运输部署案例手册/2014/专用自行车道设施

简介

自行车作为一种交通方式，自 19 世纪后期发明以来一直是一种流行的交通方式。截至 2003 年，全球自行车数量略超过 10 亿辆，几乎是全球汽车数量的两倍。由于自行车在步行和机动交通之间起着一种中间交通方式的作用，为自行车提供专门的空间，使其免受汽车交通的侵犯，同时避免危及行人，是一个重要的理念，并开始帮助指导全国自行车基础设施的建设。专用自行车道有时被称为自行车道或自行车道，并且可以采取多种形式；有些是单向的，并用隔离墩与交通隔开，有些是高架的，有些是双向的，并用一排停车位与交通隔开。这些只是专用自行车道众多形式中的一部分，但这类自行车设施背后的主要理念是，自行车交通与汽车交通通过某种物理障碍隔离开，例如停车道、隔离墩、花坛或某种高架分离。这些不同于多用途路径，多用途路径通常用于休闲目的，并且不会与任何类型的汽车交通互动。通常，这些专用自行车道通过使用不同的铺设类型（例如砖块或铺路石）或使用彩色油漆（通常是绿色或蓝色）与道路的其他部分区分开来。

定性分析

模式描述

根据全国城市交通官员协会的说法，专用自行车道（自行车道）是指：“一种专用自行车设施，它结合了独立路径的用户体验和传统自行车道的车道内基础设施。自行车道与机动车交通物理隔离，并且与人行道不同。自行车道有多种形式，但它们都具有共同的要素——它们提供专供或主要供自行车使用的空间，并且与机动车行驶车道、停车道和人行道隔离。在允许路边停车的情况下，自行车道位于停车道的路沿侧（与自行车道相反）”。

场景

实施这类基础设施的原因是，对于骑自行车者、行人和司机来说，其安全性都具有巨大的实际和感知上的益处。通过将所有三种模式分离到街道的不同部分，这些模式之间的交互被最小化，从而大大降低了发生多模式事故的可能性。这类基础设施通常被视为自行车道的更好、更安全的替代方案，自行车道不会在物理上将骑自行车者与汽车交通隔离开，而是依靠一条油漆线来防止模式混合。在某些情况下，没有足够的可用空间来实施专用自行车道，自行车道成为必要的选择。此外，由于这类基础设施的成本通常比自行车道更高，因此该地区的自行车骑行量必须足够高才能保证建造新的专用自行车道。如果确定骑行量足够高，并且有足够的空间来容纳新的专用自行车道设施，那么这通常是最好的、最安全的这类基础设施。这种基础设施的理想市场是城市中自行车骑行量较高、有专用自行车道可用空间或有建造这类基础设施的政治意愿的地区。由于许多美国城市的自行车骑行性质以及总体上缺乏合适的自行车设施，当新的专用自行车道设施建成时，沿着该走廊观察到的骑行量通常会大幅增加。

发明

这类自行车基础设施几乎与自行车本身一样悠久，美国第一条专用自行车道建于 1874 年，位于纽约市，沿着东部公园道延伸 2.10 英里，从华盛顿大道到拉尔夫街。一条更长的自行车道建于 1897 年，连接加利福尼亚州帕萨迪纳市和加利福尼亚州洛杉矶市。这条自行车道长 9 英里，配备了电灯，在夜间照明道路，从一端到另一端只需 15 美分。这条自行车道证明是不成功的，最终成为亚罗约塞科高速公路的所在地。大约在同一时间，在德国、荷兰和英国建造了其他专用自行车道。德国第一条专用自行车道建于 1887 年的布雷门和 1889 年的汉诺威。尽管英国建造了一些专用自行车道，但自行车旅游俱乐部 (CTC) 坚决反对专用自行车道设施，因为它们被认为不如汽车道路。由于这种反对，英国的专用自行车道直到 1970 年代才重新建造，当时人们对这类设施的兴趣重新流行起来。

