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交通稳静化理论研究的综述及启示

2021-05-29李依邓昭华

智能建筑与智慧城市 2021年5期
关键词:街道交通道路

李依,邓昭华

(华南理工大学建筑学院)

1 引言

城市发展经历了从人行主导转向车行主导,到人车分离,最后实现人车共存的过程,存在价值观、政策法规、技术标准、设计手法等多重转变。城市建设用地供应将从以增量扩张为主转向盘活存量与做优增量并举。在“内涵式发展”的城市模型下,又面临城市动脉网络快速蔓延、汽车保有量日益增加的问题,交通出行慢慢偏离了公平、安全、高效和环境效益的目标。交通稳静化措施能够降低机动车行驶速度,以达到安全出行的目的,这已经被证实了有效性。交通稳静化对国内在塑造稳静生活空间方面具有借鉴意义。

2 交通稳静化理念

2.1 交通稳静化

交通稳静化(Traffic Calming),也可以理解为交通宁静化、交通宁静区、交通静化、缓解机动车车速措施等。虽然各国对于交通稳静化的理解以及实施效果要求都不同,但国内学者普遍认为的定义为1997年ITE(Institute of Transportation Engineering)在佛罗里达Tampa市的会议上提到的“通过系统的硬设施(如物理措施等)及软设施(如政策、立法、技术标准等)降低机动车对居民生活质量及环境的负效应,改变鲁莽驾驶为人性化驾驶行为,改变行人及非机动车环境,以期达到交通安全、可居住性、可行走性[1]。”与其相关的概念有“完整街道”、倡导绿色出行的“慢行交通”以及传统的“人车分流”设计理念。

2.2 相关概念

交通稳静化的理念基于三个密切相关的概念发展而来。其中,完整街道是为了保障道路上所有出行者的公共通行权;慢行交通深化了对人行道、非机动车道使用者的路权保障;人车分流则在城市道路层面的空间划分上保障慢行交通的有效实施。

美国在20世纪70年代提出完整街道(Complete Streets)理念,强调为行人、自行车及公共交通争取更多的路权。作为一种交通政策和设计方法,它通过对街道进行合理的规划、设计、运营和维护,为全部使用者提供安全的通道。完整街道与交通稳静化都具有限制车行速度的目标,但是前者强调保证道路上所有交通方式出行者的通行权,满足出行需求和安全要求,为所有方式的交通出行者提供一个公平的街道空间[2]。也有学者认为稳静化措施是实现完整街道的一种设计要素[3]。

慢行交通(Slow Traffic)理念最早由《上海市城市交通白皮书》提出,以倡导绿色生活出行方式为目标,具有环保绿色、资源占用少、出行成本低等特点,在城市交通系统中具有不可替代的重要位置[4]。鼓励居民采取“步行+自行车”“步行+公交车”的出行方式,减少汽车尾气所造成的空气污染情况,缓解交通拥堵。慢行交通与城市机动车共同构成了城市交通系统,也有加强城市居民身体健康、休闲娱乐及社交功能的作用。慢行交通是交通稳静化的主要工作对象,但对空间品质的关注较少。

人车分流以完全分隔人流车流、促进城市交通高效运行为目的。人车分流应用于城市空间建设,更有利于塑造立体城市交通的畅通性,实现地铁、轻轨等公共交通系统的高效连接[5]。但是,在城市住宅区建设方面,人车分流受土地面积、建筑施工难度和成本限制三方面因素的制约。城市层面体现为人行天桥、人行过街地道与步行街等,实现了人流与车流的完全分隔,达到缓解城市交通压力的效果。

图1 文献总量分析

图2 历年文章数量变化—分国家

3 国外研究趋势

3.1 研究发展趋势

3.1.1 文献总体概况

本文基于科学知识图谱分析工具CiteSpace,以Web of Science为文献数据来源,对国际期刊交通稳静化研究相关文献进行可视化分析(见图1)。选取“主题词=traffic calming”,文献来源为WOS核心期刊,人工去除不相关文献,共检索到282篇文献作为研究对象。数据下载日期为2020年6月8日。

