刘澜++周青峰

导读：要使绿色交通成为现实，不仅需要政策和技术、规划与实施，更重要的是它能够被出行者普遍接受并主动采用，这就要求绿色交通方式及相关技术满足并能够更好地实现交通系统的核心功能——可达性和机动性。基于这两者在发展绿色交通中的关键意义，建立绿色交通体系的6项系统措施及建立基于GIS平台的可达性计算方法，有助于构建面向环境的智能交通集成应用对策和下一代环境友好驾驶反馈系统，为发展具有优良可达性的绿色交通提供系统设计和技术支持。

关键词：绿色交通；可达性；智能交通；系统对策；技术方案

引言

交通不仅是一个地区经济和土地使用系统中的主要组成部分，而且是影响公众生活质量的一个决定性因素。我国城市化进程中注重交通机动化带来的交通拥堵、能源短缺以及环境污染逐渐加剧，极大地降低了人们的生活质量，低碳交通因此成为国内外广受关注的发展主题。

“低碳交通/运输”、“绿色交通/运输”、“生态交通/运输”、“环境友好的交通运输系统”等都是这一主题的不同表述，对交通运输可持续发展的追求，也会落实到建立一种以高能效、低污染、低排放为特征的交通运输发展方式、提高交通运输的能源效率、改善交通运输用能结构的核心上，目的在于使交通运输基础设施和公共交通系统，最终减少对以传统化石能源为代表的高碳能源的高强度消耗。所谓“绿色交通”，是指对人类的生存环境不造成污染或较少污染的交通方式，系统地讲，就是通过发展低污染的交通方式来完成社会经济活动，实现能够避免或减少交通拥挤、无污染或降低污染的交通运输系统。Chris Bradshaw于1994年提出绿色交通体系，将绿色交通工具进行优先级排序，依次为步行、自行车、公共交通、共乘车，最后才是单人驾驶的自用车。[1]对于我国来说，可以分为行人、自行车、公共交通（地铁、轻轨、公共汽车）、出租车、私人机动车、货车与客车、摩托车。[2]由于我国人口的总量大，机动化的一个小小变化，都将对石油的需求产生重要影响，所以我国的城市交通问题也引起了全球的关注。

近几十年来，许多城市、区域都在努力通过弱化汽车交通的优势地位，为步行活动和城市生活创造更好的条件，诸如政策设计、技术开发，以及从规划、评价和运行控制等不同方面的努力，都是在试图通过步行、骑车、公共交通、甚至生态型的私人交通的应用与改造，来加强城市发展的可持续性，这些交通方式提供了对经济和环境的显著益处，减少了资源消耗，限制了排放，降低了噪声干扰。因此，构建绿色交通体系已经成为我国众多城市的发展共识，开展以绿色交通系统为主导的城市发展模式研究，对建设社会公平的城市交通有着非常重要的意义。

值得注意的是，绿色交通的成功实施，不仅需要传统交通技术和政策的“绿色化”这个必要条件，更离不开绿色交通能够被出行者普遍接受并主动采用这个充分必要条件。即使是绿色出行理念的培养，也必须建立在绿色交通可行性的基础上。这就意味着，我们在致力于交通技术和政策的“绿色化”的同时，必须保证这种绿色交通能够更好地实现交通系统的核心功能——可达性和机动性。如果这一核心不能得到有效保障，无论多么绿色的交通运输技术，都不可能转化为现实的绿色交通实践。因此，我们在促进传统交通系统向绿色交通系统发展的同时，如何保障甚至进而改善交通系统的可达性，使之成为具有优良可达性的绿色交通系统，就凸显为一个至关重要的课题。

