道路網(wǎng)絡(luò)容量與機(jī)動車流規(guī)模

陸錫明，江文平

(1.同濟(jì)大學(xué)建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃高等研究院，上海200092；2.上海市城鄉(xiāng)建設(shè)和交通發(fā)展研究院，上海200040)

伴隨著快速城鎮(zhèn)化和機(jī)動化的進(jìn)程，交通擁堵在各級城市中不斷蔓延[1]。對交通病的理解，包括什么是交通擁堵、如何防范和治理交通擁堵，存在認(rèn)識上的誤區(qū)：1)有些交通信息服務(wù)機(jī)構(gòu)用高峰時段車輛行駛延誤時間或平均行駛速度對城市交通擁堵水平進(jìn)行排序，把車速低等同于交通擁堵；2)針對新型城鎮(zhèn)化提出的提高路網(wǎng)密度、優(yōu)化路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的要求，認(rèn)為窄馬路、密路網(wǎng)就能根治交通擁堵問題。認(rèn)識上的誤區(qū)帶來行動上的亂象，掀起新一輪的道路設(shè)施建設(shè)高潮：為追求車速，道路越修越寬，等級越定越高；為緩解擁堵，打破圍墻，加密路網(wǎng)，地上、地下立體發(fā)展，但應(yīng)該增加到或能增加到什么程度不得而知，只能分階段提出加密目標(biāo)，逐步提高。本文通過上海中心城2004—2014年10年間發(fā)展歷程以及國際先進(jìn)城市案例借鑒，試圖回答這兩個問題。

1 術(shù)語界定與擁堵機(jī)理

道路網(wǎng)絡(luò)容量由路網(wǎng)密度與結(jié)構(gòu)、交通管理與執(zhí)法等設(shè)施和管理因素共同決定。通常道路網(wǎng)絡(luò)容量按照單位時間內(nèi)某一道路網(wǎng)絡(luò)能承載的最大當(dāng)量車公里數(shù)計算，單位為pcu·km·h-1或pcu·km·d-1，其值為不同等級道路的通行能力與其車道長度的乘積之和。

機(jī)動車流規(guī)模是一定時間內(nèi)在路網(wǎng)上行駛的所有機(jī)動車完成的當(dāng)量行駛里程之和，其值為不同類型車輛的當(dāng)量車數(shù)量與其平均行駛里程的乘積之和。

交通流運行狀況是指交通流運行暢通程度(或擁堵程度)的狀態(tài)，通常用飽和度、平均車速、延誤、服務(wù)水平、擁堵指數(shù)等指標(biāo)來反映或衡量。

交通擁堵是交通流運行狀況較差的一種現(xiàn)象，表現(xiàn)為道路上車多擁堵(密度高)、車流緩行(速度低)。根據(jù)交通流的流量-密度-速度關(guān)系，路網(wǎng)飽和度越低(路網(wǎng)容量遠(yuǎn)大于車流規(guī)模)，駕駛自由度越高，延誤越少，車速越接近自由流車速，對應(yīng)的服務(wù)水平越高，擁堵指數(shù)越低，交通流運行狀況越好。為追求暢行車速，就要提高路網(wǎng)容量或控制機(jī)動車流規(guī)模，當(dāng)機(jī)動車流規(guī)模達(dá)到或超過路網(wǎng)容量，交通流狀態(tài)即由非飽和(不擁堵)開始向過飽和(擁堵)轉(zhuǎn)變，趨于不穩(wěn)定，易受外界干擾而陷入擁堵甚至阻塞。

2 緩堵愿景：合理的速度目標(biāo)

車速是衡量交通流運行狀況的重要指標(biāo)，其優(yōu)點是易被公眾理解和感受，但不能作為唯一指標(biāo)。以車速為標(biāo)準(zhǔn)對城市交通擁堵進(jìn)行排序，一是脫離了交通流的流量-密度-速度理論和路網(wǎng)飽和度基礎(chǔ)，決定車速的仍然是路網(wǎng)容量與車流規(guī)模之間的關(guān)系。確定合理的速度目標(biāo)，其本質(zhì)是確定合理的路網(wǎng)容量和車流規(guī)模。二是沒有考慮各城市的發(fā)展特性差異，不同城市、不同區(qū)域的人口密度和可供選擇的出行方式不同，對車速的期望值也不同。

