以人為本的城市交通：一種設(shè)計和完善城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的新方法

Dervill Mithell, Susn Clris, Dvid Edge

aDirector, Arup Group Limited

bAssociate Director, Arup Group Limited

cAssociate, Arup Group Limited

以人為本的城市交通：一種設(shè)計和完善城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的新方法

Dervilla Mitchella, Susan Clarisb, David Edgec

aDirector, Arup Group Limited

bAssociate Director, Arup Group Limited

cAssociate, Arup Group Limited

1.引言

本文為工程師在規(guī)劃、設(shè)計、管理交通系統(tǒng)，以及修復(fù)和更換老化的基礎(chǔ)設(shè)施時提出了一種新觀點。它對如何采取“人性化”的方法進(jìn)行運輸提供了論證，從而使工程師能夠找到使人和貨物進(jìn)行更智慧的跨城、跨國甚至跨洲移動的方法。以人為本的流動性直接使人處于設(shè)計和決策的中心位置，通過采用這種方法，我們可以創(chuàng)造有效的彈性運輸解決方案，使乘客和運營商雙方互利，從而打造更好的城市和社區(qū)。

2.挑戰(zhàn)與機遇

據(jù)預(yù)測，到2050年全世界人口總數(shù)將達(dá)到90億，其中75 %的人口居住在城鎮(zhèn)和城市。隨著人口不斷涌向城市，城市正面臨著更大的社會、經(jīng)濟和環(huán)境壓力。從倫敦到上海，我們的城市正面臨著許多與城市化相關(guān)的問題，而交通也不可避免地承受著巨大壓力。大范圍的交通擁堵儼然已經(jīng)成為常態(tài)，二氧化碳排放增加、空氣污染和噪聲污染影響著城市生活。我們需要找到解決這些問題的方法，同時提供額外的容量。

但是這并不全是壞事。人口密度的增長同樣也可以帶來機遇，城市化能推進(jìn)大型交通基礎(chǔ)設(shè)施項目的建立。作為設(shè)計者，我們可以幫助設(shè)計高效的城市綜合交通系統(tǒng)，減少環(huán)境影響，從而提高我們居住地區(qū)的經(jīng)濟水平、居民健康狀況和社會凝聚力。在這個過程中，我們必須注意的一個最重要的因素就是旅客個體和他們對一個簡單無縫旅程的愿望。我們必須專注于無障礙和流動性，而不是孤立的運輸方式。

政府和城市規(guī)劃者仍然把交通基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展作為重要議程，但我們不能孤立地看待運輸。政策間的關(guān)系需要被視為整體戰(zhàn)略的一部分。在2014年，倫敦市長啟動了該市的第一個長期基礎(chǔ)設(shè)施計劃，奧雅納(Arup)對此的貢獻(xiàn)尤為顯著。這是確定倫敦市未來基礎(chǔ)設(shè)施的范圍、優(yōu)先發(fā)展順序和預(yù)算的第一次嘗試。該計劃為長期戰(zhàn)略運輸投資設(shè)立了三個總體目標(biāo)：支持倫敦和英國經(jīng)濟；滿足不斷增長的人口的需求；使倫敦更宜居。這項規(guī)劃明確地把“以人為本”的交通模式放在了首位。

人們越來越認(rèn)識到，轉(zhuǎn)化交通運輸系統(tǒng)可以幫助改善社區(qū)的經(jīng)濟和社會質(zhì)量。甚至一些微觀措施，如引入植被和綠地作為城市規(guī)劃和基礎(chǔ)設(shè)施項目的一部分，都能鼓勵人們尋求交通替代方法，追求更健康的生活方式。我們的“Cities Alive”項目中關(guān)于綠色基礎(chǔ)設(shè)施的研究表明，推廣更健康、更貼近戶外的生活方式可以將人口死亡率減少2 ‰ ~ 6 ‰，這也可以帶來相當(dāng)大的經(jīng)濟效益。英國林業(yè)委員會的報告指出，促進(jìn)英國常住人口比例減少1 %，估計能產(chǎn)生每年14.4億英鎊的經(jīng)濟效益，相當(dāng)于人均800英鎊。

