PPU模型与城市路权分配研究

1 ②上海曹杨路 PCU 22150辆 12% 43% 26% 0% 19%[全天向南单向] PPU 86558人 52% 18% 6% 9% 15%上海赤峰路 PCU 10839辆 26% 20% 21% 0% 33%[全天向北单向] PPU模型与城市路权分配研究 【摘要】道路空间是社会资源，城市不同出行群体的路权应当基于人的运送而非车的通行予 以公正分配。在我国，囿于人本化路权分配依据缺乏，尽管步行、自行车与公共交通依然是 所有城市绝大多数居民的日常出行方式，慢行通行权与公交先行权往往难以保障，城市交通 发展政策仍过于偏向小汽车出行，慢行通道屡遭小汽车侵占，公交专用道建设举步维艰。针 对小汽车当量（PCU）指标严重低估了公交与慢行运能的不足，提出了通行者当量（PPU）指 标，组织了北京、上海、东京典型道路与街区的PPU调研，探讨了我国特大城市入城快速通 道、市区通勤走廊、重要商业街区和老旧居住小区不同出行群体的路权分配问题，提出了保 障公交先行权和慢行通行权的政策研究建议。 【关键词】PCU；PPU；PPT；公共交通；慢行交通；路权 1.PPU的提出 当量小汽车（PCU，PassengerCarUnit）是现行道路机动车通行能力评价的常用单位， 适用于衡量和评价以小汽车为主体的城市交通问题。北美城市的居民通勤大多采用小汽车方 式，以“PCU”为本即是以人为本。我国城市的出行结构与北美模式恰恰相反，绝大多数居民 利用步行、自行车或公交出行，利用 PCU 评价时，严重低估了公交乘客的通过人数与效率 需求，完全忽略了步行者人数。 鉴于此，课题提出了通行者当量（PPU，PassingPassengerUnit）指标，定义为某道路 空间（路段、交叉口、街区或城市）单位时间内出行者通过人数，观测或折算时应按步行者、 骑行者、公交乘客、小汽车驾乘者、出租车乘客分别统计。北京、上海三条典型道路PCU、 PPU 观测结果如表1 所示，较之PCU，PPU 无疑更符合我国“人”的通行数量及其构成。在 我国典型道路、街区的管理中，PPU指标能够为“路权”、“路钱”在不同交通方式间“公平”分 配提供量化依据。 表1京、沪三条典型道路各类交通方式PCU、PPU构成比较 合计 公共汽车 小汽车 出租车 步行 非机动车 快速路 北京京通快速路 PCU 4767辆 18% 76% 5% 0% 1% [含辅路] [早高峰入城向] PPU 48842人 88% 10% 0.2% 0.4% 1% 主干路 次干路 2.街道PPU构成模型及路权分配 针对我国城市绿色出行路权优先依据的缺乏，选取北京、上海、东京人车矛盾最为严重 1基金项目：国家自然科学基金项目（编号50908003）、北京市自然科学基金项目(编号8132014)、北京市 属高等学校青年拔尖人才培育计划（编号CIT&TCD201304050） 1 的典型道路或大型交叉口，尝试建立典型道路及交叉口的PPU构成模型，明确个体的公平、 高效、安全、健康需求，探讨低碳交通优先路权分配理论。 2.1 街道PPU周转模型分析步骤 步骤一,PPU 调查统计③。一方面逐小时调查其全天行人、自行车、私人小汽车、出租 车、（两门、三门、铰接）公共汽电车、轨道列车车流量：QP、QB、QA、QT、QB2、QB3、 QBJ、QM；一方面逐小时抽样其私家车、出租车、各类公共汽电车、地铁车厢的车均载客 率：CA、CT、CB2、CB3、CBJ、CM，早晚高峰时段的公共汽电车和地铁车厢还应辅以跟 车载客率调查、保障其精度；根据Qi、Ci 分别统计每小时内道路断面通过、交叉口进口道 进入（过街行人从街角发出）不同交通方式的PPU数，如表 2所示，在我国特大城市交通 走廊上，全天通行公交乘客往往高达小汽车驾乘者的数倍，在高峰时段、入城通道尤为明显 （表3）。 