资源节约和环境友好的城市交通系统评价

戴剑军 孙海浩 陈小鸿

（同济大学教育部道路与交通工程重点实验室 上海201804）

0 引 言

随着经济的发展，资源的约束越来越突出，在这种情况下，为了保证经济“又好又快”的发展，我们国家经济结构面临转型，即从过去那种“高投入、高能耗、高污染、低产出”的模式向“低投入、低能耗、低污染、高产出”转变。2005年10月11日中国共产党十六届五中全会通过了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》，首次把建设节约型社会和环境友好型社会确定为我国国民经济和社会发展中长期规划的一项战略任务，“加快建设资源节约型、环境友好型社会，促进经济发展与人口、资源、环境相协调，是贯彻落实科学发展观、走新型工业化道路的必然要求，是实现可持续发展、保障经济安全和国家安全的必然要求。”［1］

《雅典宪章》中指出城市的4大活动是工作、居住、游憩和出行。交通承担着作为4大活动之一的出行以及部分的游憩（以休闲、健身等为目的的散步、骑自行车等），是城市整个体系中非常重要的部分。在城市中，交通系统为我们提供了到达各类活动场所的机会，与此同时，其消耗和占据着相当的资源，对环境造成了不小的压力。因此，在实现可持续发展，建设资源节约型和环境友好型社会的道路上，城市交通是重要的一环；建设资源节约型和环境友好型的城市交通系统是刻不容缓的任务［2］。

但是如何判断一个城市的交通系统是朝着资源节约型和环境友好型前进的还是后退的呢，城市的相关规划和政策是否有利于实现资源节约型和环境友好型的城市交通系统呢？为此，本文提出了对城市交通的相关规划和政策等是否符合资源节约型和环境友好型社会建设要求的评价方法，并对长沙2010年综合交通规划方案进行了评价。

1 城市交通与资源和环境的关系

1.1 城市交通的资源消耗

城市发展中的重要资源主要有土地、水和能源等。其中，对于城市交通来说，土地和能源是最主要的资源。

1.1.1 土地

城市交通系统中道路、公共交通场站、地面停车场和地面枢纽等占用了大量的土地，土地是交通系统得以存在和运转的空间所在［3－4］。在我国大中城市，道路面积占整个城市建设用地的比例都在10%～20%之间，而在北美小汽车交通比例很高的城市中，这一比例都超过了30%。以长沙为例，由于周围山水限制以及生态控制，可用土地不多。近年来每年建设用地急速增长。从2000～2009年年均增长用地面积达到了21.41 km2。2000年以年所增加的建设用地中道路广场用地总量仅次于居住用地。

图1 各类型用地所占新增建设用地的比例Fig.1 The proportion of all kinds of land use in new built－up land

1.1.2 能源

国际能源署［5］对今年全世界4大经济体（中国、欧盟、日本和美国）所消耗的能源分为4个领域进行了统计，结果显示（见图2），我国能源绝大部分流向工业，而交通所消耗能源比例明显低于其他经济体，仅13.5%，而工业则占了54.8%。与欧美日等国家和地区相比，我国工业科技含量相对要低，单位产出所消耗的能源要远高于这些国家和地区。当前我国大力推进两型社会改革，努力从“高投入，高消耗，高污染，低产出”转变为“低投入，低消耗，低污染，高产出”。因此可以预见未来几十年内工业消耗能源的比例将大大下降，参照欧美日的经验，交通所占比例将大大提升，因此交通是能源节约极为重要的战场，两型社会建设下的城市交通系统必须是能源节约的城市交通系统。

图2 全球4大经济体能源用途Fig.2 The use of energy of the biggest four economic entities

1.2 城市交通的环境代价

在城市的空气污染中，由机动车交通所产生的污染占了相当大的比重。长沙市环境保护局所发布的2007年长沙3类污染物中城市交通所产生的比例，其中可吸入颗粒物（VPM）、NO2和SO2所 占 比 例 分 别 为 39.5%、40.70% 和19.40%。

此外国际能源署2005年发布的数据显示，2001年全世界18.4%碳排放是由各国国内交通所产生的。虽然我国的这一比例为7.4%，但是我国生产力水平科技含量与欧美相比有差距，总碳排放量大，因此交通的碳排放量也达到了2.34亿t。按现在的发展趋势，由于生产力的提高，科技水平的提高，生产性的碳排放量将下降，因此交通碳排放比例将上升。

