運輸部署案例手冊/2014/專用腳踏車道設施

簡介

腳踏車作為一種交通方式，自 19 世紀後期發明以來一直是一種流行的交通方式。截至 2003 年，全球腳踏車數量略超過 10 億輛，幾乎是全球汽車數量的兩倍。由於腳踏車在步行和機動交通之間起著一種中間交通方式的作用，為腳踏車提供專門的空間，使其免受汽車交通的侵犯，同時避免危及行人，是一個重要的理念，並開始幫助指導全國腳踏車基礎設施的建設。專用腳踏車道有時被稱為腳踏車道或腳踏車道，並且可以採取多種形式；有些是單向的，並用隔離墩與交通隔開，有些是高架的，有些是雙向的，並用一排停車位與交通隔開。這些只是專用腳踏車道眾多形式中的一部分，但這類腳踏車設施背後的主要理念是，腳踏車交通與汽車交通透過某種物理障礙隔離開，例如停車道、隔離墩、花壇或某種高架分離。這些不同於多用途路徑，多用途路徑通常用於休閒目的，並且不會與任何型別的汽車交通互動。通常，這些專用腳踏車道透過使用不同的鋪設型別（例如磚塊或鋪路石）或使用彩色油漆（通常是綠色或藍色）與道路的其他部分割槽分開來。

定性分析

模式描述

根據全國城市交通官員協會的說法，專用腳踏車道（腳踏車道）是指：“一種專用腳踏車設施，它結合了獨立路徑的使用者體驗和傳統腳踏車道的車道內基礎設施。腳踏車道與機動車交通物理隔離，並且與人行道不同。腳踏車道有多種形式，但它們都具有共同的要素——它們提供專供或主要供腳踏車使用的空間，並且與機動車行駛車道、停車道和人行道隔離。在允許路邊停車的情況下，腳踏車道位於停車道的路沿側（與腳踏車道相反）”。

場景

實施這類基礎設施的原因是，對於騎腳踏車者、行人和司機來說，其安全性都具有巨大的實際和感知上的益處。透過將所有三種模式分離到街道的不同部分，這些模式之間的互動被最小化，從而大大降低了發生多模式事故的可能性。這類基礎設施通常被視為腳踏車道的更好、更安全的替代方案，腳踏車道不會在物理上將騎腳踏車者與汽車交通隔離開，而是依靠一條油漆線來防止模式混合。在某些情況下，沒有足夠的可用空間來實施專用腳踏車道，腳踏車道成為必要的選擇。此外，由於這類基礎設施的成本通常比腳踏車道更高，因此該地區的腳踏車騎行量必須足夠高才能保證建造新的專用腳踏車道。如果確定騎行量足夠高，並且有足夠的空間來容納新的專用腳踏車道設施，那麼這通常是最好的、最安全的這類基礎設施。這種基礎設施的理想市場是城市中腳踏車騎行量較高、有專用腳踏車道可用空間或有建造這類基礎設施的政治意願的地區。由於許多美國城市的腳踏車騎行性質以及總體上缺乏合適的腳踏車設施，當新的專用腳踏車道設施建成時，沿著該走廊觀察到的騎行量通常會大幅增加。

發明

這類腳踏車基礎設施幾乎與腳踏車本身一樣悠久，美國第一條專用腳踏車道建於 1874 年，位於紐約市，沿著東部公園道延伸 2.10 英里，從華盛頓大道到拉爾夫街。一條更長的腳踏車道建於 1897 年，連線加利福尼亞州帕薩迪納市和加利福尼亞州洛杉磯市。這條腳踏車道長 9 英里，配備了電燈，在夜間照明道路，從一端到另一端只需 15 美分。這條腳踏車道證明是不成功的，最終成為亞羅約塞科高速公路的所在地。大約在同一時間，在德國、荷蘭和英國建造了其他專用腳踏車道。德國第一條專用腳踏車道建於 1887 年的佈雷門和 1889 年的漢諾威。儘管英國建造了一些專用腳踏車道，但腳踏車旅遊俱樂部 (CTC) 堅決反對專用腳踏車道設施，因為它們被認為不如汽車道路。由於這種反對，英國的專用腳踏車道直到 1970 年代才重新建造，當時人們對這類設施的興趣重新流行起來。

