多重容量約束下的生態(tài)交通目標(biāo)實(shí)施路徑研究—以南京中新生態(tài)科技島為例

趙靜瑤 ，陳瑋 ，高磊 ，王俊

1.南京市城市與交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司；2. 南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院；3. 同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院

0 引 言

新加坡·南京生態(tài)科技島（以下簡稱科技島）地處南京都市區(qū)長江中部，是由新加坡與南京共同開發(fā)建設(shè)的整體合作項(xiàng)目,旨在建設(shè)成為可持續(xù)發(fā)展的城市新樣本。其位于聯(lián)系南京老城、河西新城與江北新城之間的重要紐帶位置，是跨江交通聯(lián)系的核心和樞紐區(qū)域，戰(zhàn)略地位顯要。同時(shí)，島內(nèi)城市核心功能突出。根據(jù)2017年批復(fù)的控制性詳細(xì)規(guī)劃，科技島以“生態(tài)科技城、低碳智慧島”為總體建設(shè)目標(biāo)，重點(diǎn)圍繞“綠鏈+島城+水岸”的獨(dú)特布局結(jié)構(gòu)，形成“一鏈、一廊、四軸、五島、四中心”的緊湊空間布局，發(fā)展與建設(shè)規(guī)模為11萬人口、10萬崗位，建設(shè)用地6.95km2，地上總建筑面積741萬m2（含安置房）。

生態(tài)建設(shè)是科技島發(fā)展的長期主題[1]。島內(nèi)各級(jí)規(guī)劃均確立了生態(tài)發(fā)展的主體地位，明確指出需要維持長期可持續(xù)發(fā)展的良好生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)島內(nèi)環(huán)境清潔和自然生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，重點(diǎn)構(gòu)筑長期發(fā)展的碳中立島、營造獨(dú)一無二的優(yōu)越環(huán)境，建設(shè)可持續(xù)的生態(tài)體系。國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)表明，交通低碳化是生態(tài)建設(shè)的重要途徑[2,3]，重點(diǎn)通過建立一個(gè)快速、便捷、綠色的交通體系，提高公共交通出行比例，實(shí)現(xiàn)品質(zhì)優(yōu)良的低碳出行。不同于其他生態(tài)友好地區(qū)，科技島由于其特殊區(qū)位，如圖1所示,其交通體系建設(shè)面臨生態(tài)資源、道路時(shí)空資源的多重約束，生態(tài)交通目標(biāo)的制定與實(shí)施路徑的選擇尤為關(guān)鍵。本文旨在通過多角度綜合量化科技島生態(tài)交通發(fā)展的具體目標(biāo)，構(gòu)建多情景測試模型對合理交通政策進(jìn)行單一及組合測試，多角度比較優(yōu)選得出推薦實(shí)施路徑，從而保障科技島交通及生態(tài)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

圖1 南京生態(tài)科技島交通區(qū)位圖

1 約束條件與生態(tài)交通發(fā)展目標(biāo)

科技島從過去僅有1.2萬人的獨(dú)立村鎮(zhèn)，到遠(yuǎn)期具有11萬人口的低碳智慧島，其島內(nèi)與進(jìn)出島的交通出行規(guī)模將面臨大幅增長。預(yù)測遠(yuǎn)期進(jìn)出島交換量約39.2萬人次/日，島內(nèi)交換量約17.4萬人次/日。同時(shí)，科技島對外通道還承擔(dān)了約1.8～1.9萬pcu/h的高峰小時(shí)跨江過境需求。其交通發(fā)展面臨生態(tài)資源、道路時(shí)空資源的多重約束，交通發(fā)展目標(biāo)應(yīng)重點(diǎn)明確公交化[4]的發(fā)展程度。