步骤二,PPT调查统计。通过在上下游测点记录特定型号小汽车、出租车、公交车车牌 号及进出时间、结合跟车速度测试，分别计算私人小汽车、出租车、公共汽电车、地铁、行 人、自行车的行程车速 VA、VT、VB、VM、VP、VB。根据 Vi、PPUi 计算道路通行者周 转量PPT，以此作为不同交通方式路权分配的基本依据。如表3所示，早高峰时段特大城市 入城方向小汽车行程时速通常很低，如能实划公交专用道，公交行程时速会大大提高，甚者 可达到小汽车的5倍以上，公共汽车乘客周转量占道路总周转量的绝大多数，无疑应享有公 平“先行权”。 步骤三, 统计环境可持续发展指标。统计环境可持续发展指标，包括人均占路面积LPi、 人均碳排放PPi、人均耗能EPi、人均税费DPi等。如表3所示，就人均动态占地、碳排放、 能耗而言，早高峰时段特大城市入城方向公交乘客仅为小汽车驾乘者和出租车乘客的十分之 一甚至百分之一，无疑应享有低碳“先行权”。 步骤四, 统计个体可持续发展指标。调查与通行者安全、健康、舒适相关指标，包括步 行者事故黑点（PAS）、骑行者事故黑点（CAS）的等级与分布，各类交通方式的人均乘立 面积 SPi、通行温度 TPi、通行空气环境APi、通行噪声环境 NPi、人均通行成本 MPi等。 如表3所示，早高峰特大城市入城方向公共汽车、地铁的乘立、空气环境往往十分恶劣，先 行权所赋予的提速优势因之大打折扣。 步骤五, 基于 PPU 周转的路权分配。综合考虑不同时段的 PPT 构成及其个体可持续发 展指标、环境可持续发展指标，建立综合评价模型，提出典型道路在不同时段、不同日期、 不同情境下的路权分配建议。 2）矛盾、倡导健身，建议沿通惠河）矛盾、倡导健身，建议沿通惠河 表2四类典型道路的PPU构成模型及其路权试析 模型A快速路/京通入城快速路 模型B主干路/上海曹杨路 【PPU构成】14小时地面单向共通过市民 23.4万人，地铁 15万人 【PPU构成】18小时内单向共通过市民8.6万人。PPU构成中， 未计入。地面公交占66%，小汽车占 30%，的士乘客、慢行者均不 公交占 50%、小汽车占 17%、出租车占 6%、慢行占 24%，其中非机 足 2%。 动车占 15%、步行占 9%。 【路权试析】⑴早 6点～10点，地面公交乘客分别是小汽车驾乘者 【路权试析】⑴必须确保公交乘客全天优先路权：因现状断面仅 的 3.2倍、6.6倍、8.5倍数、3.1倍。可考虑将入城公交专用道开 为双向四车道，有便捷绕行支路且绕行不远时可考虑利用非机动 放时间延长至 6～10点；⑵为缓解车堵（小汽车高峰时速不足 10km） 车道修建公交专用道； 与人挤（公交人均站位仅 0.1m ⑵早高峰时段，数量两倍于小汽车乘客的自行车骑行者应享有与 修建自行车入城高速绿道，分流过饱和机动 PPU 小汽车同等的路权，传统意义上更偏向于服务小汽车的“非改机” 即不高效、更不公平 模型C次干路/上海曹杨路 模型D大型交叉口/东京XIBUYA 【PPU 构成】18小时内单向共通过市民6.9万人。公交车分担 【PPU构成14小时内交叉口共进出市民14.1万人。行人高 了 60%，非机动车、行人分别占 17%、13%，小汽车、出租车仅 达 64%，公交乘客占 17%，小汽车、出租车仅占 13%、4%，非 占5%、3%。 机动车不足1%。 