資源節(jié)約和環(huán)境友好的城市交通系統(tǒng)評(píng)價(jià)

戴劍軍 孫海浩 陳小鴻

（同濟(jì)大學(xué)教育部道路與交通工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海201804）

0 引 言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，資源的約束越來(lái)越突出，在這種情況下，為了保證經(jīng)濟(jì)“又好又快”的發(fā)展，我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)面臨轉(zhuǎn)型，即從過(guò)去那種“高投入、高能耗、高污染、低產(chǎn)出”的模式向“低投入、低能耗、低污染、高產(chǎn)出”轉(zhuǎn)變。2005年10月11日中國(guó)共產(chǎn)黨十六屆五中全會(huì)通過(guò)了《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃的建議》，首次把建設(shè)節(jié)約型社會(huì)和環(huán)境友好型社會(huì)確定為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃的一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)，“加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口、資源、環(huán)境相協(xié)調(diào)，是貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、走新型工業(yè)化道路的必然要求，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、保障經(jīng)濟(jì)安全和國(guó)家安全的必然要求?！保?］

《雅典憲章》中指出城市的4大活動(dòng)是工作、居住、游憩和出行。交通承擔(dān)著作為4大活動(dòng)之一的出行以及部分的游憩（以休閑、健身等為目的的散步、騎自行車等），是城市整個(gè)體系中非常重要的部分。在城市中，交通系統(tǒng)為我們提供了到達(dá)各類活動(dòng)場(chǎng)所的機(jī)會(huì)，與此同時(shí)，其消耗和占據(jù)著相當(dāng)?shù)馁Y源，對(duì)環(huán)境造成了不小的壓力。因此，在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的道路上，城市交通是重要的一環(huán)；建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的城市交通系統(tǒng)是刻不容緩的任務(wù)［2］。

但是如何判斷一個(gè)城市的交通系統(tǒng)是朝著資源節(jié)約型和環(huán)境友好型前進(jìn)的還是后退的呢，城市的相關(guān)規(guī)劃和政策是否有利于實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的城市交通系統(tǒng)呢？為此，本文提出了對(duì)城市交通的相關(guān)規(guī)劃和政策等是否符合資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)要求的評(píng)價(jià)方法，并對(duì)長(zhǎng)沙2010年綜合交通規(guī)劃方案進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

1 城市交通與資源和環(huán)境的關(guān)系

1.1 城市交通的資源消耗

城市發(fā)展中的重要資源主要有土地、水和能源等。其中，對(duì)于城市交通來(lái)說(shuō)，土地和能源是最主要的資源。

1.1.1 土地

城市交通系統(tǒng)中道路、公共交通場(chǎng)站、地面停車場(chǎng)和地面樞紐等占用了大量的土地，土地是交通系統(tǒng)得以存在和運(yùn)轉(zhuǎn)的空間所在［3－4］。在我國(guó)大中城市，道路面積占整個(gè)城市建設(shè)用地的比例都在10%～20%之間，而在北美小汽車交通比例很高的城市中，這一比例都超過(guò)了30%。以長(zhǎng)沙為例，由于周圍山水限制以及生態(tài)控制，可用土地不多。近年來(lái)每年建設(shè)用地急速增長(zhǎng)。從2000～2009年年均增長(zhǎng)用地面積達(dá)到了21.41 km2。2000年以年所增加的建設(shè)用地中道路廣場(chǎng)用地總量?jī)H次于居住用地。

圖1 各類型用地所占新增建設(shè)用地的比例Fig.1 The proportion of all kinds of land use in new built－up land

1.1.2 能源

國(guó)際能源署［5］對(duì)今年全世界4大經(jīng)濟(jì)體（中國(guó)、歐盟、日本和美國(guó)）所消耗的能源分為4個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示（見圖2），我國(guó)能源絕大部分流向工業(yè)，而交通所消耗能源比例明顯低于其他經(jīng)濟(jì)體，僅13.5%，而工業(yè)則占了54.8%。與歐美日等國(guó)家和地區(qū)相比，我國(guó)工業(yè)科技含量相對(duì)要低，單位產(chǎn)出所消耗的能源要遠(yuǎn)高于這些國(guó)家和地區(qū)。當(dāng)前我國(guó)大力推進(jìn)兩型社會(huì)改革，努力從“高投入，高消耗，高污染，低產(chǎn)出”轉(zhuǎn)變?yōu)椤暗屯度?，低消耗，低污染，高產(chǎn)出”。因此可以預(yù)見未來(lái)幾十年內(nèi)工業(yè)消耗能源的比例將大大下降，參照歐美日的經(jīng)驗(yàn)，交通所占比例將大大提升，因此交通是能源節(jié)約極為重要的戰(zhàn)場(chǎng)，兩型社會(huì)建設(shè)下的城市交通系統(tǒng)必須是能源節(jié)約的城市交通系統(tǒng)。

