综合运输体系规划理念与顶层设计方法

第14卷第3期2014年6月交通运输系统工程与信息Journal of Transportation Systems Engineering and Information TechnologyV ol.14No.3June 2014文章编号：1009-6744（2014）03-0001-08中图分类号：U491文献标识码：A综合运输体系规划理念与顶层设计方法毛保华*a,b(北京交通大学a.城市复杂系统理论与技术教育部重点实验室；b.中国综合交通研究中心，北京100044)摘要：规划工作对变化迅速的发展中地区具有尤为重要指导意义.本文从综合运输的概念出发，探讨了综合运输体系规划涉及的一些理念与顶层设计问题.以运输过程的机理分析为基础，分析了我国规划工作实践中存在的一些问题与误区，论述了综合交通规划中一些常见要素及其相互关系，指出了编制和审查综合规划时需要注意的关键技术与方法论.作者认为：综合交通规划的顶层设计与规划目标应以规划区域社会经济的远景发展目标为依据，发挥远景交通发展规划对近、中期规划的整体约束与指导作用，将服务水平而非网络规模作为规划实施效果的核心评价指标，充分重视规划阶段中的运营方案研究等.关键词：综合运输；交通规划；顶层设计；服务水平；远景规划On Ideal and Strategic Design of Integrated Transport SystemPlanningMAO Bao-hua a ，b(a.KeyLaboratory forUrban Transportation Complex Systems Theory and Technology ；b.Integrated Transpart Research Center of China ，Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China )Abstract:Planning is of great significance to the facility development in developing areas.Based on the concept of integrated transport,the paper explores some issues of the ideal and the strategic design involved in integrated transport planning.Upon the analysis on the principles in transport operations,it points out the problems,mistakes and key relationships among factors in practical transport planning of China.With au-thor ’s experiences in regional planning and researches,it also advances the techniques and methods that may be applied in avoiding problems in integrated transport planning.The author concludes that a good strategic design relates to the understanding of the social and economic development goals in the planning region.It is important to emphasize the constraints of strategic planning targets on the context of short-term and middle-term planning schemes.The level of service,instead of network scale,is a more important indicator to evalu-ate a regional transport planning,and the operational planning is also a key to transport planning schemes even during preliminary planning stages.Key words:Integrated transport;transport planning;strategic design;level of service;long-term planning1引言综合运输，又称一体化运输，是指各种运输方式以满足社会经济发展对客货运输的需求为目标，通过科学规划与协作运行实现资源消耗少、运输效率高、安全可靠的可持续发展的运输系统.