張天然：倫敦公共交通可達性分析方法及應用

　　1引言

在倫敦交通規劃TfL（Transport for London）中，需要分析交通基礎設施和服務的資料，一個重要的分析方法就是連通性（connectivity），也稱為可達性（accessibility）。

使用可達性分析的主要目的：

[1] 識別因交通改善而得益的區域；

[2] 更好的了解新的公交線路、站點和道路規劃的影響；

[3] 識別就醫等公共服務的最佳選址以便居民使用；

[4] 了解倫敦的哪些地方更適合居住和辦公的開發；

[5] 對不同區域的停車配建指標高低提出建議。

可達性分析的主要形式：

[1] 基於區域內公共交通的服務距離和頻率的公共交通可達性指標PTAL（Public Transport Access Level）；

[2] 等時線圖，展示特定區域到其他區域的時間或一定時間內可以到達的區域；

[3] 服務範圍分析（Catchment Analysis），描述了特定區域在一定時間內可以可以到達的工作地點，或不同形式的服務情況。

PTAL的取值範圍為0-6，越大表示可達性（連通性）越好。因為歷史原因，1類的PTAL值分為1a和1b，6類的PTAL值分為6a和6b，因此一共有9個PTAL值：0，1a，1b，2，3，4，5，6a和6b。PTAL的值用固定的顏色在地圖上進行表示。一般來說PTAL值高的地方，具有以下特點：

[1] 步行到最近的公交站點距離很近；

[2] 最近的公交站點等待時間很短；

[3] 最近的公交站點有很多公交車服務；

[4] 附近有主要的軌道交通站點；

[5] 以上因素的組合。

因此PTAL可以看出是對公交網路密度的度量。PTAL不考慮每個地方可以到達的目的地，也不反映公交和軌道交通的擁擠情況。PTAL主要針對公共交通，不包含小汽車出行的情況。

PTAL最早是在倫敦的Hammersmith & Fulham行政區引入的，後來被深入和廣泛地應用到倫敦的各種規劃程序，包括戰略規劃和區域規劃。例如包含經濟、社會和環境目標的2031年倫敦戰略規劃，一個重要的應用就是確定不同區域的居住開發密度。這個做法的基本思路是，公共交通服務好的地方適合高密度開發。

表1 倫敦規劃中建議的住宅開發密度

hr：適合居住的房間；u：一個居住單元，公寓或別墅；ha：公頃

在倫敦規劃中PTAL也被用於居住區的停車位配建指標。為了鼓勵使用公共交通，一個基本的原則是在公共交通服務好的地方應減少停車位供應，而公共交通服務薄弱的地方則可以提供更多的停車位。倫敦規劃中的住房供給規劃指引報告包括了兩個矩陣。一個矩陣是將房間數、停車位和TAL聯繫起來。另外一個矩陣則更加精細化的表達了停車配建規則。

圖1 倫敦規劃中PTAL和停車配建的關係

作為確定區域高密度用地開發的政策部分，倫敦規劃也監控了PTAL值大於等於5的區域中商業活動的比例。規劃確定了一個關鍵運營指標來維持高PTAL值區域的工作地比例。

例如Upper Lee Valley Opportunity 地區規劃框架中，兩個地圖分別表示了現狀年和未來年的PTAL值，反映了新開公交線路、增加軌道交通發車頻次等公交服務改進對區域的影響。

圖2 區域規劃框架中現狀年和未來年的PTAL地圖

又如Battersea地區Northern線延伸後現狀年和規劃年PTAL對比。

圖3 Battersea地區Northern線延伸後現狀年和規劃年PTAL對比

PTAL在網頁上可以將進行計算和展示。

圖4 網頁版PTAL地圖

PTAL一般是基於地圖的，可以將全倫敦的值展示在地圖上。PTAL的也有其缺點。例如PTAL值區分為9類，但是每一類沒有繼續細分以體現不同之處。分析是基於所有的公共交通可達性的，而沒有基於不同的公交模式。當應用於未來年時，特別是公交車的服務水平是基於假設的。PTAL使用工作日早高峰的服務水平來代替所有時段的服務水平。但對一些購物中心，可能平時甚至周末的服務水平更為重要。軌道交通運輸能力、可靠性等因素也沒有納入PTAL計算。

（1）輸入數據

[1]區域內的住宅、辦公、商店等用來計算PTAL值的要素。

[2]倫敦所有的公共交通站點（包括軌道交通和公交站點），稱為服務點（SAPs）。

[3]倫敦所有可以步行的網路，用以計算出行起點到公共交通網路的步行時間。

[4]倫敦所有的公共交通運行線路（軌道交通交路），包括在SAPs的停站情況和服務頻率。根據PTAL計算的要求，包括現狀和未來的兩種情況。

（2）計算步驟

[1]計算到SAPs的步行時間（WT）。

a) 大倫敦共有13000個SAPs。但不是所有公交的停靠站作為單獨的SAP，就近的SAP會合併組群成一個。

b) 步行速度假設為4.8km/h。

c) 步行網路使用調查發布的整個倫敦的整體交通網路（ITN），並去除了不適合步行的機動車道和主幹路，添加了鐵路橋、步行道等其他可步行的設施。

d) 假定人民到公交車站的最長步行距離為640米（8分鐘），到軌道交通站點最長步行距離為960米（12分鐘）。超過此範圍的公共交通服務不影響PTAL的值。路徑選擇採用Mapinfo軟體的RouteFinder應用程序。

