在伦敦交通规划TfL(Transport for London)中,需要分析交通基础设施和服务的作用,一个重要的分析方法就是连通性(connectivity),也称为可达性(accessibility)。
使用可达性分析的主要目的:
[1] 识别因交通改善而得益的区域;
[2] 更好的了解新的公交线路、站点和道路规划的影响;
[3] 识别就医等公共服务的最佳选址以便居民使用;
[4] 了解伦敦的哪些地方更适合居住和办公的开发;
[5] 对不同区域的停车配建指标高低提出建议。
可达性分析的主要形式:
[1] 基于区域内公共交通的服务距离和频率的公共交通可达性指标PTAL(Public Transport Access Level);
[2] 等时线图,展示特定区域到其他区域的时间或一定时间内可以到达的区域;
[3] 服务范围分析(Catchment Analysis),描述了特定区域在一定时间内可以可以到达的工作地点,或不同形式的服务情况。
PTAL的取值范围为0-6,越大表示可达性(连通性)越好。因为历史原因,1类的PTAL值分为1a和1b,6类的PTAL值分为6a和6b,因此一共有9个PTAL值:0,1a,1b,2,3,4,5,6a和6b。PTAL的值用固定的颜色在地图上进行表示。一般来说PTAL值高的地方,具有以下特点:
[1] 步行到最近的公交站点距离很近;
[2] 最近的公交站点等待时间很短;
[3] 最近的公交站点有很多公交车服务;
[4] 附近有主要的轨道交通站点;
[5] 以上因素的组合。
因此PTAL可以看出是对公交网络密度的度量。PTAL不考虑每个地方可以到达的目的地,也不反映公交和轨道交通的拥挤情况。PTAL主要针对公共交通,不包含小汽车出行的情况。
PTAL最早是在伦敦的Hammersmith & Fulham行政区引入的,后来被深入和广泛地应用到伦敦的各种规划程序,包括战略规划和区域规划。例如包含经济、社会和环境目标的2031年伦敦战略规划,一个重要的应用就是确定不同区域的居住开发密度。这个做法的基本思路是,公共交通服务好的地方适合高密度开发。
表1 伦敦规划中建议的住宅开发密度
hr:适合居住的房间;u:一个居住单元,公寓或别墅;ha:公顷
在伦敦规划中PTAL也被用于居住区的停车位配建指标。为了鼓励使用公共交通,一个基本的原则是在公共交通服务好的地方应减少停车位供应,而公共交通服务薄弱的地方则可以提供更多的停车位。伦敦规划中的住房供给规划指引报告包括了两个矩阵。一个矩阵是将房间数、停车位和TAL联系起来。另外一个矩阵则更加精细化的表达了停车配建规则。
图1 伦敦规划中PTAL和停车配建的关系
作为确定区域高密度用地开发的政策部分,伦敦规划也监控了PTAL值大于等于5的区域中商业活动的比例。规划确定了一个关键运营指标来维持高PTAL值区域的工作地比例。
例如Upper Lee Valley Opportunity 地区规划框架中,两个地图分别表示了现状年和未来年的PTAL值,反映了新开公交线路、增加轨道交通发车频次等公交服务改进对区域的影响。
图2 区域规划框架中现状年和未来年的PTAL地图
又如Battersea地区Northern线延伸后现状年和规划年PTAL对比。
图3 Battersea地区Northern线延伸后现状年和规划年PTAL对比
PTAL在网页上可以将进行计算和展示。
图4 网页版PTAL地图
PTAL一般是基于地图的,可以将全伦敦的值展示在地图上。PTAL的也有其缺点。例如PTAL值区分为9类,但是每一类没有继续细分以体现不同之处。分析是基于所有的公共交通可达性的,而没有基于不同的公交模式。当应用于未来年时,特别是公交车的服务水平是基于假设的。PTAL使用工作日早高峰的服务水平来代替所有时段的服务水平。但对一些购物中心,可能平时甚至周末的服务水平更为重要。轨道交通运输能力、可靠性等因素也没有纳入PTAL计算。
(1)输入数据
[1]区域内的住宅、办公、商店等用来计算PTAL值的要素。
[2]伦敦所有的公共交通站点(包括轨道交通和公交站点),称为服务点(SAPs)。
[3]伦敦所有可以步行的网络,用以计算出行起点到公共交通网络的步行时间。
[4]伦敦所有的公共交通运行线路(轨道交通交路),包括在SAPs的停站情况和服务频率。根据PTAL计算的要求,包括现状和未来的两种情况。
(2)计算步骤
[1]计算到SAPs的步行时间(WT)。
a) 大伦敦共有13000个SAPs。但不是所有公交的停靠站作为单独的SAP,就近的SAP会合并组群成一个。
b) 步行速度假设为4.8km/h。
c) 步行网络使用调查发布的整个伦敦的整体交通网络(ITN),并去除了不适合步行的机动车道和主干路,添加了铁路桥、步行道等其他可步行的设施。
d) 假定人民到公交车站的最长步行距离为640米(8分钟),到轨道交通站点最长步行距离为960米(12分钟)。超过此范围的公共交通服务不影响PTAL的值。路径选择采用Mapinfo软件的RouteFinder应用程序。
e) 有关公交停靠站点和线路数据采用TfL的公交网络数据。
f) 轨道交通(含有轨电车等)的服务频率使用了伦敦公交战略模型Railplan。
[2]计算每条线路在每个SAP的计划等待时间 (SWT)。
a) 标准的PTAL计算采用工作日8:15-9:15的公交服务频率。
