楊 云， 喬曉青， 肖邱瑞

(重慶交通大學(xué)交通運輸學(xué)院，重慶 400074)

可持續(xù)發(fā)展是指既滿足當(dāng)代人的發(fā)展需要，又不損害后代人利益的發(fā)展。自2009年始，我國已連續(xù)4年成為全球第一大汽車產(chǎn)銷國，機(jī)動車擁有量的快速增加導(dǎo)致城市交通矛盾日益突出，主要表現(xiàn)為:交通需求與交通供給之間的矛盾，車輛污染與環(huán)境承載力之間的矛盾，交通出行和能源漲價之間的矛盾等。矛盾日漸尖銳，直接威脅人們的健康、生存環(huán)境，影響人們的出行。這一切預(yù)示我們不能以污染環(huán)境和損害人們的健康來尋求交通、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展是交通發(fā)展的最佳路徑。

一、交通承載力分析

(一)交通承載力特性

交通承載力即交通承載量或交通容量，它具有客觀存在性、彈性和變化性三個特性[1]。即在一定狀態(tài)下，某一區(qū)域資源和交通設(shè)施供給能力是一定的，因此交通承載力在質(zhì)和量方面是客觀存在的;不同的交通方式接駁、交通設(shè)施協(xié)調(diào)等差異造成的承載力的差異使交通承載力成彈性變化，而這個彈性是有限度的，超過這個限度，系統(tǒng)就會發(fā)生質(zhì)的變化;人的規(guī)劃與活動可以改變交通需求與交通供給的關(guān)系，使交通承載力發(fā)生變化。

(二)可持續(xù)發(fā)展與交通承載力關(guān)系

可持續(xù)發(fā)展的根本是經(jīng)濟(jì)、社會的發(fā)展要與資源、環(huán)境相協(xié)調(diào)，它包含三個基本原則:公平性原則、可持續(xù)性原則、共同性原則[2]?？沙掷m(xù)發(fā)展需要自然、經(jīng)濟(jì)、人的健康協(xié)調(diào)發(fā)展，清楚認(rèn)識可持續(xù)發(fā)展與交通承載力的關(guān)系是其首要條件。首先，交通承載力作為交通系統(tǒng)能夠負(fù)荷的交通增長極限條件，根據(jù)自身所能承載的交通需求量與交通設(shè)施壓力，從量與質(zhì)兩方面分別限定了增長的規(guī)模、速度和方式。其次，交通以可持續(xù)的方式、速度增長，嚴(yán)格維護(hù)交通系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，交通承載力將得到鞏固和提升，為今后交通增長奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而形成交通承載力可持續(xù)增長的良性循環(huán)。最后，交通承載力與交通可持續(xù)發(fā)展在某種意義上是一致的，兩者相輔相成，不可分割[3]。

二、路網(wǎng)交通承載力分析

(一)路網(wǎng)交通承載力的主要影響因素

城市路網(wǎng)承載力是路網(wǎng)能承擔(dān)機(jī)動車出行的最大量，作為道路交通的主要承載體，與其他交通承載體相互作用、相互影響，共同完成城市的交通出行。路網(wǎng)承載能力增加，道路能服務(wù)車輛數(shù)越多;機(jī)動車出行增加，路網(wǎng)承載力必須越高。

1.路網(wǎng)自身屬性

(1)道路總長度和容量

道路總長度和車道數(shù)是影響路網(wǎng)承載力的主要原因。交通強(qiáng)度越大，道路總長度需求就高，反之，需求就低，道路總長度與路網(wǎng)承載力成正相關(guān)關(guān)系;多車道能在一定程度上讓車輛分類行駛，減少摩擦，提高行駛速度。其受制于城市用地面積和總體規(guī)劃，要保證交通順暢，則需要保證道路總長度在城市用地面積中所占的比例。

(2)路網(wǎng)的等級結(jié)構(gòu)及其道路交叉口影響

路網(wǎng)的等級結(jié)構(gòu)也會影響路網(wǎng)承載力。城市道路由快速路、主干路、次干路、支路構(gòu)成，機(jī)動車在不同等級道路和各車道運行過程中受到車輛和行人的干擾不一樣。一般來說，高等級道路受干擾較小，低等級道路受干擾較大;中心車道受干擾較小，邊上車道受干擾較大。車流經(jīng)過交叉口時會與左轉(zhuǎn)車流以及過街人流等發(fā)生沖突，同時受到紅綠燈和交叉口的間距等影響，不同等級道路交叉口沖突對車流的影響程度不同。