【路权试析】⑴早晚高峰时段宜保障公交路权优先； 【路权试析】行人应享有绝对优先路权⑴已采用全红信号配 ⑵因该道路紧邻同济大学且为校区周边唯一没有拓宽车道的生 时、对角斑马线(DIAGONALCROSSING）、宽敞街角空间等设计， 活性道路，建议通过交通组织保证行人、自行车交通优先于小 过街时空路权的人性化分配值得国内借鉴；⑵因人流高峰集中 汽车的通行权力（已规划为上海市中心城安宁步道、编号A19）。 出现于14～20点，可考虑机动车动态管制(详见街区模型)。 3④ ④ * * 千克1.2 2.6 0.02 0.07 0 0 0.14 76% 5% 18% 车 2% 0.1% 97.5% 1.8 0.8 0.06 0.03 0 0 0.08① 小客车当量PCU —— —— 1% 4767② 通行者当量PPU 10% 0.2% 88% —— 0.4% 0.9% 48842* 人③ 通行者周转量PPT —— 0.1% 0.3% 212万 人•公里 ⑥ 人均耗能E5 3 0.4 2 0 0 0.9 元9.8 48 32 4.8 15.3 43.5 公里/小时0.9 0.27 0.16 1.2 1.5 0.35 平方米19 12 16 2 2 12.8 摄氏度 ⑧ 行程速度VP 8.9 ⑨ 人均乘立面积SP 1 ⑩ 通行温度TP 22 ⑪ 通行空气环境AP1 57 96 138 169 457 471 133 微克/立方米 ⑫ 通行噪声环境NP2 68.5 69.8 74.8 71.5 77.4 77.7 74.1 分贝 ⑬ 人均通行成本MP3 15 26 0.8 2 0 0 2.1 元⑤ 平均 单位 （合计 ）持续 表3模型A路权分配评价因子统计 指标 小汽车 出租车 公共汽车 地铁 步行 自行车 构 成 环 ④ 人均占路面积L 52 122 1.5 1.4 154 27 8.7 平方米 境 ⑤ 人均碳排放P 可 ⑦ 人均税费D 个 体 可 持 续 2.2典型街道PPU周转模型及路权分配试析 选取北京京通入城通道，上海曹杨路、赤峰路，东京涩谷地铁站前交叉口作为调研样本， 全天PPU初步建模及路权试析如表2所示。囿于人力、物力，仅对模型A做出了相对全面的 调查与分析，模型B～D研究只完成到步骤一。 从人的输送来看，我国特大城市交通干道上公共交通应享有绝对优先路权，在高峰时段 与通勤走廊尤其如此。以2013年1月11日早高峰、北京京通快速路调查结果为例（表3）， 按PCU统计，地面交通流中小汽车高达76%，公交车仅占18%，按PPU统计，小汽车驾乘 者仅占10%，公交乘客高达88%，按PPU周转（PPT，Passing-Passenger-Transport）统计， 公共交通承担了97%的客运周转量，小汽车仅为2%，公交路权无疑应绝对优先——遗憾的 是，尽管中国很多城市通勤走廊上公交乘客周转量同样数十倍于小汽车驾乘者，公交优先权 却常难以保障，受车本位思想影响，个别城市的BRT专用道甚至又被恢复为小汽车道。 基于土地集约、环境保护与能源节约视角，中国城市优先发展公共交通、加强步行与自 行车系统建设意义十分重大。仍以模型 A 为例，人均动态占地、碳排放、能耗方面，高峰 时段公交乘客仅为小汽车驾乘者的 2.9%、3.3%、1.7%。然而对缓解城市拥堵做出最大贡献 的公交乘客日益承受起最为严重的车内拥堵，零污染慢行者和低污染公交乘客日益承受着远 远高于高污染小汽车的交通污染。 如表3所示，早高峰京通入城方向公共汽车、地铁人均乘立面积仅为0.27、0.16平方米， 人均站立面积甚至不足0.1平方米，拥挤的公交车辆、地铁车厢内，乘客“暴戾”冲突每天都 在上演。