b) 假设乘客到达公交站点服从随机分布。
c) SWT的单位为分钟,假定为服务间隔的一半,即SWT = 0.5 * (60/频率)。例如,一小时有6班车,服务间隔10分钟,则SWT=5分钟。
d) 区域内同一条线路有多个站点可以服务,只考虑最近的站点。
e) PTAL对交通的方向性考虑的比较简单,如果双向运行的线路,选服务频率大的作为计算输入。
f) 轨道交通只考虑在伦敦内至少有两个站点的线路,因此PTAL不考虑只有一个站在伦敦内部的线路(主要是指城际的)。
[3]计算每条线路在每个SAP的平均等待时间 (AWT)。AWT是在SWT的基础上,增加一些可靠性因素的时间。不同模式的公交可靠性因素有所差异,以反映公交车和轨道交通等方面的差异。可靠性因素中,公交车为2分钟,轨道交通(有轨电车)为0.75分钟。
[4]计算每条线路在每个SAP的总接驳时间 (TAT)。TAT = WT + AWT。
[5]计算每条线路在每个SAP的等效频率(EDF)。EDF=0.5 *(60/TAT),使用步行时间计算在内的时间作为服务时间来计算频率。
[6]计算接驳指数(AI)。
a) IA通过所有线路的所有SAPs的EDF来计算,但是会给出一个权重系数,最大等效频率的权重为1,其他为0.5,即AI =最大EDF + 0.5 * Σ(其他EDFs)
b) 先对每个公共交通的模式的AI进行计算。
c) 再计算总的AItotal = Σ(AIbus + AIrail + AITube + AItram),这里Tube是轨道交通的一种。
[7]转换为PTAL值。
表2 PTAL值与地图色彩对应
PTAL地图创建方法主要有以下四类:
表3 PTAL地图创建方法
创建等时线图有两种方法:时间制图TIM(time mapping)和伦敦公共交通接驳计算制图CAPITAL(Calculator of Public Transport Access in London)。公共交通时间主要采用伦敦交通模型的Railplan模型,小汽车时间主要采用伦敦交通模型的Highway Assignment Models (HAMs)模型。
图6 伦敦交通模型分区
TIM考虑交通模型小区形心之间的出行时间,CAPITAL的特点是还考虑了从出发点到公共交通服务站点(或到目的地)的时间,也就是说CAPITAL对公交接驳的时间考虑得更加细致一些。不过CAPITAL的计算时间也要长一些,不大适应网页版应用平台的计算。TIM是基于交通小区的,而CAPITAL允许自定义出发起讫点,采用栅格形式计算,可以表现的更为细致一些。具体的计算方法在此不再详细展开介绍。
图7 TIM 和CAPITAL的输出对比
图8 早高峰Bank station到其他区域的旅行时间
图9 早高峰Erith到其他区域的旅行时间
图10 没有Crossrail工程的地区等时线
图11 有Crossrail工程的地区等时线
图12 有无Crossrail工程的旅行时间对比
图13 Ilford镇中心的小汽车等时线图
图14 使用所有公交服务到达Hounslow需要的时间
图15 使用无障碍设施的公交服务到达Hounslow需要的时间
图16 使用公交车到达Hounslow需要的时间
图17 不同用户和Hounslow联系图差异对比
还有一种另外的连接性测试方法,机会和服务获得方法ATOS(Access To Opportunities and Services)。ATOS是用来计算通过步行或公共交通能够得到潜在服务的容易程度。ATOS采用CAPITAL的时间来分析,但是基于目的地的计算。ATOS方法的目的地包含的服务和机会包括:就业、教育、健康、食品商店、开放空间等方面。其计算步骤包括:定义情景、分析每类服务机会最近的10个设施,计算出行时间,获取最近的目的地,计算平均时间和方差等时间统计指标,以及ATOS得分。ATOS的分为A-E五级,A级代表最好的连通度。A级表示出行时间比平均时间小的程度在方差值以上;B级表示出行时间比平均时间小,但不超过方差值;C级表示出行时间大于平均时间,但不超过方差值;D级表示超过平均时间的1-2个方差值;E级表示超过平均时间2个方差值以上。
表4 ATOS方法目的地包含的要素
图18 伦敦的中学ATOS得分图
服务范围表示的是可以从某个区域方便达到的区域。如果某个区域提供了类似商店、学校和医院的服务,则大多数顾客、学生和病人来自服务范围。如果某个区域是住宅,则服务范围是大多数居民要去工作的地方。具体的分析形式有以下几种。
表5 服务范围分析的主要形式
伦敦公共交通可达性的应用较为广泛,有些指标甚至提升到对规划的指引作用,例如对不同区域的停车配建指标提出建议,了解伦敦的哪些地方更适合居住和办公的开发等等。同时也将交通设施项目和改善效果,公共服务设施相关因素联系起来,突破了单纯交通供给分析的界限。
从分析方法上看,PTAL的计算步骤是比较简单明了的,虽然存在一些缺点,但比较容易操作和应用。等时线以及相应时间范围内的各种机会和服务要素分析,是可达性的主要度量指标,可以充分体现地区交通发展的差异性。对相关的政策分析,如引导TOD发展,土地利用以及开发强度,提高公共交通分担率等方面具有较好的促进作用。可达性分析是交通和土地利用互动反馈的一座联系桥梁。
*作者单位 上海市城市规划设计研究院