2.停車系統(tǒng)

根據(jù)人們出行的目的，主要可歸納為工作、會議、商談、購物、酒店住宿、聚會和游玩等，如果沒有足夠的停車設(shè)施，勢必導(dǎo)致占道停車、亂停亂放，影響道路交通的通行能力，制約車輛的順暢行駛。道路交通設(shè)施的協(xié)調(diào)與匹配將對路網(wǎng)承載力產(chǎn)生較大影響。

3.公交系統(tǒng)

公交分擔(dān)率是城市居民出行選擇公交車出行的比例。公交車單臺車輛占用的道路時空資源較單臺私人機(jī)動車大，但是其載客量更大，因此從城市整個路網(wǎng)系統(tǒng)來看，發(fā)展公交是可持續(xù)發(fā)展和提升城市路網(wǎng)承載力的主要突破口。

(二)路網(wǎng)交通承載力計算

1.參數(shù)的量化

分別對以上影響因素量化處理，得出相應(yīng)的表達(dá)式:

(1)道路總長度L

其中:L——道路總長度(km);Li——路網(wǎng)中第 i等級道路的長度(km)，道路等級分為快速路、主干路、次干路、支路。

(2)系數(shù)β

β為道路等級車道綜合折減系數(shù)。不同等級道路的綜合折減系數(shù)見表1。

表1 車道綜合折減系數(shù)

(3)系數(shù)α

α為不同道路交叉口折減系數(shù)[4]。不同等級道路交叉口沖突對車流的影響程度見表2。

表2 交叉口折減系數(shù)

(4)停車影響系數(shù)γ

主要影響因素為停車需求量與車位供給量。一個城市或地區(qū)的公共停車場承載力的計算應(yīng)該是各種類型停車場的承載力之和，主要與停車場的車位、周轉(zhuǎn)率有關(guān)。

某一地區(qū)停車場停車能力的計算方法如下:

其中:ck——第k個停車場的停車能力;k——該城市或地區(qū)停車場的數(shù)量。

周轉(zhuǎn)率(平均周轉(zhuǎn)率、周轉(zhuǎn)次數(shù))用來衡量停車場每個車位被使用次數(shù)，表示停車場的容納能力。其計算公式如下:

其中:s——一定時間內(nèi)的實際停車車輛數(shù)(pcu);c——停車能力;δ——周轉(zhuǎn)率。

周轉(zhuǎn)率可以用實際停車數(shù)量與停車能力的比值來表示，但周轉(zhuǎn)率的主要決定因素是每輛車的停車時間及停車場的停車能力，每輛車的停車時間越短，停車場的周轉(zhuǎn)率越大。

停車參數(shù)γ的公式為:

其中:s——一定時間內(nèi)實際停車車輛數(shù)(pcu);s0——一定時間內(nèi)需要停車車輛數(shù)，可以根據(jù)城市或地區(qū)機(jī)動車擁有量、城市等級和商業(yè)化程度計算。

(5)公交車影響系數(shù)θ

其修正值為現(xiàn)有路網(wǎng)承載力與把公交車占用的時空資源換成小汽車后的承載力比值，公式如下:

其中:Kb——公交車出行分擔(dān)率;Kc——小型汽車、出租車出行分擔(dān)率;x——公交車平均載客量(人/趟);y——小汽車平均載客量(人/趟);λ——同樣路面條件下，每輛公交車與小型汽車占用道路時空資源的平均比值。

2.路網(wǎng)交通承載力計算模型

結(jié)合路網(wǎng)容量時空消耗計算原理，路網(wǎng)承載力定義為路網(wǎng)時空總資源與交通個體一次出行的時空消耗的比值:

其中:γ——停車影響系數(shù);θ——公交車影響系數(shù);C0——路網(wǎng)時空總量;C1——交通個體平均一次出行時空消耗量。

(1)路網(wǎng)時空總量:

把交叉口影響系數(shù)α、道路等級車道綜合折減系數(shù)β代入:

其中:Li——路網(wǎng)中第 i等級道路的長度(km);ni——路網(wǎng)中第i等級道路車道數(shù);T——路網(wǎng)通行時間(h)。

(2)交通個體平均一次出行時空消耗量:

其中:hs——機(jī)動車行駛中的平均車頭間距(m);t——機(jī)動車一次出行平均行駛時間(h/次);ht——機(jī)動車行駛中的平均車頭時距(s);v0——道路設(shè)計車速(km/h)，快速路、主干路、次干路、支路的設(shè)計車速分別取60—80 km/h、30—60 km/h、20—50 km/h、20—40 km/h;μ——道路服務(wù)水平(v/c);v——各等級道路上機(jī)動車行駛的實際車速(km/h)，常用線性的速度——飽和度關(guān)系式v=v0(1－0.94μ)來表示實際車速[5]。

