Q-PLOS：生態(tài)文明語境下的宜步行性理論演進(jìn)及應(yīng)用探討
—— 上海軌道交通站點(diǎn)的比較研究

高傳龍 GAO Chuanlong

0 引言

肇始于20世紀(jì)，首先在西方國家興起的無序蔓延的郊區(qū)化進(jìn)程[1]，對生態(tài)人文環(huán)境的破壞起到了推波助瀾的作用。新時期，生態(tài)文明成為城市發(fā)展的主題，追求城市發(fā)展品質(zhì)將是城鎮(zhèn)化的趨勢和工作重點(diǎn)[2]，毋庸置疑的是，美好的空間環(huán)境品質(zhì)是實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明的基本要求[3]。在追求城市品質(zhì)方面，西方國家普遍將視野轉(zhuǎn)移到友好社區(qū)、低碳出行上來。1990年代以來，歐美國家城市建設(shè)的步行環(huán)境逐漸走向人性化、生態(tài)化[4]，步行作為一種綠色低碳的出行方式，其宜步行性（walkability）影響因素也引起了西方學(xué)者的高度關(guān)注。

既有的PLOS理論，仍然多為集中在交通層面的定量分析，盡管規(guī)劃學(xué)者從設(shè)計(jì)視角提出了品質(zhì)型的評價(jià)指標(biāo)，但目前還停留在定性的理論探索層面，缺乏實(shí)踐支撐和可操作性。為實(shí)現(xiàn)融合交通學(xué)科在步行需求及交通流特性分析和城市設(shè)計(jì)學(xué)科在空間品質(zhì)營造上的優(yōu)勢，借助于“5D”理論和步行衰減規(guī)律，基于單點(diǎn)分析、因子分析的方法，提出品質(zhì)型服務(wù)水平的宜步行性評價(jià)理論，以上海軌道8號線沈杜公路站和12號線七莘路站為例，詳細(xì)闡述Q-PLOS方法在軌道交通站點(diǎn)的應(yīng)用路徑，以期為生態(tài)文明時期的城市設(shè)計(jì)與交通規(guī)劃實(shí)踐提供參考。

1 PLOS與Q-PLOS

1.1 西方PLOS的理論演進(jìn)

1.1.1機(jī)械理性：1970—1990年間的PLOS理論

PLOS的概念最早由弗魯因（Fruin）提出，基于通行能力和交通容量來評價(jià)人行設(shè)施的質(zhì)量[5]，美國通行能力手冊依據(jù)人均空間和流率會將其劃分6個等級[6],從A級到F級，服務(wù)水平依次遞減，這種方法因便于操作與接受，得到了廣泛的應(yīng)用[7]，1990年之前這一階段的理論研究主要集中在步行速度、流率、人行道寬度、空間容量等步行設(shè)施和行人交通流特征上的定量分析上[8]，是沿用機(jī)動車道路服務(wù)水平評價(jià)、忽略人的需求和環(huán)境影響的機(jī)械思維的體現(xiàn)，也是工業(yè)文明時期的深刻印記，不能全面地描述步行交通的復(fù)雜性。

1.1.2人本主義：1990—2010年間的PLOS理論

以新城市主義和精明增長為代表的人本主義的覺醒[9]促使規(guī)劃研究更加關(guān)注人的尺度和需求。1990年以后，西方學(xué)術(shù)界逐漸從其他視角研究PLOS的相關(guān)因素，建成環(huán)境是影響步行性的重要因素[10-11]，這方面的研究主要可以歸納為可達(dá)性和出行吸引性上兩個層面[12]：可達(dá)性層面包括道路連接度、交叉口距離、非直線系數(shù)等，出行吸引方面包括土地利用、密度、公共空間、街道空間等。此外，相關(guān)研究從行人的需求角度出發(fā)，提出了安全性[13-14]和舒適性[14-15]的評價(jià)因素。1990—2010年間的PLOS理論逐漸轉(zhuǎn)向城市規(guī)劃設(shè)計(jì)方面，研究主要采用定性分析的方法。

1.1.3多元融合：2010之后的PLOS理論

2010年以后，西方PLOS研究逐步由單領(lǐng)域平行走向公共健康、城市設(shè)計(jì)、交通等多領(lǐng)域交叉融合，相關(guān)學(xué)者指出，空氣、聲音等因素對城市步行環(huán)境和公共健康有著重要的影響[16-17]。交通學(xué)者也提出建成環(huán)境的品質(zhì)和城市設(shè)計(jì)質(zhì)量對軌道交通站點(diǎn)宜步行性有明顯的交互作用[18-19]。