一、绿色交通与交通可达性

发展绿色交通，在全世界不同城市积累了丰富的实践。有日本的“绿色税制”、布鲁塞尔的“电动车共享”项目、新加坡的车辆配额系统（VQS）和综合交通管理系统（ITMS）、阿姆斯特丹在市中心对特定车辆的限行区、香港的先进公交系统、珠海全面的绿色交通发展路线等。[3]不难看出，上述工作在致力于交通“绿色化”时，存在一个隐含的前提，这就是其做法一定能够为社会大众所接受。其实不然，广大出行者是否自愿、主动地选择绿色交通出行方式或技术，取决于这种绿色交通技术能够在多大程度上满足出行者的交通功能需求——可达、安全、舒适。

交通可达性（Accessibility）用于反映出行者利用给定的交通系统从出发地点到达活动地点的便利程度，它一直是国内外研究的热点，不同尺度和不同领域的研究成果都比较丰富。可达性作为交通系统可持续发展的指标之一，在德国的OMPASS（Companies and Sectors Path to Sustainability）项目中，是以出行时间度量日常出行需求的可达性；瑞典斯德哥尔摩（Sweden Stockholm）的区域发展战略中，也把可达性作为重要指标，交通可达性的重要程度可见一斑。在城市交通建设和管理中，高可达性的交通系统一直是城市管理者和交通出行者的共同追求。美国规划师Cervero提出把交通规划从机动性导向转换为可达性导向、建设可达城市和社区的观点。从绿色交通系统的角度来看，具有优良可达性的城市符合资源节约、环境友好和以人为本的理念，是建设低碳城市、实现可持续发展的有效途径之一。城市空间结构会对城市交通碳排放产生显著影响，而可达性是定义和阐明城市结构以及城市功能最为重要的概念，[4]交通工具、距离变量（出行距离、出行时间和出行费用等）和便利程度是可达性定量分析的三个基本要素。因此，将城市片区的交通可达性与低碳排放结合起来是对绿色交通规划理论和方法的探索与应用。

二、建立绿色交通体系

对交通可达性与低碳排放的结合，首先需要在宏观层面进行总体把控，也就是要构建一套绿色交通的体系及有关战略、思想和方法论。绿色交通体系是适应城市低碳生态发展的理想交通模式，其核心本质是建立以公共交通、慢行交通为主体的城市综合交通系统。实现长距离、高强度的出行需求主要由公共交通承担，短距离、衔接性的出行需求则由自行车加步行的慢行方式解决，小汽车交通不再承担主要出行功能。建立绿色交通体系既保证了城市交通运行的效率，又能从根本上适应资源环境约束的条件，这是一项系统性的工程，包括如下六个方面：

（一）划设交通分区

城市空间不同功能的差异带来用地的非均质发展，用地功能是交通产生的源泉，非均质化的土地利用必然带来城市不同区域交通需求的差异性，这就为交通分区提供了基础和必要性。交通分区的合理划分方法主要是结合公交、慢行和小汽车等不同方式在城市不同功能区域的发展定位，强化绿色交通在特定区域内的优先地位，明确对小汽车交通的政策约束，为绿色交通体系提供足够的空间和适宜的环境。

（二）落实公交优先

这是构建绿色交通体系的核心，在城市空间布局与土地利用中，必须优先考虑公共交通的发展需求，因地制宜，主动改善对公交优先的适应性，加强对公交优先的响应措施，尤其是使道路资源分配向公共交通倾斜。具体而言，要根据公交客流情况和道路交通状况，与具体的公交方式相结合，合理确定路权优先的形式与程度，使道路网络具备保障公交优先的资源条件与技术条件，同时保障公交场站、公交枢纽等配套设施建设的用地需求。明确政府划拨用地的责任范畴，在各层次规划中对公交设施用地进行优先保障与储备控制，在城市控制性详细规划中确定公交设施的功能、位置、用地规模和边界，并作为强制性内容，依法进行严格的控制与管理。

