同濟大學交通運輸工程學院 陳小鴻 教授

　　1.城市交通理論創(chuàng)新的必要性
　　現(xiàn)在中國城市交通存在一些非常突出的不均衡、不充分問題。可以概括為四個方面。
　　第一，工序的失衡，這種失衡不僅僅涉及交通需求和交通設施的對應關系，實際上還涉及到空間和交通的對應關系。
　　第二，交通設施運行效率低下，即使結合現(xiàn)在快速發(fā)展的大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)技術等等，交通設施的運行效率還是相當?shù)拖拢@種低下不僅僅是在運行效率上，還涵蓋了大量的投資、建設問題。
　　第三，在經(jīng)歷了高速發(fā)展之后，城市服務、城市交通服務中的公平性和服務均等化問題日益突出。尤其在最新一些大城市開始重新修編到2035年城市總體規(guī)劃的時候，都把公平性和服務均等化以及通過交通可達性給城市居民在就業(yè)和居住方面更多的平等選擇機會設立為一個主題。
　　第四，經(jīng)濟發(fā)展和信息技術對城市交通規(guī)劃建設和綜合治理帶來了新的挑戰(zhàn)，交通矛盾不僅僅是交通擁堵，實際上已經(jīng)向更大范圍擴展。我們國家有最強大的移動支付和電商平臺，在城市交通當中，客運和貨運需求在表現(xiàn)的形態(tài)上出現(xiàn)了一些轉變。例如，大量年輕人的網(wǎng)絡購物使得物品的出行由快遞小哥騎著一個助動車所完成。
　　所以，從這幾個方面來對應一下研究城市交通理論和方法，會發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在的諸多現(xiàn)在已經(jīng)沒有辦法回應的問題。現(xiàn)有的城市交通理論和方法可以歸納為以下三個階段：
　　第一個階段，小型汽車出行以后，研究處于理論儲備期，主要以小規(guī)模抽樣調查與經(jīng)驗性的研究為主，之后是一直存在的主流——以小機車交通作為主要對象，以道路作為主體所形成的理論體系，包括交通系統(tǒng)管理、交通控制等等。到了現(xiàn)在的階段，任何一個城市實際上都不是單一的交通模式。大量交通方式以及相互作用，就形成了典型的多模式的交通結構，這樣的交通結構用原來的車路或者人、車、路的概念是沒有辦法應對的。
　　從既有的研究到新的研究有一些非常大的變化，就時代背景而言，中國城市的交通問題研究由原來人、車、路通信能力為核心，以供需平衡作為主要標識，是服務交通設施大規(guī)模建設的研究。如今倡導的存量規(guī)劃，以增量為主向存量轉化，有序建設和適度開發(fā)更多關于建設與運行的融合，包括我們的理論對象，從交通流與交通設施，再到交通服務和交通網(wǎng)絡的相互作用。對于主動、安全規(guī)劃，更重要的是整個城市與交通的運行，要以我們政策和相應的技術手段來引導這樣的需求。
　　因此交通研究的核心內(nèi)容也從單一的交通物理設施網(wǎng)絡，走向多方式符合網(wǎng)絡整體構建與運行調控。城市交通理論與方法的運用場景已經(jīng)遠遠超出了設施建設的服務目標，而是既要解決建設問題，更要面向短期甚至是管理調控。我們對學科的認識不能單純認識到工程的學科，而是綜合運用工程、社會、法律等學科綜合交叉而形成新的城市交通體系。