根据统计结果显示,有关交通稳静化研究的文献在呈现逐年增长的态势,其中美国、英国及加拿大发表文献占据大量比例。中国从2004年开始关注交通稳静化方面研究,但相关研究文献数量少,直至2015年开始出现断断续续的增长(见图2)。

3.1.2 文献合作关系分析

对于稳静化的研究,在众多研究机构中,瓦伦西亚大学(University PolitecnⅤalencia)、瓦赫宁根大学(Wageningen University)与英属哥伦比亚大学(UBC)是与其他机构建立关系最多的三所机构(见图3)。我们将node types设置为author,选出35个作者如图4所示。节点中心代表对应的作者,年轮厚度与发文量呈正比,节点的直径越大表明发文量越多,结果表明Garcia-Ⅴazquez,Eva、MorenoAna,Tsui与Ewing,Reid发文量最多,三者数量较为平均,作者合作图谱关系有较为明显地网络状。通过调节node types=cited author,研究作者共被引关系(见图5),得出影响力最大的前六位作者:ELⅤIK,R、Ewing,Reid、Pucher,J、Carver,A、Jacobsen,Pl、Winters,M,作者研究重点主要集中在建设城镇公路网、道路交通事故及人车碰撞事故方面,其中前两者对后续作者研究内容产生影响较大。

图3 合作关系分析-机构间关系

图4 发文作者图谱关系

3.1.3 研究热点

图6-7中每个正方节点表示一个关键词,形状大小与关键词频次呈正比关系,根据显示可以确定领域内研究热点。通过文献关键词共被引分析,得到10个主要关键词:“交通稳静(traffic calming)”“建设环境(built environment)”“步行(walking)”“安全(safety)”“行为(behavior)”“速度(speed)”“影响(impact)”“健康(health)”“受伤(injury)”“交通安全(traffic safety)”。图5时序图表示文章随着时间变化的共被引关系,可以展现各个聚类发展演变的时间跨度和研究进程。通过聚类分析,交通稳静化相关文献被划分成6大类:“行人碰撞(vehicle-pedestrian collision)”“主动运输安全功能(active transportation safety feature)”“交叉口特征(intersection characteristics)”“交 通 死 亡 率(traffic mortality)”“驾 驶 模 拟(driving simulator)”及“速度管控(speedmanagement)”。

分析可知,多数研究集中在交通运输、工程设计及公共环境安全领域,城市研究、规划设计领域涉及较少。研究的主要内容中,行人碰撞方面在出行风险研究内容上增添了出行模式及街道建成环境的研究。运输安全中包括交通安全、城市建成环境的研究,其中行人受伤碰撞的问题研究在工程领域越来越多。速度管控的研究出现相对较晚,其中儿童的出行环境质量成为关注新趋势,且稳静化理念对校园内部环境及周边交通具有指导意义。

3.2 实践研究现状

国外关于交通稳静化的评价方法主要有:实施前后数据对比、利用ⅤISSIM仿真软件进行模拟驾驶研究、微观交通仿真模型、从交通绩效和安全以及环境和公共卫生影响的角度评价等。实践研究逐渐从工程技术研究转向利用科技手段与其他学科结合测评的方向,研究因素在城市物质空间方面增添了生态环境及其他生物,研究层面逐渐技术全面化与领域多元化。

