一种形成紧凑畅通城市的方法

专利名称：一种形成紧凑畅通城市的方法
技术领域：
本发明涉及城市建设领域，特别是形成紧凑畅通城市的方法。
背景技术：
用什么方法开创新一代城市，是近百年来世界性的技术难题1933年国际建筑大 会的《雅典宪章》提出“实在需要新的街道系统”以适应汽车的普及；此后的44年努力，始 终没有找到开创新一代城市的方法，以至于1977年《马丘比丘宪章》认定“雅典宪章所要寻 找的理想方法是不存在的”；1990年欧共体的《城市绿皮书》中提出“紧凑型的城市才是可 持续发展的城市”，英国专家迈克·詹克斯等惊呼“正是目前的城市是不可持续发展的首要 元凶”(见《紧缩城市》一书)，但是欧共体并没有找到开创紧凑型城市的方法，以至于2000 年一百多个国家代表参加的未来城市大会发表的《柏林宣言》认定“全世界的城市没有一个 真正做到可持续发展”;2009年11月，在北京召开的上海世博会国际论坛上，国际展览局主 席让·皮埃尔 蓝峰在罗列了现在城市存在的诸多问题之后强调“我们现在别无选择，必须 创造出一种新型的城市模式……，这是上海世博会的使命之一”，这表明，时至今日，除本发 明之外，仍未找到开创新一代城市的方法。传统的城市建设理论，没有认识到现在城市的交通拥堵、停车困难、环境恶化、市 区蔓延等诸多城市病是城市空间结构的系统性缺陷造成的，或者说没有认识到现行城市模 式与汽车文明不相容，城市需要更新换代。只有找到一种方法，用于开创新一代城市，才能 从根本上消除包括交通拥堵在内的诸多城市病。已有大量的专利提出消除交通拥堵的办法，局限于“头疼医头、脚疼医脚”的就交 通论交通的思路。因为任何“头疼医头、脚疼医脚”的措施，都必然忽略从整体上提高城市 空间利用的集约化和有序化，在治疗某种城市病的同时往往会占用本不该占用的空间，从 而加重城市空间利用的粗放化和无序化，妨碍其它城市病的治疗。以下列举其中有代表性 的几个专利1、韩国专利，专利号W02001094702公开了一种多层道路系统，人行放在地面层， 机动车道路建在地面层以上，设置多层机动车道路。这个技术方案仅仅有可能解决机动车 交通拥堵问题，但同时加重其它城市病，例如(1)机动车在多层道路间爬上爬下，将增加 汽车能耗和尾气排放；(2)结构复杂，造价昂贵，使现在城市基本建设投资过大的问题更加 严重；(3)步行自行车出行条件恶化，汽车成了城市的主宰，市民出行只能依赖机动车，机 动车交通量剧增，这又会增加汽车燃油消耗和尾气排放；(4)多层机动车道路把城市户外 空间切割得支离破碎，将市区撕裂成相互之间难以沟通的小地块，城市将失去活力并变成 极不宜居，美国波士顿就是因为这个原因而拆掉了约200亿美元投资建设的高架路；(5)严 重影响城市景观；(6)无法安排足够的停车位，停车困难问题无法解决；(7)无法解决雨水 100%的回收和利用。2、美国专利，专利号US-A-3 405 612公开了一种处理城市购物中心交通的技术 方案，只适用于购物中心交通系统的改善，只能解决道路两侧商店之间的步行交通问题，使道路两侧商店之间往来的人行通道与机动车道路分离。但不能或妨碍解决其它城市病，例 如(1)在这种技术方案的空间结构中，将使交通拥堵问题无法解决；(2)在这种技术方案 的空间结构中，无法安排快速公交专用道路，影响公交优先的实现；(3)将没有空间用于设 立独立的步行自行车道路系统；(4)无法实现出行全过程遮阳蔽雨的全天候交通；(5)无法 安排足够的停车位，无法解决紧凑型城市的停车问题；(6)人与汽车混杂在地面上，路人无 法避免汽车尾气的直接危害；(7)为解决大型车辆的通过，该方案的人行通道设升降机构， 结构复杂、投资大；(8)无法解决雨水100%的回收和利用。3、美国专利，专利号US-A-3 385 180公开了一种道路构造方案，特别是城市街道 重建后外加上人行道，通过把混泥土预制的连续地带轮子的单元设置在原来的道路上方， 形成新的道路。该专利的权利要求1明确该技术方案是一种预制的单元，用于在现有大街 上重建多层大道，上述单元由带有轮子装置的能够水平延伸的基本构造、一对次单元组成， 上述的次单元安装在上述基本构造上，在每一个上述次单元上有侧向向外延伸的平板，上 述平板适合建造人行道，上述次单元能够横向相反的两边移动到上述基本构造的第一个位 置和第二个位置之间，在第一个位置，上述的次单元合并在一起并且全部放置在上述基本 构造上方，在第二个位置，上述的次单元和平板侧向延伸到上述基本构造一边，在上述次单 元之间留有足够的净空，在嵌入到上述道路的基本构造之间建成道路。