城市交通也是城市中噪声的主要来源之一。根据长沙市环境保护局的检测，2005～2008年长沙交通等效噪声都在70 d B左右，占总噪声来源的23.6%，见图3。

图3 长沙市2008年噪声源分布Fig.3 The distrbution of noise sources of Changsha in 2008

1.3 资源节约和环境友好的城市交通

两型社会的建设，也不能因噎废食，为了节约资源和保护环境而停止发展甚至令社会倒退。如果单一地以节约资源和保护环境为目标，那么结果只能是放弃了城市交通的效率，甚至禁止城市交通的存在，致使城市失去活力，停止发展，甚至消失。发展是根本，节约资源并不是减少对资源的使用，而是要提高资源的利用效率。

建设资源节约和环境友好的城市交通系统，不能走以上2种极端。两型社会坚持发展第一性，以资源节约和环境友好的途径发展。因此在两型社会建设下的城市交通系统，必须协调好城市交通系统本身的发展与资源及环境三者之间的关系，以低的资源消耗和低的环境污染向广大人们提供优质的城市交通服务。

2 评价指标体系

2.1 系统目标

城市综合交通系统把分散在城市各处的城市生产、生活活动连接起来，在组织生产、安排生活、提高城市客货流的有效运转及促进城市经济发展方面起着十分重要的作用，其功能目标是要高质量的实现人和货物的移动，分解为以下3个方面：

1）可达。以较短的时间完成人的移动，满足人参与活动的需求，意义重大；

2）安全。保障移动过程安全的完成，减少交通事故，降低交通事故的严重性；

3）舒适。为市民出行提供宽松、良好的出行环境，提高出行的舒适性。

货物的移动分为2种：快递服务；其他的货物运输。其中前者所引起的交通量相对整个城市的交通量来说很小，基本可以忽略；而后者则一般为减少其对客运交通的影响等，限制在客运交通较少的时段，甚至客运交通较少的道路上通行。因此，在此只考虑城市的客运交通功能。

前面在分析城市交通与资源和环境的关系中业已阐明城市交通最关键的资源消耗是土地和能源，最主要的环境问题是污染性气体排放、碳排放以及噪声问题。因此，确立系统评价目标见表1。

表1 资源节约型和环境友好型城市交通系统评价目标Tab.1 The goals of resource－saving and environment－friendly urban transport

2.2 指标选取

各个领域内的指标数量众多，指标体系并不是将这么多的指标全部罗列进来，应只选择必要的指标。指标选取不能盲目，应遵循一定的原则，主要有以下九大原则：可辨识原则、可承担原则、目标指向性原则、及时性原则、明确性原则、敏感性原则、有趋势性原则和可理解原则。最终各个目标下选取的指标见表3。

表2 主要评价方法的特点Tab.2 The characteristic of common evaluation method

3 评价方法

3.1 评价方法的选择

常见的系统评价方法有层次分析法、模糊数学评价法［6］、数据包络分析法和主成分分析法四种评价方法。有人对这4种方法进行过比较，见表2。考虑本研究各指标的特点，选择模糊综合评价法。

所谓模糊综合评价法，就是当将同一目标下的2个指标相比较，指标一与指标二，明显更为不重要时，标度值取0.25；较为不重要时，标度值取0.5重要程度相当时，标度值取1；较为重要时，标度值取2；明显更为重要时，标度值取4。如此，得到同一目标各个指标两两重要性比较的矩阵，求出该矩阵的特征值，作为该目标下各个指标所占的权重。再用同样的方法，比较各个目标的重要性，建立各个目标两两重要性比较的矩阵，求出特征值作为该目标的权重。最后各指标的权重与该指标所对应目标的权重的乘积就是该指标的最终权重。本指标体系中，各指标的最终权重见表3。

3.2 指标归一化

在综合评价系统中，一般各个指标值的单位和量级是不相同的。这样各指标之间存在着不可公度性，给系统综合评价带来了不便。为了尽可能地反映实际情况，排除由于各项指标的单位不同以及其数值数量级之间的悬殊差别所带来的影响，避免发生不合理的现象，必须对评价指标进行一致化处理。所谓一致化，也称为指标的规范化，是通过数学变换来消除原始指标单位及其数值数量级影响的过程，这是指标综合评价的前提。因此，指标就有两种值：指标的实际值和指标的评价值。将原始指标一致化以后得到的值称为指标的评价值。一致化过程就是将指标实际值转化为指标评价值的过程。

