TOD模式下智慧交通運(yùn)輸體系研究

金宇 黃俊松 邢大偉

摘要 在交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)背景下，建設(shè)以公共交通為主導(dǎo)的城市交通系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的重要方式。文章從城市交通系統(tǒng)存在的問(wèn)題出發(fā)，基于新一代信息技術(shù)在TOD的應(yīng)用，對(duì)涵蓋智慧公共交通、智慧樞紐的智慧交通運(yùn)輸體系進(jìn)行了探索性設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)公交線網(wǎng)優(yōu)化、客流預(yù)測(cè)和運(yùn)力智能調(diào)節(jié)等，促進(jìn)TOD空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化和信息技術(shù)深度融合。在此基礎(chǔ)上，探討了結(jié)合自動(dòng)駕駛和MaaS技術(shù)的TOD智慧出行體系。

關(guān)鍵詞 TOD;公共交通;智慧樞紐;自動(dòng)駕駛;MaaS

中圖分類號(hào) F299.23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）03-0013-03

0 引言

TOD（Transit Oriented Development）模式是“以公共交通為導(dǎo)向的發(fā)展模式”[1]。TOD作為可持續(xù)發(fā)展的城市開發(fā)模式，旨在提倡在公共交通樞紐周邊進(jìn)行混合功能及高密度開發(fā)，通過(guò)城市公共交通與土地協(xié)同發(fā)展的模式促進(jìn)城市形態(tài)與空間的形成。

2019年9月份，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》，提出到2035年，實(shí)現(xiàn)都市區(qū)1小時(shí)通勤、城市群2小時(shí)通達(dá)、全國(guó)主要城市3小時(shí)覆蓋。推進(jìn)TOD模式是實(shí)現(xiàn)交通強(qiáng)國(guó)2035遠(yuǎn)景目標(biāo)的要點(diǎn)之一，是促進(jìn)城市交通結(jié)構(gòu)合理發(fā)展、提高土地利用效率的有效途徑。當(dāng)前，對(duì)TOD模式的研究主要在站點(diǎn)輻射范圍內(nèi)土地空間開發(fā)、交通組織、慢行交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面[2-3]，而結(jié)合大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)應(yīng)用，對(duì)TOD模式下的城市智慧交通運(yùn)輸體系研究甚少，難以指導(dǎo)智慧交通運(yùn)輸信息化規(guī)劃和建設(shè)。

該文以問(wèn)題為導(dǎo)向，從TOD模式下的城市交通結(jié)構(gòu)優(yōu)化出發(fā)，基于新一代信息技術(shù)，對(duì)TOD模式下的城市智慧交通運(yùn)輸體系進(jìn)行探索性設(shè)計(jì)，以求橫向上推動(dòng)城市土地規(guī)劃和交通規(guī)劃重構(gòu)，縱向上打破交通系統(tǒng)壁壘，使各交通方式融為一體，提升城市整體交通系統(tǒng)的承載力。

1 TOD概念

TOD模式是指以公共交通為導(dǎo)向的開發(fā)模式，是以公交、地鐵、輕軌等公共交通站點(diǎn)為中心，步行可達(dá)的距離為半徑，形成緊湊、多功能、宜居的城市街區(qū)或生活區(qū)，引導(dǎo)居民使用公共交通，從而促進(jìn)公共交通與土地利用協(xié)調(diào)發(fā)展，減輕環(huán)境污染，緩解交通擁堵。

TOD具有以下作用：

（1）調(diào)整人口分布、活動(dòng)密度、出行分布，通過(guò)城市多中心建設(shè)提升區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿Α?/p>

（2）優(yōu)化交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成集成的和可達(dá)性高的公共交通體系，提升公共交通吸引力。

（3）實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)與用地的一體化和深度結(jié)合，通過(guò)公共交通站點(diǎn)集約建設(shè)，滿足居民生活需求，提升居民出行的便捷性，促進(jìn)職住平衡。

（4）減少交通擁堵，降低環(huán)境污染，優(yōu)化出行能源結(jié)構(gòu)，提升出行安全性。

2 TOD模式下智慧交通運(yùn)輸體系設(shè)計(jì)

當(dāng)前，城市智能交通系統(tǒng)是將交通系統(tǒng)的不同要素（公交/軌道、道路設(shè)施/運(yùn)載工具、動(dòng)態(tài)交通/靜態(tài)交通等）分開研究，天然割裂了各子系統(tǒng)之間及不同交通要素之間的聯(lián)動(dòng)關(guān)系。而在智慧交通背景下的城市智能交通要更多地從各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)、統(tǒng)一決策等角度考慮，來(lái)實(shí)現(xiàn)城市智能交通系統(tǒng)的一體化規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)。