（三）营造慢行友好

营造慢行友好环境是构建绿色交通体系不可或缺的重要环节。低碳生态理念倡导城市用地混合布局，创造适宜慢行的空间尺度，为大力推广慢行交通提供了新的机遇。城市慢行环境的塑造主要从两个方面体现：一是对整体慢行空间进行协调设计，创造令人身心愉悦的慢行环境；二是完善慢行服务设施配置，为步行、自行车交通提供人性化的出行服务，满足无障碍出行需求，真正体现慢行的“友好”。

对慢行空间的整体塑造除注重交通性慢行空间（以服务行人、自行车为主的慢行空间）的构筑之外，还应加强对非交通性慢行空间（休闲、旅游、商业性质的慢行空间）的设计和引导，致力于创造富有生机的城市慢行街区。通过点轴结合，将公园、绿地、广场和公共建筑作为街道特性的一部分，突出街区的功能和地域特点，塑造具有城市特色的重要慢行核，并使此类街道在城市一定区域内联结成网，打造连续慢行网络。慢行服务设施的配置应系统地满足慢行的多样性需求，使慢行成为城市活动系统的重要组成部分。完善的慢行服务设施包括步行交通设施、自行车交通设施和交通稳静化（Traffic Calm）设施等三个方面。在城乡规划中，应对主要设施的类型和配置要求提出明确指引，落实建设要求，以提升慢行系统的吸引力。

（四）优化路网建设

优化路网建设是构建绿色交通体系的基础。在低碳生态导向下，道路网络的三个基本属性：结构、密度、级配均应同步优化，以实现路网整体服务功能由小汽车交通转向绿色交通。在路网结构规划中，要推行“公交—慢行导向”的布局方法，以公共交通和慢行交通总体优先的要求确定路网的规模、形态、道路断面布置以及枢纽与道路网的衔接等，使路网结构与城市公交线网结构相适应；尽量采用衔接有序、高连通度的结构形式，利于慢行交通方式使用；同时与城市形态、自然地理环境和交通需求特征相结合，逐步引导形成适宜城市低碳生态发展的路网结构。在路网密度与级配设置上，应该与步行、自行车等慢行交通方式和公交线网布局的要求相适应。在城市不同地区，结合交通分区发展策略，制订相应的路网密度建设要求，对于公交和慢行优先发展地区，适度建设高密度路网。同时，从优化公交与慢行服务水平的角度出发，合理平衡不同等级道路的关系，形成从快速路到支路“逐级增加、比例协调”的路网级配，有效引导出行向公交、慢行等低碳方式转移，提升路网疏解能力和运行效率，有效缓解拥堵，降低交通能耗与排放。

（五）加强停车调控

加强停车调控是构建绿色交通体系的重要助力。引导小汽车“合理拥有、理性使用”是低碳生态城市建设的基本要求，因此，停车设施规划应从传统的“需求供给型”向更为科学合理的“需求调控型”转变。在城乡规划中，加强停车调控应以促进“绿色交通方式优先”为出发点，通过合理的停车分区调控措施，在不同空间区域内有效平衡小汽车与公共交通、慢行交通之间的关系，反映绿色交通的优先等级和优先区域。与交通分区策略相协调，在绿色交通主导区，应限制停车供应（除鼓励停车换乘的局部节点外），形成“推动型”策略与“遏制型”策略的有机配合，促进绿色交通体系的构建。

（六）发展智能交通

发展智能交通是构建绿色交通体系的必由之路。智能交通（Intelligent Transport System，ITS）集成了交通运输领域的前沿技术，致力于建立全方位、实时准确、透明高效的综合运输系统，有利于降低交通能耗，引导低碳出行。城乡规划对智能交通的发展应以宏观引导为主，重点解决资源整合、系统协调和规划衔接三个方面的问题。首先，对智能交通发展所需的硬件设施进行整合，以节省投资、提高综合利用效益；其次，统筹智能交通各子系统的建设，制订与城市发展阶段相适应的智能交通建设计划，促进智能交通系统与其他城市发展要素之间相互协调；第三，应对不同层次的智能交通规划以及同层次规划中彼此交叉领域的衔接进行统筹指导，建立智能交通规划与其他相关规划（如城市公交系统规划、城市物流系统规划等）有效衔接的机制与措施。