采用这个专利，将使诸多城市病无法解决，例如(1)严重影响将交叉路口改造为 无冲突点路口，因而不能解决将间断流交通改变为连续流交通的问题，交通拥堵将永远无 法解决；(2)严重影响景观；(3)严重影响同时解决步行自行车公交车小汽车等4种交通方 式的多元化交通问题；(4)无法避免行人呼吸汽车尾气的问题；(5)使现在城市建设投资过 大的城市病更加突出；(6)无法解决雨水100%的回收和利用；(7)严重影响消除城市蔓延 大量占用土地的问题。4、美国专利，专利号US-A-3 386-351公开了一种立交桥系统及立交桥下方用于 停车的技术方案，道路系统没有实现人和汽车的分离，只在道路交叉口设置立交桥和跨越 式的U型转弯道路。该技术方案占用了道路上方的空间，使诸多城市病无法解决，例如 (1)步行自行车道路得不到改善；(2)城市空间被机动车道路分割，无法调和城市景观的需 要；(3)停车空间设在立交桥的范围内，停车空间有限，在汽车达到饱和拥有水平时，将出 现严重的停车困难；(4)U型转弯道路的机动车通行能力低，在汽车达到或接近饱和拥有水 平时，交通拥堵将成为不治之症；(5)无法设置公交专用道路，影响公交优先的实现；(6)无 法实现出行全过程遮阳蔽雨的全天候交通；(7)严重影响消除城市蔓延大量占用土地的问 题。5、日本专利，专利号H04-336102公开了一种步行道路和机动车道路上下分离的 技术方案，在道路交叉路口进行人和汽车交通的分离，对机动车交通采取环形交叉，而交叉 口以外仍然是人车混杂在地面道路上，这种局部的人车分离结构并不能提高整个城市机动 车道路通行能力，也不能形成独立的慢行道路系统。采用这个专利，将使诸多城市病无法解决，例如(1)严重影响将交叉路口改造为 无冲突点路口，因而不能解决将间断流交通改变为连续流交通的问题，交通拥堵将永远无 法解决；(2)停车空间设在交叉口范围内，停车空间有限，在汽车达到饱和拥有水平时，将 出现严重的停车困难；(3)步行自行车道路得不到改善；(4)无法避免行人呼吸汽车尾气的问题；(5)无法实现出行全过程遮阳蔽雨的全天候交通；(6)严重影响消除城市蔓延大量占 用土地的问题；(7)无法解决雨水100%的回收和利用。6、日本专利，专利号S53-133942公开了一种T型道路立体交叉的技术方案，通过 在T型交叉口设置U型掉头车道和右转弯跨线桥消除冲突点，提高T型交叉口的通行能力， 但是，该专利并未涉及城市道路网的改造，仅仅是一种T型交叉口结构，而且在现有四级道 路结构中，该技术方案不能提高整个城市道路通行能力，也不具备实用性。综上所述，包括上述专利在内的已有的相关专利，都是“头疼医头、脚疼医脚”，或 是顾此失彼，或是治这个城市病却加重其它城市病，或是治这个城市病却占用治疗其它城 市病所需要的空间，同时，大多需要较大投资、结构复杂、影响景观、不具有实用性。也有一些专利，公开了一些本发明中采用的某些城市空间结构元素及其某种组 合。但是，这些专利同样是针对某些城市病，属于具体领域中的创新，存在着共同性的问题 是没有认识到城市病是一个整体、各种城市病之间具有相关性，针对某些具体城市病的技 术方案都不可能取得真正的效果；没有认识到技术创新的着眼点应该是从整体上将一个有 病的城市转变成一个健康的城市；没有将解决城市问题的思路提高到整个城市空间结构系 统需要更新换代的高度，即应该寻找开创新一代城市的方法。
背景技术：
之所以不能改变城市病日趋严重的现实，是没有认识到必须解决方法论 问题。方法论问题之所以被忽视，则是因为没有认识到城市中存在着内在动力机制、是城市 内在动力机制的类型决定城市是拥堵蔓延或是畅通紧凑，因此，没有认识到必须采用形成 紧凑畅通城市的方法。
背景技术：
之所以不能改变城市病日趋严重的现实，是因为没有认识到以下的20 种城市病(见注)是诸病同源，都是现在城市内在动力机制为“拥堵-蔓延-更拥堵”这一 病根的20种症状，是一个症候群。从方法论上讲，正确的方法是把20种城市病作为一个 整体，“捆绑”在一起，统筹兼顾地寻找“治疗方法”。
背景技术：