1.1 生態(tài)約束條件下的公交化程度測算

根據(jù)控制性詳細(xì)規(guī)劃，“碳中立”是科技島發(fā)展的重要生態(tài)約束條件。其是指通過各種削減或吸納措施，實(shí)現(xiàn)二氧化碳凈排量（向空氣中排放的二氧化碳和移除的二氧化碳之差）降低到零?？萍紞u在長期發(fā)展的碳中立要求下需要重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)碳排放量與碳吸收量平衡，城市發(fā)展與自然生態(tài)平衡。因此，公交化發(fā)展要滿足長期發(fā)展的碳中立島的要求，需要重點(diǎn)進(jìn)行公交占機(jī)動(dòng)化比例的碳排放敏感性分析測算[5]。根據(jù)控規(guī)，科技島碳排放控制力度強(qiáng)于南京標(biāo)準(zhǔn)，目標(biāo)控制為140噸/百萬美元。根據(jù)南京市總體規(guī)劃要求，未來人均GDP強(qiáng)度的發(fā)展目標(biāo)為15.1萬元/人，以島內(nèi)居住人口計(jì)算，碳排放強(qiáng)度總量約36噸，交通碳排放量比重應(yīng)控制為10%～15%，碳排放約束下的公交分擔(dān)率測算如圖2所示。在小汽車、電動(dòng)公交車碳排放量分別為188g/人·km、75 g/人·km時(shí)，結(jié)合交通出行總量與分布預(yù)測，如圖3所示，科技島公交出行占機(jī)動(dòng)化比重需要達(dá)到84%以上時(shí)，能夠滿足全島控規(guī)碳排放指標(biāo)要求。這意味著公交需在科技島交通體系中占絕對主導(dǎo)地位。

1.2 道路時(shí)空資源約束條件下的公交化發(fā)展程度測算

圖3 公交占機(jī)動(dòng)化出行比重與碳排放關(guān)系圖

科技島內(nèi)部道路有限，路網(wǎng)規(guī)劃總規(guī)模為80.91km，除中新大道為46m斷面外，其余道路斷面以12～30 m為主。通過建立時(shí)空消耗法模型以道路有效長度與有效運(yùn)營時(shí)間的乘積作為道路網(wǎng)的時(shí)空總資源，估算在時(shí)空總資源的約束下，單位空間、時(shí)間內(nèi)所能服務(wù)的最大車輛數(shù)及道路飽和度。根據(jù)島內(nèi)路網(wǎng)容量，島內(nèi)道路可承載的平均飽和度在0.57～0.73之間。根據(jù)這一要求，公交出行占機(jī)動(dòng)化方式需達(dá)到85%以上，才可實(shí)現(xiàn)科技島進(jìn)出通道及島內(nèi)道路服務(wù)水平良好。如圖4所示。

（3）生態(tài)交通發(fā)展目標(biāo)

結(jié)合上述測算，具體明確科技島交通發(fā)展目標(biāo)為：構(gòu)建“公交+慢行主導(dǎo)”的生態(tài)交通體系，其中綠色交通分擔(dān)率＞90%，公交出行占全方式出行比重超過60%，占機(jī)動(dòng)化分擔(dān)率超過85%。

2 多情景測試模式構(gòu)建

生態(tài)交通發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要結(jié)合具體交通政策進(jìn)行推動(dòng)[6]。按照實(shí)施力度，交通政策可分為剛性政策與柔性政策兩類。為測試相關(guān)政策及政策組合的實(shí)施效果，構(gòu)建多情景測試模型為生態(tài)交通目標(biāo)的實(shí)施路徑選擇提供依據(jù)。

圖4 公交機(jī)動(dòng)化分擔(dān)率達(dá)到75%與85%時(shí)島內(nèi)交通運(yùn)行狀況

2.1 基礎(chǔ)情景設(shè)定

根據(jù)規(guī)劃，科技島交通基礎(chǔ)情景設(shè)定包括進(jìn)出島通道、公交優(yōu)先系統(tǒng)和慢行系統(tǒng)等三大系統(tǒng)建設(shè)。具體實(shí)現(xiàn)：

① 強(qiáng)化進(jìn)出島通道建設(shè)：規(guī)劃遠(yuǎn)期科技島過境及對外通道道路3條（1條預(yù)控）和軌道交通線路3條，支持地鐵4、13號(hào)線在島內(nèi)設(shè)站；

② 實(shí)現(xiàn)TOD發(fā)展、高密度公交網(wǎng)絡(luò)、完全的公交優(yōu)先：由地鐵、有軌電車、常規(guī)公交和迷你巴士構(gòu)成4級(jí)公交網(wǎng)絡(luò)，沿中新大道布設(shè)1條公交客流主走廊（客流主走廊），形成層次多樣、轉(zhuǎn)換便捷、高度覆蓋、內(nèi)外暢通的公交體系；