TOD模式下可實(shí)現(xiàn)城市交通系統(tǒng)與土地利用的一體化規(guī)劃和建設(shè)，在常規(guī)公交、軌道交通沿線規(guī)劃的控制用地范圍內(nèi)，以空間連接為基礎(chǔ)，通過(guò)人工智能、大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)，以及移動(dòng)支付互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)應(yīng)用，布設(shè)智慧公共交通、智慧樞紐、智慧社區(qū)等模塊，將交通和沿線用地形成一個(gè)虛擬的運(yùn)營(yíng)整體，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析和精準(zhǔn)引導(dǎo)實(shí)現(xiàn)公交線網(wǎng)優(yōu)化、客流預(yù)測(cè)和運(yùn)力智能調(diào)節(jié)，構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、精準(zhǔn)管控、智能出行等為特征的城市智慧交通運(yùn)輸體系，以信息化手段實(shí)現(xiàn)交通對(duì)城市發(fā)展的帶動(dòng)作用。

2.1 智慧公共交通

TOD模式下城市公共交通系統(tǒng)特征為：以大運(yùn)量軌道交通為骨干、中低運(yùn)量公共交通為輔助、個(gè)性化機(jī)動(dòng)車交通為補(bǔ)充，構(gòu)建和諧、綠色的區(qū)域交通出行體系。基于新一代信息技術(shù)應(yīng)用，建設(shè)覆蓋全面的交通信息監(jiān)測(cè)體系，建立公共交通大數(shù)據(jù)平臺(tái)和智能公共交通系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)TOD內(nèi)車流、客流、物流和信息流的匯聚共享，并基于數(shù)據(jù)融合分析和預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)公共交通智能化發(fā)展和一體化融合。

2.1.1 公共交通大數(shù)據(jù)平臺(tái)

通過(guò)匯聚公共交通大數(shù)據(jù)（行業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)、車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)施運(yùn)維數(shù)據(jù)、應(yīng)急救援?dāng)?shù)據(jù)等），構(gòu)建公共交通大數(shù)據(jù)平臺(tái)，對(duì)公共交通海量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理、智能分析，挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，為城市管理和決策提供全面、詳實(shí)的數(shù)據(jù)保障。同時(shí)共享交警、公路、民航、鐵路、旅游、氣象等與公眾出行密切相關(guān)的信息資源，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)跨區(qū)域、跨行業(yè)、跨部門交換、共享，實(shí)現(xiàn)對(duì)公共交通態(tài)勢(shì)全面精準(zhǔn)感知、全景可視化展示。

2.1.2 智能公共交通系統(tǒng)

在TOD社區(qū)內(nèi)統(tǒng)籌建設(shè)智能場(chǎng)站、智能車輛，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施智能化，同時(shí)，建立融合軌道、公交等多種公共交通方式的線網(wǎng)優(yōu)化、運(yùn)行調(diào)度、運(yùn)行監(jiān)管、運(yùn)維管養(yǎng)、出行服務(wù)、決策支持等系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)線網(wǎng)布局合理化、運(yùn)營(yíng)調(diào)度高效化、運(yùn)行監(jiān)管可視化、信息服務(wù)便捷化、管理決策科學(xué)化。以公共交通線網(wǎng)空間優(yōu)化為例，現(xiàn)有的公共交通網(wǎng)絡(luò)大多基于城市規(guī)劃區(qū)域、OD客流推斷進(jìn)行給定，由于數(shù)據(jù)質(zhì)量、交通調(diào)查數(shù)據(jù)的時(shí)效性等因素的綜合影響，線網(wǎng)規(guī)劃與實(shí)際的服務(wù)需求差異較大。在交通數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，需要對(duì)包括軌道、常規(guī)公交和慢行系統(tǒng)在內(nèi)的交通設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化布置、合理整合。通過(guò)整合區(qū)域公共交通數(shù)據(jù)資源，基于站點(diǎn)間的實(shí)際客流OD數(shù)據(jù)、居民活動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)、手機(jī)信令數(shù)據(jù)等進(jìn)行客流識(shí)別及精準(zhǔn)客流OD分析和預(yù)測(cè)，并綜合考慮城市功能聚集情況、現(xiàn)有公交服務(wù)水平等因素，對(duì)公共交通的容量、需求、狀態(tài)進(jìn)行研判，實(shí)現(xiàn)公共交通線網(wǎng)優(yōu)化和運(yùn)力調(diào)度優(yōu)化，匹配交通供給與實(shí)際交通需求。

2.2 智慧交通樞紐

城市綜合交通樞紐是集軌道交通、公交、出租車、自駕車、自行車、慢行交通等多種交通方式于一體的立體換乘中心。在TOD開發(fā)模式下，交通樞紐客流聚集效應(yīng)明顯，客流來(lái)源多樣，樞紐換乘關(guān)系復(fù)雜，樞紐各種交通運(yùn)營(yíng)管理主體相對(duì)獨(dú)立，如何銜接不同交通運(yùn)輸方式，提高換乘效率至關(guān)重要。同時(shí)，TOD社區(qū)集工作、商業(yè)、文化、教育、居住等于一體，周邊區(qū)域車流、人流聚增，需要緩解樞紐區(qū)域道路交通壓力。