中的各种技术方案，都是只对 “症”不对“因”。所以，只能治标、不能治本，甚至使城市的总体情况更糟。[注]现在城市的20种城市病1、市区蔓延；2、大量浪费土地；3、交通拥堵；4、汽车能耗大；5、尾气污染严重；6、 停车难；7、出行难；8、交通时间过长；9、交通事故频发；10、城市建设投资过大；11、治安差； 12、绿化面积少；13、安全的户外公共空间逐渐丧失；14、充斥汽车噪音；15、小汽车的购买 和使用被限制；16、房价居高不下并产生大量房奴；17、城市功能布局扭曲和产业与居住区 布局失调；18、热岛效应；19、雨水难以渗入地下；20、挤占文脉和旧城区风貌保护用地。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种形成紧凑畅通城市的方法，以解决困扰 当今世界的城市不可持续发展问题，形成新一代紧凑畅通低碳宜居的城市。本发明依据的是本发明人的新发现——城市中存在着其演变走向的内在动力机 制；这个内在动力机制的类型决定城市是蔓延拥堵或是紧凑畅通；20种城市病(见上面的 注)是诸病同源，都是现在城市内在动力机制为“拥堵_蔓延-更拥堵”这一病根的20种 症状，是一个症候群，正确的方法是把20种城市病作为一个整体，“捆绑”在一起，统筹兼顾 地寻找“治疗方法”。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种形成紧凑畅通城市的方 法，利用所发现的城市空间结构系统重构所形成的人车全面分离的空间结构系统具有转换 城市内在动力机制的性质，采用所述的人车全面分离的空间结构系统，使城市内在动力机 制从现在城市的“拥堵_蔓延-更拥堵”转变为“畅通_紧凑_更畅通”，在所述的“畅通_紧 凑-更畅通”内在动力机制的作用下，形成紧凑畅通的城市；所述的城市空间结构系统重 构，是采用由只供汽车使用的地面道路、大面积的地面停车库以及只供人活动的设置于地 面道路和地面停车库上方的大面积架空平台等三种结构要素构成的人车全面分离的空间 结构系统，并以不发生交通拥堵为前提，地面道路交叉路口的型式为立交桥或无冲突点平 面交叉路口或平面交叉路口，各个地面道路交叉路口的型式可以相同或不同(各个地面道 路交叉路口的型式可以不同是在指在城市道路中，有的地面道路交叉路口可以用立交桥、 有的地面道路交叉路口可以用无冲突点平面交叉路口或平面交叉路口)；所述的使城市内 在动力机制从现在城市的“拥堵_蔓延-更拥堵”转变为“畅通_紧凑_更畅通”，是采用所 述的人车全面分离的空间结构系统，会消除由于人车交通混杂、停车位不足以及户外空间 人车混杂所造成的环境恶化等三个因素所形成的使市区发生蔓延的内在驱动力，并产生使 市区适度紧缩的内在驱动力，从而转变城市的内在动力机制；本方法包括在老城区可以 进行拆迁改造的片区，采用所述的人车全面分离的空间结构系统；在不适宜一步到位成片 改造的老城区，逐步采用所述的人车全面分离的空间结构系统中的部分结构，以逐步改善 步行自行车交通条件、消除交通拥堵、消除停车困难，所述的部分结构包括高架步行自行车 道路、立交桥、无冲突点的平面交叉路口、地面停车库及其屋顶所形成的架空平台等结构元 素中的一个或几个；在城市的拓展区或新城区建设中，全面采用所述的人车全面分离的空 间结构系统，改变城市内在动力机制的类型。在本发明的形成紧凑畅通城市的方法中，在地面上设置绿地花园，与所述的设置 于地面道路和地面停车库上方的大面积架空平台共同构成供人活动的 空间，使人居环境 更好，从而进一步地消除由于环境恶化所产生的使市区发生蔓延的内在驱动力、强化“畅 通_紧凑_更畅通”的内在动力机制。在本发明的形成紧凑畅通城市的方法中，在所述的设置于地面道路和地面停车库 上方的大面积架空平台上设置步行、自行车道路网，使步行、自行车出行便捷舒适安全，既 能减少地面道路机动车的交通量，又能使居民享受健康的出行方式，从而产生使市区适度 紧缩的内在驱动力，并进一步地消除由于交通拥堵所产生的使市区发生蔓延的内在驱动 力，强化“畅通_紧凑_更畅通”的内在动力机制。在本发明的形成紧凑畅通城市的方法中，依据道路通行能力数据与预测高峰时段 交通量的数据匹配关系，以确保在发生所预测的高峰交通量时无交通拥堵来确定所述快速 路网的道路面积率。在本发明的形成紧凑畅通城市的方法中，按照由人口密度确定的汽车拥有量密度 与停车位密度相关数据匹配关系确定地面停车库停车位的数量，使地面停车库停车位数量 与人口密度的数据相匹配。在本发明的形成紧凑畅通城市的方法中，采用所述的人车全面分离的空间结构系 统，能够消除市区蔓延的内在驱动力和产生使市区适度紧缩的内在驱动力，从而使城市内 在动力机制由现在“拥堵_蔓延-更拥堵”转变为“畅通_紧凑_更畅通”。
