美国交通运输规划的开端

在第二次世界大战期间 常规公路程序停止 公路材料和人员 被用来建造通往战争生产和信息需求的通道 随着汽油和轮胎的配 给 没有新的汽车制造 使用交通的蘑菇 1941 年至 1946 年间 公共交通乘客量增长了 65 达到每年 234 亿次的历史最高水平 美国公共交通协会 1995 年 图 2 当战争结束时 对房屋和汽车的需求不断增加 迎来了郊区的 繁荣时代 汽车产量从 1945 年的 7 万辆增长到 1946 年的 210 万辆 350 万辆和 1947 年的 350 万辆 公路出行在 1946 年达到战前高峰 并以每年 6 的速度攀升 并持续数十年 交通运输部门 1979a 另一方面 公共交通使用量在以战争期间的增长速度下降 到 1953 年 每年只有不到 140 亿的公共交通出行 交通研究委员会 1987 年 国家的高速公路状况不佳 无法应付这种日益增加的交 通负荷 战争期间几乎没有实行过改善公路的措施 战时交通更是 使道路状况恶化 此外 郊区的发展增长发生在高速公路没有能力 承载所产生的交通 郊区交通迅速压倒了现有的两条以前的农村道 路 Dept of Transportation 1979a 交通设施也从战争结束时经 历了严重的磨损 到 1950 年 公共交通的员工的工资要求得到满足 导致票价平均增长接近 50 这进一步造成了乘客量的下降 这些 因素加起来导致许多公共交通公司出现严重的财务问题 交通研究 委员会 1987 年 战后时期集中于处理郊区经济增长和由于和平 时期经济的回归而产生的问题 在战争期间必须推迟的许多规划活 动恢复了新的活力 1944 年联邦援助公路法案 1944 年的联邦援助公路法案被通过 预期向战后经济的过渡 并为交通的预期增长做好准备 这一行为大大增加了联邦援助公路 项目的授权资金 从 1942 年和 1943 年的 137 500 美元 到 1944 年 和 1945 年没有资金 到 1946 年到 1948 年 每年增加到 50 万美元 该法案还认识到公路项目日益复杂 最初的 7 联邦援助公路项目 更名为联邦援助初级系统 各州选择联邦援助二级农场市场和进口 公路系统 授权 联邦援助资金分为三个部分 称为 ABC 计划 主要系统为 45 次要系统为 30 初级和次级系统的城市扩展为 25 该法案继续通过公式分配资金 对于主要系统 使用面积 总人口和邮政路线里程作为因素分配资金 对于次要系统 使用相 同的公式 只是用农村人口替代总人口 对于城市扩展 城市人口 是唯一的因素 第一次 联邦援助资金高达三分之一的费用可用于 获得通行权 批准了 40 000 英里的州际公路国家系统 这些路线 是由 BPR 批准的州选择的 但是 除了常规的联邦援助授权之外 没有提供特别资金来建造该系统 早期城市出行调查早期城市出行调查 大多数城市地区直到 1944 年才开始城市出行调查 在那一年期 间 联邦援助公路法案授权支付联邦援助初级和次级公路系统的城 市扩展资金 直到那时 还缺乏关于城市出行的信息 可用于规划 公路设施 事实上 没有制定可提供所需信息的全面调查方法 由于城市街道系统的复杂性以及从路线到路线的出行转移 交通量 并不是需要改进的令人满意的指南 需要对出行的起源和目的地以 及影响出行的基本因素进行研究 Holmes 和 Lynch 1957 为满 足这种需要而开发的方法是家庭访谈起点 目的地调查 接受了房 子成员的采访 以获得关于在特定日期进行的所有出行的数量 目 的 模式 起源和目的地的信息 这些城市出行调查被用于公路设 施 特别是高速公路系统的规划 以及确定设计特征 美国公共道 路公司于 1944 年出版了第一本 家庭访谈交通研究程序手册 美 国商务部 1944 年 图 3 