城市轨道交通规划与设计作业一、城市与城市化城市是指具有一定规模的非农业人口聚居的地区，是社会生产力发展到一定阶段的产物。城市的根本特征在于它的集中性，城市是以聚集经济效益为目的的，具有集约人口、集约经济以及集约科学文化的空间地域系统。从整体上看，城市经济是一种以工商业为主体的密集型经济，因为它是密集型的，所以能够造成空间和时间的节约，使城市经济的效率比农村经济高很多倍。城市是人类社会经济结构中高质量的点。现代城市有着高度集中、高度专业化分工和高度协作的经济网络，因此它的经济活动频率远远超过农村或其它地区。城市在国家的经济生活中具有重要意义。发达国家国民生产总值的绝大部分都是在城市生产出来的，在大多数发展中国家，城市部分的产值也至少占国民生产总值的50%，有些发展中国家已达到70%。人类社会大分工和商品经济的发展使得城市和城市经济具有强大的生命力，城市所具有的一系列功能如交通中心、生产中心、流通中心、金融中心、信息中心、文化中心、科学技术中心等，是农村不可能替代的。而由于城市具有这些功能，所以它们必然都是所在地区的经济中心。每一个城市都有自己的核心区和影响区，一般核心区是指城市本身，影响区是指城市影响范围内的农村。但近来又有学者提出了城市特别是大城市地域结构是由三部分组成，并提出了“非城非乡”的城市边缘区的概念。例如我国学者顾朝林等根据城市核心区、边缘区和影响区各自功能之间的比较，以及它们在人口、社会、经济活动和土地利用方式等方面的特性，认为边缘区具有城郊二重性，是城市和乡村的结合部，是城市空间扩张过程的表现形式。边缘区由城市近郊的工业区、住宅新区、城市对外交通港站、仓储区、科研文教区、绿色空间及其他非集约型用地组成。城市空间区域的演化一般是边缘区的内圈逐渐变成核心区，而边缘区外圈不断向外扩大，演化方式有从内向外渐进式推移，也有指状生长-充填-蔓延式扩展等。随着人类社会生产水平的提高和科学技术革命的发展，在世界范围内出现了一个不以人们意志为转移的、不可逆转的农村人口相对减少、城市人口相对增加、城市数量不断增多、社会生产力不断向城市转移和集中的过程。对于城市化的概念，学者们有不同的解释，城市化最引人注目的特征之一是人口由农村大量迁移至城市，因此有人认为城市化主要是人口由从事农业活动转向非农业活动，从而趋向集中生活的过程。但比较全面的城市化定义认为城市化是国家或区域空间系统中一种复杂的社会过程，包括人口和非农业活动在各类城市环境中集中的过程，包括非城市景观逐渐转化为城市景观的过程，还包括城市文化、城市生活方式和价值观念的扩散过程等其他重要内容。工业革命带来了大规模的城市化，特别是二次大战后世界进入了城市化的高潮。据统计，1800 年世界的城市人口为2930 万，约占当时世界总人口的3%;1850 年增至8080 万人，占总人口的6.4%;1900 年增至2.2 亿，占13.4%;1950年世界城市人口增加到7 亿，占总人口的28.7%;1981 年城市人口又激增到18.4亿，占总人口的41 %。世界上100 万人口以上的城市数量1900 年是13 个，1950 年增加到71 个，1970 年又增加到157 个。500 万人口以上的城市数量1950年只有6 个，1980 年已增加到28 个。据联合国预测， 到2000 年全世界将有一半以上的人口居住在城市，城市人口总数将达到30 多亿。1949 年我国有城市138 个，市镇人口5765 万人，占总人口的10.64%;1990 年城市数量已达461个，市镇人口3.02 亿，占总人口的26.41%。1990 年我国200 万以上人口的城市有16 个， 100~200 万人口的城市82 个，50~100 万人口的城市有153 个，其中100 万以上人口城市的非农业人口总数已占全国非农业人口的52.7%。城市化是一种经济过程，人口和经济活动之所以向城市集中，是由于集聚经济和规模经济作用的结果。经济发展必然带来城市化水平的提高，而城市化水平的提高也无疑会加速经济的增长。