車速更不是衡量交通病的唯一指標(biāo)。交通病的病癥涵蓋全部市民、全部交通方式的出行條件，機(jī)動車只代表其中一部分人、一部分交通方式的利益，不能簡單認(rèn)為車速越高越好(或越低越差)。從工程、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等各個角度，城市都不可能為機(jī)動車提供太多容量、太高速度的路網(wǎng)規(guī)模。在交通需求大、交通組成多元的城市交通體系中，過大的速度差對其他交通方式既不安全，也不公平。

車速低與擁堵不能畫等號，若以車速來衡量，倫敦最堵，東京、紐約緊隨其后。我們學(xué)習(xí)和借鑒的城市交通楷模城市都患了交通病，還要向其學(xué)習(xí)什么，借鑒什么[2]？以車速為衡量標(biāo)準(zhǔn)，只有不斷擴(kuò)大路網(wǎng)容量，才能維持或提高車速。根據(jù)當(dāng)斯定律，機(jī)動車流規(guī)模隨之快速增長，一段時間之后效果就會見底，如此循環(huán)，道路建設(shè)永無止境。

因此，緩堵的目標(biāo)不是將車速提高到越高越好，而是維持何種程度的車速，既保障整個交通系統(tǒng)運行平穩(wěn)、有序，也能被公眾接受，與其他交通方式之間保持相互均衡。平穩(wěn)的含義是將速度維持在一個合理、可接受的區(qū)間范圍，波動穩(wěn)定，可靠度高。有序指交通運行有條不紊，井然有序。緩解擁堵的目標(biāo)不能一刀切，速度閾值的大小與人口密度也有關(guān)聯(lián)。

倫敦將16 km·h-1(約10英里·h-1)作為可以接受的服務(wù)水平。根據(jù)倫敦出行年報(Travel in London)數(shù)據(jù)，2006—2015年中央倫敦(Central London)車速約穩(wěn)定在15 km·h-1、內(nèi)倫敦約20 km·h-1、外倫敦約30 km·h-1(見圖1)。進(jìn)入中央倫敦的車輛，車速期望值是16 km·h-1。在道路不增加也很少擴(kuò)容的情況下，采用經(jīng)濟(jì)杠桿，通過擁堵費、排污稅嚴(yán)格控制道路交通量。一旦車速下降，提高收費標(biāo)準(zhǔn)甚至擴(kuò)大收費范圍，控制車流規(guī)模，使車速穩(wěn)定在16 km·h-1。

3 過程互動契合：路網(wǎng)容量與車流規(guī)模的雙增過程

本章以上海市為例。21世紀(jì)之初，上海市交通基礎(chǔ)設(shè)施與建設(shè)國際大都市的要求相比還存在較大差距，尤其是軌道交通線網(wǎng)密度低，道路系統(tǒng)尚不完善，城市交通處在設(shè)施短缺階段的擁堵，仍需繼續(xù)加大交通投資和建設(shè)力度，滿足出行需求。同時，在土地資源有限、機(jī)動化需求增長快的背景下，只有加快路網(wǎng)擴(kuò)容、減緩車輛增長過程，才能在未來一段時間內(nèi)維持道路運行水平平穩(wěn)受控。《上海市城市交通白皮書(2002版)》未雨綢繆，提出公共交通優(yōu)先、交通區(qū)域差別和道路車輛協(xié)調(diào)政策，“在加快全市道路網(wǎng)建設(shè)的同時，調(diào)控機(jī)動車流量，保持車路協(xié)調(diào)發(fā)展，始終將道路網(wǎng)的運行狀況維持在合理的水平”[4]。

根據(jù)2004年第三次[5]和2014年第五次[6]交通調(diào)查，中心城(外環(huán)以內(nèi)，含外環(huán)，見圖2)道路長度從2 643 km增至3 547 km，路網(wǎng)密度從4.1 km·km-2增至5.5 km·km-2，增長約35%，車道長度從7 938車道·km增至11 818車道·km，增長約50%。交通發(fā)揮了引導(dǎo)城市發(fā)展的作用，人口向外圍疏解。中心城人口從980萬人(約占全市55%)增至1 180萬人(約占全市50%)，增長20%，內(nèi)外環(huán)間和外環(huán)外增幅最大，內(nèi)環(huán)內(nèi)浦西保持穩(wěn)定，但仍然是人口密度最高的區(qū)域(見表1)。

10年間中心城小客車從32萬輛增至105萬輛，增長約230%。中心城道路網(wǎng)絡(luò)容量與機(jī)動車流規(guī)模雙雙擴(kuò)大，路網(wǎng)容量從633萬pcu·km·h-1增至940萬pcu·km·h-1，增長約50%，機(jī)動車流規(guī)模從4 813萬pcu·km·d-1增至7 848萬pcu·km·d-1，增長63%(見表2和圖3)。

