《Sustainable Cities and Society》：A global insight into integration of metro and electric vehicle charging stations
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本研究基于153个美国、欧洲及中国城市，运用空间分析方法评估电动汽车充电站与地铁站点的空间分布特征，揭示美国充电站集聚显著但分布不均，欧洲服务均衡提升，而中国充电设施整合不足。研究指出地铁站点类型对充电站布局无显著影响，强调空间规划对优化PCR覆盖率、促进多式联运及实现可持续交通目标的重要性。
邓鼎康（Dingkang Teng）|贾斯汀·海斯·奇温·G·唐（Justin Hayse Chiwing G. Tang）|马瑞晨（Ruichen Ma）|杨雄（Xiong Yang）|诸葛成祥（Chengxiang Zhuge）
香港理工大学土地测量与地理信息学系，中国香港九龙红磡。
摘要
本研究探讨了在交通电气化时代，全球范围内“停车-充电-乘车”（Park-Charge-Ride, PCR）模式的潜力，涵盖了美国、欧洲和中国的153个城市研究单元。研究采用了一系列空间分析方法，分析了电动汽车充电站（EVCS）和停车场相对于地铁站的分布情况、密度及聚集模式。研究结果揭示了明显的区域差异：美国在PCR模式的实施上表现出较强的力度但分布不均，电动汽车充电站高度集中；欧洲的PCR服务发展较为均衡；而尽管中国拥有更完善的地铁基础设施，但其地铁站附近的电动汽车充电站整合程度仍有限。有趣的是，研究发现不同类型的地铁站（如普通地铁站、换乘站和终点站）在PCR设施部署上并未表现出明显的政策优先性。这些发现强调了空间规划的必要性，以优化PCR服务的覆盖范围，提升多模式交通效率，并推动全球可持续出行目标的实现。
引言
“停车-乘车”（Park-and-Ride, P&R）策略被广泛认为是缓解城市交通拥堵的有效手段，它允许驾驶员通过公共交通完成行程，同时吸引更多驾车出行者转乘地铁系统（Kimpton等人，2020年）。过去几十年中，P&R模式已为城市带来了实际效益，通常能吸引约60%的公交用户和30%的铁路用户从驾车出行者中转化过来（Hamer，2010年），并使相关排放量减少了19%至30%（Khojandi等人，2021年；Liu等人，2025年）。英国的牛津和诺丁汉等城市通过P&R模式改善了市中心交通状况和公共交通的可及性（Parkhurst & Richardson，2002年），使其成为全球可持续出行战略的核心。此后，许多举措被用于提升P&R服务的使用率，包括公共政策倡导、提高服务质量和费用优惠等（Norlida等人，2011年）。
尽管全球电动汽车（EV）的采用速度加快（Peng等人，2024年；Wang等人，2019年），2023年电动汽车销量同比增长35%，市场规模是2018年的六倍以上（国际能源署，2024年），但传统的P&R服务仍面临前所未有的挑战。与汽油和柴油车不同，电动汽车需要便捷的充电设施（X. Liu等人，2024年；Pamidimukkala等人，2024年），而这些设施在大多数P&R站点仍较为缺乏；同时，现有文献中也尚未充分探讨地铁站周边充电设施的覆盖范围。这种不足可能会削弱P&R模式在向电气化交通转型过程中推动可持续出行的作用。
为确保P&R模式在交通电气化过程中的持续有效性，将电动汽车充电基础设施与停车-充电-乘车（PCR）策略相结合成为必要。值得注意的是，P&R模式与“以交通为导向的发展”（Transit-Oriented Development, TOD）理念存在矛盾——后者强调创建密集、多功能的步行友好型地铁站区域，限制大型地面停车场的发展。过多的P&R设施可能会抑制步行、骑行和本地交通的使用，从而降低乘客量和可持续性效益（Duncan，2019年）。然而，在某些情况下（例如美国人口密度较低的城市），采用电动汽车的P&R系统可以弥补这一不足。在这种框架下，P&R和新兴的PCR策略应被视为根据具体情境选择的工具，更适合空间限制较小的郊区或低密度地区，而非优先考虑TOD原则的密集城区。