定义城市内在驱动力——在城市建设中，引起城市形态变化并决定城市演变走向的社 会各方的博弈行为及这些行为的综合，是推动城市内部运动的驱动力，称为城市内在驱动 力。城市内在动力机制——在一定的城市空间利用方式下，城市内在驱动力的存在以 及该驱动力推动城市向特定状态演变的因果关系，称为城市内在动力机制。城市内在动力机制的类型——有两种类型，现行模式城市的内在动力机制是“拥 堵-蔓延-更拥堵”，本发明所述的一种人车全面分离的空间结构系统中的城市内在动力机 制是“畅通-紧凑-更畅通”。人车全面分离——人与汽车在交通上完全分离以及人的户外活动空间与汽车行 驶和停放空间完全分离。本发明人新发现，城市空间结构系统重构所形成的人车全面分离的空间结构系统 具有转换城市内在动力机制的性质。现将这个性质和其它内容分别说明如下一、城市空间结构系统重构将导致城市内在驱动力的变化1、现在城市产生市区蔓延内在驱动力的原因(1)蔓延的驱动力之一——交通拥堵从城市的演变过程看，是交通拥堵首先推动了城市的蔓延。这是因为一旦发生交 通拥堵，在城市建设中社会各方博弈的决策都会倾向于市区蔓延政府和规划部门为减少 拥堵的交通压力，将采取疏散城市功能的措施，在城市的拓展区安排开发建设，并相应地采 取外延式发展的道路建设方式，向外修路；有车一族凭借自己驾车的优势，乐于到城市的拓 展区去购房；中等收入的年轻人，与在老城区购买高价房相比，选择在房价较低的拓展区去 购房，可以将有限的钱既买了房又买了车，做到有房又有车；收入较低者，因为经济能力有 限，自然会选择到拓展区去买房；鉴于房屋销售前景好，发展商争相购买拓展区的土地，使 拓展区的开发建设进入市场化的操作，得以顺利实现；蔓延的市区需要政府投入大量的城 市建设资金，因此拓展区土地的出让成为政府的重要资金来源，交通拥堵推动了蔓延，蔓延 需要政府增加大量建设投资，大量建设投资又需要拓展区土地出让金的收入，这形成了推 动蔓延持续进行的一个循环。以上表明，交通拥堵导致社会各方博弈中的行为构成市区蔓延的驱动力之一。(2)蔓延的驱动力之二——停车困难现行模式城市停车位密度一般不超过2000车位/公里2，而按照人口密度10000 人/公里2和汽车饱和拥有率为千人600辆计算，汽车拥有量密度为6000辆/公里2，所以 停车位密度与汽车保有量密度严重不匹配，必然出现严重的停车难。停车难迫使想买车而 没有停车位的居民外迁到城市的拓展区去购房。显然，只有市区蔓延到人口密度低于3300 人/公里2，才能实现停车位密度与汽车保有量密度的匹配，市区没有蔓延到人口密度低于 3300人/公里2之前，始终存在着由于停车难而产生的市区蔓延的内在驱动力。(3)蔓延的驱动力之三——环境恶化趋利避害是人的本性。既然现在城市的老城区噪音充斥、尾气污染、缺乏宜人的公 共空间，那么，有条件的人一定会搬到环境较好的郊区去。有钱人为了同时享受城市文明和 郊区田园牧歌式的生活，往往在中心城区有住房，在郊区有别墅。中等收入的驾车一族，宁肯多跑一段路，也愿意住到环境较好的城市拓展区。现行模式城市，人车混杂在地面上，汽车越多环境越差，环境恶化是无法解决的。 为改善居住环境，随着家庭经济能力的提高，会有越来越多的人选择到拓展区或郊区去居 住，因此，环境恶化必然产生市区蔓延的驱动力。(4)蔓延会加重交通拥堵从而强化了市区蔓延的驱动力社会公认城市陷入了交通越治越堵的怪圈。在大城市交通拥堵的治理中，人们经 常会感叹“为什么总也走不出越治越堵的怪圈”;美国城市交通专家斯岱尔认为“如果说半 个多世纪城市交通建设还有什么经验可谈的话，那就是靠修路解决交通拥堵是不可能的”; 美国布鲁金斯学会的专家当斯认为“在政府对城市交通不进行有效管制和控制的情况下， 新建的道路设施会诱发新的交通量，而交通需求总是倾向于超过交通供给”，被业界奉为 “当斯定律”。以上种种，反映了现行模式城市的一个现象，即蔓延所引起的城市道路路网的 外延式发展，并不能够消除交通拥堵，并在一定程度上加重了交通拥堵，这是因为市区蔓 延使交通距离加长，导致汽车车均行驶距离加长；市区蔓延使交通距离加长，导致步行自行 车出行的分担率降低，患上了“机动车交通依赖症”，从而提高了小汽车的使用频率；市区蔓 延使交通距离加长，导致公交线路很长，有些人不愿意长时间挤在公交车里受罪，也开始购 买小汽车，从而增加了道路交通的负担，强化了市区蔓延的驱动力。