　　第三個問題是傳統(tǒng)的城市交通研究都是長期依附于交通運輸研究，也就是把城市內(nèi)的交通問題和城市之間的交通問題作為一類，實際他們有很大區(qū)別。從本質上而言，城市交通更多的是社會公共服務，而城市之間的交通運輸，更多是一個物質生長活動，因此也就引申出它的目標和使用者的需求不一樣，對象和設計的主體也不一樣，尤其是體現(xiàn)在運作的機制和組織模式。城市道路和公路，無論是建設資金來源還是運作場景維護的模式，由于目標、性質不一樣，實際上都是不同的。
　　所以，研究城市交通學科需要調整整個的思維模式，首先城市交通是城市最基礎、最關鍵的元素，而且這樣的學科應該是出于自然科學和社會科學中間的交叉性的學科，而城市交通學所面對的是城市交通復合型網(wǎng)絡。當然我們城市新的特征里面還要關注到以城市群，以周邊城市相互之間的作用，包括信息化發(fā)展和大數(shù)據(jù)技術對城市交通的雙重影響。這種雙重影響不僅僅是技術手段，也對人的行為模式也產(chǎn)生了影響。
　　大數(shù)據(jù)不僅是設施效率的影響，很多時候體現(xiàn)在對人的需求和人的行為模式的影響。要面對這樣的新技術，新的業(yè)態(tài)和新的服務，不僅僅從技術上應對，同時還要創(chuàng)新城市交通的社會治理，也就是城市交通治理新的理論和新的方法。
　　2.城市交通理論的創(chuàng)新——城市交通學框架
　　為什么要建立新框架？因為有期限的規(guī)劃和有期限的工程設計與城市長期運行和有機更新是一對矛盾同時又是必須要處理的問題。
　　就上海的例子而言，上海城市規(guī)劃最核心內(nèi)容就是建設用地的零增長和負增長。那么給我們帶來一個問題，當建設用地不再增長，整個交通網(wǎng)絡的建設和擴張不是不是城市交通建設主要內(nèi)容的時候，我們的交通規(guī)劃和管理還要做什么和還能做什么？如果仍然用原來的概念，那就無事可做。前面提到的四大方面的問題顯然不是這樣。由此提出了交通理論的創(chuàng)新，以及城市交通學所研究的第一類問題，即城市交通網(wǎng)絡的構建與運行。
　　首先，需要理解的是什么是城市交通網(wǎng)絡？什么是城市交通網(wǎng)絡的構建與運行？構建與運行是一個不可分割的整體，即城市網(wǎng)絡不能單純理解為交通網(wǎng)絡、交通基礎設施網(wǎng)絡。城市交通網(wǎng)絡與運行是以滿足人的需求組織城市高效運行為目標，通過對城市復合網(wǎng)絡的動態(tài)構建和運行管理。也就是網(wǎng)絡的結構調整，組織與控制優(yōu)化和行為機制的調整，為人和物在城市的移動提供完整高效的服務。城市交通網(wǎng)絡是通過各種手段進行動態(tài)構建、管控，以及調整服務能力和服務狀態(tài)的復合網(wǎng)絡。因此把城市交通網(wǎng)絡定義為交通基礎設施網(wǎng)絡、交通運輸組織網(wǎng)絡、交通信息傳播網(wǎng)絡的總和。
　　交通網(wǎng)絡的基本要素，是一系列的設施再加上運輸?shù)慕M織。這樣的運輸組織和對于基礎設施和運行管控的過程，使得我們能夠動態(tài)的形成當下城市交通服務所需要的個類交通服務的組織。在這樣的網(wǎng)絡構建與運行，作為城市交通學主要的研究對象，網(wǎng)絡的需求是可以調節(jié)的，網(wǎng)絡的設施是可以動態(tài)組織的。這種組織是通過運輸網(wǎng)絡和網(wǎng)絡的控制是能夠動態(tài)形成的。在這個過程當中政策、經(jīng)濟、法律、信息等等能夠對需求進行時空上的調整，同時技術上動態(tài)的結構調整和使用功能的定義，也能對我們的服務網(wǎng)絡進行實時的調整。