早期市场开发

如前所述，建造这类自行车基础设施的理由是，根据各自的速度将模式分开，并减少行人、自行车和汽车的混合。在 19 世纪后期发明这种形式的自行车基础设施之前，行人、自行车和汽车通常在交通中混合，导致道路变得非常混乱。虽然这类自行车基础设施已经存在了 100 多年，但在美国直到 1970 年代，这类设施的建造才以任何可衡量的方式开始增加。在荷兰等其他国家，专用自行车道已经全国范围内大量建造了几十年，建造这类基础设施的催化剂是由于汽车造成的儿童死亡率很高。在 1970 年代初期，一场名为“停止杀害儿童”的运动使用汽车造成的儿童死亡率很高作为号召改变交通基础设施的口号，并成功地迫使荷兰政客限制城市中的汽车使用，并专注于提供替代交通方式。通过建造庞大的安全便捷的专用自行车道网络，荷兰得以在随后的几十年中为全国提供了一个吸引人的驾驶替代方案。虽然这是荷兰开始建造专用自行车道的催化剂，但在美国的环境中需要不同的催化剂。

政策在诞生阶段的作用

美国自行车运动水平的近

近年来自行车设施建设的快速增长主要是由于用于建设新自行车设施的可用资金不断增加。虽然在 20 世纪 70 年代，人们呼吁建设更多自行车设施，但由于缺乏专门用于自行车设施的资金，很少有新设施建成。然而，在 1991 年，在自行车倡导团体的压力下，美国国会通过了《跨模式地面运输效率法案》（ISTEA）。该法案强制要求各州和都市区规划组织将自行车和步行纳入其交通计划，并专门拨款用于“改善”或替代交通项目，即自行车设施。虽然 ISTEA 为这些自行车项目创建了改善计划，但当时一些州和都市区规划组织只是在其交通计划中提到了自行车和步行，并没有寻求联邦资金用于建设新的自行车基础设施项目。改善计划为自行车项目拨款约 9.72 亿美元，远高于过去 20 年联邦政府在自行车设施上花费的 4100 万美元。在这 9.72 亿美元的新资金中，13% 用于道路自行车设施，86% 用于建设非公路路径和步道。在 ISTEA 在自行车设施方面取得成功之后，美国国会将自行车设施的资金水平提高了 50%，并在 1998 年的《21 世纪交通公平法案》（TEA-21）中将自行车手的教育和安全活动纳入符合资助条件的项目。

继 TEA-21 之后，一项名为《安全、可问责、灵活、高效、交通公平法案》（SAFETEA-LU）的新交通法案于 2006 年通过。该法案授权为自行车基础设施改善提供更多资金，还包括在经济衰退期间实施的刺激性资金。在 SAFETEA-LU 下，步行和骑行项目的年度资金水平上升至接近每年 10 亿美元。考虑到 TEA-21 下之前的资金水平仅为每年 3.6 亿美元，很明显，联邦政府希望通过为这些基础设施项目提供更多资金来鼓励步行和骑行。尽管这些资金可用于除专用自行车道设施以外的其他项目，但在 SAFETEA-LU 实施期间建造的许多专用自行车道都利用了可用的联邦资金来源。由于 SAFETEA-LU 即将在 2009 年到期，联邦政府继续延长该法案，直到 2012 年才通过新的交通法案；延迟了近三年。在 21 世纪取得进步（MAP-21）扭转了通过 SAFETEA-LU 推行的步行和骑行项目资金水平的上升趋势，而是大幅削减了可用资金水平。2013 年，用于步行和骑行项目的可用资金减少至 8.08 亿美元，而 2011 年用于同一项目的资金为 12 亿美元。可用资金的减少并没有显著抑制美国各地专用自行车道设施的建设速度，但由于这些项目的规划通常需要很长时间，因此资金的减少可能会在未来几年产生尚未见到的延缓效应。此外，MAP-21 原定于 2014 年底到期，但此后已延长至 2015 年 5 月，届时将通过新的交通资金法案。然而，由于国会的僵局以及过去两届国会（第 112 届和第 113 届）通过的法案数量史无前例地少，因此无法保证到 5 月之前会有一项新法案出台。由于未来交通资金的不确定性，可能会有大量待批资金的专用自行车道项目积压。这可能会在未来几年内人为地减缓专用自行车道设施的建设速度，直到通过新的联邦交通法案，而不是临时延期。

模式的增长

在美国，专用自行车道里程的增长一直处于停滞状态，直到 21 世纪 00 年代后期，这些设施的建设才开始快速增长。20 世纪 70 年代，主要在香槟-厄巴纳和加州的少数几个地方建成了一些设施，但 20 世纪 80 年代仅建成 5.67 英里。20 世纪 80 年代仅建成了四处设施，它们分布在从俄勒冈州到德克萨斯州的全国各地。此后，20 世纪 90 年代新增的专用自行车道里程更多（11.18 英里），但总共只有三处新设施。

