摘 要 介绍上海市城市轨道交通网络规划方案评价的过程,提出分层次评价(粗选、筛选、优选) 网络方案的思路,重点说明了定量评价指标体系及指标综合方法。关键词 城市轨道交通,网络规划,方案评价 在城市轨道交通网络规划工作的后期,其焦点问题方案评价。若评价指标及评价方法不当,可能会在无意中选差弃优。因此,方案评价的研究在网络规划中非常重要。
1999 年6 月～2000 年5 月,根据上海市政府要求,上海市建委组织有关单位对上海市轨道交通网络进行优化研究[ 1 ] 。作者参与了这项工作,承担轨道交通网络方案的评价研究。本文主要介绍这项研究工作中的评价指标及评价方法,抛砖引玉, 期盼同行深入地讨论城市轨道交通网络规划方案的评价问题,以提高我国大城市轨道交通网络规划水平及决策的科学性。
1 方案评价的思路
在进行上海市城市轨道交通网络方案评价工作之初,我们试图参与国外的一些做法,但未能如愿。如巴黎、柏林等国外大城市,其轨道交通建设开始于20 世纪初,因受当时交通规划水平及认识程度的限制,网络规划所考虑的时限较短,主要从具体某条或几条线路的角度进行局部性的效益评价[ 2 -3 ] 。60 年代后, 随着交通需求分析理论的发展,到交通网络对城市土地利用的动态作用及其社会效益,开始重视路网方案评价。法国巴黎在70 年代规划建设的地区快速铁路网(RER) ,主要是支持60 年代初提出的城市总体规划,为开发建设距巴黎市中心8～10 km 的9 个副中心及距巴黎市中心25～30 km 的5 座新城服务。美国在70 年代末制定的大城市轨道交通发展规划[ 4 ] 的评价指标为:
重构节省能源的城镇体系,恢复中心区活力,促进旧城改建,改善环境,改善中心区的居民出行可达性,实现社会平等。可见,国外轨道交通网络的评价重点是定性分析,在定量评价方面的研究还不深入。即使在定性分析方面,我们也不能套用这些指标,因为欧美等国的人口密度、城市化历程等与我国现状及未来的发展特征有很大差别。
在国内,比较代表性的评价方法是北京城建设计研究院在《广州市城市快速轨道交通网络规划研究》中的做法[ 5 ] 。这种方法参照近年来公路、城市道路网络规划方案评价研究的成果,如多目标决策分析法、系统聚类分析法、层次分析法、层次熵决策分析法等[ 6 ] ,建立了3 个层次共18 项评价指标,试图对路网方案进行全面的综合评价。虽然广州的评价指标比较全面,但在具体应用时由于指标数目多,且有些指标受主观影响较大,各指标权重的取值可能会发生较大偏差,从而导致方案比较结果模糊不清,难辨好坏[ 7 ] 。
这次上海市轨道交通网络规划方案评价的特点是:分阶段、分层次进行方案评价;定性分析与定量分析相结合; 在选择评价指标时,尽量减少指标间内涵的重复性;定量评价指标中尽量减少主观性指标。具体评价思路及过程如下:
(1) 通过战略性分析粗选方案。对于城市轨道交通规划中的一些战略性问题,如新城与中心城间的出行总量、轨道交通占公交出行比例、路网规模、轨道交通系统模式等,组织专家反复论证,形成明确的目标。达不到这些目标的方案,即与城市总体规划、城市综合交通战略目标不相适应,必须淘汰。本次网络规划中,规划小组在第一阶段方案设计时拟定了17 套规划方案,经过定性及定量分析后,粗选出5 套符合要求的可行路网规划方案供进一步深入研究。(2) 通过方案设计原则及方案的定性分析筛选方案。规划小组通过多次讨论和专家咨询,明确了轨道交通网络规划的原则。逐条对照规划原则,考察各网络方案与城市总体布局的配合、与城市主客流走向的配合、与城市主要客流集散点(市中心、副中心、地区中心、对内及对外交通枢纽等) 的配合、规划近期网络的可实施性、网络结构的合理性等方面。通过规划小组集体的经验及综合判断能力,将不合适的方案淘汰。被淘汰的方案中,可能存在一些局部的优点或特色,这些将被添加或组合到保留下来的方案中。因此,在筛选方案的过程中,也会派出或组合出新的方案。本次规划在对5 套粗选方案进行踏勘、客流分析、类比分析等研究过程中, 对上海市城市规划、城市综合交通情况有了更深刻的认识,对路网方案的规模、结构形式、层次等也有了更多的了解,构思出12 套比较可行的方案。然后对照各条原则进行取舍,选出较好的3 个方案。最后广泛听取有关专家的意见,总结归纳出2 个有代表性的方案 方案一与方案二。
