【基金项目】
广东省自然科学基金项目(2022A1515011816、2024A1515011967)、自然资源部国土空间规划与开发保护重点实验室—中规院(北京)规划设计有限公司联合开放基金2024年度课题项目(TSPDP24/02)
【作者简介】
刘 泉,硕士,高级工程师,深圳市蕾奥规划设计咨询股份有限公司副总规划师。
李 昊,通信作者,硕士,高级城市规划师,现任职于中规院(北京)规划设计有限公司。
陈瑶瑶,硕士,深圳市蕾奥规划设计咨询股份有限公司研发专员。
洪晓苇,硕士,深圳市蕾奥规划设计咨询股份有限公司研发助理。
赖亚妮,博士,深圳大学建设管理与房地产系副教授、博士生导师。
摘 要
无人驾驶汽车技术正在快速发展,无人驾驶环境下路权的变化对街道形态的演变具有重要的影响。研究发现,关于面向未来的智慧街道空间设计及研究更多倾向于汽车路权会收缩,街道空间被归还给行人,建设充满活力的街道空间似乎成为一种普遍的共识和设计原则。基于已有研究提出,汽车路权收缩并不是一种全面的认知,收缩与拓展并存才是无人驾驶环境下街道路权的真实变化,未来街道空间的规划设计不仅要关注传统汽车路权的收缩,还要关注无人驾驶汽车路权的拓展,兼顾人行与车行需求,并构建街道空间演变的新模式。
[关键词]无人驾驶;自动驾驶汽车;智慧街道;路权;智慧城市
[文章编号]1006-0022(2024)05-0154-07
[中图分类号]TU984.191
[文献标识码]A
[引文格式]刘泉,李昊,陈瑶瑶,等.收缩抑或拓展:无人驾驶汽车影响下的路权重构与街道演变[J].规划师,2024(5):154-160.
当前,无人驾驶汽车(自动驾驶汽车技术)正在快速发展,预计2040—2050年将在世界各大城市推广、应用。面对这一趋势,基于无人驾驶汽车发展视角对城市空间形态变化进行研究十分必要。目前,在面向未来的智慧街道空间设计设想中,汽车的路权收缩,街道空间将还给行人,建设更加充满活力的街道空间成为一种普遍的共识和设计原则。但这是理论上的愿景,现实的发展趋势是否能与预期保持一致?在无人驾驶环境下,路权①是如何重构的,是收缩抑或拓展?街道空间形态又是如何演变的?这些都需要进行更加深入的研究与探索。
1 无人驾驶汽车交通对城市的意义
1.1 汽车交通
交通技术进步与产业发展、居民生活方式、城市建设模式和空间布局有着密切的联系。相关研究认为,交通运输构成了大部分文明的基础,而汽车是支配现代社会发展的主要影响因素,近百年来汽车的支配地位无法改变。城市规划被汽车文化所左右,可以说,动摇汽车的地位就是动摇国家的设计。
汽车的重要性也体现在城市空间规划建设方面,汽车涉及时间与空间的综合效能,是塑造土地利用与交通出行关系的重要因素。整体而言,汽车对现代城市布局和城市居民生活方式具有重要影响。亚当·诺乔米等认为,作为一种主要的交通工具,汽车的使用涉及城市规划中用地与交通的核心议题。从现代城市规划建设发展的历程来看,现代城市空间结构的发展演变经历了汽车与街道空间逐步兼容的过程。
1.2 无人驾驶汽车交通
在智慧城市的发展建设中,无人驾驶汽车作为具有革命性价值的交通工具,将给城市发展带来更加深远的影响。泉田良辅认为,出行方式的变革将深刻地改变社会运行的体系,影响生活方式、制度法规和产业结构,他发现谷歌公司十分重视无人驾驶技术,不仅关注ICT技术本身,还重视“支配包括硬件在内的整个系统”。