根据美国人口统计局1981 年的资料，人均国民生产总值与使用一系列指标计算的平均城市化水平之间呈现一种很明显的相关关系(见表5-1)，人均GNP 高的国家一般城市化水平也比较高。城市化的水平已经成为一个国家物质文明程度的重要标志之一。不同类型国家的国民生产总值与城市化水平表5-1 (1981 年)━━━━━━━━┯━━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━国家类型│ 国家数│ 人均GNP(美元/人) 城市化水平(%)--------┼-----┼---------------------低收入国家│ 33 │ 260 17中等收入国家│ 63 │ 1400 45高收入石油出口国│ 4 │ 12630 66市场经济工业国│ 19 │ 10320 78计划经济工业国│ 6 │ 4640 62全世界平均│ 125 │ 2340 41━━━━━━━━┷━━━━━┷━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━资料来源:许学强等:《现代城市地理学》，中国建筑工业出版社，1988 年，62 页城市化对区域经济发展起了强有力的促进作用，例如在我国环渤海地区的中部(包括北京、天津、河北)、北部(辽宁)和南部(山东)，各有一对以历史悠久的政治经济中心城市和近代发展起来的海港经济中心城市:北京-天津、沈阳-大连、济南-青岛。陆域政治经济中心城市和海港工商业中心城市共同在地区经济发展中起着关键性作用。三对中心城市构成三个区域等级层次的发展轴线:北京-天津为国家级，沈阳-大连为东北大区级，济南-青岛为山东省级。三对中心城市各有铁路干线连接，目前又都建起了高速公路通道，形成区域发展轴线。围绕这些发展轴线聚集了环渤海地区中部、北部和南部的大部分经济实力。按工业产值计算，京津唐地区占环渤海中部的67%，辽宁中部占其全省的74%，胶济沿线及胶东半岛则占其全省的63%。环渤海地区的人口也大量集中在这几条发展轴线上。如此高度集中的经济和相应集中的人口在区域发展轴线中起到了巨大的集聚效益。二次大战以后，世界上人口超过百万的特大城市迅速增加，近年来超过千万或向千万人口迈进的特大城市又不断出现。世界正向着由城市主导人类生活的方向发展;而在城市体系中，特大城市又在主导着城市的发展方向。现代城市化的许多新动向都集中在这些人口数量极大的特大城市内。而特大城市中具有特别突出国际职能的，被称为“国际化城市”或“世界城市”，例如纽约、伦敦和东京被认为是三个最重要的世界性城市，它们在全球的经济和政治生活中具有极重要的地位。近几十年来，世界各大城市在向外延伸过程中纷纷采用建设卫星城的方式，此外世界城市化的另一个动向是同一地区内不同规模、不同功能的城市组成为具有一定结构和等级的城市体系。这样，在中心城市的周围形成一系列规模适宜、功能互补、联系紧密同时环境相对舒适的城市群，既可以更好地发挥城市集聚效益，又可以减轻城市规模过大造成的诸多环境和社会问题。二、交通运输在城市化过程中的作用人们普遍认为技术，特别是交通运输和通讯技术的革新，是城市产生和城市化发展的重要动力。作为德国人文地理学的奠基人之一，F.拉采尔就有过“交通是促使城市得以形成的力”的著名论断。提出城市和居民点分布“中心地理论”的著名地理学家克里斯塔勒也指出，交通运输是独立的经济因素，它起着“中间介质”的作用，必须通过运输去克服一定的距离障碍，这要付出高低不等的消耗，因此会在很大程度上影响到中心地市场到达的范围，进而影响到中心地的规模、居民点之间的距离空间分布。在铁路出现之前，由于陆路交通困难而且成本高，所以城市往往座落在天然港口附近，以便利用方便的水运。早期的奴隶制城市多建立在水运方便且有利灌溉的河流两岸，如底格里斯河和幼发拉底河流域、黄河流域、尼罗河流域及印度河流域，这些水运交通方便的地域都是人类文明的发源地，也是世界第一批城市的诞生地(乌尔、提洛斯、巴比伦、开封、咸阳、孟菲斯、卡洪)。