专用自行车道设施建设增长缓慢的原因可以归因于此类基础设施投资可用资金的微薄。尽管早在 1991 年的 ISTEA 法案中就为这种设施提供了更多资金，但专用自行车道设施建设的显著增长还是在近十年后才出现。另一个原因可能是，在将更多时间和资金投入到更密集的专用自行车道项目之前，城市将可用资金用于建设自行车道等成本较低的设施，但这超出了本文的讨论范围。

真正的显著增长始于 2008 年，当时全国共建成 4.49 英里，之后 2009 年又建成 8.41 英里。过去五年，全国专用自行车道里程的累计数量持续大幅增长。截至目前，专用自行车道建设中最繁忙的一年是 2012 年，当年建成了 38.04 英里新的专用自行车道。在过去七年中，美国的专用自行车道里程增长了近五倍，从 2007 年的 34.6 英里增长到 2014 年 11 月的 151.43 英里。此外，美国计划在 2017 年之前再建成近 67 英里的专用自行车道。

定量分析

本分析的数据来自 peopleforbikes.org 网站上托管的专用自行车道在线清单。虽然此数据集包含各个专用自行车道的距离、位置和物理特征，但数据集可能并不完全详尽。此数据集从 1874 年开始，包括计划在 2019 年之前完工的设施。但是，由于专用自行车道的建设在 19 世纪 70 年代的建设之间存在近 80 年的空缺（1874 年和 1894 年），因此数据分析使用了 1970 年至今的数据，以防止模型因这些异常值而发生偏差。

数据集可以分为两个截然不同的阶段，即诞生阶段（1970-2006 年）和增长阶段（2006 年至今）。这两个阶段的增长率差异巨大，2006 年通过的 SAFETEA-LU 法案大幅增加了可用于自行车基础设施项目的资金。该法案是美国专用自行车道进入增长阶段的催化剂。

两个模型的图表，旨在描述美国专用自行车道的诞生和增长阶段。

在上面的图表中，可以轻松看到美国专用自行车道生命周期中截然不同的阶段。2006 年之前的增长非常缓慢，在这 36 年中仅增加了 26 英里。这与增长阶段形成了鲜明对比，在短短 7 年内，增长阶段已建成约 117 英里的专用自行车道。为了对这两个截然不同的阶段进行建模，数据被分成两个相应的时间段并使用逻辑回归模型进行单独分析，该模型也被称为普通最小二乘模型。在此模型中，S(t) = K/[1+exp(-b(t-t0)]

其中

S(t) 是状态度量（总英里数）

t 是时间（年度，1970-2006 年；2006-2014 年）

t0 是拐点时间（峰值的二分之一）

K 是饱和状态水平（峰值）

b 是系数，它衡量自变量的影响程度。

由于现有的专用自行车道里程很少，因此使用荷兰的指标来估计 K 值。之所以将荷兰作为美国意义上的专用自行车道成功的标准，是因为荷兰的系统基本上已经建成，并且被誉为世界上最庞大的系统之一。荷兰目前拥有约 21,000 英里的专用自行车道和 86,000 英里的公共铺砌道路，这使得专用自行车道与铺砌道路的比例为 1:4。将此比例应用于美国铺砌道路里程，约 2,646,000 英里，得到 661,000 英里的专用自行车道 K 水平。

图表显示了与最初未使用的单一模型相比，所使用的出生和增长模型。

使用此 K 值，创建了两个不同的模型，分别模拟出生阶段和增长阶段。出生阶段模型分析了 1970 年至 2006 年的数据，截距为 -102.3918，斜率为 .046235073，R 平方值为 .9182。增长模型分析了 2006 年至 2014 年 11 月的数据，截距为 -403.522，斜率为 .19619，R 平方值为 .9318。这两个模型都比最初开发的模型更准确地模拟了每个阶段，该模型没有区分阶段，R 平方值为 .89551，截距为 -117.52，斜率为 .053862。该模型严重高估了 1990 年至 2010 年之间的许多值，并在 2010 年后严重低估了这些值。这在右边第二个图表的图表中显示出来。

获得更多数据后，可能不需要使用两个模型来模拟这种交通方式的生命周期。但是，由于当前可用的数据集包含具有如此不同趋势的数据，因此有必要开发两个模型以获得最佳拟合。