综合运输一般涉及多种运输方式，因此与多收稿日期：2014-01-17修回日期：2014-04-15录用日期：2014-04-30基金项目：国家自然科学基金重点项目(71131001)；国家基础研究计划项目(2012CB725406).作者简介：毛保华（1963-），男，湖南祁阳人，教授.*通讯作者：bhmao@交通运输系统工程与信息2014年6月式联运密不可分.较早的多式联运可追溯到铁路出现之前的1780年代，即在英格兰Bridgewater Canal 上用容器运输煤炭.1830年代利物浦到曼彻斯特铁路用木制箱运输煤炭.20世纪初开始采用有包装的容器通过铁、公联运运送家具.20世纪60至70年代开始推广以集装箱运输为代表的多式联运.综合运输的思想可追溯到19世纪后期.美国1887年在洲际商业法中规定要充分认识并发挥不同运输方式的内在优势；《1940年运输条例》提出保持水路、公路和铁路及其他方式协调、健康发展，以形成统一的国家运输体系.1962年，肯尼迪在《美国的运输系统》中使用了“综合运输”(compre-hensive transport)，1967年成立了运输部.20世纪90年代，《1991年地面联合运输运输效率法》使用了“Intermodal Transportation”，要求促进方式间行为和活动的联合与协作.20世纪80年代后期以来，英国在伦敦、伯明翰、爱丁堡等20余个城市在20世纪60年代交通与土地利用研究的基础上倡导现代意义上的一体化运输(Integrated Transport)[1-3]，从政策层面提出了“一体化”、“平衡”与“配套”等概念，并将交通一体化战略细化为基础设施、管理、价格与土地利用四个可操作层面的具体措施.May[2]认为：一体化战略的目标涵盖五个基本要素，即资源利用效率、可达性改善、环境保护、安全性与财务可持续性；一体化运输不是简单回答“需要什么样的运输系统”，而是要回答“我们需要什么样的（规划）区域/城市？”，以及“运输政策如何促进其实现？”这两个问题.Hull[4]从可持续发展角度讨论了一体化问题，总结提出了八个层次的一体化，即政策措施的一体化、政策组成部分的一体化、管理体制的一体化、交通政策制定环境考虑的一体化、社会目标的一体化、市场需求的一体化、方式的一体化，以及公共交通设施与运营的一体化.Kolbl[5]等人结合欧洲的实践从国家与国际层面提出了战略交通规划的一般方法与思路.日本1955年提出“综合交通体系”概念.考虑到国土面积狭长，资源相对缺乏等国情条件，日本将运输业视为国家综合实力和竞争力的重要体现，2001年完成了中央政府机构改组.新的国土交通省涵盖原建设省、国土厅、运输省、北海道开发厅的功能，管辖航空、海事、铁路、公路等部门，并担负国土资源利用、整治和国家建筑等工作.地域广阔、产业结构以重工业为主的俄罗斯对于交通运输的依赖性更强，其“综合运输”概念的提出可以追溯到前苏联时期，即1955年成立的“综合运输问题研究所”，该所负责研究各种不同运输方式间的分工与衔接等问题.不过，其“大部制”改革直到2004年3月才完成，改革后的俄罗斯联邦交通运输与通讯部取代了原俄联邦交通部、俄联邦邮电和信息部、俄联邦运输部.我国50年代从前苏联引入“综合运输”概念，强调政府统一对运输资源进行运量分配、运输线路安排、投资比重划分等.受运输生产力水平低、各种运输方式供给短缺及体制分割等因素影响，综合运输发展缓慢，主要体现在交通运输的总体发展目标上[6,7].