e) 有關公交停靠站點和線路數據採用TfL的公交網路數據。

f) 軌道交通（含有軌電車等）的服務頻率使用了倫敦公交戰略模型Railplan。

[2]計算每條線路在每個SAP的計劃等待時間 (SWT)。

a) 標準的PTAL計算採用工作日8:15-9:15的公交服務頻率。

b) 假設乘客到達公交站點服從隨機分布。

c) SWT的單位為分鐘，假定為服務間隔的一半，即SWT = 0.5 * (60/頻率)。例如，一小時有6班車，服務間隔10分鐘，則SWT=5分鐘。

d) 區域內同一條線路有多個站點可以服務，只考慮最近的站點。

e) PTAL對交通的方向性考慮的比較簡單，如果雙向運行的線路，選服務頻率大的作為計算輸入。

f) 軌道交通只考慮在倫敦內至少有兩個站點的線路，因此PTAL不考慮只有一個站在倫敦內部的線路（主要是指城際的）。

[3]計算每條線路在每個SAP的平均等待時間 (AWT)。AWT是在SWT的基礎上，增加一些可靠性因素的時間。不同模式的公交可靠性因素有所差異，以反映公交車和軌道交通等方面的差異。可靠性因素中，公交車為2分鐘，軌道交通（有軌電車）為0.75分鐘。

[4]計算每條線路在每個SAP的總接駁時間 (TAT)。TAT = WT + AWT。

[5]計算每條線路在每個SAP的等效頻率(EDF)。EDF=0.5 *(60/TAT),使用步行時間計算在內的時間作為服務時間來計算頻率。

[6]計算接駁指數(AI)。

a) IA通過所有線路的所有SAPs的EDF來計算，但是會給出一個權重係數，最大等效頻率的權重為1，其他為0.5，即AI =最大EDF + 0.5 * Σ(其他EDFs)

b) 先對每個公共交通的模式的AI進行計算。

c) 再計算總的AItotal = Σ(AIbus + AIrail + AITube + AItram)，這裡Tube是軌道交通的一種。

[7]轉換為PTAL值。

表2 PTAL值與地圖色彩對應

2.3 PTAL地圖的創建方法

PTAL地圖創建方法主要有以下四類：

表3 PTAL地圖創建方法

創建等時線圖有兩種方法：時間製圖TIM(time mapping)和倫敦公共交通接駁計算製圖CAPITAL(Calculator of Public Transport Access in London)。公共交通時間主要採用倫敦交通模型的Railplan模型，小汽車時間主要採用倫敦交通模型的Highway Assignment Models (HAMs)模型。

圖6 倫敦交通模型分區

TIM考慮交通模型小區形心之間的出行時間，CAPITAL的特點是還考慮了從出發點到公共交通服務站點（或到目的地）的時間，也就是說CAPITAL對公交接駁的時間考慮得更加細緻一些。不過CAPITAL的計算時間也要長一些，不大適應網頁版應用平台的計算。TIM是基於交通小區的，而CAPITAL允許自定義出發起訖點，採用柵格形式計算，可以表現的更為細緻一些。具體的計算方法在此不再詳細展開介紹。

圖7 TIM 和CAPITAL的輸出對比

圖8 早高峰Bank station到其他區域的旅行時間

圖9 早高峰Erith到其他區域的旅行時間

圖10 沒有Crossrail工程的地區等時線

圖11 有Crossrail工程的地區等時線

圖12 有無Crossrail工程的旅行時間對比

圖13 Ilford鎮中心的小汽車等時線圖

圖14 使用所有公交服務到達Hounslow需要的時間

圖15 使用無障礙設施的公交服務到達Hounslow需要的時間

圖16 使用公交車到達Hounslow需要的時間

圖17 不同用戶和Hounslow聯繫圖差異對比

還有一種另外的連接性測試方法,機會和服務獲得方法ATOS(Access To Opportunities and Services)。ATOS是用來計算通過步行或公共交通能夠得到潛在服務的容易程度。ATOS採用CAPITAL的時間來分析，但是基於目的地的計算。ATOS方法的目的地包含的服務和機會包括：就業、教育、健康、食品商店、開放空間等方面。其計算步驟包括：定義情景、分析每類服務機會最近的10個設施，計算出行時間，獲取最近的目的地，計算平均時間和方差等時間統計指標，以及ATOS得分。ATOS的分為A-E五級，A級代表最好的連通度。A級表示出行時間比平均時間小的程度在方差值以上；B級表示出行時間比平均時間小，但不超過方差值；C級表示出行時間大於平均時間，但不超過方差值；D級表示超過平均時間的1-2個方差值；E級表示超過平均時間2個方差值以上。

表4 ATOS方法目的地包含的要素

圖18 倫敦的中學ATOS得分圖

服務範圍表示的是可以從某個區域方便達到的區域。如果某個區域提供了類似商店、學校和醫院的服務，則大多數顧客、學生和病人來自服務範圍。如果某個區域是住宅，則服務範圍是大多數居民要去工作的地方。具體的分析形式有以下幾種。

表5 服務範圍分析的主要形式

倫敦公共交通可達性的應用較為廣泛，有些指標甚至提升到對規劃的指引作用，例如對不同區域的停車配建指標提出建議，了解倫敦的哪些地方更適合居住和辦公的開發等等。同時也將交通設施項目和改善效果，公共服務設施相關因素聯繫起來，突破了單純交通供給分析的界限。

從分析方法上看，PTAL的計算步驟是比較簡單明了的，雖然存在一些缺點，但比較容易操作和應用。等時線以及相應時間範圍內的各種機會和服務要素分析，是可達性的主要度量指標，可以充分體現地區交通發展的差異性。對相關的政策分析，如引導TOD發展，土地利用以及開發強度，提高公共交通分擔率等方面具有較好的促進作用。可達性分析是交通和土地利用互動反饋的一座聯繫橋樑。

（作者單位：上海市城市規劃設計研究院）

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