鄭州市城市交通結(jié)構(gòu)研究

李 亞

(河南省軌道交通智能安全工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 451460)

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，直接導(dǎo)致機(jī)動(dòng)車保有量呈爆炸式增長(zhǎng).且小汽車的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于公共交通的發(fā)展速度.鄭州作為擁有千萬(wàn)人口和300余萬(wàn)輛機(jī)動(dòng)車的中心城市，交通擁堵帶來(lái)的不僅僅是出行時(shí)間增加，還有諸如環(huán)境污染、能源消耗以及導(dǎo)致駕駛員情緒暴躁進(jìn)而引發(fā)交通事故率增長(zhǎng)等一系列后果.雖然近年來(lái)新修大量道路并對(duì)現(xiàn)有道路進(jìn)行改建擴(kuò)建，在一定程度上緩解了交通擁堵，但隨著機(jī)動(dòng)車保有量的快速增長(zhǎng)和城市道路的可用空間日趨減少，新修(擴(kuò)寬)道路對(duì)鄭州這樣的中心城市來(lái)講已不具有可操作性，鑒于此，管理者將眼光投向了交通結(jié)構(gòu)的調(diào)整及優(yōu)化.

北京交通大學(xué)毛保華教授曾經(jīng)對(duì)交通結(jié)構(gòu)一詞進(jìn)行了分析，認(rèn)為可將其理解為在綜合交通體系中各種交通方式所承擔(dān)的交通量比例，反映了不同交通方式的特點(diǎn)、功能及地位，為有限的交通資源分配提供參考依據(jù)，也為出行者提高出行效率提供保障.加拿大學(xué)者CHRIS[1]首先提出了綠色交通體系概念，按能耗將交通工具進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，依次是步行、自行車、軌道交通、常規(guī)公交、小汽車.他認(rèn)為，綠色交通的理念是優(yōu)先發(fā)展能耗低的交通方式，在合理的范圍內(nèi)限制私人交通的使用，這樣做一方面可以降低資源消耗、減少污染，還可以增加個(gè)人運(yùn)動(dòng)健身的機(jī)會(huì)，進(jìn)而提高生活品質(zhì).歐美各國(guó)紛紛效仿優(yōu)先發(fā)展公共交通.MESSENGER等[2]認(rèn)為城市居民私家車擁有量、居住、崗位的空間均衡及公共交通服務(wù)水平等方面共同均對(duì)居民出行的交通方式選擇產(chǎn)生較大影響.AWASTHL等[3]利用AHP層次分析法對(duì)城市的交通結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)，該類方法可以評(píng)估出相對(duì)最優(yōu)的交通方式，卻無(wú)法確定一定城市規(guī)模中各種交通方式的具體比例.張曉春等[4]闡述了綠色交通發(fā)展的模式和內(nèi)容，并充分借鑒國(guó)內(nèi)和國(guó)外綠色交通發(fā)展的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)深圳市鹽田區(qū)進(jìn)行了綠色交通規(guī)劃的探索.分析了山海步行系統(tǒng)、自行車、公共交通系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃思路，指出現(xiàn)代社會(huì)更加注重生態(tài)環(huán)境保護(hù)，更加注重人性化，更加注重可持續(xù)發(fā)展，綠色交通理念必將在越來(lái)越多的城市規(guī)劃中體現(xiàn)出來(lái).

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)交通結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法和模型的研究主要從交通模式的劃分與選擇方面給出了基于不同目標(biāo)的交通結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型.但旅客出行的選擇因素和定量分析還停留在假設(shè)階段，對(duì)交通結(jié)構(gòu)影響旅客出行選擇因素的分析還需要進(jìn)一步研究.

1 數(shù)據(jù)來(lái)源

鄭州市曾于1987年、2000年、2007年、2010年開(kāi)展過(guò)四次綜合交通調(diào)查工作，建立了交通規(guī)劃模型.近年來(lái)，隨著城市區(qū)域的擴(kuò)大、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、中心城市地位的提高、小汽車加速進(jìn)入家庭以及交通方式結(jié)構(gòu)的多元化，城市交通出行特征和空間分布發(fā)生了根本性的變化.之前的數(shù)據(jù)已不能如實(shí)反映如今的居民出行及交通行為特征.為此，鄭州市在2017年啟動(dòng)了第五次大規(guī)模綜合交通調(diào)查，收集了大量詳細(xì)的居民出行特征資料，對(duì)交通模型進(jìn)行了滾動(dòng)修正.