进入21世纪以来，我国加大了综合交通运输体系建设步伐[8-10].2004年以来，国家先后批准了《中长期铁路网规划》、《国家高速公路网规划》与《全国沿海港口布局规划》.2007年，国家通过了《综合交通网中长期发展规划》.2011年3月，全国人大公布的《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要（草案）》，提出要按照适度超前原则，统筹各种运输方式发展[11]，初步形成网络设施配套衔接、技术装备先进适用、运输服务安全高效的综合交通运输体系.2012年国务院正式印发《“十二五”综合交通运输体系规划》，提出“十二五”期间要初步形成以“五纵五横”为主骨架、总里程达490万公里的综合交通网络.近年来，国内外对构建综合交通运输体系的重要性的认识不断提高，并且取得了一些研究成果，主要包括综合交通运输结构演变及分析、综合交通运输网络规划编制方法、基于资源优化配置的综合交通运输通道规划思路和具体的综合交通运输系统规划方案编制及实践等方面[6-9,12].综合运输研究中大量出现“Integrated Transport”、“Multi-modal Transportation”等术语，强调方式间无缝衔接并提供全过程、完整的运输服务.然而，从综合交通运输体系建设实践来看，目前还存在以下三方面的问题.2第14卷第3期综合运输体系规划理念与顶层设计方法首先，对新时期我国综合运输体系发展需求的内涵分析不足.近三十年来，我国国民经济持续快速地增长，对交通运输体系的需求总体上呈现高效率、高可靠性，以及高服务质量三个特征.目前我国存在不同程度的“重投资建设，轻运营管理”、“重硬件设施，轻软件服务”、“重发展速度、轻协调配套”现象，各种方式建设与运营上的分割，使得方式间的衔接效率不够高、方式间的互补作用未能得到充分发挥，综合运输系统整体上难以适应国民经济的快速发展.其次，综合运输体系结构发展目标不清晰，未能对交通发展提供足够指导.实际上，不同方式间既存在竞争性、又存在互补性，这种竞争性与互补性的范围决定于众多因素.长期以来，对于各种运输方式在不同区域综合运输体系中的定位、合理结构比例缺乏深入研究[7]，区域综合运输发展的目标也不够明确.铁路、公路与水运之间，城市间与城市内交通之间的联合与协作的成功案例也不多见.无序竞争及能力配置的失当降低了网络运行效率，影响了交通系统服务水平的进一步提高.第三，综合运输体系发展模式总体上未能很好适应区域国民经济的发展.我国交通运输网络的规划、建设与管理依然停留在基于方式层面，铁路、民航、公路和水运设施规划与建设由不同部门推进，综合运输网络整体集成度较低[12].例如，不同类型区域需要的综合运输网络规模应达到什么水平？综合运输网络的合理结构应该符合什么框架范围？如何确定社会与经济发展水平有差异的各区域的综合运输体系的发展速度（即分期发展目标）？这些问题均值得进一步深入、系统的研究.对于我国交通运输业来说，以建设资源节约型、环境友好型社会为目标，以加快转变发展方式为重要着力点，加强综合运输体系建设，是当前面临的重要任务[13].本文从综合运输系统运行与成长机理出发，结合对既有方法的分析，从顶层设计角度分析讨论了综合运输体系规划需要探讨的要点问题，提出了做好我国综合运输体系发展规划的对策与建议.2综合交通运输系统运行与成长机理分析2.1综合运输系统运行机理对综合运输过程的认识可以从对运输过程本身机理的剖析来入手，其规律可以用图1来描述.显然，无论客运还是货运，满足运输需求的过程有以下两方面的基本特点.图1运输过程的特点分析Fig.1Characteristic analysis of transport process首先，对于任意两个区域之间的交流需求来说，运输需求在空间上具有近末端的分散性与中间过程集中性的特点，即起始末端相对分散的运输需求在中间阶段经过运输过程的组织才能集约成有规模的、较大的需求，这也是运输网络设计需要干、支分级的意义所在.其次，由于末端运输需求在空间上的分散特性，满足需求的方式一般应保持较好的可达性与一定的服务频率，这决定着在方式选择上需要考虑降低运输成本，从而较低的速度、较频密的站点及其对应的运输服务水平成为运输供给设计的要点.同时，中间阶段由于数量规模大，通常可以采用更高的速度、更大的能力，这密切关联于运输供给本身的集约优势.因此，综合运输系统的规划、建设与运营管理应根据上述特点来展开.2.2综合运输系统成长机理综合运输是以满足国民经济发展与人们生活对客货运输的需求为基本目的的，综合运输的成长过程一般也是渐进的.根据综合运输系统建设与区域经济发展二者的关系，综合运输系统的成长一般可以分为三种类型（见图2）.