圖2 全球4大經(jīng)濟(jì)體能源用途Fig.2 The use of energy of the biggest four economic entities

1.2 城市交通的環(huán)境代價(jià)

在城市的空氣污染中，由機(jī)動(dòng)車交通所產(chǎn)生的污染占了相當(dāng)大的比重。長(zhǎng)沙市環(huán)境保護(hù)局所發(fā)布的2007年長(zhǎng)沙3類污染物中城市交通所產(chǎn)生的比例，其中可吸入顆粒物（VPM）、NO2和SO2所 占 比 例 分 別 為 39.5%、40.70% 和19.40%。

此外國(guó)際能源署2005年發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2001年全世界18.4%碳排放是由各國(guó)國(guó)內(nèi)交通所產(chǎn)生的。雖然我國(guó)的這一比例為7.4%，但是我國(guó)生產(chǎn)力水平科技含量與歐美相比有差距，總碳排放量大，因此交通的碳排放量也達(dá)到了2.34億t。按現(xiàn)在的發(fā)展趨勢(shì)，由于生產(chǎn)力的提高，科技水平的提高，生產(chǎn)性的碳排放量將下降，因此交通碳排放比例將上升。

城市交通也是城市中噪聲的主要來(lái)源之一。根據(jù)長(zhǎng)沙市環(huán)境保護(hù)局的檢測(cè)，2005～2008年長(zhǎng)沙交通等效噪聲都在70 d B左右，占總噪聲來(lái)源的23.6%，見圖3。

圖3 長(zhǎng)沙市2008年噪聲源分布Fig.3 The distrbution of noise sources of Changsha in 2008

1.3 資源節(jié)約和環(huán)境友好的城市交通

兩型社會(huì)的建設(shè)，也不能因噎廢食，為了節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境而停止發(fā)展甚至令社會(huì)倒退。如果單一地以節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境為目標(biāo)，那么結(jié)果只能是放棄了城市交通的效率，甚至禁止城市交通的存在，致使城市失去活力，停止發(fā)展，甚至消失。發(fā)展是根本，節(jié)約資源并不是減少對(duì)資源的使用，而是要提高資源的利用效率。

建設(shè)資源節(jié)約和環(huán)境友好的城市交通系統(tǒng)，不能走以上2種極端。兩型社會(huì)堅(jiān)持發(fā)展第一性，以資源節(jié)約和環(huán)境友好的途徑發(fā)展。因此在兩型社會(huì)建設(shè)下的城市交通系統(tǒng)，必須協(xié)調(diào)好城市交通系統(tǒng)本身的發(fā)展與資源及環(huán)境三者之間的關(guān)系，以低的資源消耗和低的環(huán)境污染向廣大人們提供優(yōu)質(zhì)的城市交通服務(wù)。

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.1 系統(tǒng)目標(biāo)

城市綜合交通系統(tǒng)把分散在城市各處的城市生產(chǎn)、生活活動(dòng)連接起來(lái)，在組織生產(chǎn)、安排生活、提高城市客貨流的有效運(yùn)轉(zhuǎn)及促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面起著十分重要的作用，其功能目標(biāo)是要高質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)人和貨物的移動(dòng)，分解為以下3個(gè)方面：

1）可達(dá)。以較短的時(shí)間完成人的移動(dòng)，滿足人參與活動(dòng)的需求，意義重大；

2）安全。保障移動(dòng)過(guò)程安全的完成，減少交通事故，降低交通事故的嚴(yán)重性；

3）舒適。為市民出行提供寬松、良好的出行環(huán)境，提高出行的舒適性。

貨物的移動(dòng)分為2種：快遞服務(wù)；其他的貨物運(yùn)輸。其中前者所引起的交通量相對(duì)整個(gè)城市的交通量來(lái)說(shuō)很小，基本可以忽略；而后者則一般為減少其對(duì)客運(yùn)交通的影響等，限制在客運(yùn)交通較少的時(shí)段，甚至客運(yùn)交通較少的道路上通行。因此，在此只考慮城市的客運(yùn)交通功能。