對健康的影響是以人為本的設(shè)計需要考慮的一個重要因素，因為交通運輸系統(tǒng)在幫助解決城市面臨的重大公共衛(wèi)生問題方面發(fā)揮著極為重要的作用。交通運輸是導(dǎo)致健康狀況不佳的原因(缺乏體力活動、空氣質(zhì)量差、噪聲)，但這些健康問題也可以被解決(積極的旅行、改善空氣質(zhì)量、降低噪聲)。據(jù)世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)估計，全球范圍內(nèi)缺乏體力活動占過早死亡誘因的十分之一。冠心病、結(jié)腸癌、糖尿病、卒中和乳腺癌都與缺乏體力活動相關(guān)。據(jù)估計，在歐洲缺乏運動導(dǎo)致的死亡率是肥胖的兩倍。劍橋大學(xué)的研究人員表示，每天每個人至少快步行走20 min，不僅有利于身體健康，還會有更大的益處。積極主動是我們的身體健康和總體幸福感的源泉。消極的人患有中度至重度抑郁癥的可能性是比較積極的人的三倍?，F(xiàn)在，在英格蘭和威爾士，癡呆是導(dǎo)致婦女死亡的主要原因，死亡人數(shù)占據(jù)女性死亡總?cè)藬?shù)的12 %。而適量的運動，如散步，可以將得癡呆的患病風(fēng)險降低30 %。

主動出行是顯著提高人們體力活動水平最可行的選擇，城市環(huán)境和交通政策深刻影響著人們對步行或騎車等交通方式的選擇。倡導(dǎo)步行應(yīng)該被放在未來城市交通政策和建筑環(huán)境決策的中心地位：創(chuàng)建一個步行城市對每個人都有好處。需要推進(jìn)建筑環(huán)境向更健康的方向發(fā)展，鼓勵和促進(jìn)步行和騎自行車作為日常交通方式，讓體力鍛煉回歸到日常生活中來。像“可讀的倫敦(Legible London)”(圖1)這樣的尋路系統(tǒng)是很好的案例，它們專門為行人量身定做街道標(biāo)識牌。

圖1.可讀的倫敦(Legible London)，倫敦交通局采用的尋路系統(tǒng)。?奧雅納/托馬斯?格雷厄姆。

步行除了對健康有好處，還可以為開發(fā)商、雇主和零售商帶來許多經(jīng)濟利益，是最低碳、污染最少、最便宜和最可靠的交通方式。步行是良好的社會均衡器，人們在城市內(nèi)行走會給他們帶來安全感，最重要的是，步行能使人感到快樂。讓更多的人加入步行和騎自行車上班的行列，會使員工更健康。研究也表明，那些經(jīng)常騎自行車上班的員工的缺勤率更低，他們與開車的員工相比，能更好地集中注意力，抗壓性也較好。

變化是一件具有挑戰(zhàn)性的事，但城市可以考慮采取試驗和漸進(jìn)的步驟來達(dá)到目的。韓國的水原市在2014年率先進(jìn)行了激進(jìn)的試驗：在一個月的時間里，將整個社區(qū)設(shè)置為無車區(qū)，促使居民選擇低碳的出行方式。試驗結(jié)束后，人們不想回到過去的生活方式，而是選擇了適應(yīng)試驗時的生活方式。

在德國弗萊堡，人們花了40年的時間才使運輸系統(tǒng)向著一個長期愿景邁進(jìn)，即建造一個倡導(dǎo)步行、騎自行車和使用公共交通的城市。如果政府具有前瞻性，采取史無前例的交通管理方法，那么這將是一個關(guān)于建造可循環(huán)交通系統(tǒng)的典型例子。

3.以人為本的城市交通

歷史上，不同類型的運輸方式都被獨立地考慮過——具有獨立的政策、單獨的資金和單獨的供應(yīng)商。這只反映了交通工業(yè)如何運作，而沒有反映人們所想要的交通方式。滿足人們現(xiàn)實生活需要的交通工程的解決方案的核心就是以最高效的方式和廉價的費用，讓人們從A地到達(dá)B地。然而，在建設(shè)令人印象深刻的新機場、車站和交通樞紐時，我們往往忽略了人的因素和無縫的旅程。

良好的、以人為本的城市交通是怎樣的？

從訂票到尋路，運輸系統(tǒng)都需要以用戶需求為中心。它應(yīng)具備高效、節(jié)約成本的特點，可以惠及最廣泛的人群，進(jìn)而打造一個發(fā)展中的、充滿活力的城市。該系統(tǒng)應(yīng)基于不可知模型，因為它具有靈活性，讓乘客可以在步行，騎自行車，乘公共汽車、電車或汽車之間進(jìn)行自由切換。但該系統(tǒng)也具有內(nèi)在的彈性，以應(yīng)對其中一個模式存在故障或需要維護的情況。票務(wù)系統(tǒng)和實時信息使得各種交通模式之間能無縫連接。

這聽起來簡單，但在看似簡單的原理背后卻隱藏著錯綜復(fù)雜的問題。我們的工作就是解決這些復(fù)雜問題，使用行為知識和工程專業(yè)知識，為用戶創(chuàng)建無縫且簡單的交通網(wǎng)絡(luò)。