(5)居住点分布与产业布局分布的错位发展现象导致机动车交通量增加，强化了 市区蔓延的内在驱动力。交通拥堵和市区蔓延共同促成市区居民点分布的演变和产业布局(即工作岗位 所在地)的演变。居住点分布的演变取决于房价、交通条件和文化教育、商业、医疗等配套 条件，而产业布局分布的演变主要取决于地价高低、土地资源供应、交通、周边产业群的支 撑条件以及金融、财务、法律等配套条件，两者分布的演变规律是不同的，所以会出现错位 发展的现象，居住点分布与产业布局分布的演变，将严重背离居住点与就业点的就近平衡， 从而加大了市区机动车的交通总量、加重交通拥堵，强化了市区蔓延的内在驱动力。2、现在城市内在动力机制是“拥堵_蔓延-更拥堵”上一条已经说明了现在城市中存在着市区蔓延内在驱动力。这里要说明，在市区 蔓延的过程中，存在着交通拥堵的后果更加严重的现象，即现在城市内在动力机制是“拥 堵-蔓延-更拥堵”蔓延使交通拥堵的范围扩大很多，驾车人每天堵在路上的时间明显加 长，交通拥堵对生活质量影响的程度急剧增加，所以，从后果上看，蔓延使交通拥堵更加严重。3、采用所述的人车全面分离的空间结构系统，上述的市区蔓延的各种内在驱动力 全部消除。(1)交通拥堵完全消除由于市区地面道路全部供汽车行驶，这可使机动车车道占用的面积从原来的大约 60%增加到100% ；由于地面道路交叉路口设立交桥或采用无冲突点的平面交叉路口，把现 在城市市区汽车的间断流交通改变为连续流交通，使每条车道的通行能力从大约600辆/ 小时，提高到2000辆/小时，即一条车道的通行能力提高到3. 3倍。综合这两个方面的效 果，通行能力为(100% /60% ) X (2000/600) = 5. 6倍，即地面道路机动车通行能力提高到 5. 6倍，再加上下文“4”中所叙述的市区紧缩使交通距离缩短和汽车使用频率降低，从而大幅度降低机动车交通总量，可完全消除交通拥堵。(2)停车困难完全消除由于市区停车位密度提高到20000车位/公里2，是现行模式城市的10倍，完全实 现停车位密度与汽车拥有量密度的匹配，完全消除停车困难。(3)环境恶化完全消除由于户外空间100%的没有汽车，扣除建筑、步行自行车道路、消防通道之后，户外 面积还有70%可以做绿化、水池、亭台、建筑小品，绿化覆盖率可达60%，开敞空间既看不 到汽车也听不到汽车噪音，清新安全宁静，环境高度宜居。(4)以上三款消除市区蔓延内在驱动力的因素，遏止了市区的蔓延，使消除市区蔓 延进入了良性循环一是市区不蔓延，则上文“1中(4)”所述的“强化了市区蔓延的内在驱 动力”将不复存在；二是市区不蔓延，则上文“1中(5)”所述的“强化了市区蔓延的内在驱 动力”将不复存在。4、采用所述的人车全面分离的空间结构系统，城市内在动力机制转变为“畅 通_紧凑更畅通”。(1)如上文“3”中所述，导致市区蔓延的内在驱动力全部被消除，市区不再蔓延。(2)由于户外空间是100%没有汽车、绿化率达60%左右的宜居空间，适当提高人 口密度仍可保持环境高度宜居，且步行、自行车出行条件彻底改善，居民希望缩短出行距离 以使大部分日常出行的目的在步行自行车范围内，所以通过适当提高人口密度以缩短出行 距离，这就产生了市区紧缩的内在驱动力。(3) 土地资源匮乏将使政府采取适当提高人口密度的政策，这也产生了市区紧缩 的内在驱动力。(4)由于城市建设投资与同样人口规模下的市区面积正相关，为节约城市建设投 资，将使政府采取适当提高人口密度的政策，这也产生了市区紧缩的内在驱动力。(5)提高土地开发强度能扩大房地产开发商的利润空间，房地产开发商将适度提 高容积率，这也产生了市区紧缩的内在驱动力。由于城市内在驱动力的变化，采用所述的人车全面分离的空间结构系统，城市内 在动力机制必然转变为“畅通_紧凑_更畅通”。二、关于城市空间利用方式的转变1、现行城市模式空间利用的特点是“杂、断、稀、缺”现行模式城市空间利用方式可以用“杂”、“断”、“稀”、“缺”四个字来概括(1)杂——在空间利用上人车混杂人的决策具有路径依赖的特点，自古以来，人就是生活在地面上，所以汽车出现以 后，无论汽车对人造成多大的威胁和危害，多年来所有改善城市交通和城市环境的办法中， 都无法摆脱将行人和人的户外活动主要放在地面上的思维定式。正是由于这个特点，先贤 们也曾想过解决地面上人车混杂的问题，但是，解决的办法不是将人从地面上拿开，而是将 汽车放在高架路上，柯布西埃的“光辉城市”中就是这个办法，现在很多城市的现实也是这 样；也有人企图在地面上将人的活动区域和车的活动区域分离开，在霍华德的“花园城市” 中就是这个办法。可见，作为城市中人车分离的方式，霍华德和柯布西埃都固守着人在地面 上活动的传统。