追随型：交通发展总体上滞后于经济发展进程；具体体现是运输能力不能完全满足运输需求，或在时间与空间上出现受关注的拥堵.超前型：交通发展超前于经济增长；这种状态的标志是运输系统服务质量较高，能力能够满足3交通运输系统工程与信息2014年6月经济运行与居民生活对客货运输的需求.适应型：交通建设与经济建设基本同步；其标志是除时间与空间上的个别情形外，综合运输系统基本适应经济运行需要，能够为居民提供满意的运输服务.图2运输系统与经济增长的关系Fig.2Relationship between transport system and economicgrowth总体上看，尽管局部地区可能出现交通建设先行的案例，但追随型是大多数地区综合运输发展的更常见的实践.对于发展中地区来说，由于经济实力有限，追随型更加常见.作为发展中国家，为避免交通建设过度滞后可能带来的影响，加强对综合运输规划研究具有重要的战略意义.从规划概念上看，可以根据规划期的长短分为近期规划、中期规划与远景规划.近期规划一般指五年及以内的规划，典型的近期规划是五年期规划，直接指导近期工程项目的建设.中期规划一般指规划期在10年左右的规划，典型的如轨道交通的建设规划.远景规划原则上指规划期在20年及以上的规划，也是指规划编制时能够认识到的、可满足规划区域客货运输需求的综合运输体系的最终发展规模.我国属于发展中国家，基础设施水平总体上与发达国家有较大差距.表1与表2给出了分别按面积与人口平均的基础设施密度水平.表12011/2012年各国家按面积的交通基础设施密度Table 1Average density of transport infrastructure per land area in2011/2012注：国土面积均采用2012年世行统计数据.其中，美国国土面积采用914.74万km 2；日本国土面积采用36.45万km 2；德国国土面积采用34.86万km 2；法国国土面积采用54.77万km 2；英国国土面积采用24.19万km 2；中国面积统计采用965万km 2.表22011/2012年各国家按人口的交通基础设施密度Table 2Average density of transport infrastructure per population in2011/2012注：美、日、德、法、英人口数据均采用世界银行数据库2012年统计数据；中国人口统计采用2010年第六次全国人口普查数据.从表1与2可以看出，我国各种交通基础设施密度多处于较低水平，基础设施发展还有较大空间，这是认识我国交通运输业发展阶段的重要依据.尽管过去十年来基础设施通过投资拉动发展迅速，2013年高速铁路营业里程超过1.1万公里、高速公路达到10.4万公里、机场达到193个、油气管线达到9.6万公里、城市轨道交通达到2400公里[13]，但我国人口基数巨大，需求规模大且时空分布不均[15,16]，综合交通要从目前的追随型过渡到服务水平较好的基本适应型，可能还需要十年甚至更长时间.对于发展中国家来说，由于区域发展速度的规模（%）1超前型2追随型3适应型经济增长曲线时间1004第14卷第3期综合运输体系规划理念与顶层设计方法动态特性，近期规划方案往往不易稳定，而远景方案在把握规划发展方向与土地预留方面具有更大的指导性（见图3）.从而，对于基础设施处于快速增长阶段的我国来说，在当前的规划工作中强调远景目标的指导意义具有重要战略价值.图3系统规模发展阶段示意图Fig.3Principle of evolution stages on system scales确定远景规划方案需要考虑区域的长远发展要素.我们认为这里要重点研究区域发展过程中比较稳定的长期变量，或称慢变量.一般认为，慢变量的选择可以包括：区域自然地理环境特点，人口密度，运输技术水平.远景规划目标可以通过对比某个参照系来确定.参照系一般应是各长期变量与规划区域类似的某发展成熟区域的综合运输系统.发展成熟的标志有两个：首先，区域综合运输系统当前的服务水平应能较好满足区域社会经济运行对客货运输的需求；另一方面，该区域过去较长时间内综合运输系统发展变化不明显，系统规模与结构趋于稳定.图4给出了美国1960-2012年基础设施发展曲线.