早期市場開發

如前所述，建造這類腳踏車基礎設施的理由是，根據各自的速度將模式分開，並減少行人、腳踏車和汽車的混合。在 19 世紀後期發明這種形式的腳踏車基礎設施之前，行人、腳踏車和汽車通常在交通中混合，導致道路變得非常混亂。雖然這類腳踏車基礎設施已經存在了 100 多年，但在美國直到 1970 年代，這類設施的建造才以任何可衡量的方式開始增加。在荷蘭等其他國家，專用腳踏車道已經全國範圍內大量建造了幾十年，建造這類基礎設施的催化劑是由於汽車造成的兒童死亡率很高。在 1970 年代初期，一場名為“停止殺害兒童”的運動使用汽車造成的兒童死亡率很高作為號召改變交通基礎設施的口號，併成功地迫使荷蘭政客限制城市中的汽車使用，並專注於提供替代交通方式。透過建造龐大的安全便捷的專用腳踏車道網路，荷蘭得以在隨後的幾十年中為全國提供了一個吸引人的駕駛替代方案。雖然這是荷蘭開始建造專用腳踏車道的催化劑，但在美國的環境中需要不同的催化劑。

政策在誕生階段的作用

美國腳踏車運動水平的近

近年來腳踏車設施建設的快速增長主要是由於用於建設新腳踏車設施的可用資金不斷增加。雖然在 20 世紀 70 年代，人們呼籲建設更多腳踏車設施，但由於缺乏專門用於腳踏車設施的資金，很少有新設施建成。然而，在 1991 年，在腳踏車倡導團體的壓力下，美國國會通過了《跨模式地面運輸效率法案》（ISTEA）。該法案強制要求各州和都市區規劃組織將腳踏車和步行納入其交通計劃，並專門撥款用於“改善”或替代交通專案，即腳踏車設施。雖然 ISTEA 為這些腳踏車專案建立了改善計劃，但當時一些州和都市區規劃組織只是在其交通計劃中提到了腳踏車和步行，並沒有尋求聯邦資金用於建設新的腳踏車基礎設施專案。改善計劃為腳踏車專案撥款約 9.72 億美元，遠高於過去 20 年聯邦政府在腳踏車設施上花費的 4100 萬美元。在這 9.72 億美元的新資金中，13% 用於道路腳踏車設施，86% 用於建設非公路路徑和步道。在 ISTEA 在腳踏車設施方面取得成功之後，美國國會將腳踏車設施的資金水平提高了 50%，並在 1998 年的《21 世紀交通公平法案》（TEA-21）中將腳踏車手的教育和安全活動納入符合資助條件的專案。

繼 TEA-21 之後，一項名為《安全、可問責、靈活、高效、交通公平法案》（SAFETEA-LU）的新交通法案於 2006 年透過。該法案授權為腳踏車基礎設施改善提供更多資金，還包括在經濟衰退期間實施的刺激性資金。在 SAFETEA-LU 下，步行和騎行專案的年度資金水平上升至接近每年 10 億美元。考慮到 TEA-21 下之前的資金水平僅為每年 3.6 億美元，很明顯，聯邦政府希望透過為這些基礎設施專案提供更多資金來鼓勵步行和騎行。儘管這些資金可用於除專用腳踏車道設施以外的其他專案，但在 SAFETEA-LU 實施期間建造的許多專用腳踏車道都利用了可用的聯邦資金來源。由於 SAFETEA-LU 即將在 2009 年到期，聯邦政府繼續延長該法案，直到 2012 年才透過新的交通法案；延遲了近三年。在 21 世紀取得進步（MAP-21）扭轉了透過 SAFETEA-LU 推行的步行和騎行專案資金水平的上升趨勢，而是大幅削減了可用資金水平。2013 年，用於步行和騎行專案的可用資金減少至 8.08 億美元，而 2011 年用於同一專案的資金為 12 億美元。可用資金的減少並沒有顯著抑制美國各地專用腳踏車道設施的建設速度，但由於這些專案的規劃通常需要很長時間，因此資金的減少可能會在未來幾年產生尚未見到的延緩效應。此外，MAP-21 原定於 2014 年底到期，但此後已延長至 2015 年 5 月，屆時將透過新的交通資金法案。然而，由於國會的僵局以及過去兩屆國會（第 112 屆和第 113 屆）透過的法案數量史無前例地少，因此無法保證到 5 月之前會有一項新法案出臺。由於未來交通資金的不確定性，可能會有大量待批資金的專用腳踏車道專案積壓。這可能會在未來幾年內人為地減緩專用腳踏車道設施的建設速度，直到透過新的聯邦交通法案，而不是臨時延期。

模式的增長

在美國，專用腳踏車道里程的增長一直處於停滯狀態，直到 21 世紀 00 年代後期，這些設施的建設才開始快速增長。20 世紀 70 年代，主要在香檳-厄巴納和加州的少數幾個地方建成了一些設施，但 20 世紀 80 年代僅建成 5.67 英里。20 世紀 80 年代僅建成了四處設施，它們分佈在從俄勒岡州到德克薩斯州的全國各地。此後，20 世紀 90 年代新增的專用腳踏車道里程更多（11.18 英里），但總共只有三處新設施。

