污染的交通方式,对小汽车具有很强的竞争力,特别是在速度方面,可以达到甚至超过高速公路上的小汽车,也就是说,轨道交通有条件发展成为一种领先的交通方式。

南Stares和刘智指出,人口密度高的城市往往人均道路长度指数相对较低,反之亦然[4]。另一方面,人均道路长度指标也说明了汽车交通的发达程度,上述规律也说明汽车发达的城市往往人口密度较低。汽车的发展导致城市人口的低密度分布和扩散,使得土地资源极度浪费(这是国情所不能承诺的)。相反,轨道交通具有大容量的特点,可以产生巨大的集聚效应,导致轨道车站周边形成大规模的“副中心”和“边缘城市”,如华盛顿的巴尔斯顿、贝塞斯达、银泉、多伦多的北约克等。,势必改变小汽车分散的土地开发形式,促进城市土地资源的有效利用。

美国大部分城市人口密度相对较低,油耗较高,汽车是城市客运的主体。可以说,美国的城市布局和生活方式是建立在四个汽车轮子上的。然而,随着交通污染、能源危机和土地占用的增加,美国正在逐渐改变城市交通方式。历届政府都做出了很多努力来振兴公共交通。早在上世纪60年代,政府就颁布了《公共交通法》,引导城市交通向大容量快速轨道交通转变。80年代有环保法,要求发展公共交通而不是汽车。20世纪90年代,政府相继颁布《清洁空气法修正案》(1990)和《多方式道路运输效率法案》(ISTEA,1991)后,如何使轨道交通成为城市的主导交通方式越来越受到关注。

由于汽车的局限性不利于城市,促使人们寻求更合理的领先交通工具。轨道交通有条件取代汽车交通的地位。为了引导轨道交通发展成为领先的城市交通工具,我国城市交通相关部门必须从以下几个方面着手:

轨道交通的建设和运营成本必须与其效益相匹配,城市也必须选择适合城市个性的轨道交通类型;轨道交通在速度上一定比汽车更有竞争力,这可以通过完全脱离道路交通或者在道路上享有优先权来实现;政府通过超前土地开发政策,鼓励轨道交通站点周边高强度房地产开发,实行“TOD”模式;轨道交通应与城市客运和对外交通合理衔接,建设与道路系统紧密衔接的停车换乘设施;轨道交通与公交* * *一体化,实现公交* * *一体化效益;轨道交通必须与城市中的大型公共设施紧密相连,如体育场馆和商业中心。

快速便捷的轨道交通将缩短地理距离,有效调整城市发展格局和土地利用,是实现城市空间合理结构的关键技术基础。无论是在西方还是现在,居民乘坐轨道交通出行时,心理空间和实际时间都会大大缩短。这样,城市就有可能突破传统汽车形成的空间结构,建立一个空间相对分离但交通联系快捷的新型城市结构。

5.轨道交通与城市发展的关系

城市发展与轨道交通发展相互促进,相互影响。一方面,城市的进一步发展需要轨道交通的快速发展。随着发展,城市人口增加,城市范围扩大。随着卫星城的发展,中心城市向城市群发展,城市向高级城市带发展,城市轨道交通以其速度快、运量大、安全准时等优势在城市地域结构的变化中发挥了巨大作用。中心城市对周边地区的辐射作用加强,保持了中心城市的活力,单中心城市向多中心城市发展得益于轨道交通的发展。这也是一些以汽车为主的国家开始改变交通政策,转向公共交通,重建和发展轨道交通的原因之一。另一方面,城市特别是城市交通的发展,促进了轨道交通在城市客运系统中发挥更大的作用。随着世界大城市的经济发展和城市地域结构的变化,对城市交通提出了更高的要求。大城市迫切需要建立多层次、立体化的综合公共交通体系,以满足大城市的交通需求。单一的常规公共交通,由于机动车的过度发展,速度和服务质量下降,不能适应长距离和大客运量的交通运输任务和城市的发展。因此,必须建立以公共交通为主体,轨道交通为主导的城市综合交通体系。

世界大城市的发展表明,城市扩张的不同阶段也对应着不同类型的轨道交通。在轨道交通发展的早期,有轨电车在城市中心区发挥了重要作用。然而,随着城市的扩张,封闭的轻轨系统和地铁系统相继取代了有轨电车。

在轨道交通系统中,不同类型的轨道交通适合城市不同区域和不同城市发展阶段的发展。据此,轨道交通可分为三类:有轨电车、中运量轨道交通(如轻轨)、大运量轨道交通(如地铁、市郊铁路)。有轨电车往往服务于一个城市的中心区,对中心区的形成、加强和扩大影响力起着重要的推动作用;在城市的城区,由于成本相对较低,易于形成,覆盖面广,居民出行方便、安全、快捷,将进一步扩大城区面积;在大众轨道交通中,地铁和市郊铁路的功能略有不同。地铁和其他快速轨道交通都作为连接远离中心区的郊区和卫星城的交通工具出现。这种联系的强弱与大城市的规模有很大关系,而市郊铁路为周边小城镇提供了通往中心城市中心区的轨道交通联系,促进了大都市区的形成。市郊铁路服务于通勤距离内卫星城镇的发展。在某些情况下,地铁等快速轨道交通也可以达到市郊铁路服务的距离,为通勤交通服务。小城镇和郊区城市的轨道交通站点为小汽车提供了良好的停车和换乘设施,通过换乘轨道交通将乘客从小汽车吸引到中心区。

需要强调的是,随着技术的发展,现代轻轨系统几乎可以覆盖城市的所有区域,具有有轨电车和地铁的特点,服务于城市的中心区和建成区。比如德国,这主要是因为现代轻轨系统在利用既有轨道的基础上,在站间距合理的情况下,可以保证40-50公里/小时的平均运营速度,让居民在30-45分钟的行程内乘坐轻轨。

6.结论

发展轨道交通是发展的需要,也是城市发展的需要。城市人口的增加和城市规模的扩大,需要轨道交通这种大容量的交通方式来满足人们的出行要求。轨道交通的发展可以反作用于城市的发展,进一步促进城市的发展,引导城市向大规模、高人口密度、低能耗、少占地的方向发展。需要强调的是,决定人类社会进步的基本因素是社会生产力的发展,科学技术是社会生产力最重要的组成部分。在当今世界,科技进步在增长、社会变革和城市发展中的作用越来越显著和重要。因此,发展轨道交通当然是城市交通发展的一个重要方面。归根结底,这种发展需要相应的科学技术与之相适应,与科学技术的发展保持一致,可以说是城市交通和轨道交通发展的动力。

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