公交支持區(qū)研究進(jìn)展及在中國的適用性分析

馬浩 孫鵬

浙江省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院 浙江 杭州 310030

劉易斯·芒福德曾經(jīng)說過：“在每個人都擁有小汽車的城市，賦予人們駕駛小汽車到達(dá)任何建筑物的權(quán)力，實際上也是在賦予他們摧毀這座城市的權(quán)力。”當(dāng)前嚴(yán)峻的城市蔓延、交通擁堵以及環(huán)境污染等問題無不驗證了芒福德的論斷。盡管地方政府都大力提倡TOD戰(zhàn)略以解決上述問題，但在規(guī)劃實踐和應(yīng)用中，卻缺乏有效的理論方法來科學(xué)分析城市公交服務(wù)水平、優(yōu)化重構(gòu)交通體系與城市用地布局。因此，本文從國外引入公交支持區(qū)（Transit-Supportive Area，TSA）這一理念，通過對其內(nèi)涵、核心要素以及應(yīng)用方法的探討，詳細(xì)闡述公交支持區(qū)的研究進(jìn)展，同時分析其在中國的適用性，并提出相應(yīng)的對策。

1 TSA的研究動力

目前國內(nèi)外常用到的分析評價公交服務(wù)水平的方法有兩種。第一種方法是簡單的通過線路密度，即每平方公里線路長度（公里/平方公里）的計算確定服務(wù)覆蓋區(qū)域。這種方法較為容易，但是它無法提出優(yōu)化建議，即交通出行量較多的地區(qū)如何能夠得到更好的公交服務(wù)。第二種方法就是簡單的利用ArcGIS空間可達(dá)性手段來計算服務(wù)覆蓋區(qū)域占總區(qū)域的百分比。盡管這種方法表現(xiàn)較為直觀，但是未有考慮到人口與就業(yè)密度的區(qū)域差異性，也就會影響到這種基于區(qū)域評估測算方法的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。因此這兩種方法都會導(dǎo)致公交服務(wù)覆蓋范圍與TOD輻射影響范圍之間存在著一定的錯位，無法有效的評測出公交服務(wù)水平。

此外國內(nèi)還通過建立指標(biāo)體系、構(gòu)建模型等手段做了有關(guān)公交規(guī)劃的定量研究。然而，這些基于TOD理念的公交規(guī)劃方法大多是從理論上進(jìn)行探討或是僅僅通過需求模型預(yù)測等手段給出復(fù)雜的定量分析，來進(jìn)行公交系統(tǒng)的布局及評價，沒有將龐大的公共交通數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等進(jìn)行有效的空間整合，不能給人清晰直觀的感受。

基于這些原因，公交支持區(qū)（TSA）這一理念的引入與發(fā)展就變得非常有意義，它將從準(zhǔn)確性、有效性、簡便性和直觀性這四個方面實現(xiàn)公交服務(wù)水平的分析評價，為TOD模式的構(gòu)建提供有力的支撐。

2 TSA的內(nèi)涵界定

O'Neill、Ramsey和Chou在“Analysis of Transit Service Areas Using Geographic Information Systems”一文中提出，公交支持區(qū)（TSA）是公交公司服務(wù)區(qū)域的一部分，它能為每小時至少一次的公交服務(wù)提供足夠的人口和就業(yè)密度，其服務(wù)區(qū)域的范圍由具有重要潛力的公交乘客流量決定。

Diane Quigley在“A Framework for Transit Oriented Development in Florida”中提出了TOD土地利用模式[2]，認(rèn)為1/4英里（400米）到1/2英里（800米）的距離，即5到10分鐘的步行時間，代表了大部分人愿意步行到站點的距離。因此，高密度地區(qū)通常位于以公交站點為圓心、400米為半徑的同心圓內(nèi)，可稱之為公交核心區(qū)（Transit Core）；中密度地區(qū)位于400米半徑到800米半徑之間的區(qū)域，可稱之為公交鄰近區(qū)（Transit Neighborhood）；低密度地區(qū)位于800米半徑到1600米半徑之間的區(qū)域，可稱之為公交支持區(qū)（Transit Supportive Area），如圖1所示。

圖1 TOD土地利用模式分布圖Fig1 Distribution of Land Use Pattern of TOD

綜上所述，公交支持區(qū)（TSA）可定義為基于TOD模式的，可提供足夠的人口與就業(yè)密度，用以支持小時公交服務(wù)的最大區(qū)域。它不僅僅是一種簡單的公交服務(wù)水平評價方法，更是一種優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu)的綜合戰(zhàn)略理念。