另据冬季灰霾天跟车测试，PM2.5 浓度在小汽车内仅有 57 微克/立方米（良好）， 公交车内、自行车道、人行道上分别为138微克/立方米（轻度污染）、457微克/立方米（严 重污染）、471微克/立方米（严重污染），分别为小汽车内的2～5倍——“车内”拥堵与“灰霾” 污染 已导致越来越多的中国市民遁入了交通方式愈环保，身心健康受损愈大的恶行循环。 尬情境在发达城市同样存在。最新《伦敦交通战略》总结到“伴随公共交通补贴力度加 大，巴士和地铁某种程度上成了自身成功的受害者，大量客流使车辆内拥挤不堪”，提出了“使 伦敦市民交通出行尽可能快速、安全、便捷和实惠，让每一个人的出行都更加愉快”的发展 4 目标。最新版《新加坡陆路交通整体规划》亦要求公共交通能够面向大众，明确提出（a） 交通走廊早高峰时段公交分担率从63%提升至2020年的70%，（b）早高峰时段公共交通乘 客在1小时内完成整个行程的比例从71%提升到2020年的85%，（c）公共交通与小汽车交 通的平均时耗比从1.7倍下降到2020年的1.5倍等战略目标，均值得我国借鉴[2]。 3.街区PPU分布模型及路权分配 针对我国大城市核心区慢行空间恶化及小汽车违章停车问题，选取上海、东京、北京人 车矛盾最严重的商业街区与老旧居住小区为样本，尝试建立典型街区 PPU 分布模型，探讨 依法保护慢行权利并约束小汽车过度使用的路权分配理论。 3.1街区PPU分布模型分析步骤 步骤一, 关键节点的 PPU 调查统计。首先应选取研究街区内的关键控制点，模型 E 选 择了忠犬八公口站前五路交叉口、西武百货店前十字交叉口、涩谷109中心前三路交叉口及 井头通、涩谷步行街、道玄坂下三个路段，共6个控制点，模型F选择了居住区外道路上3 个断面、居住区内道路4个交叉口及社区公园，共计8个控制点。按照PPU构成模型的方 法拍摄视频以备统计，如表4所示， 步骤二,PPU中身份特征的细化统计。根据研究需要，细化调查某类PPU的特征构成。 模型 E 将行人细化为过街行人、逛街行人，模型 F 将社区内行人细化为青壮年行人和弱势 步行者（残疾人、老年人、负重行人、带儿童的父母等），增加了占路停放小汽车所有者、 社区公园内活动行人的统计。 步骤三，街区PPU分布特征统计。根据分析需要，以10人/点或100人/点的比例，在 GIS中绘制关键节点PPU分布图，节点间的路段、交叉口可采用样条插值，得到PPU逐时 段分布图及全天叠加分布图。 步骤四，基于PPU分布的路权分配。综合考虑不同时段的PPU构成及其弱势群体比例 等个体可持续发展指标，建立综合评价模型，提出核心商业街区、老旧居住小区在不同时段、 日期、情境下的路权分配建议。 3.2商业街区PPU分布模型及路权分配试析 选取上海人民广场、火车站南广场作为样本⑥，其局部路段的节假日人行道场景及PPU 构成如图1、2所示。西藏中路一小时内共通过市民30405人，其中行人占 47.9%，公交乘 客占36.5%，小汽车载客仅占6.9%，出租车乘客仅占8.7%。该路段兼顾了次干道与商业街 双重功能。每逢周末或节日，剧增行人常使得人行步道拥挤不堪，急于赶路的行人甚至违规 走上机动车道，带来了很大的安全隐患。 秣陵路口一小时内共通过市民9163人，步行过街人数远远超过了小汽车、出租车与骑 行的运送人数，分别为36倍、20倍、22倍。因过街人数过多且常集体违章，交通协管员不 得不在红灯起亮时拉起绳子阻拦，严重影响了国际大都市形象。 5 图1上海人民广场东侧路段PPU构成 图2上海火车站东南口PPU构成 类似人车冲突在发达城市也时有发生，据扬•盖尔在纽约曼哈顿法拉盛大街的观测，一 天中人行道83%的时段处于过度拥堵状态，严重影响了行人安全、购物兴趣，阻碍了老人、