显示了来自家庭访谈调查的内部出行报 告表 在 1944 年 采访技术在塔尔萨 小石城 新奥尔良 堪萨斯 城 孟菲斯 萨凡纳和林肯 城市交通规划过程的其他要素也正在 开发和应用于开创性的交通规划研究 在交通计数 高速公路存货 和分类 公路能力 路面状况研究 成本估算和系统规划等领域正 在产生和完善新的概念和技术 将许多这些要素融入城市交通规划 过程的第一次尝试是在 1927 年的克利夫兰区域交通研究 由美国公 共道路局赞助 但是 即使在这项研究中 交通预测是一种使用基 本线性预测的粗糙艺术 Cron 1975b 在波士顿交通研究中 一 种基本形式的重力模型被应用于预测交通 1926 但该技术未在其他 领域使用 事实上 20 世纪 30 年代 城市交通规划的技术进步很 少 正是在这一时期 高层需求和金融研究的方法被开发和扩大 美国交通部 1979a 在 20 世纪 40 年代 很显然 如果土地利 用和出行之间的某些关系可以衡量 这些关系 可以用作预测未来出 行的手段 它仍然用于计算机的开发 其能够处理来自这些调查的 大量数据 以允许估计出行 土地利用和其他因素之间的这些关系 使用这种方法开发未来高速公路计划的第一个主要测试是在 20 世纪 50 年代初在圣胡安 波多黎各和底特律 Silver and Stowers 1964 年 底特律都市区交通研究 1955 6 早期交通规划早期交通规划 在此期间 作业者正在进行交通规划作为经营交通系统经常活 动的一部分 联邦援助不适用于规划或建设 在交通中几乎没有联 邦利益 然而 由于交通乘客下降 没有资金用于恢复设施和设备 财政问题增加 在一些城市地区 建立交通当局以接管和运行交通 系统 芝加哥交通管理局和波士顿的城市交通管理局于 1947 年成 立 并于 1955 年成立了纽约市交通局 正是在这个时候 旧金山湾 区开始规划区域快速交通系统 1956 年 快速运输委员会在五县 地区建议了一个 123 英里的系统 作为本研究的结果 湾区交通区 BARTD 在五个县内形成 BARTD 完成了交通系统的规划 并 进行初步工程和金融研究 在 1962 年 11 月 选民批准发行债券 建立一个三县 75 英里制度 完全由当地基金组成 Homburger 1967 分析方法的黎明分析方法的黎明 在 20 世纪 50 年代初之前 早期原籍 目的地研究的结果主要 用于描述现有的出行模式 通常以出行起点和目的地以及 欲望线 的形式 示意性地表示出行的主要空间分布 未来城市出行量是通 过将过去的交通增长率扩展到未来而开发的 仅仅是一种外推技术 一些交通研究没有使用任何类型的预测 强调只是减轻现有的交通 问题 美国交通部 1967b 在 50 年代初期 新的想法和技术正 迅速产生应用于城市交通规划 1950 年 高速公路研究委员会发 布了 路径选择和交通分配 Campbell 1950 这是一个概括 了识别交通需求线和连接起点 目的地的通信概要 到 20 世纪 50 年代中期 克利夫兰交通研究的托马斯 弗拉塔尔开发了一种计算 机方法 使用生长因子分发未来的起点 目的地出行数据 1956 年 Eno 公路交通控制基金会发布了 公路交通估计 Schmidt 和 Campbell 1956 年 其中记录了最先进的技术并强调了弗拉塔 尔技术 在此期间 美国公共道路局 BPR 主办了一项关于哥伦 比亚大学交通发展的研究 该研究由 Robert Mitchell 和 Chester Rapkin 进行 它旨在通过经验方法提高对出行和土地利用之间关系 的理解 包括人员和货物运输 Mitchell 和 Rapkin 国家作为他们研 究的一个主要前提 尽管各国对于居住地点和工作地点之间的迁 移给予了相当多的关注 但这个问题没有得到特别强调 即将家庭和 