表1 剛性情景設(shè)定

表2 柔性政策情景設(shè)定

③ 充分落實(shí)島內(nèi)慢行空間，營造舒適安心的步行環(huán)境：包括人車分流、舒適宜人，構(gòu)建多種形式連續(xù)的60 km長的綠道網(wǎng)絡(luò)等。

2.2 剛性政策情景設(shè)定

參考國內(nèi)外相關(guān)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，剛性政策主要通過限制小汽車的使用達(dá)到高度公交化的目的[7,9]。需要在進(jìn)出島匝道位置加設(shè)閘機(jī)，對無通行證車輛，強(qiáng)制不準(zhǔn)入島。結(jié)合發(fā)展需求，剛性限制車輛進(jìn)出政策主要針對從島外進(jìn)入島內(nèi)的車輛，對于島內(nèi)居民車輛進(jìn)出島不進(jìn)行限制。如表1所示。

2.3 柔性政策情景設(shè)定

重點(diǎn)針對公交優(yōu)惠、停車價(jià)格杠桿、停車以靜制動(dòng)三個(gè)方面提出三類10種不同政策。如表2所示。

2.4 多情景測試模型構(gòu)建與校核

利用常規(guī)四階段方法，以費(fèi)用及時(shí)間為參數(shù)，采用方式劃分Logit模型[8]，計(jì)算不同政策方案下的方式分擔(dān)率。模型中出行方式分擔(dān)率確定的基本原則為：費(fèi)用、時(shí)間消耗越多，選擇這一方式的概率越小。

其中：P——出行方式i的分擔(dān)率；

Ui——出行方式i的總效用。

表3 模型中參數(shù)調(diào)整方法

表4 單一情景測試結(jié)果

各出行方式的效用函數(shù) 計(jì)算方法如下，基于各方式出行總成本計(jì)算效用函數(shù)U，可得出OD點(diǎn)對間的方式比例。

其中：t1i—出行方式i的車內(nèi)出行時(shí)間；

t2i——出行方式i的車外出行時(shí)間；

mi——出行方式i的費(fèi)用；

d——偏好參數(shù)；

a、b、c——權(quán)重。

根據(jù)提出的發(fā)展政策，對模型中參數(shù)進(jìn)行如下表所示的調(diào)整。如表3所示。

3 交通政策測試與比選

3.1 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的單一情景測試結(jié)果

在單一政策方案下，僅剛性限制車輛進(jìn)出島可實(shí)現(xiàn)生態(tài)交通的發(fā)展目標(biāo)，公交分擔(dān)率達(dá)到91%。其他柔性單一政策方案中，公交占機(jī)動(dòng)化分擔(dān)率均未達(dá)到85%，無法實(shí)現(xiàn)生態(tài)交通目標(biāo)。因此，必須進(jìn)行政策方案組合。單一情景測試的結(jié)果如表4所示。

表5 組合情景測試結(jié)果

表6 剛性限制小汽車進(jìn)出政策方案評(píng)價(jià)

3.2 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的組合情景測試結(jié)果

對36套組合政策方案進(jìn)行測試，有4套推拉結(jié)合的彈性引導(dǎo)政策組合方案能夠滿足公交占機(jī)動(dòng)化分擔(dān)率達(dá)到85%以上的要求，實(shí)現(xiàn)生態(tài)交通發(fā)展目標(biāo)。組合情景測試結(jié)果如表5所示。

4 生態(tài)交通目標(biāo)實(shí)施路徑推薦

針對實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的剛性政策及四大柔性政策組合具體進(jìn)行經(jīng)濟(jì)影響、社會(huì)影響、交通影響、工程難度、額外政策等多角度評(píng)價(jià)與比選如下所示[10]。

4.1 剛性政策評(píng)價(jià)

表7 方案綜合比選

剛性限制小汽車進(jìn)出政策在生態(tài)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)上效果極佳，但需要設(shè)置換乘停車場，同時(shí)在進(jìn)出島通道五橋、漢中門大街新建高架和地下匝道，服務(wù)于小汽車進(jìn)出停車場。同時(shí)，需要合理組織、監(jiān)管有通行證和無通行證的交通流，保障各類交通流有序運(yùn)行。剛性限制小汽車進(jìn)出政策在工程建設(shè)、交通組織、社會(huì)影響和實(shí)施管理等方面存在很大難度，剛性限制小汽車進(jìn)出政策方案評(píng)價(jià)如表6所示，建議僅作為預(yù)留方案。