在空间形态方面,相关学者认为无人驾驶成为智慧城市建设中的重要发展趋势,无人驾驶技术将给城市形态与街道空间带来新的变化。卡洛·拉蒂等提出,新交通技术将塑造更加激进的城市形态;胡迪·利普森等认为,无人驾驶技术的出现将促使普通汽车退出历史舞台,并重塑城市空间;多米尼克·斯特德等提出,随着无人驾驶技术的发展,城市将迎来全新形态;LEE 等提出,无人驾驶技术会重塑城市形态,并对未来的城市设计要素产生影响;塞缪尔·施瓦茨等提出,无人驾驶汽车时代的道路不会也不应该与过去相同;安东尼·汤森则关注无人驾驶汽车是推动街道更加共享还是形成更深层次的“人车分离”。
1.3 街道模式发展
街道演变与交通工具的演变密切相关,在无人驾驶汽车出现以后,汽车与街道空间的关系将产生转变,即根据自动驾驶技术在不同发展阶段对街道空间模式的影响程度,产生不同的作用,从而推动街道模式从以车为主向以人为主、人与无人驾驶汽车共享街道空间转变。
多伦多滨水区的设计方案采用了无人驾驶汽车主导的街道形式,将无人驾驶汽车影响下街道的路权重构与空间演变划分为4个阶段(图1),分别是缩窄车道、减少车道、共用路权和取消临界停车。通过改造街道,创建一个充满活力、安全的开放空间网络,并将街道的公共空间比例提升到91%。
图1 多伦多滨水区无人驾驶街道的演进变化
旧金山针对共享模式,研究自动驾驶与街道路权及空间变化的关系,提出了一种共享电动车连接无人驾驶汽车模式的技术演变路径,涉及街道空间变化与无人驾驶技术等级变化、交通工具的所有权模式变化相结合的智慧街道分类,即从当前的私家车阶段到按需服务阶段、共享按需阶段、共享连接阶段再到共享电动连接无人驾驶汽车(SECAV)阶段。在这一模式转变过程中,停车场被改造成公共活动区域,车行路面被压缩,街道成为所有人的共享空间。见图2。
图2 旧金山的无人驾驶街道的演进
腾讯研究院在深圳大铲湾的建设中采用了道路系统与车辆协同进化的发展模式:第一步,对道路沿线和贯穿地块的绿化空间进行改造,使其成为慢行交通和无人驾驶交通兼容的通道;第二步,利用步行系统和支路系统建立与原有的机动车道路体系互不影响的自动驾驶路网系统;第三步,加宽车道,采用编队行驶等;第四步,实现自动驾驶与慢行系统的融合,完全取代传统道路。见图3。
图3 深圳大铲湾未来城市的无人驾驶街道的演进变化
2 无人驾驶汽车对街道路权的影响
技术的发展将驱动空间规划创新。随着共享经济模式的兴起和无人驾驶技术的推动,未来的交通出行和土地利用方式等均会受到巨大影响。路权的变化将会是这一转变中的关键技术环节。如何重新定义城市中的路权归属成为亟待讨论的问题。在无人驾驶技术影响城市发展的过程中,机遇与挑战往往是并存的,要判断无人驾驶技术是增加还是削减了道路交通流量或停车需求,还需综合考虑交通政策、规划方案及操作模式等多方面的因素。
本文旨在对车辆通行所需空间的变化进行分析,因此对路权的定义侧重于空间使用方面,以保障通行自由的基本权利为基础,根据交通规则合理分配道路资源的空间和时间使用权益。无人驾驶环境下城市街道路权变化可以总结为收缩与拓展两种主要趋势(图4)。
图4 无人驾驶环境下汽车路权的收缩与拓展
2.1 路权的收缩
智慧城市阶段汽车路权的收缩反映的是传统汽车作为一种主要交通工具的衰落,如卡洛·拉蒂等认为无人驾驶技术宣告了传统汽车文化的死亡。汽车路权的收缩主要体现在以下两个方面。
2.1.1 车行路面缩窄与停车空间减少