随着车马作为陆上主要交通工具的广泛使用，以及航海技术提高和海洋航运的繁荣，一大批内陆和沿海城市纷纷在世界各地的主要道路节点和沿海港口形成(罗马、庞贝、伦敦、巴黎、科隆、维也纳、威尼斯、汉堡、不莱梅、柏林)。交通工具的革命与城市化的发展关系非常密切。资本主义工业革命前后出现的“运河高潮”、“铁路高潮”和轮船的普及，彻底革新了旧的运输体系，加速把人口、资本和工商业集中到城市，造成了一大批近代城市，使城市化的进程在欧美率先大幅度铺开，也大规模地改变了各国的城市布局。铁路本身大规模运输的特点造成了客货运量的集中。除了港口城市的继续扩张，在矿区和其他原料产地、在铁路沿线特别是枢纽地区迅速产生出诸多新型的工业或工商业城市(如利物浦、伯明翰、曼彻斯特、纽约、芝加哥、蒙特利尔、温尼伯)。铁路时代给城市同时带来了结构和规模上的变化，城市在铁路沿线发展起来，而且所有铁路线的交会点都集中在城市的中心，形成了一种放射型的城市形态。依靠市郊铁路，大量居民可以从居住的市郊前往市中心上班，改变了早期城市通常范围小而人口密度大的模式。20 世纪开始得到普及的汽车和现代公路系统，特别是二次大战后迅速发展的高速公路和航空运输，是又一次把世界城市化进程推向高潮的基本动力之一。汽车的普及又一次引起了城市结构的变化。起初汽车似乎只是增强了铁路引起的那种疏散城市人口的趋势，但公路系统在交通密度高和交通密度低的情况下都能有效地发挥作用，道路网可以有放射状、环状或棋盘状等各种形式，这种更大的灵活性已使城市的发展模式有了更多的可能性。有专家指出，只有现代公路系统才能满足20 世纪的城市在人员流动和货物运输方面的各种需求。而二次大战后在发达国家首先出现的居住郊区化，也是伴随着汽车数量的增加和现代通讯工具的普遍使用而逐渐形成的。全世界的汽车拥有量在80 年代初已经超过4 亿辆， 发达国家则基本上做到了平均每两个人拥有1 辆汽车。道路网的发展促使大城市的郊区和卫星城市出现了工业和商业的大幅度增长，因为工商业活动可以不局限在铁路线的附近，而能利用郊区租金更低的土地和空间，又同时享有城市集中经济的各种有利条件。轮船航运和铁路运输引入，也大大促进了我国近代原有城市及经济中心的调整。例如南方沿海的广州、福州、厦门、宁波、上海，北方的天津、营口、烟台和长江中游的汉口等，相继被辟为商埠，轮船航运促使这些港口在经济上的地位迅速提高，而过去帆船时期的一些港口城镇，如泉州的重要性则下降了。铁路开通以后，经济中心的调整发生了更大变化。在铁路沿线和枢纽地区，一些原有的城市和地区经济中心变得更为重要，例如北京、上海、天津、长春、济南等;又出现了一些新的城市，形成新的经济中心，如哈尔滨、大连、青岛、石家庄、包头等;也有一些原来重要的城镇或港口却逐渐失去了原有的地位，如东北的宁安、营口，山东的周村、烟台，以及张北、道口和镇江等。三、城市运输问题城市在国家经济生活中具有重要意义，因此高效率地发挥城市的作用，即充分利用城市的各种经济资源，最大程度地为国民经济作出贡献是很重要的。城市每日每时进行着的繁杂庞大的经济活动是由城市交通来承担、联结和实现的，故不同性质、不同规模以及不同地形结构的城市就要求有与其相适应的交通设施、交通工具和交通组织为它服务。显然，有效的交通运输系统有助于最大限度地提高城市的经济效益，而一个低劣的系统则会妨碍经济增长。马车曾在很多世纪中一直作为世界各国城市交通运输的主要工具，那时城市的道路也只能体现建立在人畜力交通基础上的位移需要。直到近代铁路兴起和后来自行车、汽车等的出现，快速的大众交通和较高效率的市内货运才逐渐建立在近代和现代城市交通网的体系上。二次大战后，私人汽车的普及，高架公路、地铁和高架列车以及自动交通监控系统的相继问世，更形成了高速化、立体化的现代城市交通体系。城市交通一直有力地影响着城市化的进程，改变着人们的工作和生活方式。工商业的发展很大程度是建立在城市交通的畅通无阻上。经济的发展需要更多的货物流动和人员流动。生产者必须能把他们的货物和所提供的劳务输送到市场上去，住地和生产场所之间也需要方便的通道。