圖1城市交通網(wǎng)絡三大直接變量

　　在這樣的概念下面我們所認識的城市交通網(wǎng)絡既包含了功能網(wǎng)絡也包括了設施組織網(wǎng)絡，以及服務網(wǎng)絡。因此具有了單一設施網(wǎng)絡更加復雜的特性，如多工具、多模式的復合型，多元構成要素的一致性，時空的動態(tài)性，運行的復雜性和非線性，以及各類網(wǎng)絡的交互性和可調性。
　　上海在延安路高架下形成了一個中央公交專用道，是有一條單項專用車道和一條專用71路的線路形成的服務網(wǎng)絡。在這個過程當中設施本身并沒有大的變化，只是把道路空間做了一個重新的功能區(qū)分，通過信號控制系統(tǒng)構建了依托于道路的公交優(yōu)先的服務系統(tǒng)。
　　上海中環(huán)線因為交通事故中斷12天，根據(jù)跟蹤分析，可以觀察到各個網(wǎng)絡的關聯(lián)作用。如下圖，在這樣的情形下，從我們的軌道交通一直到各類道路，各類系統(tǒng)實際上產(chǎn)生的效應是完全不同的。對于內(nèi)環(huán)線，如果只是很小的流量的增長就會導致速度在很大范圍內(nèi)的變化。

圖2流量與車速的關系圖

　　3. 城市交通網(wǎng)絡構建與運行研究的方法論
　　針對這樣的框架，我們對交通網(wǎng)絡構建和運行，提出未來一系列需要研究的科學問題。這個科學問題里面包括人和機構、行為規(guī)則的不確定性，我們所要做的研究就是要研究發(fā)展機理，對于網(wǎng)絡狀態(tài)的復雜性，我們要用一系列的動態(tài)事實數(shù)據(jù)研究這樣的網(wǎng)絡交通流的規(guī)律和機制，對于外部干預的協(xié)調性實際上更多的是研究在演化過程當中我們政策和各類干預的措施，對于設施和行為的雙重影響。
　　比較樂觀的是交通大數(shù)據(jù)的應用進展，實際上已經(jīng)提供了一系列的技術手段，而且已經(jīng)有了一些應用。例如，在深圳建立的城市交通綜合評估技術和決策支持系統(tǒng)，以及車流運行和公交運行的動態(tài)跟蹤。在上海建立的的道路和移動通訊數(shù)據(jù)相結合分析人口用地信息。這樣信息可服務各類交通系統(tǒng)，包括現(xiàn)在分時租賃的交通站點對人崗位的覆蓋，對POI熱點覆蓋等等分析。這樣的進展對未來動態(tài)構建情況下的網(wǎng)絡特征和網(wǎng)絡服務提供了大量的手段。
　　4.總結
　　中國城市交通發(fā)展到現(xiàn)在，無論是問題還是發(fā)展階段，以及擴展和建設能力和具有的技術手段，我們對城市交通以及城市交通網(wǎng)絡、城市交通服務都需要重新理解。采用傳統(tǒng)的關注于基礎設施，關注基礎設施能力研究的思路、研究的手段，甚至研究的技術都會被逐漸的移出我們的視野。
　　第一，要重新理解城市交通，重新理解城市交通網(wǎng)絡構建和運行的要素關系，提高城市運行效率和質量，提供一個全方位高質量、公平的交通服務，是建立城市交通學的根本目的。
　　第二，技術的進展，譬如說成是互聯(lián)網(wǎng)等等，提供了理解城市交通運行、獲取城市交通運行規(guī)律新的手段，而且計算技術的發(fā)展對復雜網(wǎng)絡動態(tài)交通數(shù)學模型的建立提供了新的機遇，我們在跟蹤的像倫敦900多萬人，德國8000萬人一天活動軌跡的研究都已經(jīng)成為現(xiàn)實，這樣也為我們城市交通學提供了科學基礎。
　　第三，城市交通學的理論核心是城市交通網(wǎng)絡的構建和運行，對于這一點我要強調的是構建與運行是一對動態(tài)互補的關系，是整體分割的。制定交通政策通過干預網(wǎng)絡的構建和運行，才能達到改善城市交通的狀況。