2 交通結(jié)構(gòu)分析

對(duì)比幾次調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)：30年來(lái)，鄭州市居民出行強(qiáng)度有所增加；城市出行總量明顯增大；通勤目的出行的壓倒性優(yōu)勢(shì)不復(fù)存在；機(jī)動(dòng)化出行成為城市居民出行的主旋律；全日出行時(shí)變系數(shù)趨于平均；住宅郊區(qū)化現(xiàn)象初現(xiàn)端倪；疏散中心區(qū)的意圖初步實(shí)現(xiàn)；出行耗時(shí)略有增加；出行距離明顯增長(zhǎng).

2.1 出行量及出行方式

2.1.1 出行量分析

出行量是城市交通系統(tǒng)承受能力限度的基本度量指標(biāo)，出行率反映了居民出行的需求強(qiáng)度，是影響出行總量的關(guān)鍵因素[5].2017年出行調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，全市居民平均出行率為2.64次/(人·日)，市區(qū)(107輔道、南三環(huán)、西三環(huán)、北三環(huán)以內(nèi)區(qū)域)的總出行量達(dá)到1920萬(wàn)人次，周轉(zhuǎn)量達(dá)10 180 萬(wàn)人/(km·日-1)(含步行).2000年、2010年及2017年全市居民出行變化趨勢(shì)見(jiàn)表1.

表1 鄭州市歷年調(diào)查居民出行率和出行量對(duì)比Tab. 1 A comparative study of travel rate and trip volume of residents in Zhengzhou over the years

數(shù)據(jù)來(lái)源：鄭州市第五次交通綜合調(diào)查簡(jiǎn)本匯報(bào)稿

從表1可以看出，2000年居民出行率比較低，僅為1.61次/(人·日)，這與當(dāng)時(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，居民出行需求較低密切相關(guān)；而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，2010年和2017年居民出行率均在2.5以上.就出行量而言，從2000年到2017年，出行量翻了兩番.在這個(gè)過(guò)程中，城市人口大幅增長(zhǎng)，直接導(dǎo)致了出行總量的增加，而經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也在一定程度上刺激了出行率的提高，進(jìn)而促進(jìn)了總量的增長(zhǎng).

通過(guò)對(duì)1987年到2017年的幾次出行調(diào)查結(jié)果進(jìn)行對(duì)比可以看出，出行者的出行目的發(fā)生了一定變化，居民社會(huì)生活日趨多樣化.1987年通勤相關(guān)的出行是居民出行的主要內(nèi)容，占到了出行總量的73.5%，這與當(dāng)時(shí)社會(huì)生產(chǎn)比較落后，人民生活比較單一有很大關(guān)系；到2000年，居民出行結(jié)構(gòu)有了很大的改變，通勤相關(guān)出行雖然仍居于出行的主體地位，但出行比重逐漸降低到占出行總量的57.8%，生活相關(guān)出行占13.4%，包括休閑健身、文化娛樂(lè)在內(nèi)的其他出行增加到了28.8%.而到2017年，通勤相關(guān)出行進(jìn)一步下降到47.5%，包括出外就餐、購(gòu)物等生活相關(guān)出行比重達(dá)到24.3%，其他出行與2000年基本持平.

通過(guò)分析可以看出，鄭州市居民的出行強(qiáng)度總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì).出行總量上漲是人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市空間擴(kuò)展、交通狀況改善、機(jī)動(dòng)化程度提高以及信息化和人性化交通環(huán)境的出現(xiàn)等原因綜合作用的結(jié)果[6]，這些因素誘發(fā)了居民的出行欲望.隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、配套設(shè)施完善以及人們生活水平的提高，除基本出行外的生活出行以及休閑健身、文化娛樂(lè)為目的的出行也隨之大幅度增加，從而導(dǎo)致出行總量及出行頻率的增加.

根據(jù)鄭州市五次居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)，可以對(duì)各階段居民出行結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，見(jiàn)圖1.

圖1 鄭州市1987年-2017年居民出行方式構(gòu)成對(duì)比圖Fig. 1 Comparison of residents’ trip modes in Zhengzhou during the past 1987-2017 years