如果你是一个城市状态的旁观者，你一定很奇怪“为什么城市空间的利用会这样 的混乱？ ”。现在的城市，步行和人的户外活动在地面、地下、地上三个空间中都存在，而汽 车的行驶和停放，也同时存在于地面、地下、地上三个空间中。市民的每一次出行，往往都要 途经地面、过街地下通道、过街天桥，而人的居住和工作则注定要在地上的空间中，即在高 楼中。汽车的每一次出行，往往都要途经地面、高架汽车路、地面或地下或立体的停车库。特 别是在地面上，人与车的交通混杂在一起，只是在不同的道路上混杂的程度不同，在城市道 路上，只是在人过街或骑车时，常与汽车的行驶混杂在一起，在街区内道路或商业道路上， 往往步行自行车汽车完全混杂和交织在一起，此外，汽车在地面上停放，停放空间和停放时 途经的空间，大多与人的户外活动空间无法分隔，特别典型的是目前的北京市，无奈地允许 汽车停在人行便道上，不仅占用了人的步行空间，而且在汽车停放的前后，汽车的行驶与人 的步行混在一起。(2)断——机动车间断流交通现在的城市，城市道路由快速路、主干路、次干路和支路等四级道路组成。据资料， 这种道路分级方法是上个世纪60年代发明的。四级道路的级配理论，长期以来被奉为经 典，现在世界上所有的城市，其市区的道路都是按照四级匹配的。在中国，国家规范明确规 定城市道路为四级。交通设计中推荐四级道路的级配比例是1 2 3 6 1 2 4 8。有学 者认为，交通拥堵与四级的匹配不当有关，推荐按照上述比例进行匹配。但是，这种匹配真 的能解决交通拥堵吗？几乎所有城市的答案都是否定的。如果我们站在大城市中心城区的高楼上俯视，会非常明显地看到，道路上的车大 部分是停着的，只有1/3甚至1/4的车在行驶，道路资源的利用率和出行时间的浪费真是令 人吃惊！这就是四级道路匹配的结果，因为按照上述的匹配比例，市区内大部分路口都是 平面交叉路口，设有红绿灯，基本上是间断流交通，汽车断断续续地行驶，停的时间长、驶的 时间短，这就是现在城市的机动车交通，可概括为“断”。(3)稀——市区停车位密度(每平方公里土地上停车位数量)很低在汽车出现以前，大城市的中心城区人口密度一般为2 3万人/公里2。如果按 照人口密度3万人/公里2、汽车饱和拥有率为千人600辆，则意味着每平方公里停车位数 量应不低于20000个。但是，现在的城市，其空间利用方式决定了停车位密度很低，一般不 超过2000车位/公里2，所以，随着汽车的普及，停车难的问题十分突出。(4)缺——缺少均衡发展的多元化交通系统如果要“害” 一个人，就可以不给他走路的机会，只要出门就让他坐到小汽车里面 去，这个人一定会肥胖，一定会肌肉萎缩，一定会容易得心脏病。现在的城市，就是这样地在 “害”人，城市患上了机动车交通依赖症，几乎在所有的城市中，肥胖者的比例都在增加。随着汽车的普及，城市交通已经从以人为中心的交通，演变到以车为中心的交通。 一个普遍的现象是，每修建一个大型的道路工程，例如主干路或快速路或大型立交桥，则自 行车道路或步行道路就遭受一次破坏。在汽车出现的初期，路上跑的汽车大部分是公交车，少部分是小汽车，因为那个时 期小汽车还只是占人口比例很少的权贵阶层在使用，而公共汽车则是市民大众所使用的， 那个时期，步行、自行车、公交车、小汽车等四种交通方式同时在使用，相互间影响不大。当人均GDP达到一定水平后，汽车的数量迅速增加，小汽车成了路上的霸主，以至于靠公交出 行的人痛感出行难。城市政府普遍推行公交优先政策，实际上是多元化交通失衡造成的。
