在中國的大城市,自行車曾是重要的交通工具。但如今,自行車的地位大大下降,比如,出行者要通過網絡查詢路線,在中文Google 地圖上,可查詢公交、汽車和步行方案,但沒有自行車路線可查;而百度、高德等地圖,同樣沒有為自行車導航的功能。
不過,某些國外的Google地圖,就提供了這樣的服務,能使騎行者以最便捷的路逕到達目的地。又如,加拿大的溫哥華自行車出行導航網不僅給出路線長度、耗時,還提供二氧化氮汙染指數、道路坡度等相關信息,騎行者可根據需求,規劃汙染最小或騎行最省力的線路。可惜,該網站因缺乏基金維持已於今年10月31日關閉。
隨著全球對騎行的提倡,我們也在思考,什麼樣的騎行環境是好的?怎樣為上海的騎行者提供最優的騎行路徑?
國外Google地圖的騎行路徑規劃功能 研究方法我們的研究運用敘述性偏好法,對騎行者進行虛擬路徑選擇調查,應用離散選擇模型,量化騎行環境各要素對路徑評價的影響程度,以此為基礎,探討評價和改善上海騎行環境的方法。
要評價一個路段對騎行者的友好程度,先得確定影響人們感受騎行環境的要素,建立評價模型。
我們在預調查中,以小規模問卷的方式,向騎行者了解影響感知騎行環境的要素。最終,我們選取了10個人們最關心且城市規劃能有所作為的要素,包括:騎行時間、機動車車流量、自行車道類型、機非隔離方式、機動車路邊停車、自行車道寬度、沿途紅綠燈數量、道路綠化、沿途自然景觀、街道景觀。
接下來的關鍵問題,就是如何將這些要素進行整合,得到一個綜合指標。
我們採用路徑選擇行為調查法,該方法基於「敘述性偏好法」,讓受訪者在虛擬的情景中做選擇,再應用離散選擇模型,來估計人們的騎行環境偏好。
通過科學的實驗設計,我們得出一些虛擬騎行路徑。首先對這10個要素定義水平,數量從兩個到三個不等。例如,對機動車流量,水平1代表流量小,水平2代表流量適中,水平3代表流量大。每一要素的每個水平相組合,就能產生一種虛擬騎行路徑。可以想像,所有這些要素水平相組合,可產生非常龐大的虛擬路徑,這將使調查實施非常困難。但經過實驗設計後,就可精簡到少量具有代表性的騎行路徑。
自行車出行環境影響要素及其水平將這些虛擬騎行路徑兩兩配對,即構成選擇情景。被訪者需要在兩條路徑中選擇一條較好的,若都不滿意,也可都不選。
我們設定了通勤和休閒兩種情形,讓被訪者分別做出相應選擇。這主要為了考察不同出行目的下,人們對騎行環境的關注是否有明顯差異。例如,我們假設,在通勤目的下,人們對騎行時間的敏感性要高於休閒目的,而對環境舒適度的敏感性則相對較低。若假設成立,將對服務於不同目的出行的道路建設有指導作用。
除文字描述之外,我們還配以圖片,通過更接近人們平時感官認知的方式,來方便被訪者對題目的解讀。
虛擬騎行路徑選擇調查問卷,配以更直觀的圖片調查對象來自兩個來源,一是網絡問卷,二是實地調查。網絡問卷的參與者主要是年輕人,因此必須通過實地調查,有針對性地詢問中老年人,以平衡樣本。調查還在進行中,目前已獲得有效樣本200多人,選擇7400多次。
在獲得路線選擇數據之後,我們建立離散選擇模型,以求得各要素的參數和效用函數。參數(或說權重)反映人們對騎行環境要素的重視程度;而效用函數就是我們需要的評價道路騎行環境綜合優度的指標。
我們呈現的是階段性成果,但已經令人滿意,所有參數統計顯著,整體預測準確率達50%。這一準確率是比較高的,因為在個人喜好等其他不可見因素的作用下,人們對騎行路徑的選擇結果差異很大。一個模型的概括能力有限。今後我們將嘗試採用更加複雜貼切的模型來提高解釋能力。