这3种评价指标的类型，最通用3种一致化标准处理函数分别如下：

成本型指标一致化的标准函数：

式中：P为指标的评价值；z为指标的评价函数；x为指标的实际值。

效益型指标一致化的标准函数：

式中：P为指标的评价值；z为指标的评价函数；x为指标的实际值；max（x）为指标的最大值。

区间指标一致化的标准函数：

式中：P为指标的评价值；z为指标的评价函数；x为指标的实际值；p为指标最佳稳定区间的下限；q为指标最佳稳定区间的上限；max（x）为指标的最大值，而min（x）为指标的最小值。

各个指标中，平均行程时间、百万人口交通事故死亡人数、人均交通有关能耗、人均污染气体排放变化、人均交通有关碳排放和75 dB噪声影响率都是成本型的指标，而主城区公交站点300 m半径覆盖率、建成区公交站点300 m半径覆盖率、绿道网里程、干道过街设施间距达标和轨道站快慢衔接合格率均是效益型指标，人均交通有关用地则是区间型的指标。

4 案例应用

2007年12月，国家批准武汉城市圈和长株潭城市群分别成立全国两型社会建设综合配套改革试验区。长沙作为资源节约型和环境友好型社会建设先锋之一，在2010年城市综合交通规划编制中，对城市交通作出了资源节约型和环境友好型的要求。对现状的城市交通进行了评价，见表3。在现状中，长沙尚未有轨道交通和绿道网，虽然主城区公交站点覆盖率较高，但整个建成区的公交站点覆盖率仍不理想。

表3 评价指标体系与长沙现状评价Tab.3 The indicator system and the evaluation of the current urban transport of Changsha

长沙综合交通规划结合长沙现状、未来发展的需求以及两型社会建设的战略，提出了构建以轨道交通为主导的综合交通运输体系，构建以轨道交通为骨干，由BRT、常规公交等组成。

在规划方案下，到2030年，城市人口将达到800万，是现状的2.5倍，建成区面积也将是现状的2倍多。在保持现状各方式技术因子前提下，尽管人均交通有关用地比现状略低，依靠发达的轨道网络以及密度到达9 km／km2的道路网，在城市规模扩大2倍多的情况下，平均行程时间与现状相当。城市干道等效噪声均值变化和每百万人交通事故死亡人数认为主要是由管理等手段来进行控制，规划所带来的这2个指标值的改变难以确定，因此在评价规划方案时认为这个2个指标值不变。其他各指标值具体见表4，可见，通过科学合理的规划使得长沙在2030年城市交通系统更加的资源节约和环境友好。

5 结束语

提出了资源节约和环境友好的城市交通系统指标体系和评价方法，并用来评价长沙城市交通的现状和综合交通规划方案。通过对长沙现状和综合交通规划的评价和比较，可知，综合交通规划方案使得城市规模扩大两倍多的情况下仍提高了城市的可达性，同时保持了人均能耗和污染不明显增加，因此符合城市建设资源节约型和环境友好型社会的要求。

表4 2030年各指标值以及与现状的比较Tab.4 The value of indicators in 2030 and the comprison with the current situation

［1］ 洪亮平，程望杰.“两型社会”城乡规划指标体系整体框架研究［J］.城市规划学刊.2012，34（1）：71－75.

［2］ 王静霞.编制好可持续发展的城市综合交通规划［J］.江苏城市规划，2007，12（5）：10－12.

［3］ 马士江，吴娇蓉.环境可持续的城市客运交通系统结构研究：以武汉新区为例［C］∥2008年首届中法可持续发展城市交通系统论坛暨第五届中国同舟交通论坛，上海：同济大学，2008：99－105.

［4］ 谭家美，侯立文.城市交通用地的可持续发展［J］.上海海事大学学报，2004，25（4）：64－68.

［5］ Head of Communication and Information Office，International Energy Agency.Worldwide Trends in Energy Use and Efficiency：Key Insights from IEA Indicator Analysis［R］.Paris：International Energy Agency，2008.

［6］ 赵向领，李丽霞.基于模糊方法的飞行程序评价［J］.交通信息与安全，2011，29（5）：20－24.