圖2 上海中心城分區(qū)Fig.2 Administrative regions in Shanghai central areas

表1 2004年和2014年分區(qū)域的人口、道路網(wǎng)規(guī)模Tab.1 Population density and roadway network density by administrative regions in 2004 and 2014

表2 2004年和2014年分區(qū)域的小客車數(shù)量、路網(wǎng)容量、車流規(guī)模Tab.2 Number of passenger vehicles,roadway network capacity,and traffic volumes by administrative regions in 2004 and 2014

道路設(shè)施建設(shè)和路網(wǎng)容量擴(kuò)容為上海市城鎮(zhèn)化和機(jī)動化的高速發(fā)展提供了必要基礎(chǔ)，快速拉開了城市發(fā)展框架，支撐城市內(nèi)部更新和外延拓展。通過對中心城實施小客車額度拍賣政策，確保車輛有序增長。這一政策對中心城嚴(yán)格控制，對外圍區(qū)適度放松，滬C牌照沒有限制，體現(xiàn)了區(qū)域差別化。中心城小客車千人擁有量90輛，遠(yuǎn)低于東京、紐約、巴黎、倫敦等國際大城市中心城區(qū)200～300輛的水平，10年間小客車少增長約150萬輛，使上海市道路交通服務(wù)水平優(yōu)于中國同等規(guī)模城市，也為公共交通的優(yōu)先發(fā)展贏得了時間和資金支持[7]。

盡管實施了牌照拍賣政策，結(jié)果仍然是車輛增長比路網(wǎng)容量要更快一些，路網(wǎng)飽和度略有增加、車速略有下降，但總體平穩(wěn)。路網(wǎng)飽和度從2004年0.61增至2014年0.67，增長10%。早高峰快速路平均車速從45km·h-1降至38 km·h-1，下降約15%，內(nèi)環(huán)內(nèi)地面干路平均車速從18 km·h-1降至17 km·h-1，下降約5%。但如果沒有2002版《上海市城市交通白皮書》的引導(dǎo)，問題將更加嚴(yán)重。上海市10年間能保持路網(wǎng)運行水平平穩(wěn)受控，與堅持車輛發(fā)展總量控制、路車平衡發(fā)展密不可分。

圖3 2004年與2014年中心城12 h道路交通量分布Fig.3 Spatial distribution of 12-hour road traffic volume of central area in 2004 and 2014

4 路網(wǎng)容量與車流規(guī)發(fā)展目標(biāo)極限：模的增長極限

內(nèi)倫敦、東京都區(qū)部、紐約曼哈頓、中國香港中心區(qū)，人口密度均大于1.0萬人·km-2，路網(wǎng)密度為12～20 km·km-2，道路面積率為15%～35%(見表3)。這些國際都市路網(wǎng)穩(wěn)定，很少再有新的設(shè)施建設(shè)，為提高小間距路網(wǎng)的通行效率，采取了大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)化單向交通組織。

新加坡2007—2011年，土地面積從707.1 km2增至714.3 km2(填海)，增長1%，人口從459萬人增至518萬人，小汽車從52萬輛增至61萬輛，分別增長13%和17%。城市道路長度從3 297 km增至3 411 km，車道長度從8 469車道·km增至9 046車道·km，僅分別增長3.5%和6.8%。小汽車出行日均周轉(zhuǎn)量從2 950萬pcu·km增至3 150萬pcu·km，僅增長7%。因國土資源有限，新加坡將道路面積率12%作為極限，路網(wǎng)容量基本不再增加，通過車輛排量附加年費、十年期限的擁車證和擁堵收費來嚴(yán)格控制道路交通量。

表3 國際都市人口密度、路網(wǎng)密度對比Tab.3 Population density and roadway network density among international cities

與之相比，上海中心城內(nèi)環(huán)內(nèi)浦西面積為79 km2，10年間人口從300萬人降至296萬人，人口密度穩(wěn)定在3.8萬人·km-2，路網(wǎng)密度從9.0 km·km-2增至10.0 km·km-2，道路面積率為15%～16%，同樣也采取了大范圍網(wǎng)絡(luò)化單向交通的組織形式(見圖4)。由于國內(nèi)外統(tǒng)計口徑不一致，上海市只統(tǒng)計市政道路，實際路網(wǎng)密度和道路面積率已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)城市水平。內(nèi)環(huán)內(nèi)浦西發(fā)展成熟，路網(wǎng)規(guī)模已接近極限，道路擴(kuò)容余地十分有限。黃浦區(qū)、盧灣區(qū)、徐匯區(qū)原為英、法租界，路網(wǎng)本身就是小網(wǎng)格，打開小區(qū)、開放路網(wǎng)也基本見底。