TOD模式下智慧交通樞紐建設(shè)主要從全面信息感知、交通協(xié)同調(diào)度、公眾信息服務(wù)、智慧停車服務(wù)、應(yīng)急管理等入手，多維度收集車流、客流、物流及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等，并將信息技術(shù)與交通樞紐需求深度融合，通過(guò)數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)交通樞紐的統(tǒng)籌控制。TOD模式下的城市智慧交通樞紐業(yè)務(wù)框架如圖1所示。

2.2.1 全面信息感知

在交通樞紐內(nèi)全面布置視頻、RFID、溫度傳感器等感知終端，并匯聚公交、出租車、軌道等多種運(yùn)輸方式運(yùn)行數(shù)據(jù)，全面感知TOD城市綜合交通樞紐的運(yùn)行態(tài)勢(shì)。包括對(duì)樞紐內(nèi)的客流量、客流密度、擁堵程度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);對(duì)樞紐內(nèi)車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控，自動(dòng)識(shí)別違法運(yùn)營(yíng)車輛，為規(guī)范場(chǎng)點(diǎn)運(yùn)營(yíng)管理秩序提供支撐;對(duì)安全隱患進(jìn)行識(shí)別、預(yù)警以及突發(fā)事件的自動(dòng)檢測(cè)、報(bào)警，為樞紐應(yīng)急管理提供支撐。

2.2.2 交通協(xié)同調(diào)度

基于交通樞紐信息感知數(shù)據(jù)，對(duì)樞紐客流進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確的分析和預(yù)測(cè)，總結(jié)客流變化規(guī)律，合理組織換乘路線，并對(duì)公交、軌道交通、出租等運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)建立指標(biāo)化模型，為各運(yùn)輸方式運(yùn)力調(diào)配提供決策依據(jù)。

2.2.3 公眾出行服務(wù)

建立統(tǒng)一的樞紐公眾信息服務(wù)平臺(tái)，通過(guò)LED顯示屏、廣播、靜態(tài)引導(dǎo)標(biāo)識(shí)、手機(jī)、電腦等方式向出行者提供樞紐及TOD社區(qū)內(nèi)的功能分區(qū)信息、軌道/公交到達(dá)信息、換乘路徑信息、出租車運(yùn)力信息、突發(fā)事件信息、道路交通狀態(tài)信息、停車場(chǎng)信息、商業(yè)服務(wù)設(shè)施信息、天氣、醫(yī)療、消防等信息，以提高交通樞紐的運(yùn)行效率。

2.2.4 智慧停車服務(wù)

建立樞紐停車誘導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和聯(lián)網(wǎng)，并通過(guò)場(chǎng)外LED屏進(jìn)行停車場(chǎng)內(nèi)情況發(fā)布;基于空閑車位視頻監(jiān)控和停車場(chǎng)三維空間構(gòu)建，結(jié)合藍(lán)牙、Wi-Fi和RFID技術(shù)，合理規(guī)劃行進(jìn)路線，實(shí)現(xiàn)車輛精確定位導(dǎo)航;通過(guò)三維空間定位，指引車主尋找車位，提供代客全自動(dòng)停、取車服務(wù)。

2.2.5 應(yīng)急管理

TOD城市綜合交通樞紐作為人流聚集區(qū)域，突發(fā)事件的響應(yīng)能力尤為重要。通過(guò)建立應(yīng)急指揮系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)樞紐突發(fā)事件的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，并實(shí)現(xiàn)樞紐應(yīng)急事件的統(tǒng)一通信和信息發(fā)布，協(xié)同各部門處置突發(fā)事件，實(shí)現(xiàn)突發(fā)事件客流快速疏散，提升樞紐運(yùn)行效率和安全水平。

3 未來(lái)TOD下智慧出行模式探索

近幾年，自動(dòng)駕駛與MaaS（Mobility as a Service）等新技術(shù)、新模式陸續(xù)出現(xiàn)，給城市交通出行模式帶來(lái)了很大挑戰(zhàn)，自動(dòng)駕駛等新技術(shù)影響下的TOD空間規(guī)劃和城市智慧出行生態(tài)演變值得關(guān)注。

3.1 自動(dòng)駕駛對(duì)TOD的影響

TOD是使公共交通的使用最大化的一種非汽車化的規(guī)劃設(shè)計(jì)方式，可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)城市組團(tuán)緊湊開發(fā)的有機(jī)協(xié)調(diào)。而隨著自動(dòng)駕駛汽車等新技術(shù)的應(yīng)用，交通出行更加便利，集中化的TOD模式似乎不再必要。其一，基于自動(dòng)泊車，城市停車空間需求大大降低;其二，自動(dòng)駕駛環(huán)境下汽車車距更小，車速更高，在車路協(xié)同技術(shù)支持下車輛可無(wú)需等待紅燈。因此，未來(lái)更少的道路空間可以滿足更多的出行需求。

