多重容量约束下的生态交通目标实施路径研究—以南京中新生态科技岛为例

赵静瑶 ，陈玮 ，高磊 ，王俊

1.南京市城市与交通规划设计研究院股份有限公司；2. 南京航空航天大学民航学院；3. 同济大学交通运输工程学院

0 引 言

新加坡·南京生态科技岛（以下简称科技岛）地处南京都市区长江中部，是由新加坡与南京共同开发建设的整体合作项目,旨在建设成为可持续发展的城市新样本。其位于联系南京老城、河西新城与江北新城之间的重要纽带位置，是跨江交通联系的核心和枢纽区域，战略地位显要。同时，岛内城市核心功能突出。根据2017年批复的控制性详细规划，科技岛以“生态科技城、低碳智慧岛”为总体建设目标，重点围绕“绿链+岛城+水岸”的独特布局结构，形成“一链、一廊、四轴、五岛、四中心”的紧凑空间布局，发展与建设规模为11万人口、10万岗位，建设用地6.95km2，地上总建筑面积741万m2（含安置房）。

生态建设是科技岛发展的长期主题[1]。岛内各级规划均确立了生态发展的主体地位，明确指出需要维持长期可持续发展的良好生态环境，实现岛内环境清洁和自然生态系统的良性循环，重点构筑长期发展的碳中立岛、营造独一无二的优越环境，建设可持续的生态体系。国内外先进经验表明，交通低碳化是生态建设的重要途径[2,3]，重点通过建立一个快速、便捷、绿色的交通体系，提高公共交通出行比例，实现品质优良的低碳出行。不同于其他生态友好地区，科技岛由于其特殊区位，如图1所示,其交通体系建设面临生态资源、道路时空资源的多重约束，生态交通目标的制定与实施路径的选择尤为关键。本文旨在通过多角度综合量化科技岛生态交通发展的具体目标，构建多情景测试模型对合理交通政策进行单一及组合测试，多角度比较优选得出推荐实施路径，从而保障科技岛交通及生态目标的实现。

图1 南京生态科技岛交通区位图

1 约束条件与生态交通发展目标

科技岛从过去仅有1.2万人的独立村镇，到远期具有11万人口的低碳智慧岛，其岛内与进出岛的交通出行规模将面临大幅增长。预测远期进出岛交换量约39.2万人次/日，岛内交换量约17.4万人次/日。同时，科技岛对外通道还承担了约1.8～1.9万pcu/h的高峰小时跨江过境需求。其交通发展面临生态资源、道路时空资源的多重约束，交通发展目标应重点明确公交化[4]的发展程度。

1.1 生态约束条件下的公交化程度测算

根据控制性详细规划，“碳中立”是科技岛发展的重要生态约束条件。其是指通过各种削减或吸纳措施，实现二氧化碳净排量（向空气中排放的二氧化碳和移除的二氧化碳之差）降低到零。科技岛在长期发展的碳中立要求下需要重点实现碳排放量与碳吸收量平衡，城市发展与自然生态平衡。因此，公交化发展要满足长期发展的碳中立岛的要求，需要重点进行公交占机动化比例的碳排放敏感性分析测算[5]。根据控规，科技岛碳排放控制力度强于南京标准，目标控制为140吨/百万美元。根据南京市总体规划要求，未来人均GDP强度的发展目标为15.1万元/人，以岛内居住人口计算，碳排放强度总量约36吨，交通碳排放量比重应控制为10%～15%，碳排放约束下的公交分担率测算如图2所示。在小汽车、电动公交车碳排放量分别为188g/人·km、75 g/人·km时，结合交通出行总量与分布预测，如图3所示，科技岛公交出行占机动化比重需要达到84%以上时，能够满足全岛控规碳排放指标要求。这意味着公交需在科技岛交通体系中占绝对主导地位。

1.2 道路时空资源约束条件下的公交化发展程度测算

图3 公交占机动化出行比重与碳排放关系图

科技岛内部道路有限，路网规划总规模为80.91km，除中新大道为46m断面外，其余道路断面以12～30 m为主。通过建立时空消耗法模型以道路有效长度与有效运营时间的乘积作为道路网的时空总资源，估算在时空总资源的约束下，单位空间、时间内所能服务的最大车辆数及道路饱和度。根据岛内路网容量，岛内道路可承载的平均饱和度在0.57～0.73之间。根据这一要求，公交出行占机动化方式需达到85%以上，才可实现科技岛进出通道及岛内道路服务水平良好。如图4所示。

（3）生态交通发展目标

结合上述测算，具体明确科技岛交通发展目标为：构建“公交+慢行主导”的生态交通体系，其中绿色交通分担率＞90%，公交出行占全方式出行比重超过60%，占机动化分担率超过85%。

2 多情景测试模式构建

生态交通发展目标的实现需要结合具体交通政策进行推动[6]。按照实施力度，交通政策可分为刚性政策与柔性政策两类。为测试相关政策及政策组合的实施效果，构建多情景测试模型为生态交通目标的实施路径选择提供依据。

图4 公交机动化分担率达到75%与85%时岛内交通运行状况

2.1 基础情景设定

根据规划，科技岛交通基础情景设定包括进出岛通道、公交优先系统和慢行系统等三大系统建设。具体实现：

① 强化进出岛通道建设：规划远期科技岛过境及对外通道道路3条（1条预控）和轨道交通线路3条，支持地铁4、13号线在岛内设站；

② 实现TOD发展、高密度公交网络、完全的公交优先：由地铁、有轨电车、常规公交和迷你巴士构成4级公交网络，沿中新大道布设1条公交客流主走廊（客流主走廊），形成层次多样、转换便捷、高度覆盖、内外畅通的公交体系；