從圖1可以看出，1987年-2017年的30年間，以小汽車和出租車為主的機(jī)動(dòng)化出行交通方式有了明顯增長(zhǎng)，其份額從1987年的5%增長(zhǎng)到了2017年的37%以上；公共交通的份額變化不大，一直徘徊在25%～30%；自行車交通則出現(xiàn)了明顯的萎縮.從1987年到2010年，公共交通分擔(dān)率下降了1.7個(gè)百分點(diǎn)，而從2010年到2017年，公共交通分擔(dān)率提高了3.3個(gè)百分點(diǎn)，這和鄭州市政府加大了公共交通建設(shè)的投資力度、實(shí)施公交優(yōu)先的交通管理、3條地鐵線路相繼開(kāi)通，市民出行條件得到了大幅改善密切相關(guān).公共交通分擔(dān)率的提升顯示出以公共交通為主導(dǎo)的現(xiàn)代化城市交通模式初步確立[7]，隨著公交票價(jià)體制改革，市政公交一卡通的推行，鄭州市的公共交通將逐漸呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)和規(guī)模效應(yīng)，公共交通分擔(dān)率還將穩(wěn)步增長(zhǎng).但是，由于公交線路分布的不均勻，服務(wù)水平提高速度較慢，換乘不方便等客觀事實(shí)的存在，造成公共交通分擔(dān)率上升緩慢.

小汽車分擔(dān)率達(dá)到29.8%，是1987年的近6倍，與公共交通基本持平，增速迅猛.其主要原因在于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人民生活水平大幅提高，出行者不僅對(duì)出行可達(dá)性要求提高，而且對(duì)運(yùn)載工具的舒適性、快捷性和安全性要求大幅提高，從而在很大程度上刺激了靈活、便捷的小汽車迅速進(jìn)入家庭，進(jìn)而也就導(dǎo)致了小汽車出行比率大幅上升.而就其出行目的而言，2000年小汽車生存性出行(上班、上學(xué)、工作外出)占35.9%，而消遣性出行(購(gòu)物、生活、文化娛樂(lè))僅占12.9%；而2017年這種情況發(fā)生了較大變化，生存性出行(上班、上學(xué)、工作外出)降低到24.0%，而消遣性出行(購(gòu)物、生活、文化娛樂(lè))增加到26.1%，這說(shuō)明小汽車使用的主要方向正在由生存性出行向生活性出行轉(zhuǎn)變，通勤目的出行的壓倒性優(yōu)勢(shì)不復(fù)存在.

自行車出行比例顯著下降，由1987年的62.7%下降到2010年的30.3%，下降32.4個(gè)百分點(diǎn)，這反映出雖然自行車是一種健康綠色的交通方式，但是由于城市空間的不斷擴(kuò)展導(dǎo)致出行距離的增加，以及自行車行駛環(huán)境的日趨惡化，導(dǎo)致自行車出行比例降低.盡管如此，自行車仍是居民出行的主要交通方式之一.

2.1.2 出行方式結(jié)構(gòu)分析

出行方式結(jié)構(gòu)一般指城市居民日常采用的各種交通工具的人數(shù)比例，是反映城市交通發(fā)展水平的一個(gè)重要指標(biāo).出行方式結(jié)構(gòu)與各種交通方式的特性、服務(wù)水平、城市形態(tài)、用地布局以及交通管理政策等有關(guān)，不同的出行方式結(jié)構(gòu)對(duì)城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)的要求存在很大的差異.30年來(lái)，鄭州市的交通方式結(jié)構(gòu)發(fā)生了天翻地覆的變化，不但方式結(jié)構(gòu)的態(tài)勢(shì)發(fā)生了變化(以非機(jī)動(dòng)車出行為主轉(zhuǎn)為以機(jī)動(dòng)車出行為主)，而且交通方式也得到了明顯的豐富，涌現(xiàn)出私家車、地鐵、物業(yè)巴士等新興的交通方式.鄭州市居民出行方式結(jié)構(gòu)比較見(jiàn)表2所示.

表2 出行方式構(gòu)成比較 單位：%Tab. 2 Comparison of travel modes

數(shù)據(jù)來(lái)源：全市第五次居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)處理與分析報(bào)告

2000年鄭州市公交方式出行比重不高的主要原因是公交車運(yùn)行速度較慢、換乘不方便以及出行時(shí)間過(guò)長(zhǎng).因此，公共交通服務(wù)的覆蓋面隨著城市的擴(kuò)大應(yīng)不斷改善，線路的設(shè)計(jì)布局也需要科學(xué)地統(tǒng)籌，并保證公交專用道真正地發(fā)揮作用.2010年鄭州市居民出行方式主要由步行、公交車、自行車及電動(dòng)車組成，這四類出行占全部出行的89.85%[8].這其中公交車所承擔(dān)的出行量已經(jīng)超過(guò)自行車，躍居到第二位，而在機(jī)動(dòng)車交通方式中則位居第一.這說(shuō)明，以公共交通為主導(dǎo)的現(xiàn)代化城市交通模式正在鄭州逐步建立.2017年居民出行交通方式構(gòu)成的前四位為步行、公交車、私家車、電動(dòng)車.公交車仍然位居第二，私人小汽車比重已上升至12.99%，雖然個(gè)體機(jī)動(dòng)交通有了較大程度的發(fā)展，但公共交通(含公共汽車、地鐵、出租車、單位班車、物業(yè)大巴)在機(jī)動(dòng)化交通中仍然占有一定的優(yōu)勢(shì)，比例接近60%.隨著地鐵線路逐步增多，公共交通出行比例會(huì)越來(lái)越大，鄭州交通正在走上一條良性、節(jié)約型的道路.