多项研究已经认识到PCR策略的重要性。例如，Kumar和Cao（2024年）提出将现有地铁系统转变为智能充电中心。这种整合不仅保留了P&R在可持续出行中的传统作用，还有助于电动汽车的推广。然而，PCR的发展和实施过程仍缺乏明确的定义。现有研究主要关注PCR服务的供需评估（Ai等人，2018年；Liu等人，2025年；R. Zhang等人，2019年），但缺乏对其服务效果的评估。尽管全球电动汽车充电站（EVCS）数量迅速增加（Kutela等人，2025年），相关研究仍缺乏与城市交通系统的整体整合。这些研究凸显了在电动汽车充电基础设施与传统P&R设施最佳整合方面的知识空白。因此，探索PCR服务效果至关重要，既能提升出行便利性，也能提高可持续交通系统的效率。
本研究旨在建立一个分析框架，用于评估电动汽车充电站（EVCS）融入P&R服务的潜力，而非从TOD视角预先支持PCR模式。通过提供精确可行的指标，该研究旨在指导政策制定者和规划者有效地将充电系统与基于地铁的交通网络相结合。评估重点关注两个关键问题：（1）现有EVCS能否满足PCR服务的需求？（2）当前的P&R设施能在多大程度上适应PCR需求？解决这些问题有助于交通规划者和政策制定者更高效、更具成本效益地实施PCR模式。
本文的其余部分结构如下：首先是对P&R和PCR策略的文献综述，总结关键主题和研究空白；接着介绍数据来源和方法论，详细说明分析框架和使用的空间指标；然后展示中国、美国和欧洲地铁站周边EVCS和停车场分布情况的比较结果；讨论部分对这些发现进行解读，提出政策建议，并指出区域间的差异；最后总结主要结论，指出研究局限，并为未来研究指明方向。
研究片段
停车-乘车（P&R）研究
自20世纪30年代以来，已有大量关于P&R策略的研究（Noel，1988年）。近年来，P&R研究主要涵盖六个方面：比较研究、指南和最佳实践、需求模型、网络均衡与优化、停车利用率等（Haque等人，2021年）。其中一些指南和最佳实践研究关注出行目的规划、潜在需求、服务覆盖范围等内容。
研究区域
鉴于中国、美国和欧洲的电动汽车充电站总数占全球总量的90%以上（国际能源署，2024年），本研究重点关注这些地区的拥有地铁系统的城市区域。具体而言，分析范围包括中国大陆、美国本土及欧洲（包括欧盟、英国、挪威和瑞士）（见图1）。这里所说的地铁系统指的是快速轨道交通。
P&R和PCR的分布模式
注：右侧的热图显示了每个研究单元在不同缓冲距离下的电动汽车充电站（EVCS）或停车场（parking lots）比例；左侧的概率密度函数（PDF）图展示了500米最大缓冲距离下的比例分布情况，红色虚线表示中位数。研究单元的完整名称见补充材料中的附录B。
图3至图5展示了不同研究单元中电动汽车充电站和停车场的比例随距离的变化情况。
比较分析与政策启示
本研究通过诊断性评估，揭示了电动汽车充电站（EVCS）与地铁系统在空间分布上的显著区域差异。结果表明，这种新兴基础设施的分布存在明显地域差异，无法采用一刀切的模式。全球范围内，电动汽车充电站大多集中在地铁站500米范围内，其中美国的聚集程度最高，其次是欧洲和中国。美国在EVCS布局上表现出更大的偏好。
结论
本研究提出了一个全面的、基于数据的框架，用于评估电动汽车充电站（EVCS）与地铁系统的整合情况。通过分析EVCS在地铁站周边的空间分布和聚集模式，本研究评估了PCR服务的可行性，并指出了与P&R模式的差异。研究发现存在显著的区域差异：美国地铁站附近的EVCS集中度最高，但PCR发展不均衡；欧洲则处于中等水平。
CRediT作者贡献声明
邓鼎康（Dingkang Teng）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、可视化、数据验证、软件开发、方法论设计。贾斯汀·海斯·奇温·G·唐（Justin Hayse Chiwing G. Tang）：撰写 – 审稿与编辑、可视化、软件开发。马瑞晨（Ruichen Ma）：撰写 – 审稿与编辑。杨雄（Xiong Yang）：撰写 – 审稿与编辑。诸葛成祥（Chengxiang Zhuge）：撰写 – 审稿与编辑、项目监督、方法论设计、研究实施、资金筹集、概念构思。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
我们感谢深圳河套深港科技创新合作区的支持，本研究得到了“时空智能与可靠数据分析理论”项目（项目编号：HZQSWS-KCCYB-2024058）、国家自然科学基金（项目编号：52002345）、深圳市科技创新委员会（项目编号：JCYJ20230807140401003）以及智慧城市研究院的研究资助。