图4美国1960-2012年交通基础设施变化Fig.4The evolutions of transport infrastructure in USA from1960to 2012可以看出：美国的公路、机场、输气管道等系统在过去近20年中已基本维持在一个比较稳定的规模，综合运输系统进入供需基本适应的成熟期.3综合运输规划的理念与方法论分析基于以上分析，综合运输规划的过程应当遵循以下思想：首先，要从整体上分析预测全运输方式的需求.实际上，运输需求源于社会经济发展与居民生活需要，运输需求是一种客货位移需要，其诞生伊始并没有运输方式含义.从规划层面来看，运输需求的属性是研究如何满足这些需求的供给设计的关键.运输需求属性既包括需求产生的时间与空间特性要求，也包括其经济属性，决定着可接受的运输供给的成本范围；还包括其位移过程的安全与舒适性等方面的要求.其次，规划过程需要对运输需求的方式选择有一个预评估.综合运输规划是一个多方式发展规划，其最终必须要落实到分方式发展规划与建设项目；而落实到不同方式的依据是方式选择或方式分担的预测结果.从既有的规划方法上看，最常用的是四阶段规划方法.图5描述了一般四阶段规划方法的过程.从图5中可以看出，第一、二阶段是对需求的总体把握，不涉及满足运输需求的具体方式与实现过程.这两个阶段的工作可以认为是确定整个综合运输系统发展规模的基本依据[12].第三、四阶段进入分方式需求分析，是决定各方式发展的依据，决定着综合运输系统的结构，最终实现供需的平衡.从方法论上看，综合运输规划应坚持两个重要理念：(1)要坚持从总体到局部再回归总体的思路.从图5可以看出，由第一、二阶段到第三、四阶段的过渡强调初始的需求是总体的、不分方式的，它决定了整个运输系统的发展规模；可以为综合运输规划过程提供目标与原则等指导性依据.由第三、四阶段到第一、二阶段的反馈则强调分方式的集成要满足平衡要求，是综合运输规划过程中分方式协调发展的重要环节，可以避免重复建设与投时间远景规模系统规模交通系统发展当前点传统规划年5交通运输系统工程与信息2014年6月资浪费.图5四阶段规划方法中的协调机理Fig.5Coordination mechanism in four-steps planningmethod(2)要兼顾不同方式间竞争性与互补性共存的特点.尽管不同方式有不同的适用范围，但这些范围在特定的环境下具有不同程度的重叠，因而体现了这些方式之间竞争性（重叠）与互补性（非重叠）共存的基本特征.综合运输规划需要促进方式供给结构与交通需求互相匹配，实现有限资源的充分利用.实际工作中，出现一些由单方式规划的机械叠加而形成的综合运输规划.这类规划虽然形式上包括了各种方式的发展方案，但由于各单方式规划过程中通常没有从整体上考虑其他方式的发展，也很少探讨方式结构优化问题，因此，很难体现综合运输的内涵，严格意义上不能视为综合运输规划.4综合交通规划顶层设计的要点研究综合运输规划的编制是一个复杂的系统工程问题，涉及交通运输工程、区域规划、区域经济学等多个学科，需要从战略上进行设计[14].顶层设计或称战略设计是从规划区域发展远景目标入手，通过把握规划区域发展对综合运输发展需求的方向，对运输系统进行宏观层面设计，以指导制定综合运输的中观与微观层面发展计划.实践证明，综合运输规划的编制需要关注以下几个重点问题.(1)科学把握综合运输系统规模与结构的关系.综合运输系统的规模主要决定于运输需求，以及满足需求所需达到的服务水平[6].综合运输的规模应当是一个多维量，既涉及不同运输方式，也涉及复杂的运输组织形式.在多数规划中，运输系统规模的指标主要用网络里程来刻画.运输系统结构是指综合运输系统中不同方式或不同种类服务产品的结构特征，一般可以用不同方式完成的客货运输量的比例结构来刻画[15,16].运输系统结构不仅取决于运输的硬件设施，也与其服务水平（包括价格、频率、安全性、舒适性等）有关；后者有时可以通过广义费用来体现，广义费用也是方式分担模型的核心部分.不难看出，规模与结构是综合运输中两个紧密相关的问题，其关联的主要形式则是各类运输产品的服务水平与广义费用.(2)正确认识远景规划与近期规划的关系.远景规划是区域发展对交通需求的总体体现，其内容决定于区域发展的慢(长期)变量.近期规划体现区域发展的阶段性需求，反映区域发展对运输供给配置的紧迫性，其内容决定于区域发展的快(短期)变量.远景规划对近期规划具有指导性.因此，研究综合运输规划应该首先研究其远景层面的规划；在此基础上，根据区域国民经济发展对运输供给需求的紧迫性提出近期规划方案[12]，使运输系统能够满足区域发展要求.