2.2 出行空間分布

居民出行量的空間分布，主要取決于土地利用狀況，包括人口居住點(diǎn)和就業(yè)崗位的分布[9].而城市土地利用狀況則受城市發(fā)展歷史、自然地理?xiàng)l件、城市產(chǎn)業(yè)布局、城市建設(shè)方針等因素的影響.隨著鄭州市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，空間布局變化，城市外界擴(kuò)大，人口逐漸外遷，出行空間分布特征變化明顯.因城市布局調(diào)整而在外圍地區(qū)新發(fā)展起來(lái)的大型居住社區(qū)，比如春天里、海馬、翰林居等，使得鄭州出行流向具有多向發(fā)展的態(tài)勢(shì)，城市東、西部地區(qū)之間以及與中心城之間的聯(lián)系要顯著高于城市北部區(qū)域.

2017年調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，出行主要集中在人口較多的舊城區(qū)，如金水區(qū)、二七區(qū)和中原區(qū)；區(qū)內(nèi)出行占總出行的70%；區(qū)間聯(lián)系強(qiáng)度以“二七區(qū)-中原區(qū)-管城區(qū)”最強(qiáng)，其次為“金水區(qū)-經(jīng)開(kāi)區(qū)-鄭東新區(qū)”.鄭州市各縣區(qū)常住人口(潛在出行量)及所占總?cè)丝诘谋戎厝绫?所示.

表3 鄭州市常住人口統(tǒng)計(jì)Tab. 3 Zhengzhou resident population statistics

數(shù)據(jù)來(lái)源：河南省統(tǒng)計(jì)局

由表3可知，居民出行空間分布主要體現(xiàn)出如下特征：第一，舊城區(qū)絕對(duì)出行量沒(méi)有明顯降低趨勢(shì)，交通壓力繼續(xù)增大；第二，隨著城市外擴(kuò)，出行距離延長(zhǎng)，跨區(qū)出行量大幅度上揚(yáng).

經(jīng)過(guò)30年的變遷，鄭州市的空間分布特征已經(jīng)發(fā)生了根本性的變化.舊城區(qū)的吸引力固然可觀，但新城區(qū)、外圍區(qū)的發(fā)展更加喜人.鄭東新區(qū)的交通發(fā)生吸引量已經(jīng)躍居各區(qū)的第一位，金水區(qū)與經(jīng)開(kāi)區(qū)、中原區(qū)與高新區(qū)的區(qū)間出行明顯加強(qiáng).

2.3 出行時(shí)間分布

出行時(shí)間分布是出行時(shí)間屬性的一個(gè)重要方面，在一定程度上是居民對(duì)道路交通狀況做出的反應(yīng)[10].圖2所示為1987年、2000年以及2017年居民出行時(shí)間分布情況.1987年早高峰為8:00～9:00，2000年和2017年出行早高峰比1987年提前1 h，2017年早高峰時(shí)段有明顯的向后延長(zhǎng)的跡象.早高峰時(shí)間的提前，意味著由于出行距離以及交通擁堵的增加，導(dǎo)致在途時(shí)間延長(zhǎng)，使得人們需要更早地出發(fā)，以便能夠按時(shí)到達(dá)工作崗位.

進(jìn)一步分析可以發(fā)現(xiàn)，1987年、2000年居民出行在中午還存在明顯的“小高峰”，原因?yàn)樯习嗳藛T中午回家所致；但是在2017年，中午的“小高峰”消失了.這意味著隨著市域范圍的擴(kuò)大，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活節(jié)奏的加快，住宅區(qū)與商務(wù)區(qū)的分離，居民中午出行有所抑制.

圖2 1987-2017年鄭州市居民出行時(shí)間分布Fig. 2 Travel time distribution of residents in Zhengzhou in the past 1987-2017 years

數(shù)據(jù)來(lái)源：全市第五次居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)處理與分析報(bào)告

2.4 出行距離與出行時(shí)耗

出行距離從理論上講應(yīng)該是一次出行的實(shí)際路徑長(zhǎng)度，但是實(shí)際調(diào)查難以實(shí)施，故一般采用交通規(guī)劃模型中的最短路徑計(jì)算得到[11].1987年調(diào)查中鄭州市居民的平均出行距離為3.17 km，2000年為3.73 km，增長(zhǎng)不明顯.至2017年調(diào)查原四區(qū)的平均出行距離為6.14 km，與2000年比增長(zhǎng)64.6%，增幅較大.這與城市空間不斷擴(kuò)大，交通基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善、居民生活觀念變化等有很大關(guān)系.