3 TSA的核心要素

通過大量研究可以發(fā)現(xiàn)，密度（居住密度和就業(yè)密度）和土地利用、TOD地區(qū)的步行環(huán)境（即站點的可達(dá)性、步行距離標(biāo)準(zhǔn)）是確定公交支持區(qū)的關(guān)鍵因素，需求模型則提供了預(yù)測公交出行產(chǎn)生量的方法。

3.1 密度和土地利用（Density and Land Use）

居住密度和就業(yè)密度在分析公交可達(dá)性時發(fā)揮著重要作用。居住密度上升，則當(dāng)?shù)氐某丝蛿?shù)量相應(yīng)增長；同理，就業(yè)密度上升，當(dāng)?shù)氐慕煌ǔ鲂新室矔S之增長。在美國，由于人口與就業(yè)的郊區(qū)化疏散現(xiàn)象，要發(fā)展公交網(wǎng)絡(luò)體系，首先要確定發(fā)展區(qū)域內(nèi)交通需求是否能夠達(dá)到門檻值，即人口密度與就業(yè)密度是否可以提供足夠的乘客數(shù)量以保證公共交通能夠正常運轉(zhuǎn)。Horner和Murray研究了這些門檻值，在交通分析區(qū)、人口普查區(qū)和普查塊的基礎(chǔ)上進(jìn)行了需求水平的評估。Pushkarev和Zupan研究發(fā)現(xiàn)毛密度7.5戶/公頃的居住密度是一個典型最小的可實行小時公交服務(wù)的居住密度，TriMet研究發(fā)現(xiàn)毛密度大約10崗位/公頃的就業(yè)密度所產(chǎn)生的公交乘客數(shù)量和毛密度7.5戶/公頃的居住密度所產(chǎn)生的乘客數(shù)量相當(dāng)。Ewing研究發(fā)現(xiàn)基本公共巴士服務(wù)的門檻值為7戶/英畝（17.3戶/公頃），優(yōu)質(zhì)公共巴士服務(wù)的門檻值為15戶/英畝（37.1戶/公頃）。美國佐治亞州區(qū)域交通當(dāng)局將公交支持區(qū)定義為擁有居住密度為3戶/英畝（7.4戶/公頃）或就業(yè)密度為4崗位/英畝（9.9崗位/公頃）的區(qū)域，優(yōu)先級別則為10戶/英畝（24.7戶/公頃）和20崗位/英畝（49.4崗位/公頃）。

需要指出的是，以上這些門檻值都只是一些引導(dǎo)方針，當(dāng)規(guī)劃公交網(wǎng)絡(luò)考慮到居住密度或就業(yè)密度門檻值的時侯，規(guī)劃師必須綜合考量公交服務(wù)的效率以及成本，使得規(guī)劃具有實際意義和可操作性。

3.2 可達(dá)性（Access）

使用公共交通的便捷程度是制約公交使用水平的另一個關(guān)鍵因素，出行者距離公交站點的路程越遠(yuǎn)，則使用公交出行的概率越低。Kwan將可達(dá)性分為兩類，即個體可達(dá)性和地方可達(dá)性，前者反映了個體的生活質(zhì)量，后者則表征了人口易達(dá)區(qū)域所特有的屬性。多項研究表明，大多數(shù)出行者愿意步行至公交站點的最大心理承受距離為400m，然而也有一些研究發(fā)現(xiàn)由于城市空間和步行廊道正變得越來越宜人性和舒適性，因此某些站點的步行影響區(qū)可能會向外擴(kuò)展至800米或者更遠(yuǎn)距離。此外還可以運用臨界值、乘客流量滲透曲線以及距離衰減函數(shù)的方法來確定合適的公交站點步行距離標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 需求模型（Demand Modeling）

公交需求是指選擇公共交通作為主要交通出行方式的人口比例，通常情況下需要在規(guī)劃、政策評估以及決策過程中針對公交服務(wù)覆蓋的人口數(shù)量進(jìn)行評估。公交需求預(yù)測可以通過密度和可達(dá)性來進(jìn)行計算。Fu和Xin提出了一種公交服務(wù)指標(biāo)體系，通過運用加權(quán)出行時間的方法，為個體、廊道、活動區(qū)以及服務(wù)區(qū)劃定服務(wù)等級。Furth和Mekuria提出了個人選擇模型，該模型可以精確的反應(yīng)區(qū)域內(nèi)的交通需求分布情況，并以此模型對美國馬塞諸塞州的波士頓市和紐約州的奧爾巴尼市的公交站點做了重新布局。