三、技术支持

除了宏观层面的总体把控，对城市居民的交通可达性与碳排放的评估分析，以及相应的智能交通集成对策，是支撑绿色交通体系落地实施的关键技术。

（一）基于GIS平台的可达性计算

为了在城市发展中控制温室气体排放，建设生态城市和低碳交通，许多研究单位纷纷展开了一系列基于低碳视角下的规划设计及理论研究工作。这些工作大致可归纳为两大类：一是以规划手段为主，从系统的角度对交通发展模式、设施规划布局等提出建议；二是以交通碳排放量为检验标准，以量化的手段评估设施布局、土地利用等对交通碳排放的影响程度，从而提出相应的改善建议。例如，美国的INDEX、I-PLACE3S和加拿大的社区可持续性评估工具（Tool for Evaluating Neighborhood Sustainability），通过建立汽车行驶里程与城市特性（如土地混合利用程度、公共服务设施可达性等）之间的关系模型，实现了对规划区交通碳排放量的评估，并以此作为对规划方案评价打分的依据。目前国内的文献成果已有基于汽车行驶里程的低碳交通模型，但该成果仅适用于城市宏观规划，对具体规划指标配置及片区规划（整治）的指导意义尚有不足。

近年来，地理信息系统（GIS）技术在交通运输领域得到了较快发展，基于矢量数据采用点、线、面方式表达的空间事物具有良好的精准性，当人们在交通设施的限制下借助交通工具进行地表空间运动时，运用基于矢量的、采用网络模型的GIS来刻画有关状态信息非常合适。不过，通常情况下的交通可达性只是考察城市中一点到达其他地点、或者其他地点到达这一点的交通方便程度，并且GIS中很多空间网络分析只涉及到网络的节点和边两个因素，而城市居民的大量活动都跟建筑物相关，在分析居民可达性时只考虑节点和边，分析的结果可能难以在实践中使用。

因此，在计算居民可达性时，要考虑三个基本要素：边，代表城市路网中的街道；节点，代表在两个或多个道路相交的交叉点；建筑物，代表居民从所在街道的出行进入或离开室内的位置。这样可以考虑建筑密度和土地利用模式对居民可达性的影响作用，从而评估居民在城市街道和活动场所之间的空间关系，进一步可评估针对步行和公共交通的城市可达性环境，即：通过在步行范围内城市活动场所、公交站点以及公交线路三个方面的累计机会[5]来判断人们采用慢行出行的方便程度及可能性，如图1所示。

图2～图5是对深圳市福田区交通可达性分析的应用案例。[6]福田区位于深圳经济特区中部，是深圳市重点开发和建设的中心城区。截至2012年底，福田区总面积78.8平方公里，人口165.89万人，人口密度1.69万人/平方公里。案例分析对象包括福田区建筑12 807栋，选取日常生活相关的27种服务设施，将活动场所分为12大类。

将建筑物到活动场所和公交站点的距离阈值设置为600米，属步行出行可接受范围内。通过图2我们可以发现福田区步行可达性指标分布并不均匀，区域之间差异显著，东部和西南部的步行可达性最好，中部和西北部最差，可达性指标相差达到200以上。与服务设施的可达性相比，公交站点的可达性分布较为均衡，除去福田区边界地带，公交站点可达性都较好，尤其是福田区中部地区主要为行政办公区，相对于服务设施可达性的不足，其公交站点的可达性却得到了很大的提升，极大地促进了这些区域的公共交通出行。

选取福田区的两种交通网络，如图4所示的福田公共交通路网（不包括地铁线路）及所有机动车路网，如图5所示的福田区公共交通的可达性，说明福田区公共交通服务水平较高，体现了绿色交通中的公平性。