1.1.4小結(jié)

縱觀西方近五十年（1970—2019）PLOS思想的發(fā)展，大致可以分為三個階段：1970—1990年間，以道路設(shè)施和交通流特征為著力點(diǎn)的機(jī)械理性階段；1990—2010年間，以建成環(huán)境和出行需求為出發(fā)點(diǎn)的人本主義階段；2010年至今，以交通、城市設(shè)計(jì)、社會治理、公共健康多元視角的生態(tài)文明階段。根據(jù)這些階段的特征可以歸納出，影響行人服務(wù)水平的因素包括四個方面[7-8]。第一，可達(dá)性，到達(dá)目的地的便捷程度。第二，吸引性：建成環(huán)境的土地利用和街道空間品質(zhì)。第三，安全性：遠(yuǎn)離機(jī)動車和犯罪的威脅。第四，舒適性，步行設(shè)施和周邊環(huán)境的品質(zhì)（表1）。

表1 影響行人服務(wù)水平的因素Tab.1 factors that influence pedestrian level of service

1.2 PLOS的研究方法

現(xiàn)有的PLOS研究方法大致可分為三種：回歸分析法、仿真法和單點(diǎn)評價(jià)法[20],前兩種方法計(jì)算較為客觀，但存在著高復(fù)雜性和耗時性的劣勢，難以面向決策。點(diǎn)評價(jià)法計(jì)算過程相對易于操作，但因其影響因素的權(quán)重值主觀標(biāo)定，其可信度和客觀性都存在一定的缺陷[7]。

1.3 Q-PLOS的提出

生態(tài)文明時期，品質(zhì)化、人性化、多元化成為PLOS思想發(fā)展的內(nèi)在要求。針對傳統(tǒng)的PLOS體系缺乏對城市設(shè)計(jì)，尤其是空間品質(zhì)的統(tǒng)籌考量，相關(guān)學(xué)者嘗試了新的探索，尤因（Ewing R）指出，步行品質(zhì)與人感受到的城市設(shè)計(jì)品質(zhì)（意向、混合空間、人的尺度、透明度、復(fù)雜性）高度相關(guān)[21]，昌德崗（Kang C D）提出了5D（Density-Design-Diversity-Destination accessibility-Distance to transit，圖1）要素在步行性評價(jià)中不可或缺的作用[22]。魯本斯（Ruben T G）在整合步行要素和城市設(shè)計(jì)要素的基礎(chǔ)上，修正點(diǎn)評價(jià)法的缺陷，提出了Q-PLOS這一新的方法[7]。該方法的主要步驟包括：選擇Q-PLOS的相關(guān)因子和變量，定義Q-PLOS的變量評價(jià)值，計(jì)算總體評價(jià)值。

圖1 街道布局與5D要素的概念示意Fig.1 conceptual framework of the street configurationand 5Ds

2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 研究方法

Q-PLOS研究采用點(diǎn)評價(jià)法，相關(guān)因子的選取基于Web of Science數(shù)據(jù)庫搜索關(guān)鍵詞，篩選1970—2019年間的相關(guān)文獻(xiàn)，通過文獻(xiàn)歸納法整理出高頻率和高相關(guān)度的因子和變量。為改進(jìn)點(diǎn)評價(jià)法在因子權(quán)重賦值上的主觀性和體現(xiàn)實(shí)際使用者的意愿，研究采用問卷調(diào)查的形式對選取的因子和變量進(jìn)行打分，依據(jù)得分結(jié)果，賦予各項(xiàng)變量權(quán)重值，最后計(jì)算出總體評價(jià)值。

2.2 數(shù)據(jù)來源

筆者于2019年5—6月，分別采用現(xiàn)場調(diào)研和問卷調(diào)查的方式獲取數(shù)據(jù)。對選取的因子和變量采用現(xiàn)場問卷調(diào)查的形式。兩個研究點(diǎn)分別收到有效問卷128份和135份，共計(jì)263份。據(jù)統(tǒng)計(jì)，受訪者的特征如下：女性占52.4%，男性占47.6%，平均年齡為35.9歲，日均步行出行0.65次，平均步行時耗19.6min。對行人交通流特征則進(jìn)行工作日和非工作日的實(shí)地交通調(diào)查。