4 TSA的應(yīng)用方法

公交支持區(qū)（TSA）在國外當(dāng)前的實際應(yīng)用過程中，主要采用ArcGIS緩沖區(qū)的技術(shù)手段，通過對公交數(shù)據(jù)庫、社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、人口普查數(shù)據(jù)等內(nèi)容的整合分析，形象直觀的落實到空間上，完成對公共交通體系服務(wù)水平及質(zhì)量的評估。具體方法如下：

圖2 技術(shù)路線圖Fig2 Technology Roadmap

第一步，是標(biāo)準(zhǔn)制定階段。確定研究區(qū)合適的人口和就業(yè)密度門檻值，以提供充足的客源，保障公交系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)；同時制定合適的步行距離標(biāo)準(zhǔn)，以確定公交站點的最大服務(wù)半徑。這些標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況來進(jìn)行。

第二步，是數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段。收集研究區(qū)公交站點位置、交通小區(qū)（Transportation Analysis Zone，TAZ）數(shù)據(jù)（包括居民戶數(shù)、就業(yè)崗位數(shù)、交通小區(qū)邊界等）、土地利用以及其他社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等，并錄入到ArcGIS數(shù)據(jù)庫中。

第三步，是服務(wù)覆蓋范圍確定階段。根據(jù)步行距離標(biāo)準(zhǔn)，分別對研究區(qū)的公共汽車站點、BRT站點、輕軌站點、地鐵站點等賦以最大服務(wù)半徑值，并進(jìn)行ArcGIS緩沖區(qū)分析，確定公交服務(wù)覆蓋范圍。

第四步，是公交支持區(qū)確定階段。計算每個交通小區(qū)的居住密度與就業(yè)密度，并將大于所制定的人口與就業(yè)密度標(biāo)準(zhǔn)的交通小區(qū)鑒別出來，即得到了研究區(qū)的公交支持區(qū)范圍。

第五步，是疊加分析及服務(wù)水平計算階段。將公交支持區(qū)圖層疊置到服務(wù)覆蓋區(qū)圖層上，根據(jù)兩者的吻合情況，對服務(wù)水平做出定性評價。

通過以上步驟，就完成了公交支持區(qū)的分析過程，有效的找出了公交支持區(qū)和服務(wù)覆蓋區(qū)之間的非吻合區(qū)域，為今后公交體系的完善以及人口和就業(yè)的再分配提供了有力的數(shù)據(jù)支持。具體示意圖可參考TriMet所做關(guān)于波特蘭、俄勒岡州及其郊區(qū)廣大地區(qū)的公交規(guī)劃案例，如圖3、圖4、圖5所示。2003

圖3 公交服務(wù)覆蓋范圍圖Fig3 Transit Service Coverage Area

圖4 公交支持區(qū)范圍圖Fig4 Coverage Area of TSAs

圖5 疊加分析圖Fig5 Superposition Analysis

5 TSA在中國的適用性

5.1 TSA標(biāo)準(zhǔn)的本土化制定

人口與就業(yè)密度以及步行距離標(biāo)準(zhǔn)的制定是公交支持區(qū)的研究重點，然而各國國情各不相同，因此不能簡單套用國外已有的研究成果。

5.1.1 密度標(biāo)準(zhǔn)

中國人口數(shù)量位居世界之冠，其平均人口密度幾乎達(dá)到美國的十倍以上。然而中國的人口分布卻嚴(yán)重不均，因此必須從不同角度綜合考慮。

從城市人口規(guī)模角度來看，中國“過大化”和“過小化”兩級分化現(xiàn)象嚴(yán)重。大量農(nóng)村人口及中小城市人口進(jìn)入北京、上海等一線城市，導(dǎo)致一線城市人口密度過大，如2017年底北京市實際常住人口已達(dá)2170萬；而許多二三線城市人口密度卻相對較小，此外分布于全國的1580個縣城的人口密度更低，平均才10萬人左右。人口密度過高的城市，若全然照搬上文所述的國外標(biāo)準(zhǔn)，則需提供龐大的財力去建設(shè)規(guī)模巨大的公交體系，這顯然是對國內(nèi)有限公共資源的極大浪費；而對于人口密度過低的市縣，當(dāng)前主要出行工具依然以自行車和摩托車為主，公交體系極不健全，無法體現(xiàn)社會的公平性。