上述交通可达性的评估，不仅仅作为交通规划的依据，进一步地是从交通出行角度找出交通出行碳排放规律，评估居民可达性等因素对于交通碳排放作用及影响大小，归综城市土地规划布局问题和城市交通问题，建立起居民可达性、交通碳排放和土地利用三者的联系，这将有助于提升城市生活质量和构建可持续发展的城市交通。[6]

（二）智能交通集成应用对策

智能交通技术不仅深刻地改善了居民出行和交通运输系统运行的安全、效率及舒适水平，并且在提升传统交通功能水平的基础上，已经融入了对城市可持续发展模式的追求。美国运输部智能运输系统联合计划办公室（ITS JPO）开展了面向环境的实时信息综合应用课题（AERIS）研究，[7]提出了一种综合运营的革新理念，即：用创新的方式使用车辆与车辆（V2V）和/或车辆与基础设施（V2I）数据和通信，来运作地面交通运输网络，以减少与交通运输有关的排放和燃油消耗造成的环境影响。这种变革的理念是要改变交通运输系统的运行方式，把重点放在智能交通应用集成上，以取得显著的环境效益。

该应用课题的开发为智能交通赋予了生态的内涵，包括生态信号运行、低排放区管理、生态车道控制、生态集成通道管理、生态出行信息服务和可替代燃料车辆（如电动车和油电混合车）运行的支持几部分内容。[8]

1.生态信号运行方案

所谓生态信号运行控制是使用车联网技术，通过减少怠速、停车次数和不必要的加减速，改善信号交叉口的交通流运行，以减少温室气体（GHGs）排放量，降低干道上的标准空气污染物排放量，如图6所示。这种综合运营革新理念的基础，是利用从车辆采集的实时数据，面向环境需求优化交通信号控制方案，由装备了相应设备的车辆和道路基础设施之间的无线专用短距离通信（DSRC）数据，向车辆广播信号相位和配时数据（SPaT）。车载系统收到此信息后进行计算处理，然后向司机建议适当的车辆行驶速度，使其能够在绿灯信号下通过下一交叉口，或以最佳生态友好的方式减速停车或起动离去，这也需要开发相应的发动机起停控制技术。

生态信号运行方案的内容主要包括：信号控制交叉口的生态到达与出发控制；生态交通信号配时方案设计；生态交通信号优先控制，包括公交信号优先（TSP）；互联生态驾驶；无线感知/响应充电。

2.生态车道控制

这是指专门为以生态友好方式运行的车辆设置的高速公路专用车道，类似HOV（High Occupancy Vehicle）车道，它基于从车辆采集的数据，针对环境优化可变限速值，如图7所示。

生态车道控制包括生态车道管理、生态速度协调、生态协同自适应巡航控制、生态匝道调节、车联生态驾驶、无线感知/响应充电和生态出行信息服务等应用技术。

3.低排放区管理

该方案的运用是设想为交通运输网络建立一些地理范围意义上的实体，限制或禁止高污染车辆进入这些区域，以改善空气质量，也可以是激励出行者使用清洁能源车辆或公交出行。该方案使用了车联网技术，对实时交通和环境条件有更好的响应性。如图8所示，它包含低排放区管理、车联生态驾驶和生态出行信息服务等应用技术。

4.生态出行信息服务

以开放数据和数据源的形式促进创新，通过集成多源、多模式数据来开发新的、先进的出行者信息服务，包括动态的生态路径规划和生态公交路径规划以及生态货运路径规划方法、生态智能停车技术、车联生态驾驶、可替代燃料车辆充电/加油信息和多模式出行信息服务（如：燃油使用、节省金额、减少排放量、智能手机App、合乘车信息、方式选择等等）。

5.生态集成通道管理

这是通过建立运输通道中不同方式和机构之间的伙伴关系，针对降低燃油消耗、温室气体和标准空气污染物排放量，协调其运营活动。集成运营管理的核心是实时数据融合和决策支持系统，也就是使用干线、高速公路和公交系统的多源、实时V2I数据，确定哪一种运行控制决策可以使通道获得最大的环境效益。例如，在空气质量发布红色预警的日子，生态集成通道管理决策支持系统可以推荐生态信号配时方案、生态匝道调节策略、生态限速和增加公交服务的建议。