解讀要素參數,我們進一步發現,騎行者最關注自行車車道類型,且重視程度遠高於其他要素。在車道類型的三個水平中,「與騎車、助動車混行」被默認設定為0效用。所以,在這一結果中,自行車專用道的參數越大,說明相對於機非混行,專用道帶來的效用越大;同理,與助動車混行車道的效用也高於機非混行,但參數值略低於自行車專用道,說明自行車專用道是人們最偏愛的。這種相對關係的研讀,對判斷研究假設、實驗設計質量和模型的適用性非常重要。目前的結果顯示我們模型的合理性,因為要素水平參數的相對關係均符合我們的假設和一般的定性認知。再拿機非隔離設施這一要素舉例,採用綠化隔離帶的環境效用最高,欄杆隔離效用其次,劃線隔離效用再次,而無隔離措施的效用最低(默認0)。
調查對象對騎行環境要素的權重選擇 上海城區哪些地方最適合騎車?上海中心城區(外環線內)所有路段共11875條,要全部走一遍難度太大。我們利用騰訊街景地圖,以實景照片判斷路段屬性。這其中肯定與實際有差異,但這是目前我們能做到的最好方法。
我們給每條路段設置ID(辨識號),先判斷是否可供自行車騎行,將可騎行路段的環境要素歸類,類別與實驗設計中的要素水平完全一致,以此把各路段的屬性輸入到資料庫中,全部實現數位化。
利用騰訊街景圖,進行路段屬性的數位化在這些數據之上,我們初步做了一些探索性分析,來反映上海中心城區騎行環境的基本狀況。統計下來,上海中心城區可騎行的道路,佔所有路段的81.4%,這個比例不錯,遠高於西方以小汽車為導向的城市。我國城市發展綠色交通有很好的基礎設施條件,應珍惜並加以充分利用。
從街道層面看,上海中心城區可騎行道路比例最低的地區,位於原南市區城隍廟附近,比例介於50%-60%;而與其一江之隔的陸家嘴金融貿易區的比例也不高,在60%-70%之間。比例相對高的街道主要分布在虹口區、長寧區、徐匯區、原盧灣區、楊浦區北部,以及浦東新區環繞陸家嘴的廣闊地帶。
上海中心城區可騎行的道路各街道的可騎行道路比例 老城區:可騎行道路密,但安全性差模型分析的結果揭示了,車道類型是人們最重視的環境要素。從上海中心城區整體看,自行車與助動車混行的道路總長為2083.7公裡,佔所有可騎行道路的59.6%;機非混行道路的總長為1413.6公裡,佔40.4%。目前上海中心城區沒有專用的自行車道,自行車和助動車同視為非機動車,共享非機動車道。但實際上,助動車的行駛速度往往遠高於自行車,穿梭在自行車流之間,給自行車騎行者帶來很大困擾。
其實,即便在國外自行車出行發達的城市,例如阿姆斯特丹,自行車道同樣允許助動車通行,只是那裡的助動車使用量很低,相比上海幾乎可忽略。但即便如此,阿姆斯特丹還是設置了自行車專用道路或區域,比如,在城市近郊休閒區一旦發現助動車行駛,車主就要被開罰單。
從各行政區來看,助混比例最高的地區,是嘉定區位於中心城區的部分,達到80.4%;而比例最低的黃浦區為35.9%,黃浦區同位列倒數第二(41%)的靜安區一樣,都是老城區。所以,老城區自行車出行的安全性相對差。
不過,老城區可騎行道路的密度相對較高:最高的黃浦區達到每平方公裡13.2公裡長,位列第二梯隊的靜安區、原盧灣區及虹口區,每平方公裡超過9公裡。這就意味著,住在老城區裡居民的自行車出行會更方便一些。
這種矛盾,似乎讓出行者難以權衡,這也正是我們得到的騎行環境綜合評價模型能發揮功用的地方。
各區自行車道類型的比例各區不同類型自行車道的密度 外圍地區綜合評價高的路段更多,連接性不夠根據效用函數,可得到上海中心城區各路段的騎行環境的綜合評價指數。我們將其劃分為三個等級,綜合評價為高的佔13.6%,評價為中的佔70.8%,評價為低的佔15.6%。
上海中心城區可騎行道路環境綜合評價將評價為高的路段單獨拿出來,可以發現,外圍地區多於核心地區,其分布非常分散且不連續。
對騎行環境設計和自行車出行路線優化,最重要的一個指標,是道路的連接度,即可騎行道路相互貫通的程度:連接度越高,騎行的可達性也越高。在我們的研究裡,用的是Gamma指標,數值介於0到1之間。例如當Gamma=0.8,我們可以說,這片區域內80%的道路是連接在一起的。