对于无人驾驶环境下汽车路权变化的主流认识是,与当前相比路权将会收缩,主要体现在车行路面和停车空间面积缩减上。随着无人驾驶的车行控制技术越来越精确,车行路面可以收缩得更窄(图5)。例如:塞缪尔·施瓦茨提出,随着智慧街道的兴起,车行交通将会逐步衰落,道路将会“瘦身”;戴维·克里根提出,无人驾驶将会使城市释放出更多的空间。国内学者也提出了类似观点:王维礼等认为,无人驾驶技术的使用将会减少机动车占用道路资源的现象,促使车行路面缩窄、人行空间增加,街道品质、车行效率与交通安全均会得到提升;张文烁等认为自动驾驶时代的街道在车道缩窄后可提供更多的公共空间,但也会给慢行网络的流畅性带来负面影响。
图5 无人驾驶环境下汽车路权的收缩
2.1.2 街道回归行人与多种交通共享街道空间
汽车路权的收缩将促使街道被归还给行人、多种交通共享街道空间,如LEE等对街道路权收缩和形态变化的多种可能性进行了综述;维韦克·瓦德瓦等认为无人驾驶将会带来停车场空置、街道归还给行人、城市布局更加灵活等变化;威廉·里格斯等将街道路权归还给行人作为无人驾驶技术最重要的优点之一。
随着自动驾驶汽车取代传统汽车,路权关系发生转变,现代城市街道将被多种交通方式的共享空间取代,城市生活性街道公共空间将向更加人性化的方向更新。
2.2 路权的拓展
虽然“无人驾驶环境下汽车路权会收缩”成为一种主流观念,但是在规划设计实践中却并不总是体现出这一特征。在无人驾驶环境下,汽车路权的收缩更多是指传统汽车的路权收缩,无人驾驶汽车作为一种新型交通工具,其路权具有拓展的特点。塞缪尔·施瓦茨等对汽车路权收缩持怀疑态度,他们提出需要警惕无人驾驶汽车的发展剥夺步行者和自行车骑行者路权的情况。
2.2.1 无人驾驶汽车进入步行区域和建筑内部
在已有的研究中,汽车路权的收缩更多是指道路断面的车行路面宽度变化。对于路权如何演变,不能仅从街道断面的视角观察,还要从平面甚至三维的视角进行更加综合的解读。如果从街道空间的平面或三维视角来看,无人驾驶汽车可以更加灵活地进入步行区域、建筑内部,甚至进入建筑不同楼层,体现出路权扩大的趋势,如多伦多滨水区设计、多伦多滨水区的智慧社康中心概念设计、日本丰田“未来之城”(也称“编织城市”)以及贵州Pix City等设计方案中均有体现。
在多伦多滨水区的设计中,无人驾驶汽车进入街道的步行区域,形成人车混行的模式;在多伦多滨水区的智慧社康中心概念设计中,无人驾驶汽车进入建筑室内,汽车提供的产品和服务与室内活动形成无缝衔接;日本丰田“未来之城”的城市设计方案虽然在断面设计上体现了车行道路面缩窄,将街道空间还给行人的原则,但是这一设计也展示了无人驾驶汽车进入步行区域,甚至进入建筑不同楼层的场景。
在我国,以无人驾驶底盘技术为特色的贵州翰凯斯智能技术有限公司提出用无人移动重新定义城市的交通方式,其设想的未来城市模型Pix City是一座“没有汽车的城市”。但事实上,在这一模型中,城市交通方式的创新在于通过不同形式的无人驾驶汽车底盘将各类车载“盒子”传输到城市的各个区域,与其说是没有汽车,更多的是指没有传统汽车,而对于无人驾驶汽车来说,其路权在事实上获得了拓展。
2.2.2 无人驾驶交通对街道空间设计的影响逐步加强
将街道归还给行人值得提倡,但街道空间设计并不能仅考虑步行,还需要更加充分地考虑无人驾驶技术的需求与影响。虽然在空间断面上小汽车路权受到了限制,车行道宽度有所收缩,但是因无人驾驶技术的需求,包括步行区域在内,整个街道空间的设计和建造甚至沿街建筑的设计均需要服务于无人驾驶汽车的需求,进行更加系统化和精细化的布局。无人驾驶技术的成熟将会使汽车设计与城市规划结合得更加紧密。