工作场所之间的出行视为 运动系统 其变化可能与土地利用变 化和相关城市行动系统或社会结构中的其他变化相关 Mitchell 和 Rapkin 1954 第 65 页 他们表现出对影响出行模式和行为 的许多变量的早期理解 例如 居住地的往返系统随着家庭成员的 性别构成和年龄而变化 单身人士 年轻的已婚夫妇 有年幼子女 的家庭和由老年人组成的家庭的出行模式都显示出行行为的显着差 异 同上 第 70 页 他们还预期社会科学方法对理解的贡献的 出行行为 然而 调查出行的动机和他们与行为和实际事件是出 行的后果的对应将有助于了解为什么这种行为发生 从而增加预测 行为的可能性 同上 第 54 页 他们以一个分析出行模式的框 架结束 其中包括为土地利用和出行开发分析关系 然后预测它们 作为设计未来交通需求的基础 AASHTO 用户利益分析手册用户利益分析手册 在 20 世纪 40 年代末 AASHO 规划和设计政策委员会在 BPR 的协助下 着手开发用于对公路项目进行经济分析的普遍适用的分 析技术 这项工作源自国家公路部门关于使用经济分析的调查 发 现这些程序及其使用方法缺乏相似性 美国国家公路官员协会 1960 年 基于早期关于公路经济分析的工作 委员会制定了进 行利益成本分析的手册 美国国家公路官员协会 1952b 手册的 基本原则是 应该在投资上返还利润 也适用于公路项目和一般 商业投资 不像以前的分析方法 只测量建设 通行权和维护成 本 手册包括高速公路用户的成本作为经济分析的必要和不可或缺 的一部分 直到出版 没有数据来执行这样的分析 该手册将利益 成本比定义为道路使用者成本 替代路线 之间的差除以成本差 道路使用者成本包括 燃料 其他运营成本 即石油 轮胎 维护 折旧 时间价值 舒适性和便利性 车辆所有权成本和安全性 时间价值指定为每小时 1 35 美元或每人每小时 0 75 美元 舒适性 和便利性的价值被包括作为对于更大干扰行程并且根据道路类型变 化的增加的成本 它的范围从最好的条件下 0 美分每英里到最坏的 条件下 1 0 美分每英里 手册包括了表格和图表 其中包括这些成本和收益的组成部分 的具体值 以及进行利益成本分析的程序 该手册于 1960 年更新 沿用了以前的分析方法 增加了新的单位成本数据 美国国家公路 官员协会 1960 年 在对分析技术和单位成本数据 美国国家公 路官员协会 1978 年 的一些研究工作完成后 于 1977 年发布了 该手册的主要更新 该手册还扩展到解决公交改善的问题 该手 册认识到 利益成本分析只是交通项目评估的一个要素 它适合更 大的城市交通规划过程 分析技术的突破 使用出行预测分析技术的第一个突破是 1955 年出版了一篇题为 交通运动的一般理论 的论文 由 Alan M Voorhees Voorhees 1956 年 出版 Voorhees 提出了重力模型作 为链接土地使用与城市交通流量的手段 研究已经进行了多年的人 力交互的重力理论 以前 重力比喻已被社会学家和地理学家应用 于解释人口移动 Voorhees 使用原点 目的地调查数据 其中驾 驶时间作为空间间隔的度量 并估计三行程目的引力模型的指数 其他进行类似研究的人很快证实了这些结果 美国商务部 1963a 交通分配领域很快又出现了突破 交通分配的主要困难是评估驾驶 员在起点和目的地之间的路线选择 公路研究委员会的 Earl Campbell 提出了一条 S 曲线 它将特定设施的使用百分比与出 行时间比率相关联 进行了一些实证研究 以评估使用交通流量从 主干道的新高速公路的理论 从这些研究中 美国国家公路官员协 会在 1952 年的 A Basis for Estimating Traffic Diversion to New Highway