綜合評價為高的路段分布在具有一定規模的街道中,綜合評價為高的路段比例超過50%的只有兩個,分別是楊浦區的新江灣城街道(65%)和浦東的羅山街道(56%),而它們的連接度分別僅為30%和36%。
儘管綜合評價為中的路段在中心城區佔大多數,但它們的連接度同樣堪憂,最高的街道也只達到40%左右,且數量極少;剩下的街道中,大約有一半的連接度介於30%-40%,另一半介於20%-30%。
各街道綜合評價為中的路段的連接度綜合評價為低的路段比例高於中心城區平均水平的街道,在黃浦江西岸分布比較集中,包括城隍廟地區、南京東路外灘地區、北外灘地區、原楊樹浦工業區、中原地區以及吳淞地區。在黃浦區、靜安區、長寧區、虹口區也均有若干斑塊,而普陀大場地區的面積最大。
各街道綜合評價為低的路段比例由此,我們可以採取同樣的方法,獲得綜合最優的騎行路徑,只不過將優化目標從「路徑最短」改變為「路徑最佳」。例如,以同濟大學為起點,楊浦區新江灣城北端為終點,得到的推薦路線為四平路國順路政化路國定路政民路淞滬路殷行路江灣城路。同理,可以得到綠化最好、安全最佳等以各要素為優化對象的推薦路徑。
不同標準的最佳騎行路徑推薦 未來方向以上的工作,建立了研究、改進、規劃上海中心城區騎行環境的基礎。今後的研究,會向三個方向推進:
一是深入考察騎行環境與騎行行為之間的關聯,如自行車出行率、事故率等,作為宏觀交通政策制定的支撐;
二是通過綜合評價騎行環境,對路段存在的問題和不足進行診斷,為自行車系統規劃和出行環境整治提出措施;
三是更好地提供出行服務,用手機APP為騎行者推薦出行路線和導航。並且,這種推薦會更加個性化。前面的例子是在一個大眾化的評價模型上得到的,綜合了所有人的偏好。如果模型建立在個人偏好的基礎上,那麼推薦的路徑會更符合用戶的需求。
朱瑋致謝同濟大學城市規劃系潘海嘯教授、翟寶昕、屈信、邱旭峰、謝棟燦及所有2011級本科生對本研究的協助!本研究得到了國家自然科學基金、同濟大學、上海同濟城市規劃設計研究院的資助。
(朱瑋系同濟大學建築與城市規劃學院副教授。蔣曉娟根據11月25日「智能城鎮化」第70期可持續發展沙龍/同濟大學城市規劃方法和技術團隊2014年度學術報告會上的主題報告整理,經本人審訂。)附「自行車騎行環境偏愛調查」網頁問卷
問卷1 http://app.askform.cn/0f7db8fc-f8ee-474f-81df-9ad3de963708.aspx
問卷2 http://app.askform.cn/9907ecd1-d488-4a0e-897d-66110bb04d43.aspx
問卷3 http://app.askform.cn/e77a5efc-69ae-4f99-a2ab-57a5d5e6a1a9.aspx
問卷4 http://app.askform.cn/8757944d-6249-4622-8696-b7f4b000ddb6.aspx
問卷5 http://app.askform.cn/ae926c53-0960-42bb-a8c4-426ac89fb1eb.aspx
問卷6 http://app.askform.cn/a682366e-46d6-43cb-9bbe-fb8e55cf1df4.aspx
問卷7 http://app.askform.cn/45bc030c-ec2e-4985-94d3-8acf26537018.aspx
附 「自行車騎行環境偏愛調查」手機問卷
問卷1
問卷2
問卷3
問卷4
問卷5
問卷6
問卷7
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