(3) 通过定量分析优选方案。最后保留下来的方案都是各具特色且是总体上比较优秀的方案,这些方案从定性分析的角度看是难分高下的,因此需要建立定量的评价指标进行精确的比较。由于轨道交通涉及面广,用单一的评价指标无法全面反映各方案的影响效果,故需建立由多个指标构成的评价指标体系。为达到方案比较的目的,还需采用一定的方法对各指标进行综合。 上述3 个评价阶段,充分利用人的经验及综合判断等定性分析能力,把不同层次、不同影响程度的方案比较问题分解开来。到最后一个阶段,由于比较对象在定性分析方面的综合影响基本相同,所以可以把定量分析从复杂的定性、定量综合分析体中分离出来,使相应的定量评价指标较少,综合比较只需进行单层次的指标综合。此举不仅简化了指标综合方法,而且也提高了评价工作的透明度及准确性。下面重点介绍这次规划方案评价所采用的定量评价指标体系及指标综合方法。
2 定量评价指标体系
文献[7 ] 、[8 ]探讨了城市轨道交通网络规划方案评价的指标体系。但在实际运用时,这些评价指标受城市特点以及所能获得的数据资料等具体条规划与方案件的限制。这次评价对指标体系作了适当调整,实际采用的比选性评价指标有如下4 项。
(1) 公交出行时间(万人h/ 日):指使用公交的全部乘客的出行总时间,反映轨道交通带来的居民出行方面的效益。该值越小,出行者的出行距离越短或旅行速度越高,出行越方便,说明网络结构及换乘布置总体上越合理。
(2) 轨道交通周转量强度(万人km/ km 日):指平均每公里轨道交通线路的日周转量,为轨道交通日周转量除以轨道交通线路长度,反映单位长度轨道交通线的直接效果。该值越大,轨道交通运营公司的经济效益越好。
(3) 轨道交通占公交周转量比重(%) :是指轨道交通日周转量占公交日周转量的比重。该值越大,说明轨道交通在公共交通系统中发挥的作用越大,对改善地面交通系统拥挤状况及环境越有利。
(4) 轨道交通网络长度(km) :指轨道交通网络运营线路总长,反映轨道交通网络的建设成本。在建设标准相同的条件下,长度越大,工程造价越高。 上述4 项指标从效益和成本两方面来评价轨道交通网络的总体性能,较全面地反映了轨道交通网络对居民出行、运营效果、城市发展、经济效益的影响。其中效益评价考虑了居民、运营公司、社会(公共投资者)3 个方面。这4 项指标构成的指标体系的缺点是不能反映路网负荷均匀性及车站分布密度。其原因是由于前者的数据难以获取,而后者在方案筛选阶段已经对站间距作了优化研究,因而不影响方案比较结果。
根据上述4 项指标,可得到在轨道交通轨道规划评价中习惯使用的其它指标。
(1) 轨道交通周转量强度×轨道交通网络长度= 轨道交通周转量;轨道交通周转量÷平均乘距= 轨道交通客运量;轨道交通客运量÷轨道交通网络长度= 运载强度;轨道交通客运总量÷公交客运总量= 轨道交通占公交运量比重。
(2)“居民出行时间包括轨道交通乘客的车内时间、换乘时间以及轨道交通系统之外的公交接驳时间和步行时间。它反映了公交平均速度,也反映了轨道交通网络与城市客流集散点衔接的好坏,还反映了轨道交通网络与城市规划的人口及工作岗位分布的吻合程度。(3) 在一定面积、一定人口的区域上,轨道交通