4.未來的趨勢和影響

放眼全球，有明顯的例子表明未來交通的發(fā)展趨勢，以及交通如何變得更關(guān)注乘客的需求。包括中國在內(nèi)很多國家和地區(qū)，高速鐵路(以下簡稱“高鐵”)正逐漸縮短旅行時間，并減少對短途航空旅行的需求。早在1980年參與英吉利海峽隧道鐵路工程之前，奧雅納就是高鐵領(lǐng)域的堅決擁護者。高鐵為管理道路和航空旅行的經(jīng)濟環(huán)境成本，以及提供快速交通和良好乘客體驗提供了一個可持續(xù)的、漸進(jìn)的方法。例如，規(guī)劃中從倫敦到伯明翰、曼徹斯特、利茲的2號高鐵，一年可以分流走航空旅客450萬人次和道路旅客900萬人次，緩解了繁忙的交通壓力(圖2(a)和(b))。2號高鐵的時速將達(dá)到250 miles·h–1(約402 km·h–1)，這比目前歐洲任何的鐵路運行速度都快，將從伯明翰到倫敦的旅行時間從81 min縮短到49 min。

在移動應(yīng)用的促進(jìn)下，汽車共享和自行車共享呈現(xiàn)增長趨勢，這樣可以釋放更多之前被停泊的汽車所占用的城市空間。在柏林，由于城市擁有優(yōu)秀的公共交通系統(tǒng)和自行車行道，大多數(shù)居民都沒有私家車，且大多數(shù)旅客也不需要汽車。

在期待無人駕駛汽車出現(xiàn)之際，大量的充電站使得發(fā)展電動汽車成為一種替代選擇。英國米爾頓凱恩斯的一個奧雅納–三井合資企業(yè)目前正在嘗試用一種創(chuàng)新方式給電動公交車充電，這預(yù)示著未來公共交通將會更清潔。這些新的公共汽車能夠用日光進(jìn)行無線充電，這意味著，電動公交車第一次能夠承載和柴油公交車等效的負(fù)荷。

可以明確的是，20世紀(jì)以來運輸方式并沒有顯著改變，但交通運行方式和我們的旅行方式發(fā)生了重大的變化。這主要歸功于科技的進(jìn)步。在八達(dá)通卡和牡蠣(Oyster)卡這樣的交通卡出現(xiàn)之前，排隊買票在每個人的旅行中是很正常的事。這不是一個有效的、性價比高的系統(tǒng)，浪費了大量的時間。科技的推廣為世界各地的城市創(chuàng)造了一個“新常態(tài)”，建造了更多的無縫交通，使人們的生活更加便捷，并降低了運營成本。

圖2.最新的可視化技術(shù)使我們能夠結(jié)合大量的現(xiàn)有數(shù)據(jù)以直觀準(zhǔn)確地呈現(xiàn)2號高鐵。?奧雅納。

目前，我們目睹了旅行策劃類應(yīng)用程序的崛起，它們的成功歸結(jié)于其以用戶為中心的特質(zhì)。它們已經(jīng)成為一個強大的工具，可以告訴人們?nèi)绾我宰疃搪肪€到達(dá)目的地，如何尋找一個可用的公共自行車。此外，這些應(yīng)用程序比如滴滴快的、Citymapper、City Bikes、Roadify、HotStop和Waze，極大地推動了數(shù)字經(jīng)濟的繁榮。奧雅納《智慧城市時代城市流動性》的報告認(rèn)為，各個城市有機會提高交通系統(tǒng)的運行效率和旅客體驗，同時產(chǎn)生新的經(jīng)濟價值。每年全球通過利用公開數(shù)據(jù)發(fā)展新的數(shù)字交通應(yīng)用程序，可以產(chǎn)生大約7200億~ 9200億美元的經(jīng)濟效益。

在英國，除了以上應(yīng)用程序，我們還在致力于構(gòu)建名叫“oneTRANSPORT”的創(chuàng)新智能城市，它將為在全球范圍內(nèi)建立智能交通網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。這項智能交通系統(tǒng)項目旨在使交通信息多樣化，比如鐵路晚點實時信息、交通堵塞或中斷等情況都能及時被數(shù)據(jù)擁有者(交通主管部門或第三方)公布出來。一經(jīng)公布，這些數(shù)據(jù)可以瞬間遍及全國。交通主管部門、應(yīng)用開發(fā)者和其他人可以通過發(fā)展新服務(wù)為旅客提供更好的旅程體驗。