当无人驾驶汽车进入步行区域时,需要重新界定无人驾驶汽车的路权,以实现无人驾驶汽车与行人路权在步行区域的协同。部分学者认为无人驾驶汽车可以进入公共空间区域,但路权不应优先于人类,如宾夕法尼亚的相关管理规定要求将较低速度②的无人驾驶个人送货设备归类为“行人”,以限制无人驾驶汽车速度的方式,实现了人车协同及对步行者安全的保障,当无人驾驶汽车进入车行道时,其路权可恢复为汽车优先的水平。由于缺少相关法规,部分城市不允许无人驾驶汽车在公共道路上行驶。
3 无人驾驶环境下街道的路权重构与空间演变
综上所述,收缩与拓展并存才是无人驾驶环境下街道路权的真实变化。从相关研究与实践来看,上述两种观点均强调将街道路权还给行人的基本价值观,但实际塑造的空间形态结果却并不如此。在无人驾驶技术影响下,未来街道空间的规划设计不仅要关注传统汽车路权的收缩,还要关注无人驾驶汽车路权的拓展,兼顾人行与车行需求。
3.1 街道路权重构
无人驾驶汽车按照无人驾驶的程度不同可分为0~5级共6个不同等级,其中0~2级可以被认为是以驾驶员为主导的驾驶模式,3~5级则是以自动驾驶系统为主导的驾驶模式。因无人驾驶技术等级的差异,街道路权和空间存在不同变化特征。其中:第3级指无人驾驶开始起主导作用的级别,是发生质变的关键环节;第4级指高度自动化的级别,如谷歌的Waymo和Amazon的Zoox均是以第4级为目标研制的自动驾驶汽车。在实践中,多以3~4级无人驾驶技术作为试验场景,如柏叶新城等日本部分智慧城市示范项目从2级自动驾驶出发,以4级自动驾驶为目标进行试点。由于第3级和第4级无人驾驶的无人化技术水平较高,在这两个阶段,街道空间将开始出现明显的变化。通过对相关规划设计的分析,可以总结出无人驾驶汽车的技术等级变化引发的路权收缩与拓展趋势。
从无人驾驶技术的等级来看,大部分自动驾驶汽车路段的验证从第2级开始,无人驾驶汽车在街道特定区域通行,较少与行人路线发生交叉,街道空间出现将沿街区域转变为公共空间的趋势;从第3级开始,无人驾驶汽车技术转变为自动驾驶系统主导的模式,随着沿街停车需求减少,车行道路开始收缩,沿街空间更多地转变为公共空间。在这两个阶段,车行路权收缩,步行路权拓展。从第4级开始,车行路面进一步收缩,道路空间更多地转变为步行区域和公共空间。但是,这一阶段无人驾驶汽车的自动驾驶技术更加先进和成熟,汽车也具备更安全地进入步行区域和建筑内部的能力;从第5级开始,随着无人驾驶汽车智能化水平的提升,车辆可以在街道上与步行交通和自行车交通和谐共处。在第4级、第5级这两个阶段,无人驾驶汽车的车行路权可能进一步拓展,并与步行路权形成更加复杂的融合状态,使路权兼具收缩与拓展的特征。如图6所示,如果将道路边线作为汽车路权的界限,那么随着无人驾驶技术的进步,这一界限的发展趋势可能不是缩窄,而是拓展,甚至是与步行空间或建筑底层区域融合。
图6 伴随无人驾驶阶段变化的路权重构
3.2 街道空间演变
随着技术的发展,街道空间设计须做出积极应对。例如,戴维·克里根认为,无人驾驶将重塑交通模式与城市设计;泉田良辅认为无人驾驶汽车实现应用之后,最重要的工作是城市设计;威廉·里格斯等认为应关注城市设计该如何应对自动驾驶技术推进城市智慧发展的议题,特别是活力街道的塑造。综合无人驾驶汽车技术等级变化以及路权重构与街道空间演变的趋势,可以发现,在路权重构的驱使下,街道空间也发生了变化,体现在空间本身的形态变化、不同时段空间利用方式的变化和人车关系在空间中的变化3个视角。见图7、图8。