2.3 研究思路

2.3.1選擇Q-PLOS的相關(guān)因子和變量

基于現(xiàn)有的文獻(xiàn)資料整理出影響行人服務(wù)水平的4個因子和24個變量，并根據(jù)調(diào)查包括對各個變量得分匯總（表2）。

表2 基于居民偏好調(diào)查的Q-PLOS因子得分Tab.2 factor score of Q-PLOS obtained from a pedestrian preferences survey

2.3.2定義Q-PLOS的變量評價(jià)值

與傳統(tǒng)的PLOS方法不同的是，Q-PLOS融入了城市設(shè)計(jì)和生態(tài)環(huán)境的一些要素。其選取的變量也分為定量和定性兩種類型，對于定性的變量（本案共14個），采取5分制的打分標(biāo)準(zhǔn)，變量評估依次為重要、比較重要、一般、不太重要、不重要，相應(yīng)的分值也是5～1分的遞減。對于定量的變量（本案共10個），目的地距離、交叉口距離、非直線系數(shù)、行人交通量、人行道寬度和行道樹這7個變量依據(jù)美國通行能力手冊和相關(guān)文獻(xiàn)上的參考值界定評價(jià)值范圍[24]。交叉口連接度采用交叉口當(dāng)量（intersection equivalency）衡量（圖2）。

圖2 交叉口當(dāng)量賦值計(jì)算示意Fig.2 illustration of intersection equivalency factor values

關(guān)于5D理論中的多樣性和密度，其在Q-PLOS理論中應(yīng)用參照的研究頗為豐富（設(shè)計(jì)和目的地的應(yīng)用已在上文闡釋，到交通站點(diǎn)的距離則在下文解釋）。馬諾（Manaugh K）指出，步行和土地利用多樣性有著積極的聯(lián)系，用地混合度越高，宜步行性則更好[25]，并建立數(shù)學(xué)模型闡述兩者關(guān)系（式1）。佩拉維安（Peiravian F）從宏觀層面揭示步行與人口密度的關(guān)系，我國學(xué)者陳泳等類比了美國的研究成果，并根據(jù)國情差異指出，宜步行性的友好街區(qū)的尺度控制在人口密度4.8萬人 km2以上較為適宜[26]。至此，參考國內(nèi)外學(xué)者的研究成果，本案涉及的10個定量指標(biāo)的評價(jià)值均已標(biāo)定（表3）。

表3 Q-PLOS變量評價(jià)值Tab.3 evaluation value of quality thresholds of Q-PLOS

其中：Pj為研究范圍i內(nèi)的第j種用地類型所占用地面積的比例； Ki為研究范圍i內(nèi)的所有類型用地的總數(shù)。

2.3.3計(jì)算總體評價(jià)值

根據(jù)居民偏好調(diào)查所得的結(jié)果計(jì)算出各變量的權(quán)重值和研究確定的各因子和變量的評價(jià)值，計(jì)算總體的評價(jià)值。需要強(qiáng)調(diào)的是，考慮到步行到公共設(shè)施的衰減規(guī)律，在實(shí)際的計(jì)算中，將到軌道交通站點(diǎn)距離作為一項(xiàng)單獨(dú)的因子，參與總體評價(jià)值的計(jì)算。奧爾謝夫斯基（Olszewski P）指出，當(dāng)距離軌道交通站點(diǎn)200 m范圍內(nèi)，行人步行可能性超過80%[27]，而當(dāng)距離超過1 000 m時，行人步行可能性衰減至不足20%（圖3）。

圖3 距軌道交通站點(diǎn)不同距離的行人步行可能性Fig.3 probability of walking to metro station based on different distances

基于以上考慮，Q-PLOS的總體評價(jià)值計(jì)算公式如下（式2）：

其中：W為權(quán)重值，Q為評價(jià)值, n為變量的個數(shù)

3 上海軌道交通8號線的實(shí)證研究

3.1 實(shí)證對象選取

本案選取的軌道交通站點(diǎn)均位于上海閔行區(qū)，其中七莘路站位于閔行主城區(qū)，是軌道交通12號線的首站，沈杜公路站位于閔行新市鎮(zhèn)，是軌道交通8號線的末站，筆者選取兩個站點(diǎn)1 000 m半徑作為研究范圍（圖4）。

圖4 研究對象1 000 m范圍內(nèi)用地現(xiàn)狀圖Fig.4 current land use map ranged in 1 000 m of research object