表1 刚性情景设定

表2 柔性政策情景设定

③ 充分落实岛内慢行空间，营造舒适安心的步行环境：包括人车分流、舒适宜人，构建多种形式连续的60 km长的绿道网络等。

2.2 刚性政策情景设定

参考国内外相关发展经验，刚性政策主要通过限制小汽车的使用达到高度公交化的目的[7,9]。需要在进出岛匝道位置加设闸机，对无通行证车辆，强制不准入岛。结合发展需求，刚性限制车辆进出政策主要针对从岛外进入岛内的车辆，对于岛内居民车辆进出岛不进行限制。如表1所示。

2.3 柔性政策情景设定

重点针对公交优惠、停车价格杠杆、停车以静制动三个方面提出三类10种不同政策。如表2所示。

2.4 多情景测试模型构建与校核

利用常规四阶段方法，以费用及时间为参数，采用方式划分Logit模型[8]，计算不同政策方案下的方式分担率。模型中出行方式分担率确定的基本原则为：费用、时间消耗越多，选择这一方式的概率越小。

其中：P——出行方式i的分担率；

Ui——出行方式i的总效用。

表3 模型中参数调整方法

表4 单一情景测试结果

各出行方式的效用函数 计算方法如下，基于各方式出行总成本计算效用函数U，可得出OD点对间的方式比例。

其中：t1i—出行方式i的车内出行时间；

t2i——出行方式i的车外出行时间；

mi——出行方式i的费用；

d——偏好参数；

a、b、c——权重。

根据提出的发展政策，对模型中参数进行如下表所示的调整。如表3所示。

3 交通政策测试与比选

3.1 实现目标的单一情景测试结果

在单一政策方案下，仅刚性限制车辆进出岛可实现生态交通的发展目标，公交分担率达到91%。其他柔性单一政策方案中，公交占机动化分担率均未达到85%，无法实现生态交通目标。因此，必须进行政策方案组合。单一情景测试的结果如表4所示。

表5 组合情景测试结果

表6 刚性限制小汽车进出政策方案评价

3.2 实现目标的组合情景测试结果

对36套组合政策方案进行测试，有4套推拉结合的弹性引导政策组合方案能够满足公交占机动化分担率达到85%以上的要求，实现生态交通发展目标。组合情景测试结果如表5所示。

4 生态交通目标实施路径推荐

针对实现目标的刚性政策及四大柔性政策组合具体进行经济影响、社会影响、交通影响、工程难度、额外政策等多角度评价与比选如下所示[10]。

4.1 刚性政策评价

表7 方案综合比选

刚性限制小汽车进出政策在生态目标的实现上效果极佳，但需要设置换乘停车场，同时在进出岛通道五桥、汉中门大街新建高架和地下匝道，服务于小汽车进出停车场。同时，需要合理组织、监管有通行证和无通行证的交通流，保障各类交通流有序运行。刚性限制小汽车进出政策在工程建设、交通组织、社会影响和实施管理等方面存在很大难度，刚性限制小汽车进出政策方案评价如表6所示，建议仅作为预留方案。

4.2 柔性政策组合评价

根据政策组合测试结果，对实施公交导向+机动车控制的多政策组合柔性截流方式，也可满足生态交通的发展目标，重点包括以下“强公交+强弹性管控”、“一般公交+强弹性管控”、“中等公交+中弹性管控”三类。对三类组合方案，从经济、社会、交通、工程、额外政策做综合比选可得，方案综合比选结果如表7所示，确定推荐政策组合为“中等公交+中弹性管控”组合。

4.3 推荐实施路径

推荐采用实施推拉结合的柔性截流“八大政策”组合，也可满足生态交通的发展目标，实现对公众低碳出行行为的主动引导。仅将刚性截流作为发展超预期时的预留政策。重点包括公交导向政策、小汽车严控政策、慢行政策、辅助政策等。具体实施应包括以下五个步骤。

第一步：完善岛内各类设施，纳入政策试点。具体构建高度覆盖、转换便捷的四级公交网络，提供完全的公交路权优先；保障连续、安全、舒适、便捷的慢行环境；建设公共停车场，鼓励换乘公交。

第二步：实施部分公交票价优惠。实施旅游公交票价、企业服务的组团公交优惠，由旅游局、物价局作为公交优惠票价和补贴定价的主管部门。

第三步：落实停车收费调整、停车配建调整。申请将科技岛停车收费标准提高到南京市核心区水平，并纳入南京市下一轮停车收费调整中；在下一轮配建调整时新增条款，在生态科技发展程度较高地区，公建配建应提高至一类区，对轨道交通200 m范围内配建，即使未达到南京市容积率5～5.5的要求，仍应采用0.7个/100 m2标准，同时配建充电桩。

第四步：保障公交优先发展资金池的可持续发展。通过TOD综合开发、公共停车场等收入补贴公交优惠，维护岛内公共交通基础设施的高水平运营。

5 结 语

科技岛作为中新共建的“生态科技城、低碳智慧岛”，位于长江之中，东西联系的纽带位置，要建立世界级的可持续发展城市新样本，其交通体系发展面临生态资源、道路时空资源的更强约束。本文针对碳排放、路网容量等多重约束进行公交分担率的敏感性测算，明确科技岛未来交通发展目标为公交占机动化出行比例的85%以上。同时，设定1个刚性交通政策与三类10个柔性交通政策情景，构建了多情景测试模型对单一政策及36套政策组合的实施效果进行测试与综合比选，明确了达到85%公交化水平的政策组合与具体实施路径，能够充分指导中新南京生态科技岛的生态交通长期发展，同时对国内外生态友好地区交通目标构建与政策选取具有重要借鉴意义。