為緩解道路擁堵、維持道路交通運行水平，上海市2015年3月24日啟動綜合交通大整治行動，2015年4月15日對外地號牌車輛實施高架橋限行時段由原來早晚高峰共4 h延長至早晚高峰共6 h，內(nèi)環(huán)內(nèi)浦西快速路、主干路、次干路、支路早高峰平均車速分別維持在20 km·h-1，18 km·h-1，15 km·h-1，14 km·h-1(見圖5)。

在《上海市城市總體規(guī)劃(2017—2035年)》提出人口零增長、用地負(fù)增長、歷史文化街區(qū)保護(hù)的要求下，內(nèi)環(huán)內(nèi)路網(wǎng)容量也將維持零增長。交通發(fā)展戰(zhàn)略要求公平、公正分配道路路權(quán)，逐步向公共交通、步行和自行車交通矯正，內(nèi)環(huán)內(nèi)路網(wǎng)容量甚至?xí)?fù)增長。為應(yīng)對進(jìn)一步增長的交通需求，不應(yīng)永無止境地為小汽車修建地上、地下通道，一味改善小汽車的出行條件而忽視公共交通、步行和自行車交通的發(fā)展。《上海市交通發(fā)展白皮書(2013版)》提出小客車需求調(diào)控、公共交通優(yōu)先發(fā)展和綠色發(fā)展戰(zhàn)略，“進(jìn)一步加強小客車保有量控制，引導(dǎo)合理使用，降低使用強度，保持道路交通服務(wù)水平總體受控”“進(jìn)一步提高公共交通吸引力”“顯著改善步行和自行車等交通方式的出行環(huán)境”[10]。

圖4 內(nèi)環(huán)內(nèi)浦西單向交通組織Fig.4 One-way roadway network of Puxi within Shanghai Inner Ring Road

圖5 2015年各等級道路平均車速Fig.5 Average speed by roadway classification in 2015

5 結(jié)語

城市交通服務(wù)水平的衡量指標(biāo)，是全部市民、全部交通方式的出行是否安全、舒適、便捷、可靠。小汽車交通只是其中一部分，不應(yīng)為小汽車交通提供過大容量、過高速度的路網(wǎng)條件，更不應(yīng)以犧牲其他交通方式的權(quán)益來換取小汽車通行效率的提升。應(yīng)當(dāng)為不同城市、不同區(qū)域的小汽車交通確定合適的速度目標(biāo)，與其他交通方式保持平衡。

10年間，上海市交通基礎(chǔ)設(shè)施得到進(jìn)一步完善，尤其是內(nèi)環(huán)內(nèi)路網(wǎng)格局已經(jīng)穩(wěn)定，并接近增長極限，不應(yīng)無止境地為小汽車交通修建高等級通道和無休止地加密路網(wǎng)，刺激小汽車出行需求無節(jié)制增長。城市交通必須轉(zhuǎn)型發(fā)展，堅持綠色交通發(fā)展理念，優(yōu)先發(fā)展公共交通、改善步行和自行車交通，優(yōu)化交通結(jié)構(gòu)，打造綠色交通之都，才能在機(jī)動車路網(wǎng)容量零增長甚至負(fù)增長的情況下，控制機(jī)動車流規(guī)模，始終保持道路交通運行平穩(wěn)有序。

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[4]上海市人民政府.上海市城市交通白皮書[M].上海：上海人民出版社，2002.

[5]上海市第三次綜合交通調(diào)查辦公室，上海市城市綜合交通規(guī)劃研究所.上海市第三次綜合交通調(diào)查成果報告[R].上海：上海市城市綜合交通規(guī)劃研究所，2005.

[6]上海市第五次綜合交通調(diào)查聯(lián)席辦公室，上海市城鄉(xiāng)建設(shè)和交通發(fā)展研究院.上海市第五次綜合交通調(diào)查成果報告[R].上海：上海市城鄉(xiāng)建設(shè)和交通發(fā)展研究院，2015.

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[10]上海市人民政府.上海市交通發(fā)展白皮書(2013版)[M].上海：上海人民出版社，2013.