in Urban Areas 中公布了一个标准的交通分流曲线 图 4 然而 交通分配仍然主要是机械过程需要判断 美国商务部 1964 年 然后在 1957 年提出了两篇论文讨论了网络的最小阻抗 算法 一个题为 通过迷宫的最短路径 由爱德华 摩尔 第二 个是 最短路线问题 由 George B Danzig 使用这样的算法 然 后可以使用新开发的计算机将行程分配到最小时间路径 芝加哥地 区交通研究的工作人员在道格拉斯 卡罗尔博士小姐最后开发和改 进的计算机程序 允许交通整个芝加哥地区 美国商务部 1964 年 国家城市交通委员会 虽然公路部门主要强调主干道路 但城市街道拥堵正在稳步恶 化 正是在这种气氛中 城市交通委员会成立于 1954 年 其目的是 帮助城市通过系统收集基本事实更好地规划交通运输 为公众提供 尽可能最好的交通成本和帮助实现城市更新和健全的城市增长的理 想目标 国家委员会 1958 59 委员会由来自各个领域的专家 组成 代表联邦 州和市政府 交通和其他利益 它制定了一本指 南 为您的城市更好的交通 国家委员会 1958 59 旨在帮助当 地官员建立一个有序的城市交通规划计划 它补充了一系列 17 个程 序手册 描述了规划公路 交通和终点改进的技术 指南和手册得 到国家承认 尽管指南主要是为了提请地方官员注意 它强调需要 采取合作行动 专业人员和决策者之间充分交流 以及按照社区发 展的广泛目标发展交通系统 它首次提供了系统运输规划的完整文 件化程序 1954 年住房法 关于城市规划的联邦政策的一个重要基石是 1954 年 住房法 第 701 条 该法案表明国会对城市问题的关注 并承认城市规划过 程是处理这些问题的适当方法 第 701 条授权向国家规划机构 城 市和其他人口不足 5 万人的城市提供联邦规划援助 并在进一步修 正后 向大城市和区域规划机构 华盛顿中心 1970 年 行动是 鼓励城市规划的有序进程 以解决与城市增长和制定地方计划和政 策有关的问题 该法案指出 规划应在全面规划的框架内在整个区 域范围内进行 开拓城市交通研究开拓城市交通研究 分析方法的发展开始应用于开创性的城市交通研究在 20 世纪 40 年代末和 50 年代 在这些研究之前 城市交通规划是基于现有 的出行需求或使用在区域范围内应用均匀增长因素的出行预测 波多黎各的圣胡安 1948 年开始的交通研究 是最早使用出行 世代方法预测出行的人之一 为一系列按一般位置 粗强度测量和 活动类型分层的土地利用类别制定了出行生成率 这些税率适用于 一些修改 预计的土地利用计划 Silver 和 Stowers 1964 底特 律都市区交通研究 DMATS 首次将城市交通研究的所有要素集中 在一起 该项目于 1953 年至 1955 年在执行董事 J Douglas Carroll 博士 Jr 下进行 DMATS 工作人员根据每个区域的土地利用类别 制定了出行发生率 未来出行是从土地利用预测估计 行程分布 模型是重力模型的变体 其中航空公司距离作为测量行进摩擦的因 素 以速度和距离比曲线进行交通分配 大部分工作是借助制表 机在一些计算的帮助下完成的 利益 成本比率用于评估高速公路 网络的主要要素 Detroit Metropolitan Area Traffic Study 1955 1956 Silver and Stowers 1964 Creighton 1970 在 1955 年芝加哥地区 交通研究 CATS 开始在 J 道格拉斯 卡罗尔博士的指导下 它设 定了未来城市交通研究的标准 在底特律学到的经验在芝加哥应用 更加复杂 CATS 使用了在底特律开创的基本六步程序 数据收集 预测 目标制定 网络建议准备 建议测试和建议评估 交通网络 