在行人出行方面,Nicholson等人基于GIS数据和美国各小学校务委员会提供的信息,提出可以运用于学校周围的交通稳静化措施。Hernán Gonzalo-Orden[6]等人的研究认为:人行横道抬高和车道变窄可以最大程度降低车速,雷达测速摄像头和雷达速度警告标志在保持街道稳静的前后,需要采取其他稳静措施。在交通安全研究方面,Leden[7]等人通过措施前后行人通过数、车和行人的速度、事故受伤等情况对比分析得出交通稳静化措施的效果。F.bunn等[8]收集关于道路使用者死亡、受伤等数据,评估区域交通稳静计划是否可以减少与道路交通事故有关的死亡。在道路通行方面,Galante[9]等人研究了农村道路在应用稳静化措施前后驾驶员速度行为变化。Garcia[10]等人利用交通微观模拟仿真软件研究了不同交通稳静化措施对跨镇道路通行能力及运行性能的影响。Jaarsma[11]等人分析了局部地区的稳静化措施对交通安全、乡村道路的通达性和野生生物的影响。Gunwoo Lee[12]等人从交通绩效和安全以及环境和公共卫生影响的角度评估了各种措施的有效性。在城市空间环境方面,Lee[12]等人从交通性能和安全以及环境和公共卫生影响的角度评估了各种稳静措施的有效性。Amir Falamarzi[13]等提出利用TOPSIS(相似性偏好排序至理想解决方案)模型,将交通影响、安全影响、次要影响和成本作为主要标准,对住宅街道的交通稳静措施进行优先级选择。

3.3 交通稳静化研究争议

在交通稳静化理念推行中,也有很多争议。较激进的规划师和学者认为交通稳静只是一个总概念,主张大范围实行交通网络和改善居住性街道,要求提供更有吸引力的公共交通设施[14]。道路工程师则认为稳静化作为一种政策,势必会将现有道路拓宽且改变道路两边用地性质。稳静化措施的使用条件受到政策、场地条件、空间状况及使用者需求的影响,同一套减速措施并不能直接应用在其他地域。英国的一项研究结果表明,大多数稳静化措施与常用公共运输方式难以进行协调,与自行车更容易结合[10]。因此,工程方面的研究成为街道设计导则研究者要学习的必要内容。稳静化推行过程中,实施何种措施以及相关法律问题均存在较大可探索空间,例如,英国国会通过《交通稳静化法案》后,才出现了有关交通稳静化的详细建议。

图5 作者共被引分析

图6 关键词共现知识图谱

图7 关键词聚类时序图

在措施选择与应用成效中,《静化设计的安全效果》报告指出,稳静化设计后,交通冲突的频率降低了8%-100%。《交通稳静手册》(Pennsylvania’s Traffic Calming Handbook)提出,交通稳静措施的选择基于:①这些措施有可能解决受影响道路的流量或速度下降问题;②道路的类型;③实际现场条件。手册中也明确提出了常用的交通稳静化措施及不同措施在不同方面的影响程度。

图8 稳静化研究文献数量趋势

图9 稳静化研究文献主题词

4 国内研究趋势

4.1 研究发展历程

国内的交通稳静化措施成熟较晚,目前处于探索尝试阶段。本文基于中国知网以主题词“交通稳静化”或含“交通宁静化”对论文进行检索,并进行了计量可视化分析。2008年以后相关研究文献数量开始显著增长(见图8-9),排在前列的主题词有“交通稳静化”“交通宁静化”“交叉口”“交通安全”“慢行交通”等。研究领域集中在交通运输、城乡规划与市政以及城市经济方面,对于稳静化理念及实践的应用主要集中于:①居住区中的稳静化措施;②历史街区的稳静化改造;③生活性街道设计稳静化理念的引入;④高校校园的稳静化措施。