6.支持可替代燃料车辆的运行

主要的策略有：发布充电站的位置和服务信息，发动机效能优化，感应充电，可替代燃料车辆优先停车的智能停车系统。

（三）下一代的环境友好驾驶反馈系统

正在美国开展的这项研发工作是要设计、开发和演示一种新的驾驶反馈系统，目标是把乘用车和商用车队的燃油效率提高至少2%，符合国家有关安全和排放法规，并且可部署到现有车队上。

该系统以集成循环反馈系统的方式实现，[9]如图9所示。

该系统在车辆行驶的多个环节给驾驶员提供并鼓励其作出燃料高效利用的选择。生态出行计划模块可为车队规划出燃料效率最高的配送停车点，生态路径导航模块可设计出从当前位置到下一个停车点的燃料效率最高的路径，生态驾驶反馈模块为车辆运行实现高效能耗提供感知信息、建议和预警，生态评分与生态排序模块为驾驶效能跟踪、自我测评和同伴比较提供了一个操作平台。这些模块运用了实时信息、高性能计算和先进的分析技术，从各模块获得的燃料节省效益还能叠加。

四、结论

一是利用可达性在交通系统与用地之间建立系统性联系，是城市发展研究中如何协调交通与用地关系的核心。具有高可达性是任何形式的绿色交通能够被出行者普遍接受并主动采用的关键。

二是面向发展绿色交通的需求，把可达性定义为建筑物内的个体从出发地利用交通网络在一定出行范围内能够到达的活动场所数量。在arcGIS平台上进行应用，分析地图上交通可达性分布是否均匀，可以此作为交通规划的依据，重点改善交通可达性小的地区。

三是建立居民可达性、交通碳排放和土地利用三者之间的联系，并应用于发展绿色交通的系统规划、技术开发和政策设计等，有助于提升城市生活质量和构建可持续发展的城市交通。

四是以车联网为主的智能交通技术的集成应用是实现绿色交通的必由之路，可产生显著的能源和环境效益。[10]

说明：本文系基金项目“四川省科技支撑计划项目（2014GZ0019-1）”。

参考文献：

[1]Chris Bradshaw. Green Transportation Hierarchy [R]. Ottawalk and the Ottawa-CarletonRound-table on the Environment Transportation Working Committee，1994.

[2]杨晓光.大力发展公共交通，构筑城市绿色交通系统[J].中国市长，2001（4）.

[3]西门子交通与物流集团交通咨询部.珠海市横琴新区低碳交通研究中期报告[R]，2014.

[4]Wachs M and Kumagai T G. Physical Accessibility as a Social Indicator[J]. Socio-Economic Planning Sciences，1973，7（5）：437-456.

[5]周青峰.基于可达性的绿色交通发展环境评估研究[J].交通技术，2014（3）：165-173.

[6]周青峰.城市居民出行可达性与交通碳排放分析[D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学，2014.

[7]The Intelligent Transportation Systems Joint Program Office. Applications for the Environment： Real-Time Information Synthesis （AERIS）[DB/OL].2014-07-25[2015-06-10].http：//www.its.dot.gov/aeris/aeris_oct2014_workshop.htm.

[8]同[7].

[9]Matthew Barth， Kanok Boriboonsomsin. Next Generation Environmentally-Friendly Driving Feedback Systems Research and Development [R].University of California Riverside， 2014（10）.

[10]Sean Fitzgerel， Booz Allen Hamilton. Environmental Benefits from AERIS Modeling[DB/OL].2014-07-25[2015-06-10].http：//www.its.dot.gov/aeris/aeris_oct2014_workshop.htm.

■责任编辑：张 炜