然而，從交通經(jīng)濟(jì)性、出行便利性等角度考慮，隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)等新技術(shù)逐步成熟，以軌道公交站點(diǎn)為核心的TOD模式也很難被完全取代，而利用自動(dòng)駕駛技術(shù)，可以構(gòu)建點(diǎn)到點(diǎn)的出行模式，強(qiáng)化TOD的交通接駁效率。

在TOD模式中，在TOD半徑400～800 m范圍內(nèi)強(qiáng)調(diào)步行，而從400～800 m到2～3 km的次級(jí)區(qū)域內(nèi)則需要公交、自行車等交通方式的接駁。在自動(dòng)駕駛環(huán)境下，基于自動(dòng)駕駛汽車按需統(tǒng)一調(diào)度，可以實(shí)現(xiàn)TOD與難以步行到達(dá)的外圍區(qū)域的中短距離出行，作為軌道公交等大運(yùn)量、長(zhǎng)距離公共交通的補(bǔ)充。美國(guó)國(guó)家城市交通官員協(xié)會(huì)認(rèn)為自動(dòng)駕駛等交通方式將會(huì)成為軌道交通系統(tǒng)的彈性補(bǔ)充，通過(guò)自動(dòng)駕駛車輛實(shí)現(xiàn)與軌道站點(diǎn)的接駁，可以促使人口相對(duì)分散地區(qū)公共交通的吸引力，促使城市布局更加緊密[4]。

3.2 TOD與MaaS的協(xié)同

傳統(tǒng)的TOD模式更強(qiáng)調(diào)各交通方式在空間上的高度銜接，在信息化方面軌道交通、公交、共享單車等交通方式相對(duì)獨(dú)立，缺少全域數(shù)據(jù)庫(kù)，難以形成不同時(shí)空環(huán)境下出行者的完整出行鏈，從而實(shí)現(xiàn)出行數(shù)據(jù)深度挖掘和關(guān)聯(lián)分析，提高TOD交通運(yùn)行效率。MaaS（出行即服務(wù)）是在將多元交通工具整合到統(tǒng)一的服務(wù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，基于數(shù)據(jù)共享，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行資源配置優(yōu)化、決策，建立無(wú)縫銜接的、以出行者為核心的交通系統(tǒng)，并使用移動(dòng)支付的新方法，來(lái)提供符合出行者需求的更為靈活，高效、經(jīng)濟(jì)的出行服務(wù)[5]，更強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)與交通的整合。

從交通出行的本質(zhì)來(lái)看，TOD和MaaS是相互支撐的。在TOD模式下，基于MaaS平臺(tái)提供的多模式的交通服務(wù)和支付渠道，可以實(shí)現(xiàn)不同出行者出行鏈的構(gòu)建，并描繪出行者在TOD中的活動(dòng)畫像。因此，提供出行需求數(shù)據(jù)分析，可以實(shí)現(xiàn)各種交通方式的按需運(yùn)力調(diào)度和高效銜接，降低交通服務(wù)成本，緩解交通擁堵。同時(shí)精準(zhǔn)的交通方式銜接也可以進(jìn)一步節(jié)省交通空間，為開發(fā)創(chuàng)造更多的便利條件。在MaaS平臺(tái)中，通過(guò)TOD開發(fā)，能夠從空間上優(yōu)化出行者的出行鏈結(jié)構(gòu)，降低MaaS供需匹配和供給協(xié)同調(diào)度的維度。

4 結(jié)語(yǔ)

TOD模式是各大城市解決城市交通與土地利用問(wèn)題的重要手段。在交通行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，為實(shí)現(xiàn)TOD交通空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化和智慧交通運(yùn)輸系統(tǒng)建設(shè)有機(jī)結(jié)合，該文將智慧交通理念引入TOD開發(fā)模式中，建設(shè)智慧公共交通系統(tǒng)、智慧樞紐，實(shí)現(xiàn)各種交通運(yùn)輸方式的融合發(fā)展。同時(shí)，在未來(lái)自動(dòng)駕駛與MaaS的出行模式下，需要推動(dòng)自動(dòng)駕駛等新技術(shù)對(duì)TOD站點(diǎn)與次級(jí)區(qū)域的交通聯(lián)系的促進(jìn)，推動(dòng)TOD與MaaS出行模式在空間結(jié)構(gòu)和公共交通系統(tǒng)優(yōu)化方面的相互支撐，形成智慧出行新生態(tài)。

參考文獻(xiàn)

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