4.2 柔性政策組合評(píng)價(jià)

根據(jù)政策組合測試結(jié)果，對實(shí)施公交導(dǎo)向+機(jī)動(dòng)車控制的多政策組合柔性截流方式，也可滿足生態(tài)交通的發(fā)展目標(biāo)，重點(diǎn)包括以下“強(qiáng)公交+強(qiáng)彈性管控”、“一般公交+強(qiáng)彈性管控”、“中等公交+中彈性管控”三類。對三類組合方案，從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、交通、工程、額外政策做綜合比選可得，方案綜合比選結(jié)果如表7所示，確定推薦政策組合為“中等公交+中彈性管控”組合。

4.3 推薦實(shí)施路徑

推薦采用實(shí)施推拉結(jié)合的柔性截流“八大政策”組合，也可滿足生態(tài)交通的發(fā)展目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對公眾低碳出行行為的主動(dòng)引導(dǎo)。僅將剛性截流作為發(fā)展超預(yù)期時(shí)的預(yù)留政策。重點(diǎn)包括公交導(dǎo)向政策、小汽車嚴(yán)控政策、慢行政策、輔助政策等。具體實(shí)施應(yīng)包括以下五個(gè)步驟。

第一步：完善島內(nèi)各類設(shè)施，納入政策試點(diǎn)。具體構(gòu)建高度覆蓋、轉(zhuǎn)換便捷的四級(jí)公交網(wǎng)絡(luò)，提供完全的公交路權(quán)優(yōu)先；保障連續(xù)、安全、舒適、便捷的慢行環(huán)境；建設(shè)公共停車場，鼓勵(lì)換乘公交。

第二步：實(shí)施部分公交票價(jià)優(yōu)惠。實(shí)施旅游公交票價(jià)、企業(yè)服務(wù)的組團(tuán)公交優(yōu)惠，由旅游局、物價(jià)局作為公交優(yōu)惠票價(jià)和補(bǔ)貼定價(jià)的主管部門。

第三步：落實(shí)停車收費(fèi)調(diào)整、停車配建調(diào)整。申請將科技島停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)提高到南京市核心區(qū)水平，并納入南京市下一輪停車收費(fèi)調(diào)整中；在下一輪配建調(diào)整時(shí)新增條款，在生態(tài)科技發(fā)展程度較高地區(qū)，公建配建應(yīng)提高至一類區(qū)，對軌道交通200 m范圍內(nèi)配建，即使未達(dá)到南京市容積率5～5.5的要求，仍應(yīng)采用0.7個(gè)/100 m2標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)配建充電樁。

第四步：保障公交優(yōu)先發(fā)展資金池的可持續(xù)發(fā)展。通過TOD綜合開發(fā)、公共停車場等收入補(bǔ)貼公交優(yōu)惠，維護(hù)島內(nèi)公共交通基礎(chǔ)設(shè)施的高水平運(yùn)營。

5 結(jié) 語

科技島作為中新共建的“生態(tài)科技城、低碳智慧島”，位于長江之中，東西聯(lián)系的紐帶位置，要建立世界級(jí)的可持續(xù)發(fā)展城市新樣本，其交通體系發(fā)展面臨生態(tài)資源、道路時(shí)空資源的更強(qiáng)約束。本文針對碳排放、路網(wǎng)容量等多重約束進(jìn)行公交分擔(dān)率的敏感性測算，明確科技島未來交通發(fā)展目標(biāo)為公交占機(jī)動(dòng)化出行比例的85%以上。同時(shí)，設(shè)定1個(gè)剛性交通政策與三類10個(gè)柔性交通政策情景，構(gòu)建了多情景測試模型對單一政策及36套政策組合的實(shí)施效果進(jìn)行測試與綜合比選，明確了達(dá)到85%公交化水平的政策組合與具體實(shí)施路徑，能夠充分指導(dǎo)中新南京生態(tài)科技島的生態(tài)交通長期發(fā)展，同時(shí)對國內(nèi)外生態(tài)友好地區(qū)交通目標(biāo)構(gòu)建與政策選取具有重要借鑒意義。