前面在分析城市交通與資源和環(huán)境的關(guān)系中業(yè)已闡明城市交通最關(guān)鍵的資源消耗是土地和能源，最主要的環(huán)境問(wèn)題是污染性氣體排放、碳排放以及噪聲問(wèn)題。因此，確立系統(tǒng)評(píng)價(jià)目標(biāo)見表1。

表1 資源節(jié)約型和環(huán)境友好型城市交通系統(tǒng)評(píng)價(jià)目標(biāo)Tab.1 The goals of resource－saving and environment－friendly urban transport

2.2 指標(biāo)選取

各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的指標(biāo)數(shù)量眾多，指標(biāo)體系并不是將這么多的指標(biāo)全部羅列進(jìn)來(lái)，應(yīng)只選擇必要的指標(biāo)。指標(biāo)選取不能盲目，應(yīng)遵循一定的原則，主要有以下九大原則：可辨識(shí)原則、可承擔(dān)原則、目標(biāo)指向性原則、及時(shí)性原則、明確性原則、敏感性原則、有趨勢(shì)性原則和可理解原則。最終各個(gè)目標(biāo)下選取的指標(biāo)見表3。

表2 主要評(píng)價(jià)方法的特點(diǎn)Tab.2 The characteristic of common evaluation method

3 評(píng)價(jià)方法

3.1 評(píng)價(jià)方法的選擇

常見的系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法有層次分析法、模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法［6］、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法和主成分分析法四種評(píng)價(jià)方法。有人對(duì)這4種方法進(jìn)行過(guò)比較，見表2?？紤]本研究各指標(biāo)的特點(diǎn)，選擇模糊綜合評(píng)價(jià)法。

所謂模糊綜合評(píng)價(jià)法，就是當(dāng)將同一目標(biāo)下的2個(gè)指標(biāo)相比較，指標(biāo)一與指標(biāo)二，明顯更為不重要時(shí)，標(biāo)度值取0.25；較為不重要時(shí)，標(biāo)度值取0.5重要程度相當(dāng)時(shí)，標(biāo)度值取1；較為重要時(shí)，標(biāo)度值取2；明顯更為重要時(shí)，標(biāo)度值取4。如此，得到同一目標(biāo)各個(gè)指標(biāo)兩兩重要性比較的矩陣，求出該矩陣的特征值，作為該目標(biāo)下各個(gè)指標(biāo)所占的權(quán)重。再用同樣的方法，比較各個(gè)目標(biāo)的重要性，建立各個(gè)目標(biāo)兩兩重要性比較的矩陣，求出特征值作為該目標(biāo)的權(quán)重。最后各指標(biāo)的權(quán)重與該指標(biāo)所對(duì)應(yīng)目標(biāo)的權(quán)重的乘積就是該指標(biāo)的最終權(quán)重。本指標(biāo)體系中，各指標(biāo)的最終權(quán)重見表3。

3.2 指標(biāo)歸一化

在綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)中，一般各個(gè)指標(biāo)值的單位和量級(jí)是不相同的。這樣各指標(biāo)之間存在著不可公度性，給系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)帶來(lái)了不便。為了盡可能地反映實(shí)際情況，排除由于各項(xiàng)指標(biāo)的單位不同以及其數(shù)值數(shù)量級(jí)之間的懸殊差別所帶來(lái)的影響，避免發(fā)生不合理的現(xiàn)象，必須對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行一致化處理。所謂一致化，也稱為指標(biāo)的規(guī)范化，是通過(guò)數(shù)學(xué)變換來(lái)消除原始指標(biāo)單位及其數(shù)值數(shù)量級(jí)影響的過(guò)程，這是指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)的前提。因此，指標(biāo)就有兩種值：指標(biāo)的實(shí)際值和指標(biāo)的評(píng)價(jià)值。將原始指標(biāo)一致化以后得到的值稱為指標(biāo)的評(píng)價(jià)值。一致化過(guò)程就是將指標(biāo)實(shí)際值轉(zhuǎn)化為指標(biāo)評(píng)價(jià)值的過(guò)程。

這3種評(píng)價(jià)指標(biāo)的類型，最通用3種一致化標(biāo)準(zhǔn)處理函數(shù)分別如下：

成本型指標(biāo)一致化的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)：

式中：P為指標(biāo)的評(píng)價(jià)值；z為指標(biāo)的評(píng)價(jià)函數(shù)；x為指標(biāo)的實(shí)際值。

效益型指標(biāo)一致化的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)：

式中：P為指標(biāo)的評(píng)價(jià)值；z為指標(biāo)的評(píng)價(jià)函數(shù)；x為指標(biāo)的實(shí)際值；max（x）為指標(biāo)的最大值。

