项目团队:北京市城市规划设计研究院交通所交通模型小组
城市土地使用与交通整合模型是应用于评价城市空间规划、用地规划和交通规划的协调性,实现对规划住宅用地分布、企业选址分布及可达性分布等的预测。本文将为您分享国内外五个城市的最新研究成果,并将继续追踪国际研究动态,提高我国对该领域的关注与应用。
一直以来,北京市城市规划设计研究院致力于研究北京城市土地使用与交通整合模型,关注国内外研究动态,为北京市多项规划编制与政策制定提供技术支撑,并于今年参加了在上海同济大学召开的第三届国际城市土地与交通整合规划会议(LUTI3,国际城市土地使用与交通整合模型会议为交通土地整合模型领域的最高级别专题讨论会)。会议期间,研究小组聆听了多位专家的专题演讲。现研究小组选取其中五个演讲,总结相关研究成果,旨在追踪国内外研究动态。
(1)伦敦[1]
伦敦土地使用与交通整合的研究应用于评价地铁线路的投资建设。在研究中构建了人口加权的可达性模型(PWA)。PWA模型是在空间可达性模型的基础上,以人口作为权重系数,实现了对区域的综合分析与可达性评估。于此同时,最重要的是PWA模型量化了可达性每改变百分之一的最低成本花费。
空间可达性模型:
人口加权的可达性模型(PWA):
图1 基于PWA模型的伦敦可达性示意图(1861年)
基于PWA模型,针对伦敦历年轨道交通线网提案进行测试,研究结果表明单位价格可达性最大的线路是被频繁地投资建设。同时,研究发现城市土地使用与交通系统存在如下三种关系:
①交通系统投资引导住宅开发,反之亦然(伦敦、北京);
②交通系统投资引导住宅开发(双子城);
③交通系统投资引导商业开发,反之亦然(纽约)。
(2)曼谷[2]
曼谷以25m*25m的网格为统计单元,以2004-2010年开发过程中土地使用性质变化情况为基础数据,以交通系统可达性、工作地与服务设施可达性、人口岗位特征以及土地属性为研究变量,在逻辑回归模型的基础上,融入地理加权回归模型(GER),预测土地开发性质。
图2 曼谷模型研究基础变量
研究结果表明,GWR逻辑模型比逻辑模型具有更强的预测能力。具体而言,当与轨道交通的距离减少1%时,高密度居住与商业开发的概率分别增长2%与5%。同样地,与主干路的距离对商业开发的影响高于居住;相比之下,与购物中心的距离表现出高密度居住开发比商业开发概率高的趋势;对于其它因素,如与城市中心的距离、社区环境和土地价格也揭露了对土地开发的不同关系。
(3)武汉[3]
武汉构建了基于土地适宜性的多项逻辑模型与土地利用优化配置模型,研究武汉轨道交通1号线与2号线对土地使用的影响。
其中,基于土地适宜性的多项逻辑模型是应用多项逻辑模型预测土地由空地开发为某类建筑用地的概率。当概率越高表明越有可能开发成为此类用地,该概率与距离轨道站点的距离、物理条件、空间可达性、人口属性与社会经济属性相关;土地利用优化配置模型是应用CA模型预测土地使用开发情况,并应用对偶单纯形法,最优化新开发地块的配置。
为了校核建模方法的有效性,针对有无城市轨道交通系统影响的两个情景,选用混淆矩阵作为模型精度的校核方法。通过分析表明,模型预测与实际数据之间具有较好的一致性。
图3 2020年城市轨道交通影响下的土地使用预测示意图
(4)荷兰[4]
荷兰应用多项逻辑模型(MNL)与混合逻辑模型(ML)研究个人与家庭在工作地、居住地与出行行为间的决策过程。
在基础数据获取方面,研究开展了实验设计与数据收集工作,其中的问卷调查分为属性数据调查与基于属性数据的偏好调查,属性数据包括基础属性、家庭、居住、工作与出行行为等。
图4 偏好调查表
应用以上方法,研究以沈阳为例开展调查实施工作。调查时间为2016.09.15-2016.11.05,采用在线调查与面对面调查,共回收有效问卷415份。研究结果表明:
①土地使用权与公共交通对居住属性具有显著影响;
②同事关系、工作环境和收入是影响人们选择行为的最重要因素,同时工作地也具有显著的影响。
③步行与自行车交通方式是比较受欢迎的,表明了人们对交通系统环境友好的期望;
④在研究成果中,出行费用的影响不显著;
⑤相对于搬家,人们更倾向于换工作。
(5)圣保罗[5]
由于土地使用功能单一以及与交通系统联系不畅,圣保罗的经济增长速度开始下降,人口、岗位与服务设施存在不平衡,同时出现城市无序扩张与交通拥堵等问题。为了改善圣保罗的大城市问题,土地使用与交通规划整合势在必行,以调整居住、就业及服务设施分布的不平衡现象。
在编制土地使用与交通系统的整合规划过程中,用于分析与支撑规划的模型同样必须整合。模型应有效地评估出行活动、土地使用与交通系统的相互作用关系;同时,基于供需关系,经济评价部分需要清晰地区分土地与交通系统的使用者或供给者的利益,环境评价部分也应如此。
2007年,基于土地使用与交通整合模型,圣保罗编制了2025年圣保罗都市区规划。
图5 圣保罗城市土地使用与交通整合模型社会经济与土地使用变量
目前,我国大部分城市往往先编制城市土地使用规划,后编制交通系统规划。后者以前者为基础,但缺乏相互作用的反馈机制,常常导致土地使用性质、分布及建筑规模与交通系统供给间出现不平衡现象,进一步引发交通问题,有碍城市发展。在此背景下,城市土地使用与交通系统的协调发展成为城市的发展方向,而定量分析也成为这一举措的关键。《第三届国际城市土地与交通整合规划会议》分享了大量的宝贵经验,研究小组希望借五个专题演讲,为我国城市土地使用与交通整合模型提供一定借鉴。研究小组将一如既往地追踪城市土地使用与交通整合的最新研究进展,为大家提供分享。
上述内容是作者根据《第三届国际城市土地与交通整合规划会议》讲稿整理完成,理解分析若有偏差,敬请见谅。有兴趣的读者,请进一步搜索讲者相关研究成果。
作者:曹士强 张宇 汪洋 张晓东
参考文献:
[1] David Levinson. Evolving Transport Networks. Universityof Sydney.
[2] Varameth Vichiensan. Analysis of Land Use Changedue to Transportation Developments in Bangkok. Kasetsart University.
[3] Li-Yuan Zhao. The Impact of Rail Transit on FutureUrban Land Use Development a Case Study in Wuhan, China. Huazhong University ofScience and Technology.
[4]Jia Guo, Tao Feng, Harry Timmermans. Co-Dependent Work, Residential and Commuting Choice.Eindhovnen University of Technology.
[5] Tomas de la Barra. Urban Process, Dynamics and Mega-citiesin Developing Countries. Central University Venezuela.