專用腳踏車道設施建設增長緩慢的原因可以歸因於此類基礎設施投資可用資金的微薄。儘管早在 1991 年的 ISTEA 法案中就為這種設施提供了更多資金，但專用腳踏車道設施建設的顯著增長還是在近十年後才出現。另一個原因可能是，在將更多時間和資金投入到更密集的專用腳踏車道專案之前，城市將可用資金用於建設腳踏車道等成本較低的設施，但這超出了本文的討論範圍。

真正的顯著增長始於 2008 年，當時全國共建成 4.49 英里，之後 2009 年又建成 8.41 英里。過去五年，全國專用腳踏車道里程的累計數量持續大幅增長。截至目前，專用腳踏車道建設中最繁忙的一年是 2012 年，當年建成了 38.04 英里新的專用腳踏車道。在過去七年中，美國的專用腳踏車道里程增長了近五倍，從 2007 年的 34.6 英里增長到 2014 年 11 月的 151.43 英里。此外，美國計劃在 2017 年之前再建成近 67 英里的專用腳踏車道。

定量分析

本分析的資料來自 peopleforbikes.org 網站上託管的專用腳踏車道線上清單。雖然此資料集包含各個專用腳踏車道的距離、位置和物理特徵，但資料集可能並不完全詳盡。此資料集從 1874 年開始，包括計劃在 2019 年之前完工的設施。但是，由於專用腳踏車道的建設在 19 世紀 70 年代的建設之間存在近 80 年的空缺（1874 年和 1894 年），因此資料分析使用了 1970 年至今的資料，以防止模型因這些異常值而發生偏差。

資料集可以分為兩個截然不同的階段，即誕生階段（1970-2006 年）和增長階段（2006 年至今）。這兩個階段的增長率差異巨大，2006 年透過的 SAFETEA-LU 法案大幅增加了可用於腳踏車基礎設施專案的資金。該法案是美國專用腳踏車道進入增長階段的催化劑。

兩個模型的圖表，旨在描述美國專用腳踏車道的誕生和增長階段。

在上面的圖表中，可以輕鬆看到美國專用腳踏車道生命週期中截然不同的階段。2006 年之前的增長非常緩慢，在這 36 年中僅增加了 26 英里。這與增長階段形成了鮮明對比，在短短 7 年內，增長階段已建成約 117 英里的專用腳踏車道。為了對這兩個截然不同的階段進行建模，資料被分成兩個相應的時間段並使用邏輯迴歸模型進行單獨分析，該模型也被稱為普通最小二乘模型。在此模型中，S(t) = K/[1+exp(-b(t-t0)]

其中

S(t) 是狀態度量（總英里數）

t 是時間（年度，1970-2006 年；2006-2014 年）

t0 是拐點時間（峰值的二分之一）

K 是飽和狀態水平（峰值）

b 是係數，它衡量自變數的影響程度。

由於現有的專用腳踏車道里程很少，因此使用荷蘭的指標來估計 K 值。之所以將荷蘭作為美國意義上的專用腳踏車道成功的標準，是因為荷蘭的系統基本上已經建成，並且被譽為世界上最龐大的系統之一。荷蘭目前擁有約 21,000 英里的專用腳踏車道和 86,000 英里的公共鋪砌道路，這使得專用腳踏車道與鋪砌道路的比例為 1:4。將此比例應用於美國鋪砌道路里程，約 2,646,000 英里，得到 661,000 英里的專用腳踏車道 K 水平。

圖表顯示了與最初未使用的單一模型相比，所使用的出生和增長模型。

使用此 K 值，建立了兩個不同的模型，分別模擬出生階段和增長階段。出生階段模型分析了 1970 年至 2006 年的資料，截距為 -102.3918，斜率為 .046235073，R 平方值為 .9182。增長模型分析了 2006 年至 2014 年 11 月的資料，截距為 -403.522，斜率為 .19619，R 平方值為 .9318。這兩個模型都比最初開發的模型更準確地模擬了每個階段，該模型沒有區分階段，R 平方值為 .89551，截距為 -117.52，斜率為 .053862。該模型嚴重高估了 1990 年至 2010 年之間的許多值，並在 2010 年後嚴重低估了這些值。這在右邊第二個圖表的圖表中顯示出來。

獲得更多資料後，可能不需要使用兩個模型來模擬這種交通方式的生命週期。但是，由於當前可用的資料集包含具有如此不同趨勢的資料，因此有必要開發兩個模型以獲得最佳擬合。