是为了按照预测的土地利用模式提供出行而开发的 它们使用系统 分析进行测试 考虑每个设施对网络中其他设施的影响 基于经济 效率评估网络 以最低成本运载的最大出行量 CATS 使用行程生成 行程分布 模态分割和行驶预测的交通分配模型 一个简单的土地 利用预测程序被用来预测未来的土地利用和活动模式 CATS 工作 人员在出行预测 芝加哥地区交通研究 1959 1962 Swerdloff 和 Stowers 1966 Wells 等人 1970 中使用计算机取得了重大进展 其他交通研究包括华盛顿地区交通 1955 年的研究 1957 年的巴尔 的摩交通研究 1958 年的匹兹堡地区交通研究 PATS 1958 年 的哈特福德地区交通研究和 1959 年的宾夕法尼亚州 费城 交通研 究 所有这些研究都是新规模的交通规划 他们是涉及大型全职工 作人员的全区域多学科工作 城市交通研究由具有单独的政策委员 会的特设组织进行 他们不直接与任何政府单位相连 一般来说 这些城市交通研究是在有限的时间内建立的 目的是制定计划并提 出报告 这种承诺在计算机可用之前是不可能的 Creighton 1970 由此产生的计划主要基于经济成本和效益的 标准 主要针对区域公路网络 交通是次要考虑 新设施被评估 改善交通工程 很少考虑监管或定价方法或新技术 Wells et al 1970 这些开创性的城市交通研究为未来的研究 设定了内容和基调 它们为在接下来的十年中颁布的联邦准则提供 了基础 1956 年联邦援助公路法案 在城市交通规划发展的这个早期阶段 出现了 1956 年的 联邦 援助公路法 该法案发起了最大的公共工程项目 目前正在进行 建立国家和国防公路国家系统 这一行为是二十年研究和谈判的顶 点 作为区域间高速公路报告的结果 国会在 1944 年的联邦援助公 路法案中通过了不超过 40 000 英里的州际公路国家系统 然而 没 有授权货币建造该系统 根据美国公共道路局和国防部的建议 在 1947 年通过了一个 37 700 英里的系统 图 5 这个网络主要由 联邦援助主要系统的最繁忙的路线组成 剩余的 2 300 英里用于在 城市地区及其附近的额外径向 旁路回路和周向路径 在城市官员 的合作和援助下 各州对城市地区的需求进行了研究 1955 年正式指定了城市联系 美国商务部 1957 年 当时拨 款 但数额非常低 1952 年和 1953 年为 2500 万美元 联邦份额为 50 1954 年为 1 75 亿美元 超越了 60 的联邦份额 为了确 保大量增加资金 1952 年由公路用户大会发起了一项主要的国家游 说活动 题目是 项目充足道路 艾森豪威尔总统任命了 Lucius D Clay 将军 在 1955 年编写了一份十年国家公路计划报告的国家 咨询委员会 它建议建立一个 37 000 英里的州际系统使用债券资助 230 亿美元的成本 Kuehn 1976 最后 随着 1956 年的联邦援 助公路法案 国家州际和国防高速公路的建设转向高速 该行为将 授权系统范围扩大到 41 000 英里 这个制度计划将 90 的人口为 5 万以上的城市和许多较小的城市和城镇倒塌 该法案还授权在 1957 年至 1969 年的 13 个财政年度的支出为 248 亿美元 联邦份额为 90 该法案规定了可在系统上操作的车辆的构造标准和最大尺寸 和重量 该系统将于 1972 年完成 Kuehn 1976 年 1956 年的 高速公路收入法 增加了对汽油和其他机动车燃料消耗税的轮胎 税 并对翻新轮胎和重型卡车和公共汽车增加了税收 它创建了公 路信托基金 以获得专门用于公路用途的税收 这项规定突破了一 个长期的国会先例 而不是为具体的授权目的指定用税 美国商务 部 1957 年 这些行为对城市地