市内客货运输和各种各样的工商业活动完全依赖于健全的交通运输系统，此外，完备的交通系统不仅使城市能够推动经济的增长，还能促进其他社会文化方面的进步。虽然各国和各个城市的情况不同，但某些基本的趋势决定了对交通的需求:城市人口的大量增加导致交通频次相应地增加;城市区域的扩展使道路网扩大、运程增远;机动车数量大幅度增长，需要道路有更高的通行能力;收入的提高促使人们选择更多地出行;工商业活动的增加导致了货运量和各种专用车辆的增加。这些因素结合在一起，促使运输需求大量增加，而这些需求和满足需求的能力的增长状况，又极大地影响着城市的效率。所有城市的交通系统中最重要的是它们的道路系统。城市道路系统的结构形式主要分为棋盘式(或称方格网式)、环形放射式、自由式和混合式等几种。其中棋盘式是我国古城道路系统的常见形式，为每隔一定的距离设置接近平行的干道;环形放射式系统一般是从城中心向四周引出放射干道，再加上若干环形道路组成;自由式道路网多半是由城市地形复杂而自然形成的;混合式道路网则是由几种形式根据具体情况组合而成。衡量城市交通状况的指标有道路面积率、人均道路面积、道路密度、人均机动车数、人均公共电汽车数、公共车辆线网密度等，其中道路面积率和公共车辆线网密度的计算公式如下:城市道路面积道路面积率=---------×100%城市用地总面积城市公共车辆线路长度公共车辆线网密度=-------------(公里/平方公里) 城市用地总面积表5-2 为80 年代中期我国六个主要城市与几个发达国家城市在道路面积率、人均道路面积和道路密度方面的比较。可以看出，我国城市的道路状况总体水平还是比较低的。表5-2 城市道路状况比较表━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━│ 道路面积率人均道路面积道路密度城市│ (%) (平方米/人) (公里/平方公里)--------┼----------------------------伦敦│ 23 47 8纽约│ 35 36 12.1巴黎│ 24 9.3 --东京│ 13.8 9.68 18.5大阪│ 16.7 12.45 15.4中国六城市平均│ 6.97 2.24 8.6━━━━━━━━┷━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━注:中国六城市为北京、上海、天津、武汉、广州、沈阳。资料来源:杜闻贞主编:《城市经济学》，第185 页。目前我国城市职工上下班以步行、骑自行车和乘公共汽车为主。一般认为上下班花费在路途上的单程时间以不超过半小时为比较合适，表5-3 是职工上下班距离的理论值。乘坐地铁或班次频繁的轻轨通勤列车可以适当延长合理的上下班距离，但如需要多次倒车则反而会丧失列车速度快的优势。如能搭乘单位开行的班车，因为可以节省倒车、部分汽车停站和必须的步行时间，上下班的适当距离还可延长。超过允许范围的上下班距离一方面造成职工个人过于劳累，另一方面也是造成市内交通拥挤、进一步延长路途时间的重要原因。西方国家小汽车普及，它虽然可以延长职工上下班的合理距离，但同时由于郊区化的影响，在大城市人们的居住地点与工作地点可能相距更远，上下班的路途时间往往也延长了，很多人的单程路途时间需要一小时或接近一小时。表5-3 职工上下班距离理论值表━━━━━━━━┯━━━━━━━┯━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━类型│ 适当距离│ 允许距离│ 不适当距离--------┼-------┼--------┼----------单程路途时间│ 30 分钟│ 30~45 分钟│ 45 分钟以上--------┼-------┼--------┼----------步行│ 2 公里│ 2~3 公里│ 3 公里以上自行车│ 4.5 公里│ 4.5~7 公里│ 7 公里以上公共汽车│ 5.7 公里│ 6~8 公里│ 10 公里以上━━━━━━━━┷━━━━━━━┷━━━━━━━━┷━━━━━━━━━━资料来源:许学强等:《现代城市地理学》，222 页但城市交通问题决不仅仅是简单的上下班问题，由于城市集中了一个国家大部分的社会生产能力，因此解决城市交通问题关系到相当部分生产力总量的正常运转并发挥功效，关系到整个国家能否进入现代经济运行的轨道。