网络长度与轨道交通面积密度、轨道交通人口密度 是一一对应的。
3 指标综合方法
单层次的指标综合如下式所示,只是简单的代数运算,直观易做。各评价指标的计算值bi 如表1 所示(上海市综合交通规划研究所利用EMME/ 2 软件采用城市总体规划数据及相应的轨道交通网络规划方案进行计算所得) 。
表1 方案一与方案二定量评价指标计算值
由表1 数据可知: 比方案二差。如果票价为0. 3 元/ 人km ,则每天方
①两方案规模基本相同。 案一要比方案二少收入41. 1 万元,10 年累计达15
②方案一的居民出行时间比方案二少10 万人 亿元。h/ 日,因此从节省居民出行时间看,方案一好于方
③方案一的轨道交通客运周转量比方案二小 本次规划向20 位专家进行了4 轮专家咨询,经过137 万人km/ 日,因此方案一的轨道交通运营效益 整理后得到的表2 的权重结果。④方案一的轨道交通占公交周转量比重比方
案二。如果每人小时的时间价值按5 元计算,方案 案二大1 % ,有利于减少道路交通阻塞及改善环境一每天节省的时间价值达到50 万元,10 年约节省 质量。18. 3 亿元。 权重wi 可通过特尔斐法专家咨询法确定[ 9 ] 。 表2 方案一与方案二指标综合
表2 中,指标综合值P1 > P2 ,由此可判断,方案一总体上略优于方案二。
4 结语
象上海这样的特大城市,未来可能要形成400 ～500 km 以上的轨道交通网络,建设总投资将超过2000～3000 亿元。如此庞大的投入,必将对城市布局、土地利用分布及强度、交通结构与效率、居民生活方式及方便程度等产生巨大而深远的影响。城市轨道交通网络规划方案形态结构、线路走向、线路连接方向的微小差别,可能会给城市带来不小的影响。因此我们必须审慎地对待方案比较。本文提出的方案比较指标体系及指标综合方法尚需进一步深化,尤其在车辆配置、运营效率等方面。还要注意的是,实际的轨道交通方案评价是复杂细致的工作,除了受所能获取的数据制约外,还要根据城市的具体情况选择对解决城市问题有针对性的指标。从这个意义上讲,评价不仅是一种技术,而且是一种艺术渗透着规划理念及战略思想的评价,综合运用定性分析与定量分析的评价。
参 考 文 献
1 顾金山,顾宝根,王家玮等. 上海市轨道交通交通网络优化方案说明报告. 上海市建委轨道交通网络优化课题组,2000 2 Andeerstig C , Mattsson L G. Appraising large -scale investments in a metropolitan transporatiion system. Transportation 1992 , (19) :
267～283
3 Viver J . Methods for Assessing Urban Public Transport Projects. Public Transport International , 1998(1) :24～27
4 Pushkarev B S , Zupan J M , Cumella R S. Urban Rail in America. Indiana University Press , Bloomington , 1982
5 沈景炎,唐国生,刘迁等. 广州市城市快速轨道交通线路规划研究报告. 北京市城建设计研究院,1997
6 何宁. 城市轨道交通规划系统分析: [ 学位论文] . 上海:同济大学,1996
7 顾保南,方青青. 城市轨道交通路网规划的评价指标体系研究. 城市轨道交通研究,2000 (1) :24～27
8 顾保南,曹仲明. 城市轨道交通路网结构研究. 铁道学报,2000 ,22(增刊) :25～29
9 蔡美德. 管理决策分析. 广州:华南工业学院出版社,1986