區(qū)間指標(biāo)一致化的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)：

式中：P為指標(biāo)的評(píng)價(jià)值；z為指標(biāo)的評(píng)價(jià)函數(shù)；x為指標(biāo)的實(shí)際值；p為指標(biāo)最佳穩(wěn)定區(qū)間的下限；q為指標(biāo)最佳穩(wěn)定區(qū)間的上限；max（x）為指標(biāo)的最大值，而min（x）為指標(biāo)的最小值。

各個(gè)指標(biāo)中，平均行程時(shí)間、百萬(wàn)人口交通事故死亡人數(shù)、人均交通有關(guān)能耗、人均污染氣體排放變化、人均交通有關(guān)碳排放和75 dB噪聲影響率都是成本型的指標(biāo)，而主城區(qū)公交站點(diǎn)300 m半徑覆蓋率、建成區(qū)公交站點(diǎn)300 m半徑覆蓋率、綠道網(wǎng)里程、干道過(guò)街設(shè)施間距達(dá)標(biāo)和軌道站快慢銜接合格率均是效益型指標(biāo)，人均交通有關(guān)用地則是區(qū)間型的指標(biāo)。

4 案例應(yīng)用

2007年12月，國(guó)家批準(zhǔn)武漢城市圈和長(zhǎng)株潭城市群分別成立全國(guó)兩型社會(huì)建設(shè)綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)。長(zhǎng)沙作為資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)先鋒之一，在2010年城市綜合交通規(guī)劃編制中，對(duì)城市交通作出了資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的要求。對(duì)現(xiàn)狀的城市交通進(jìn)行了評(píng)價(jià)，見表3。在現(xiàn)狀中，長(zhǎng)沙尚未有軌道交通和綠道網(wǎng)，雖然主城區(qū)公交站點(diǎn)覆蓋率較高，但整個(gè)建成區(qū)的公交站點(diǎn)覆蓋率仍不理想。

表3 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與長(zhǎng)沙現(xiàn)狀評(píng)價(jià)Tab.3 The indicator system and the evaluation of the current urban transport of Changsha

長(zhǎng)沙綜合交通規(guī)劃結(jié)合長(zhǎng)沙現(xiàn)狀、未來(lái)發(fā)展的需求以及兩型社會(huì)建設(shè)的戰(zhàn)略，提出了構(gòu)建以軌道交通為主導(dǎo)的綜合交通運(yùn)輸體系，構(gòu)建以軌道交通為骨干，由BRT、常規(guī)公交等組成。

在規(guī)劃方案下，到2030年，城市人口將達(dá)到800萬(wàn)，是現(xiàn)狀的2.5倍，建成區(qū)面積也將是現(xiàn)狀的2倍多。在保持現(xiàn)狀各方式技術(shù)因子前提下，盡管人均交通有關(guān)用地比現(xiàn)狀略低，依靠發(fā)達(dá)的軌道網(wǎng)絡(luò)以及密度到達(dá)9 km／km2的道路網(wǎng)，在城市規(guī)模擴(kuò)大2倍多的情況下，平均行程時(shí)間與現(xiàn)狀相當(dāng)。城市干道等效噪聲均值變化和每百萬(wàn)人交通事故死亡人數(shù)認(rèn)為主要是由管理等手段來(lái)進(jìn)行控制，規(guī)劃所帶來(lái)的這2個(gè)指標(biāo)值的改變難以確定，因此在評(píng)價(jià)規(guī)劃方案時(shí)認(rèn)為這個(gè)2個(gè)指標(biāo)值不變。其他各指標(biāo)值具體見表4，可見，通過(guò)科學(xué)合理的規(guī)劃使得長(zhǎng)沙在2030年城市交通系統(tǒng)更加的資源節(jié)約和環(huán)境友好。

5 結(jié)束語(yǔ)

提出了資源節(jié)約和環(huán)境友好的城市交通系統(tǒng)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法，并用來(lái)評(píng)價(jià)長(zhǎng)沙城市交通的現(xiàn)狀和綜合交通規(guī)劃方案。通過(guò)對(duì)長(zhǎng)沙現(xiàn)狀和綜合交通規(guī)劃的評(píng)價(jià)和比較，可知，綜合交通規(guī)劃方案使得城市規(guī)模擴(kuò)大兩倍多的情況下仍提高了城市的可達(dá)性，同時(shí)保持了人均能耗和污染不明顯增加，因此符合城市建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的要求。

表4 2030年各指標(biāo)值以及與現(xiàn)狀的比較Tab.4 The value of indicators in 2030 and the comprison with the current situation

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