逻辑上，近期建设方案应该是远景方案的子集，这个子集的内容决定于区域发展的一些“快变量”，即变化大的因素，主要包括规划区经济发展水平（GDP ）与基础设施建设地区的人口总量.(3)近期规划方案应注重论证其可实施性.我国是一个发展中国家，客观上存在资金与土地等资源短缺现象.区域快速、持续的增长对综合运输系统发展的需求旺盛，不少地区容易滋生过度发展方案.运输作为基础设施，具有收益率低甚至需要补贴的特性，尤其是公共交通.因此，从资金、土地利用、运行补贴等角度审视规划方案的可行性具有重要意义.衡量方案可实施性的直接指标是资金与财务可行性，同时还应考虑资源保护等可持续发展目标[12].作为公共基础设施，政府财政收入水平往往是决定近期建设方案的核心因素（快变量），尽管6第14卷第3期综合运输体系规划理念与顶层设计方法部分地区还可以研究其他投融资方案作为筹集建设资金的辅助手段.(4)将服务水平作为评价规划方案实施效果的首要指标.运输是服务于国民经济发展与人类社会活动的行业.既有系统规划时存在的问题与规划期内包括需求在内的各种因素的变化与预测是制定规划方案的依据，而规划方案是否能够解决存在的问题，并适应规划期各种因素的变化要求，则需要通过服务水平来进行评价.因此，运输系统所能提供的客货运输服务水平是评价运输规划与发展水平的最重要标准和根本指标.综合运输服务水平既包括速度、时间、价格、服务频率等可触摸的指标，也包括可达性、可靠性、安全性与舒适性等间接指标.服务水平本质上是一种质量指标，可以从运输系统对规划地区社会与经济运行的支撑角度来考量，一般可分为公平性水平(可达性与覆盖率)与客货运输效率(时间与频率)两方面.不少规划将运输网络的规模作为规划目标，甚至服务水平，实际上是不恰当的.网络规模是刻画运输供给的一个数量指标，它与（方式）结构指标可以共同体现运输系统发展的投资等建设难度，但却不属于用户关心的服务水平范畴.实际中，一些规划忽视规划方案实施效果的分析与评估，这些缺乏科学合理性论证的规划方案充斥着主观臆断，最终沦为“墙上挂挂”的摆设.(5)牢牢抓住综合运输规划方案的关键问题.综合运输规划方案的关键问题包括以下内容：①把握以通道为架构的网络发展方案.运输通道是多方式组成的需求相对集中的客货运输走廊，体现规划区域发展主轴，对规划区域内的运输服务水平影响大，是规划方案研究的重点和要点.②做好体现综合运输效率的枢纽发展方案.枢纽是旅客乘降与网络换乘之地，直接决定着整个网络的运行效率与客货运输的服务水平.枢纽规划不仅要做好建设用地预留，还要做好枢纽出入线路的接转方案及空间论证，后者已成为多数枢纽规划实施时出现问题的症结.传统上许多枢纽是基于单方式规划建设起来的，综合运输功能较差.综合枢纽设计要以用户为本，强调客货用户出入流程的便捷性与合理性.因此，研究不同方式、不同方向线路合理引入枢纽，将枢纽内的“用户（需求方）动”变为“车（供方）动”、将用户能感知的“动”化为用户无感知的“动”是枢纽设计与建设的重要理念.③对外交通与内部交通一体化.在区域开放的大背景下，客货流动特征更加明显，综合运输规划需要做好区域(含外规划区)对外通道的规划方案，以强力支持区域的对外辐射发展.不少区域运输规划忽视对外交通研究，使得区域发展缺乏辐射力.④区域城乡交通一体化.规划区域内资源分布往往具有不同的地域特征，城乡需要发挥各自优势，互为补充.随着我国城镇化的发展，城乡差异将逐步缩小，城乡交通一体化将受到更多的重视.⑤做好交通运行组织规划.建设的目的是运营，运营又是提供运输服务的直接手段.在规划与建设阶段做好运营规划工作不仅可以避免不合理的设计与建设方案，而且还可为系统建成后提供更高效的服务.5研究结论通过以上分析，可以归纳综合运输规划顶层设计工作需要注意以下要点：(1)建立从综合运输角度考虑各类运输问题的顶层战略思维模式，从支撑规划区域发展目标实现的角度来审视综合运输体系的发展规划，强化综合运输规划研究的整体性、全局性、长远性，摆脱单方式、局部发展的传统方法的束缚，为建立真正一体化的交通运输体系奠定基础.(2)从政府主管层面建立以20年及其以上的远景规划作为5-10年近、中期建设与立项审批根本依据的制度，明确远景规划与五年规划的关系.通过较为稳定的远景规划来指导近期实施建设，避免规划内容的频繁变动，提高规划成果的权威性.(3)从规划基础、方案内容、成果深度等方面明确综合运输发展规划的编制要求，规范综合运输规划编制的程序，强化对规划成果尤其是远景7。