便利快捷和四通八达的城市交通运输系统是现代文明的结晶，它已成为当今人类工作和生存必不可少的条件。但在全世界的几乎所有大城市，城市交通运输的现状都令人难以满意。许多地方的交通运行不灵，因而抑制了已有的经济活动，使生产率遭到严重损失，并阻碍进一步的增长和发展。频繁发生的严重交通堵塞，甚至会使一个城市濒临半瘫痪状态。例如日本东京60 年代初曾经历了十分严重的交通问题，经过20 多年的治理，该城市交通状况已有很大改观，但问题仍相当严重。1982 年东京市区出现300 米以上交通堵塞的各路段累计时间，平均每天为1037 小时，1987 年增至1441 小时。又如1993 年巴黎市区共用66 万个停车位，而仅挂该市区牌照的汽车就有86 万辆，这造成违章停车增加;据统计在巴黎街上驾车，竟有60%的时间是用在寻找停车位置上。而从80 年代初到90年代初，巴黎市内的停车费已经上涨了八倍多，很多区一个停车位的售价目前已高达数十万法郎。巴黎的停车场已被形容成“寸金之地”。交通系统如何正常和有效地运行是世界上大多数城市面临的重要课题。在过去的20 年内，世界上的许多城市，特别是发展中国家的城市人口翻了一番以上。随着人口的巨大增长，城市的范围大大扩展了，工商业活动的水平也大为提高。这些变化对城市交通运输系统产生了新的大量的需求，而发展中国家的许多城市却无法满足这种需求。尽管这些城市的机动车比发达国家城市的车辆要少，但是交通拥挤现象却通常要严重得多。据世界银行的资料，80 年代中期拉各斯或曼谷的机动车平均速度大约比伦敦和法兰克福的平均速度慢一半。交通需求量的空前增长以及能源和建设成本的急剧上升，使城市交通问题更加恶化。按照世界银行专家的看法，导致对城市交通运输更大需求的人口增长并没有减缓的迹象，到2000 年某些第三世界城市的人口将翻两番。因此发展中国家城市中运输系统所受到的压力还可能大大加重，如果不加倍努力解决居民交通和商品运输的问题，那么许多发展中国家的城市交通系统非但不能达到预期的目的，反而会削弱城市的效益。各国城市的交通问题有很多共同点，主要包括:车辆增加过快，交通拥挤，停车场地不足，交通事故频繁，噪音和环境污染，公共交通亏损等。很多城市当局已经采取了各种措施解决这些问题，各地采取的措施有:规定单行道、汽车禁行区和禁止停车区，禁止货运车辆日间通行，按牌照号尾数分单双日行驶，提高停车收费标准、增收车辆购置税、燃油税和道路使用税，严格控制排放量，采用先进的交通监控系统，鼓励共用私人汽车，增加对公共交通的补贴等。其中有些措施已经在局部收到明显效果，也有些收到短期的明显成效，但看来很难找到能够适应各类城市、能使整个城市交通问题迅速发生根本性改观，并能产生长期影响的一劳永逸的政策。城市交通是城市和城市运动过程的组成部分。人们关注日益严重的城市交通问题，这是一个世界性的现象。城市交通问题从本质上说，是城市化进程产生的诸多矛盾和问题中的一个，它涉及社会、文化、技术、经济、政治、环境、城市的功能及发展等各个方面和许多层次，因此不能孤立地去研究和解决城市交通问题，必须把它放在城市化的总体战略中去研究和解决。这里面应该强调，城市的管理者除了必须处理目前和日常的交通问题，还必须重视城市交通规划和城市交通政策的制订与实施。城市交通规划是城市总体规划的重要组成部分，是城市交通建设的蓝图，它对城市未来的交通结构和道路网络系统的形成起着主导作用，很大程度上决定了城市未来时期的交通状况。要精心制订适合城市未来发展的交通规划。政策更是通过宏观和长远地对涉及城市交通的各方面因素进行调整，对公众的切身利益、城市效率、环境保护等各方面产生重大影响。要在各种因素的平衡中，制订出最符合公众长期利益，同时最有利于提高城市交通体系效能的各类交通政策，并在执行政策的过程中根据实际情况对其加以必要的调整。