3.2 實(shí)證對象基本特征

根據(jù)上海市閔行區(qū)總體規(guī)劃暨土地利用總體規(guī)劃（2017—2035）[28]，七莘路站位于閔行主城區(qū)城市副中心范圍內(nèi)，沈杜公路站位于新市鎮(zhèn)中心范圍內(nèi)。但兩者有著較為明顯的差異，七莘路站是場所導(dǎo)向型的典型，而沈杜公路站則是交通導(dǎo)向型的代表。

沈杜公路站臨近的浦星公路是區(qū)域重要的客運(yùn)道路，機(jī)動車交通流量較大，其南段是申嘉湖高速，承擔(dān)著對外聯(lián)系的功能。土地利用方面，沈杜公路站周邊現(xiàn)狀較為混雜，軌道交通西側(cè)多為居住用地，東側(cè)則以產(chǎn)業(yè)用地為主，用地功能較為均質(zhì)。道路交通層面，大尺度的街區(qū)使得交叉口距離偏大，道路斷面設(shè)計(jì)上亦是機(jī)動車導(dǎo)向，建成環(huán)境宜步行性較差。

與其情況相反的是，七莘路站站點(diǎn)附近土地利用多樣化，以商業(yè)、商務(wù)、研發(fā)、居住功能為主，沿街商業(yè)界面活化。交通建設(shè)方面，小尺度街區(qū)和高密度的路網(wǎng)及人行導(dǎo)向的斷面設(shè)計(jì)，使得街區(qū)宜步行性較好。

3.3 實(shí)證對象的Q-PLOS評價(jià)

基于ArcGIS平臺，根據(jù)上文界定的Q-PLOS因子、變量的評價(jià)值和權(quán)重，并引入步行衰減規(guī)律（即以軌道交通站點(diǎn)的距離作為評價(jià)的另一個獨(dú)立的因子，其權(quán)重值賦予參照國外專家的研究成果），對因子分別進(jìn)行計(jì)算，最后加權(quán)運(yùn)算，得出Q-PLOS的總體評價(jià)。

3.3.1可達(dá)性

可達(dá)性相關(guān)變量中，交叉口距離、道路連接度、非直線系數(shù)對軌道交通站點(diǎn)的影響較為明顯，與沈杜公路站相比，七莘路站交叉口間距小、路網(wǎng)密度大、道路連接性好，其呈現(xiàn)出的可達(dá)性優(yōu)于沈杜公路站。其B級以上行人服務(wù)水平的路段占比達(dá)到了40.78%，而沈杜公路站僅有21.31%（表4，圖5）。

3.3.2吸引性

建成環(huán)境的土地利用和街道空間品質(zhì)對宜步行性有著顯著的影響，從研究對象的評價(jià)來看，土地利用的多樣性和街道設(shè)計(jì)對步行吸引性影響最大，七莘路站站點(diǎn)周邊用地遵循TOD的原則，高密度和高混合度的開發(fā)，其B級以上行人服務(wù)水平的路段占比達(dá)到34.63%；沈杜公路站站點(diǎn)周邊用地較為單一、街道空間品質(zhì)不高，其B級以上行人服務(wù)水平的路段占比為16.30%（表4，圖5）。

表4 軌道交通站點(diǎn)Q-PLOS因子評價(jià)Tab.4 factors evaluation of metro stations based on Q-PLOS

3.3.3安全性

長久以來，以機(jī)動車為導(dǎo)向的道路設(shè)計(jì)，一定程度上對街道的交通安全產(chǎn)生了不可推諉的影響。另一方面，占道經(jīng)營、違法停車等侵占人行道的城市亂象間接地將行人推向非機(jī)動車道。行人流量、街道照明、灰色空間也是影響街道安全的重要因素。本案研究顯示，高設(shè)計(jì)車速、高交通量和空間混亂的道路安全性較低（圖5）。此外，街道的安全也與街道活力有關(guān)，正如簡·雅各布斯所說，“街道眼”是安全和公共生活的保障。

3.3.4舒適性

舒適性依賴人的感官，舒適的步行環(huán)境有益于提高自發(fā)性活動（彈性出行）出行者選擇步行的可能性，而對必要性活動（通勤出行）影響不明顯。在選取的舒適性變量中，天氣、噪聲和污染往往具有外部性，規(guī)劃設(shè)計(jì)層面難以控制，而人行道質(zhì)量、綠化種植、公共空間可以通過設(shè)計(jì)來提升。七莘路站和沈杜公路站的對比顯示，毗鄰開放空間（本案主要涉及公園、水系）和人行道品質(zhì)較高的路段舒適性較好（圖5）。

圖5 研究對象Q-PLOS因子評價(jià)圖Fig.5 factors evaluation level based on Q-PLOS

3.3.5總結(jié)