图7 路权重构与街道空间演变中3个视角的具体变化
图8 无人驾驶环境下街道空间演变特征
在空间方面,路权收缩并不是一种全面的趋势认知,无人驾驶汽车不仅可以与步行者在街道上共存,还可以直接进入建筑内部。从汽车路权收缩的视角看,街道存在车行路面收缩、步行空间增加、停车空间减少、转变为公共空间的趋势;从无人驾驶汽车路权拓展的视角看,无人驾驶汽车存在进入步行区域、进入建筑地面层、进入建筑其他楼层及车行空间作为建筑的一部分4种趋势。在车行路面收缩的基础上,人行道区域乃至于沿街建筑均需考虑无人驾驶汽车的接驳交通,以及无人驾驶汽车进入建筑内部的可能性,并在路径流线、建筑结构等方面调整设计方案。
在时间方面,部分研究尝试探索街道路权的分时段管理方法,将无人驾驶技术与街道路权的分时段管理方法结合起来。在分时段管理的理念下,街道在节假日转变为步行街、一般时段采用人车混行模式、通勤高峰期部分区域作为机动车道。不同时间,街道不同区域的路权不同,需要形成针对性的空间组织,调整设计方案。
在人车关系方面,在不同空间区域与时间范围内,无人驾驶汽车的交通权限不同,如宾夕法尼亚针对PDD的管理提出,无人驾驶汽车在进入不同区域时,通行权限、优先级和车速均有所不同:在步行区域,无人驾驶汽车通行权等同于行人;在车行区域,无人驾驶汽车通行权等同于机动车。针对这些差异,街道设计应该形成相应的对策,调整设计方案。
4 结束语
无人驾驶汽车技术的快速发展将给城市街道空间带来新的变化,推动城市空间形态形成全新的模式。在这一过程中,路权的变化将对街道形态的演变起到至关重要的作用。通过研究可以发现,汽车路权收缩并不是一种全面的趋势认知,收缩与拓展并存才是无人驾驶环境下街道路权的真实变化。在无人驾驶技术影响下,未来街道空间的规划设计不仅要关注路权的收缩,还要关注路权的拓展。从无人驾驶技术等级来看,在不同技术等级下,街道路权与空间将形成新的发展。因此,面对无人驾驶环境下路权的重构,街道空间设计需重点关注以下4个方面的内容:①适应传统车行路面缩窄的街道断面设计。随着传统汽车路权收缩,传统汽车会与无人驾驶汽车共用车行路面,因此需要进行适应无人驾驶汽车需求的街道断面设计。②在步行区域需要考虑无人驾驶汽车进入的需要,形成针对性的设计。因此,需在步行区域设置无人驾驶汽车安全通行的路径,同时无人驾驶汽车进入步行区域需遵循行人优先的相关技术标准与法规要求。③对建筑内部进行设计时应考虑无人驾驶汽车进入的需要,形成针对性的设计,设置无人驾驶汽车进入建筑内部及上层空间的路径与通道。④针对不同时段的功能需求变化,制定无人驾驶汽车进入不同空间区域的规则,制定分时段管理方法及规则,进行基于路权变化的制度设计。
【注 释】
①如无特殊说明,本文所说的“路权”指代“汽车路权”。
②较低速度指在人行道区域行驶,速度在12 km/h以下,或在路肩及道路上行驶,速度在25 km/h以下。
新媒体编辑:李木子
审读:邓倩
终审:刘芳
文章全文详见《规划师》2024年05期
《收缩抑或拓展——无人驾驶汽车影响下的路权重构与街道演变》
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