通過綜合智能技術(shù)，我們將會使交通系統(tǒng)變得更加靈活，更加適應(yīng)現(xiàn)在和未來的旅行方式，從而為經(jīng)濟繁榮作出貢獻(xiàn)。智慧城市不僅具有社會意義，同樣也可帶來經(jīng)濟效益。

5.構(gòu)筑以人為本的未來交通

未來等待我們?nèi)?chuàng)造。值得慶幸的是，工程師們一直在持續(xù)增加知識庫里的工具數(shù)量，使設(shè)計過程更簡單、更有效?？梢暬?、MassMotion(一款行人流仿真軟件)和地理信息系統(tǒng)測圖等技術(shù)能夠幫助我們把需要構(gòu)建的復(fù)雜問題、設(shè)計方案和交付項目客觀地聯(lián)系在一起。公眾的認(rèn)知和協(xié)商日益成為決策過程中的重要組成部分。結(jié)果表明，我們能夠通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)在整個設(shè)計過程中看到它未來的樣子。

這些最新的可視化技術(shù)使我們能夠把所有專業(yè)領(lǐng)域中可用的數(shù)據(jù)結(jié)合起來，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)所有懂技術(shù)和不懂技術(shù)的使用者，以便他們對這些項目有一個完整的、客觀的認(rèn)知。這對英國的2號高鐵項目具有重要意義。

雖然該計劃很復(fù)雜，很難預(yù)知它對環(huán)境的潛在影響，但可視化方法能使我們更清晰地把路線和基礎(chǔ)設(shè)施連接起來。我們引入首創(chuàng)的SoundLab可聽化技術(shù)，去識別2號高鐵的聲音分布和可視化效果，以此來幫助利益相關(guān)者感受聲音和視覺影響，并將其引入到設(shè)計過程中。這種方法聚焦于人類的視角和他們對總體設(shè)計的理解。

在Thomas Heatherwick設(shè)計的倫敦花園橋(圖3)中，我們能夠模擬站在橋上的情景，讓居民、倫敦運輸局、倫敦金融城、警察和其他利益相關(guān)者去了解包括植被、照明、步行運動和新的倫敦景觀在內(nèi)的設(shè)計方案。

我們還利用地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)來可視化、管理、分析和整理任何位置的數(shù)據(jù)。在施工前和施工過程中，可以把GIS納入復(fù)雜的土木工程計劃中。特別是對Crossrail工程的建設(shè)，我們的實時報告解決方案是成功應(yīng)用GIS策略的一部分，它能將整個項目的數(shù)據(jù)管理集成起來(圖4)。它能節(jié)約成本和時間，并通過合理使用數(shù)據(jù)和信息來降低風(fēng)險。

在計劃和設(shè)計階段，像MassMotion之類的工具能使我們預(yù)測旅客在一個特殊車站或終點站的匯聚情況，從而預(yù)測人員的流動性。這些設(shè)施通常是整個區(qū)域運輸系統(tǒng)的中轉(zhuǎn)站。依靠航班和鐵路時刻表等詳細(xì)數(shù)據(jù)，MassMotion可以動態(tài)地模擬在這些三維建筑模型中行人的決策和運動。模擬結(jié)果為人們?nèi)绾胃咝?、舒適地連接不同旅行方式提供了明確的信息。無論是一個新的建設(shè)項目還是建議修改的現(xiàn)有的設(shè)施，預(yù)測仿真能探索多個方案，在設(shè)計過程的早期階段作出積極的決定，從而優(yōu)化成千上萬用戶的體驗。我們可以使用如MassMotion這樣的工具打破不同運輸方式之間的孤島，避免用戶、設(shè)計師和經(jīng)營者之間的脫節(jié)。

6.結(jié)論

一場城市交通的革命正在我們的眼前發(fā)生，我們正朝著無縫運輸解決方案邁進(jìn)。如果要解決城市化中存在的問題，滿足人們的需求，為我們擴張的城市提供最好的交通基礎(chǔ)設(shè)施，我們需要持續(xù)關(guān)注以人為本的城市交通體系建設(shè)，并使用提供給我們的諸多工具。

圖3.倫敦擬建的花園橋的可視化效果圖。

圖4.地理信息系統(tǒng)(GIS)給出了倫敦托特納姆法院路(Tottenham Court Road)地鐵站的示意圖。?奧雅納。

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2095-8099/? 2016 THE AUTHORS.Published by Elsevier LTD on behalf of Chinese Academy of Engineering and Higher Education Press Limited Company.This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).

英文原文: Engineering 2016, 2(1): 33-36

Dervilla Mitchell, Susan Claris, David Edge.Human-Centered Mobility: A New Approach to Designing and Improuing Our Urban Transport

Infrastructure.Engineering, http://dx.doi.org/10.1016/J.ENG.2016.01.030