4.2 研究理论与实践现状

国内稳静化研究集中在居住区、古城区、街道设计、校园的发展方面,缺少合适的案例进行实践分析评价。稳静化措施最初应用于塑造居住区内道路的安全出行环境。邹庆[15]等提出采用限速坡作为我国社区的道路限速装置,更有利于社区交通安全[16]。王冬冬[17]指出从环境和公共健康角度,居住区中减速丘效果更好;从交通绩效和安全角度,居住区中曲折路线的规划更能带来稳静化的交通。在历史街区地段探索交通稳静化、建设可渗透的街区,可以平衡历史街区与现代城市发展之间的矛盾。研究者从交通出行引导、交通流量控制、街道设计三个方面提出改善街区内的交通环境、提升街区活力的策略[18-19]。面对街区制、“窄马路、密路网”的道路布局理念,各地街道设计导则重新定义了设计的内涵与方式。陈泳[20]指出实施交通稳静化时间较短的街道,倾向于采用效果直接的交通类强制性限定措施,而经过自教育过程与驾驶员习惯形成的街道,其策略会向引导型的街道环境与景观设计转变。机动化侵入校园对校园安全产生了影响,人们更加关注行人、自行车等交通弱势群体的交通安全问题。徐良杰[21]等将GESTALT心理应用于交通领域进行稳静化方法创新,从形状、颜色和结构等方面提出稳静化措施。数据分析评价方面受制于实施案例不足,只能止步于理论框架研究。徐广超[22]通过专家打分,结合层次分析法,建立了交通稳静化措施的评价模型,用于评价现有稳静化措施是否合适以及在几个备选方案中选择较优的方案。

国内文献研究中,对于交通稳静化的研究多数在国外文献基础上进行阐述,没有完整的研究体系且种类少,缺少实际的应用案例,分析评价模型无法得到科学验证。我国目前还需要进一步研究的问题是扩大交通静化措施的应用范围、多种交通静化措施组合使用的效能、实施后的数据采集及影响分析等。

5 设计方法研究

5.1 以基础工程设计为主要设计手段

基础工程设计作为建成区的交通改善手段,已积累了完善的措施细则及影响因素成果。根据其主要目的可以分为三类:车速控制措施、交通量控制措施和组合控制措施。

主要应用于:生活中需要抑制机动车速度,保证社区出行环境;解决干线公路与城镇道路过渡段存在的冲突;特定区域内(居住区、校园内、历史道路等)降低车行速度保障安全。车速控制措施通过改变道路的垂直定线和水平定线或者窄化车道等措施,达到限制行车速度的目的。交通量控制措施主要是通过封闭某些方向的道路,阻止抄近路的交通问题,从而使街道的交通更容易控制。但两者区别并不明显,因为一些车速控制措施经常迫使车辆改变行驶路线,而交通量控制措施也常常能起到减速的作用[23]。

5.2 色彩暗示影响行为知觉

根据环境色彩的心理效应,色彩设计对道路能起到一定的交通稳静化作用,并能有效地识别出行人空间。这种间接性心理暗示措施以通过色彩和材料变化提高驾驶者对街道关注度,从而达到主动减速的目的。

主要应用于:需要提示驾驶者减速的道路交叉口、人行道;历史街道空间环境改善;城市社区公共空间的艺术化设计。根据生态知觉理论,环境知觉是环境刺激生态特性的直接产物,环境的形式决定行为发生的形式[24],将景观艺术融入城市建设中已成为趋势。美国的沥青艺术倡议计划,鼓励艺术家以柏油路为画布进行创作,以放慢车速、进一步推进城市及交通总体规为目标,改善街道安全性。彩色沥青路面、防滑路面等具有美化环境、便于交通管理、提升公众的交通安全意识、缓解疲劳提高行车安全等优点,鼓励创新性的应用。

5.3 街道全要素空间设计重新分配路权

全要素空间设计结合了景观、市政、交通等多个部门,道路红线空间、建筑退界和建筑立面共同构成了完整的物理界面,全要素精细化设计改善了传统的道路工程属性,实现向“以人为本”转变。

主要应用于:强调人对于街道空间使用权的空间改造;历史街道对机动车的控制和对街道文化的塑造。传统的道路横断面设计根据道路等级确定路幅、车道数量及宽度,将车行道与自行车道及人行道在竖向上进行了划分。相反,美国提出协调多种交通模式的“完整街道”概念,强调“应为全部使用者提供安全的通道”,积极鼓励步行[25]。以交通稳静化为目的的全空间设计,应该细化街道类型,制定不同情况下的设计方法及策略,例如生活性道路中将行人用于控制车速的要素、利用路面铺装提醒驾驶者驶入特殊区域,达到“心理交通安宁”。设计理念关注行人的通行与活动需求,设计范围从“红线内”向包含建筑物理界面的“全空间”转变。