表4 鄭州市居民主要出行方式及平均出行距離 單位：kmTab. 4 The average travel distance (km) of the main travel modes of Zhengzhou residents

數(shù)據(jù)來(lái)源：鄭州市第五次居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)處理與分析報(bào)告

表4為鄭州市居民采用的主要出行方式的出行距離，距離最長(zhǎng)的是單位班車，然后依次是貨車、私人小汽車和公交車.需要說(shuō)明的是，以上某種方式的出行距離并非使用此種交通方式的實(shí)際距離，而是把此種方式作為主方式完成一次出行的全部距離，包括換乘其他方式的距離.

出行時(shí)耗是由城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、城市布局和交通環(huán)境所決定的，隨居民的年齡、職業(yè)以及出行方式、出行目的的變化而不同.交通方式自身的特性如直達(dá)性、靈活性、速度以及路徑等直接決定了出行時(shí)耗的長(zhǎng)短.比較2000年與2017年的數(shù)據(jù)，在高峰通勤時(shí)段中，非機(jī)動(dòng)化出行方式的出行時(shí)耗沒(méi)有變化，而機(jī)動(dòng)化出行時(shí)耗都有所增加，特別是地鐵和公交車出行時(shí)耗增加較多.結(jié)果見(jiàn)表5.

表5 各種交通方式高峰通勤平均出行時(shí)耗 單位：minTab. 5 All kinds of traffic modes,peak commuting and average travel time consumption (minutes)

數(shù)據(jù)來(lái)源：全市第五次居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)處理與分析報(bào)告

2017年乘坐公交車和地鐵的出行時(shí)耗大約是小汽車出行時(shí)耗的1.5倍，嚴(yán)重制約了公交優(yōu)先作用的發(fā)揮.一次公交出行中，車內(nèi)、車外時(shí)間之比約為16∶9，其中公交車內(nèi)平均耗時(shí)42.24 min，步行時(shí)間及等候、換乘時(shí)間平均為23.76 min，銜接不暢和換乘不便仍然是制約公交出行速度的關(guān)鍵因素.

近年來(lái)鄭州市小汽車早晚高峰出行在全天出行中所占份額大幅增加，軌道交通通勤出行比例也不斷增長(zhǎng).因此，增加的早晚高峰出行量基本由小汽車和軌道交通承擔(dān)，對(duì)于道路交通來(lái)說(shuō)，小汽車早晚高峰出行比例的迅速增加對(duì)交通擁堵的影響不可小覷[12].未來(lái)，公共交通能否以壓倒性優(yōu)勢(shì)存在，還取決于城市區(qū)域內(nèi)是否具備良好的公共客運(yùn)交通結(jié)構(gòu)，以及常規(guī)路面交通方式能否與軌道交通便捷換乘.

3 結(jié)論

從交通結(jié)構(gòu)角度來(lái)看，鄭州城市交通狀況變革可以劃分為三個(gè)主要發(fā)展階段：即出行水平較低的非機(jī)動(dòng)化交通主導(dǎo)階段；私家車迅速增長(zhǎng)的快速機(jī)動(dòng)化階段及以快速公交、軌道交通建設(shè)為主導(dǎo)的公共交通發(fā)展階段.由于城市空間規(guī)模擴(kuò)大和城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)，鄭州城市交通機(jī)動(dòng)化趨勢(shì)明顯，且公共交通的發(fā)展速度明顯低于城市擴(kuò)張的速度.鑒于此，鄭州市可采取公共交通規(guī)劃和建設(shè)一定程度上超前的發(fā)展戰(zhàn)略，確保公共交通在城市交通結(jié)構(gòu)優(yōu)化改革中的優(yōu)先地位.將車站布點(diǎn)與就業(yè)和居住用地分布相結(jié)合，在關(guān)注公交可達(dá)性的同時(shí)注重舒適性，并充分考慮高校云集區(qū)的出行需求，加強(qiáng)交通建設(shè)的先導(dǎo)作用，從源頭上優(yōu)化交通結(jié)構(gòu)，將會(huì)有效提高公交吸引力，從而實(shí)現(xiàn)公共交通的可持續(xù)發(fā)展.