(3)整合各項式子得:

(三)路網(wǎng)交通可持續(xù)承載力

1.路網(wǎng)交通承載力水平計算

路網(wǎng)交通承載力水平指在一定發(fā)展階段，路網(wǎng)承載力滿足交通需求的程度，用機(jī)動車出行量與路網(wǎng)承載力表示，計算公式如下:

其中:G——路網(wǎng)交通承載力水平;P——路網(wǎng)機(jī)動車出行量(標(biāo)準(zhǔn)小汽車量)，pcu次/日;P'——居民出行量(萬人次);Φ——居民出行量與機(jī)動車出行的換算系數(shù);Xi——第i類機(jī)動車出行方式的比例，主要包括公交車、出租車、小汽車、摩托車;Zi——第i類機(jī)動車出行方式的平均載客量(人/趟);ηi——第i類機(jī)動車出行方式的交通工具折算系數(shù)，其值取自《城市道路交通設(shè)計規(guī)范》，摩托車取值為 0.5，公交車為 2.5，小汽車為 1。

2.路網(wǎng)交通承載力水平等級劃分

參考交通服務(wù)水平(μ)等級劃分，建立嚴(yán)重超載、高度超載、適度超載、承載良好4個等級的預(yù)警體系，以機(jī)動車出行量與路網(wǎng)交通承載力的比值作為路網(wǎng)交通承載力水平等級的劃分依據(jù)。

表3 路網(wǎng)交通承載力水平劃分

三、實例分析

圖1 項目區(qū)位圖

路網(wǎng)承載力計算。以重慶市渝中區(qū)的部分區(qū)域(見圖1)為例，通過調(diào)查，標(biāo)定公交車影響系數(shù)3.35，停車影響系數(shù)0.45，居民機(jī)動車單次出行距離為8.2km。

表4 各類道路承載力計算參數(shù)表

將表4中的參數(shù)代入公式(10)，得到該研究區(qū)域路網(wǎng)承載力48644pcu/h。

機(jī)動車出行量計算。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)及分析，以研究區(qū)域內(nèi)居民收入水平及出行率為回歸分析參數(shù)，計算出居民出行量為112.1萬人次。經(jīng)調(diào)查，研究區(qū)域內(nèi)各種機(jī)動車出行方式分擔(dān)比例與平均載客量見表5。

表5 研究區(qū)域內(nèi)各種機(jī)動車出行方式分擔(dān)比例與平均載客量表

依據(jù)公式(12)，將居民出行量轉(zhuǎn)換成機(jī)動車出行量。研究區(qū)域內(nèi)機(jī)動車日出行量為92911pcu，高峰小時出行量取日出行量的19.63%，即18238pcu。

路網(wǎng)承載力水平。根據(jù)公式(11)，研究區(qū)域內(nèi)路網(wǎng)承載力水平為0.37＜0.7，承載良好，符合交通可持續(xù)發(fā)展的要求。

四、結(jié)論

在某階段管理水平和交通設(shè)施供給條件下，城市路網(wǎng)承載力是固定的，交通可持續(xù)發(fā)展需保證路網(wǎng)資源的有效利用和環(huán)境不被污染。本研究分析了影響路網(wǎng)承載力水平的主要因素，同時結(jié)合路網(wǎng)容量時空消耗計算原理，得出路網(wǎng)承載力及水平的計算模型。考慮到路網(wǎng)系統(tǒng)運行的復(fù)雜性，路網(wǎng)承載力及水平的計算中對于各類參數(shù)的標(biāo)定的準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步研究。

[1]侯德勛.城市承載力研究[D].上海:同濟(jì)大學(xué)，2008.

[2]高利梅.大連城市承載力分析評價[D].大連:東北財經(jīng)大學(xué)，2010.

[3]蔣輝.可持續(xù)發(fā)展視角下的資源環(huán)境承載力[J].資源與環(huán)境，2011(3):253－256.

[4]王煒，徐吉謙，楊濤，等.城市交通規(guī)劃理論及其應(yīng)用[M].南京:東南大學(xué)出版社，1998.

[5]陳學(xué)武.可持續(xù)發(fā)展的城市交通系統(tǒng)模式研究[D].南京:東南大學(xué)，2002.