從城市內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)來看，國內(nèi)大部分城市人口中心集聚現(xiàn)象明顯，而外圍的新城及各種工業(yè)園區(qū)的人口則極為稀疏，城市人口密度從核心商務(wù)區(qū)到拓展區(qū)再到外圍設(shè)立的新城或是工業(yè)園區(qū)下降極快。如根據(jù)北京市第六次人口普查統(tǒng)計，北京市核心區(qū)人口密度是拓展區(qū)的3.1倍，發(fā)展新區(qū)的24.4倍，生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的109.9倍。

不論是從城市人口規(guī)模還是從城市內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的角度來看，要實現(xiàn)公交支持區(qū)的本土化應(yīng)用，密度標(biāo)準(zhǔn)的制定就必須按城市規(guī)模進(jìn)行梯度分級，同時合理劃分城市內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)，綜合考慮公交的經(jīng)濟(jì)性和公平性。

5.1.2 步行距離標(biāo)準(zhǔn)

步行距離標(biāo)準(zhǔn)的制定受公交可達(dá)性的制約，還受到出行習(xí)慣、出行環(huán)境等因素的影響，因此步行距離標(biāo)準(zhǔn)各有說法，不一而定。

從出行習(xí)慣角度來看，在美國人們的交通出行大部分使用私人小汽車，而公交的使用比例極低。據(jù)華盛頓都市區(qū)公交局統(tǒng)計，華盛頓市區(qū)軌道公交日客流量平均值僅3043人次/公里；而上海公交利用率較高，日客流量超過1.4萬人次/公里，超出前者的4倍有余。因此，中國相對美國更高的公交使用程度和使用習(xí)慣，就可能促使人們步行更遠(yuǎn)的距離去公交站點。

從出行環(huán)境來看，步行友善的街道環(huán)境能有效的減少心理距離，增加公交的影響范圍。中國地區(qū)之間差異較大，因此應(yīng)針對各城市不同的氣候環(huán)境、城市規(guī)模、文化特色、經(jīng)濟(jì)情況等合理的確定不同的步行距離標(biāo)準(zhǔn)。

5.2 TSA對城市格局的影響

公交支持區(qū)可以較好的評估公交體系的服務(wù)水平，找出公交覆蓋的薄弱點，為TOD模式的發(fā)展提供有力的技術(shù)保障，因此在我國具有廣闊的發(fā)展前景，必將給城市的格局帶來深刻的影響。

5.2.1 TSA對城市形態(tài)的影響

改革開放以來，中國持續(xù)了30多年的快速城市化和工業(yè)化進(jìn)程，造成大量農(nóng)村人口遷入城市，城市人口急劇增加，建成區(qū)規(guī)模不斷擴(kuò)大。過高的人口密度給城市的發(fā)展帶來了巨大的壓力，城市交通早已不堪負(fù)荷。如果說美國提出公交支持區(qū)這一理念的初衷是為了集中人口，保證TOD模式健康發(fā)展的話，那么我國更需要考慮的恰恰是從宏觀上如何適當(dāng)?shù)氖枭⑷丝?，引?dǎo)城市重新布局，構(gòu)建分散式緊湊型的組團(tuán)城市發(fā)展模式。

5.2.2 TSA對交通體系的影響

自1994年加拿大人Chris Bradshaw提出綠色交通體系(Green Transportation Hierarchy)的概念以來，步行交通、自行車交通、公共交通三者組成的交通體系已成為建設(shè)低碳生態(tài)城市的理想交通系統(tǒng)。通過對公交支持區(qū)的研究，可以創(chuàng)造性的將這三種交通方式合理高效的組織起來，分別布置在不同的城市發(fā)展圈層上，提倡短距離出行提高步行比重和自行車比重、中尺度出行保持普通公交的主導(dǎo)地位、長距離出行運用大容量快速交通體系，形成公共交通與慢行交通有機(jī)結(jié)合的綜合交通體系，以緩解城市交通擁堵和環(huán)境污染的壓力。

6 結(jié)論與展望

公交支持區(qū)研究的難點和重點是人口密度、就業(yè)密度以及步行距離的標(biāo)準(zhǔn)制定。然而我國的地域差別較大，不同城市的規(guī)模等級、經(jīng)濟(jì)條件、文化特色等因素各不相同，因此建立一套可行的密度與步行距離標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建指標(biāo)體系勢在必行，這也是公交支持區(qū)未來重要的研究方向之一。

公交支持區(qū)的研究，對于分析評價公交服務(wù)水平、優(yōu)化交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、重構(gòu)城市形態(tài)與空間布局，有著不可估量的作用，是實現(xiàn)TOD模式的有力保障。可以預(yù)見，公交支持區(qū)這一分析手法在我國將具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。