上述的演变过程表明，现在的城市小汽车交通处于支配地位，政府在帮着公交车 争夺路权，步行自行车出行条件日趋恶化，并且由于城市蔓延导致出行距离增加数倍，导 致步行自行车交通逐渐被边缘化，总之，步行、自行车、公交车、小汽车等多元化交通严重失为什么汽车出现以后，城市逐渐演变到多元化交通严重失衡呢？归根到底是因为 现在城市的空间利用方式是混杂无序的(在后文的分析中会阐明，现在城市交通资源的利 用率只有1/5)，好像城市就那么点空间，在交通上一定是顾此失彼，以至于流行的观点认为 “交通资源不可能满足人的欲望”。可以说现在城市的空间利用方式，是无法同时容纳步行、 自行车、公交车、小汽车等四种道路系统的无序化利用方式。2、所述的人车全面分离的空间结构系统的空间利用方式与现行模式城市空间利用方式为“杂、断、稀、缺”相反，所述的人车全面分离的空 间结构系统的空间利用方式可以概括为“分、连、密、全”。即分——彻底消除了人车混杂的交通方式，同时具备步行、自行车、公交车、小汽车 等4套独立的道路系统，这四套道路系统同样四通八达、相互间没有平 面交叉，且出行全过 程遮阳蔽雨。连——彻底消除间断流交通，取消全部红绿灯，汽车连续行驶。密——汽车行驶和停放在同一个平面上，停车位密度可比现在城市提高10倍以 上。全——塑造了占市区面积100%的无汽车户外活动空间。三、四个状态参数标志着城市内在动力机制的类型1、系统的序参量标志着系统构造方式的差别性按照系统论的观点，“在描述系统状态的诸多变量中，用以描述系统有序程度的变 量，称为序参量(order parameter) 0序参量描写系统有序的程度，序参量的概念为描述系 统的自组织过程提供了方便的办法……。序参量确定以后，我们讨论系统的演化可以只研 究序参量即可，序参量将整个系统的信息集中概括起来提供给我们，序参量给我们了解、认 识系统提供了一把钥匙。然而我们看到序参量的确定并不是一件简单的工作，它需要我们 对系统性质有深入地分析，确定系统序参量的过程也就是对系统进行讨论、认识的过程，而 且要对具体系统进行具体分析。可以说只有确定序参量的原则，而无确定序参量的具体规 范方法。”通过对城市系统性质的深入分析，我们确定了城市系统的序参量有四个，这四个 序参量在本书后面的讨论中，称为四个状态参数。2、城市系统的四个状态参数交通的堵或畅、停车的难或易、环境的劣或优、多元化交通的失衡或均衡，这是决 定城市内在动力机制类型的四个状态参数。这四个状态参数分别用四个英文字母代表 R-交通、P-停车、E-环境、D-多元化交通。(1)现行模式城市四个状态参数处于病态这里所谓的病态，是指状态参数处于使诸多城市病爆发的状态，即交通堵、停车难、环境劣、多元化交通失衡。 交通拥堵是常态。 停车难是常态。 环境劣是常态。户外环境人车混杂，汽车越增加，环境越恶劣。 多元化交通严重失衡。患上“机动车交通依赖症”，步行自行车交通被边缘化。(2)采用所述的人车全面分离的空间结构系统，四个状态参数处于健康态 畅通是常态。交通供给远大于高峰需求。 停车易是常态。停车位数量大于汽车饱和拥有量。 宜居是常态。户外空间100%没有汽车，宁静安全，且绿化率达60%。 多元化交通均衡。同时具备步行、自行车、公交车、小汽车等四套相互间没有平 面交叉且同样四通八达的道路系统，城市同时具有“步行城市”、“自行车城市”、“公交车城 市”、“小汽车城市”等四种属性。采用所述的人车全面分离的空间结构系统，四个状态参数都从病态变为健康态 (越过了临界点)，城市内在动力机制自然会发生突变，这是选择已有空间结构元素(例如 大面积架空平台等)进行系统重构的结果。从系统科学可知，系统的重构会涌现出新的特 性，正如同样是由质子、电子、中子构成的氢和氦，只因系统构造方式不同，特性迥异。现在 的城市，大面积架空平台等结构元素只是孤立地存在，所以城市内在动力机制没有变化、城 市病依旧。四、所述的人车全面分离的空间结构系统，是采用完全性筛选法优选出的最优空 间结构系统。历来的各种城市建设理论，对市区空间利用方式做了各种理想化的描述，遗憾的 是，并没有搞清楚城市可能有多少种市区空间利用方式，也无法判断这些理论所描述的理 想化利用方式是否是所有市区空间利用方式中最优的。要寻找最优的市区空间利用方式，就必须采用完全性筛选方法。所谓“完全性”是 首先做到两个“全”，一是找到了全部可能的市区空间利用方式，二是找到了形成城市可持 续发展需要满足的全部约束条件。再以全部约束条件为筛选尺度，穷尽全部可能的市区空 间利用方式进行筛选，选出一种最优的市区空间利用方式。1、寻找所有可能市区空间利用方式一个不争的事实是，在近代城市形态变化的历史中，交通方式的变化支配城市空 间形态变化，城市空间形态又影响着城市交通状态，可以把这个规律称为城市交通与城市 空间相互决定的规律。只要规律找到了，其计算方法却是简单明了的将4种交通方式(步 行、自行车、公交车、小汽车)和3种交通空间(地下、地面、地上，其中“地上”指地面的上 空)进行排列组合，可以得到105种市区空间利用方式，这就是全部可能的市区空间利用方 式。计算公式如下四种交通方式的组合有15种