6 对我国研究与实践的启示

6.1 多学科在理论与实践的研究有待深化

国内外的文献研究表明,稳静化理论研究及实践多集中于交通运输、工程设计等领域。国外在心理学、生物学及空气质量等领域的研究都为国内研究带来启发,加强国际间学者交流有利于更准确把握研究动态及成果。笔者建议,在城市更新过程中,将稳静化措施应用于社区小微空间精细化治理;交通工程领域,研究时可更多纳入心理学研究人群行为;交通管理方面,先进的执法技术应成为后期监测的保障。目前,交通稳静化也被纳入交通与土地利用规划和交通工程管理中确立的分支。我国在未来研究范围,也可将城镇与农村纳入进来。此外,公共环境安全领域,进行稳静化与城市气候环境的研究;社会科学领域,进行社会经济特征方面的公平分配与选址研究;城市研究领域进行关于稳静措施带来的民生问题研究,例如稳静措施对于房价的影响等。

6.2 多组织合作,加强反馈信息收集

首先需要跨领域合作,形成道路建设、交通规划与管理、城乡规划、市政园林、街道维护组织等的合作局面,让设计者、施工者、管理者和使用者共同参与空间建设。根据社会经济发展水平、空间结构等差异,对不同街道空间按流量、速度、品质等进行分类与定位。在城市设计方面,可使用色彩心理暗示、公共交通互补调整、“全空间”设计重新分配路权等策略。在空间上,需要把部门分割的空间重新整合成完整的街道空间。加强信息反馈及提高参与度方面,对稳静理念进行宣传,在试验路段进行临时性措施使用,收集居民使用后反馈信息,再做出对试验对象保留、改善或去除等决定。可通过引入“在线设计工具”,鼓励公众进行可视化的自我设计。试验场所的现场检测数据,可以利用“5G+交通”的优势,提高信息收集效率,建立使用反馈体系。

6.3 试行弹性规范下的柔性措施

积极进行我国相关规范的研究,结合我国街道特征,在交叉口和出入口设计、道路宽度、空间分配等方面开展研究,构建城市街道设计相关技术规范体系[26]。一般先对不同街区进行分类,对人车交通情景进行分析,对交通替代方案进行前瞻,再使用多样化的措施分配交通速度分区、修正常规交通通道的空间供给、缩短人行过街距离、扩大慢行空间。但这也会对现有的标准和规范提出不同程度的挑战。现行《城市道路交通规划设计规范》(GB50229-95)源于应对我国快速城镇化时所面临的道路空间供给不足的问题,倾向于宽阔的截面,力求前瞻机动车交通量最大时的极限状态。但我国城市已经步入存量优化的新常态,相关的规范只注重车流通行效率,应当向人车并重转型,甚部分区域要以人优先。规范创新方向,建议增加弹性浮动范围,适应不同的策略需求,鼓励采用柔性可变的措施,以适应多变的城市发展需要。

7 结语

目前,交通稳静化在我国暂时面临各领域脱节的困境,多专业在稳静化理念上的互通有无、践行以安全与生活为主题的循环试验应成为未来趋势。未来的实践尝试可以优先考虑条件成熟区域,选择以生活性、商业性、景观性和综合性功能为主的街区和有缓解城市交通压力潜力的街区、社区环境建设成熟稳定且基层居民自我归属感强的区域。稳静化不仅涉及交通、规划领域,也与城市用地性质、使用者心理变化、社会群体合作及生物生态等相关。打破单一工程要素的考量必不可少,实践的应用反馈和各领域的沟通效率也是推动稳静化理念在街道空间设计中发挥作用的保障。

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