七莘路站和沈杜公路站的對比研究表明，場所導(dǎo)向型的軌道交通周邊步行品質(zhì)明顯優(yōu)于交通導(dǎo)向型（表5、圖6）。從Q-PLOS在兩個站點(diǎn)的應(yīng)用情況來看，品質(zhì)型的步行環(huán)境涉及交通與城市空間的諸多要素，有賴于交通設(shè)計(jì)和城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的良性互動。

圖6 研究對象Q-PLOS總體評價(jià)圖Fig.6 overall evaluation level based on Q-PLOS

表5 軌道交通站點(diǎn)Q-PLOS總體評價(jià)Tab.5 overall evaluation value of metro stations based on Q-PLOS

4 結(jié)論與討論

文章嘗試融合交通規(guī)劃和城市設(shè)計(jì)在宜步行性研究方面的優(yōu)勢，通過文獻(xiàn)歸納法，并結(jié)合軌道交通站點(diǎn)評價(jià)的實(shí)際情況，從交通和城市設(shè)計(jì)視角選取影響宜步行性的4個因子，并細(xì)分為24個變量，給出相應(yīng)的計(jì)算過程，并以上海閔行區(qū)兩個不同類型的軌道交通站點(diǎn)為例，探討Q-PLOS的應(yīng)用路徑，案例表明，高品質(zhì)的步行環(huán)境和城市設(shè)計(jì)將顯著提高宜步行性。Q-PLOS方法在交通站點(diǎn)、服務(wù)設(shè)施的宜步行性評價(jià)、友好社區(qū)設(shè)計(jì)等層面有著積極的應(yīng)用價(jià)值。

與傳統(tǒng)的PLOS理論相比，Q-PLOS有以下4個方面的改進(jìn)提升。

第一，相關(guān)因子的變量采取居民調(diào)查打分的方法獲取權(quán)重值，即體現(xiàn)了公眾意愿，是社會治理的趨勢所在，同時又避免了經(jīng)驗(yàn)法賦值的主觀性缺陷。

第二，融入了城市設(shè)計(jì)的5D理論，是一種對空間場所方面難以測算的因素評測的探索。

第三，借助了步行衰減這一規(guī)律，使得理論更加符合現(xiàn)實(shí)的行為選擇。

第四，是一種更加面向?qū)嵤┑姆椒?，傳統(tǒng)的PLOS理論研究采取了大量的數(shù)學(xué)模型，其算法邏輯有著較高的復(fù)雜性，但在實(shí)際項(xiàng)目中，這些高復(fù)雜的模型和算法使得決策者難以運(yùn)用。Q-PLOS基于較為常規(guī)的因子分析法和ArcGIS平臺，在應(yīng)有方面，有著可操作的優(yōu)勢。

品質(zhì)的測度與人的感受、社會經(jīng)濟(jì)屬性和出行目的有關(guān)，不同人群對品質(zhì)的感受和滿意度有所差異，通勤出行和自發(fā)性出行對品質(zhì)要求亦截然不同[29]。Q-PLOS融入了諸多城市設(shè)計(jì)方面的因子，使得一些新的問題隨之而來。譬如說，這些因子和變量需要多少才能滿足實(shí)際決策和居民需求？這個問題有待進(jìn)一步研究。另外，一些變量的計(jì)算方法參考了國內(nèi)外學(xué)者的研究成果，其對微觀層面的評價(jià)貼合度也需要實(shí)踐的完善。

圖表來源：

圖1：作者改繪自KANG C D. The S+5Ds:Spatial Access to Pedestrian Environments and Walking in Seoul, Korea[J]. Cities, 2018,77(7): 130-141.

圖2：作者改繪自PEIRAVIAN F, DERRIBLE S, IJAZ F. Development and Application of the Pedestrian Environment Index (PEI)[J].Journal of Transport Geography, 2014, 39(6):73-84.

圖3：作者改繪自陳泳, 王全燕, 奚文沁, 等. 街區(qū)空間形態(tài)對居民步行通行的影響分析[J]. 規(guī)劃師, 2017(2): 74-80.

圖4：作者改繪自上海市規(guī)劃與自然資源局.上海市閔行區(qū)總體規(guī)劃暨土地利用總體規(guī)劃（2017—2035）[EB/OL]. [2019-01-09].http://ghzyj.sh.gov.cn./ghsp/ghsp/mh/201903/t20190304_904128.html.

圖5-6：作者繪制

表1-5：作者整理繪制