_2] cK+c:+c44=4+6+4+l 二 15 三种交通空间的组合有7种
_4] Cs + Cs + C^3 + 3 + 1 = 7
交通方式和交通空间的组合有105种15X7 = 105105种组合一览表
权利要求
一种形成紧凑畅通城市的方法，其特征在于利用所发现的城市空间结构系统重构所形成的人车全面分离的空间结构系统具有转换城市内在动力机制的性质，采用所述的人车全面分离的空间结构系统，使城市内在动力机制从现在城市的“拥堵 蔓延 更拥堵”转变为“畅通 紧凑 更畅通”，在所述的“畅通 紧凑 更畅通”内在动力机制的作用下，形成紧凑畅通的城市；所述的城市空间结构系统重构，是采用由只供汽车使用的地面道路、大面积的地面停车库以及只供人活动的设置于地面道路和地面停车库上方的大面积架空平台等三种结构要素构成的人车全面分离的空间结构系统，并以不发生交通拥堵为前提，地面道路交叉路口的型式为立交桥或无冲突点平面交叉路口或平面交叉路口，各个地面道路交叉路口的型式可以相同或不同；所述的使城市内在动力机制从现在城市的“拥堵 蔓延 更拥堵”转变为“畅通 紧凑 更畅通”，是采用所述的人车全面分离的空间结构系统，会消除由于人车交通混杂、停车位不足以及户外空间人车混杂所造成的环境恶化等三个因素所形成的使市区发生蔓延的内在驱动力，并产生使市区适度紧缩的内在驱动力，从而转变城市的内在动力机制；本方法包括在老城区可以进行拆迁改造的片区，采用所述的人车全面分离的空间结构系统；在不适宜一步到位成片改造的老城区，逐步采用所述的人车全面分离的空间结构系统中的部分结构，以逐步改善步行自行车交通条件、消除交通拥堵、消除停车困难，所述的部分结构包括高架步行自行车道路、立交桥、无冲突点平面交叉路口、地面停车库及其屋顶所形成的架空平台等结构元素中的一个或几个；在城市的拓展区或新城区建设中，全面采用所述的人车全面分离的空间结构系统。
2.如权利要求1所述的一种形成紧凑畅通城市的方法，其特征在于在地面上设置绿 地花园，与所述的设置于地面道路和地面停车库上方的大面积架空平台共同构成供人活动 的空间，使人居环境更好，从而进一步地消除由于环境恶化所产生的使市区发生蔓延的内 在驱动力、强化“畅通_紧凑_更畅通”的内在动力机制。
3.如权利要求1所述的一种形成紧凑畅通城市的方法，其特征在于在所述的设置于 地面道路和地面停车库上方的大面积架空平台上设置步行、自行车道路网，使步行、自行车 出行便捷舒适安全，既能减少地面道路机动车的交通量，又能使居民享受健康的出行方式， 从而产生使市区适度紧缩的内在驱动力，并进一步地消除由于交通拥堵所产生的使市区发 生蔓延的内在驱动力，强化“畅通_紧凑_更畅通”的内在动力机制。
4.如权利要求1或2或3所述的一种形成紧凑畅通城市的方法，其特征在于依据道 路通行能力数据与预测高峰时段交通量的数据匹配关系，以确保在发生所预测的高峰交通 量时无交通拥堵来确定所述快速路网的道路面积率。
5.如权利要求1或2或3所述的一种形成紧凑畅通城市的方法，其特征在于按照由 人口密度确定的汽车拥有量密度与停车位密度相关数据匹配关系确定地面停车库停车位 的数量，使地面停车库停车位数量与人口密度的数据相匹配。
全文摘要
一种形成紧凑畅通城市的方法。通过城市空间结构系统重构，消除由于人车交通混杂、停车位不足以及户外空间人车混杂所造成的环境恶化三个因素所形成的使市区发生蔓延的内在驱动力，并产生使市区紧缩的内在驱动力，使城市内在动力机制从现在城市的“拥堵-蔓延-更拥堵”转变为“畅通-紧凑-更畅通”，从而形成紧凑畅通宜居的城市。城市空间结构系统重构是采用由只供汽车使用的地面道路、大面积地面停车库及只供人活动的设置于地面道路和地面停车库上方的大面积架空平台等构成的人车全面分离的空间结构系统。
文档编号E01C1/02GK101979767SQ20101029777
公开日2011年2月23日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者董国良 申请人:董国良