基于新城區(qū)土地規(guī)劃的交通小區(qū)出行量預(yù)測

杜慎旭

（中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 線路站場設(shè)計(jì)研究處，湖北 武漢 430063）

近十年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市土地規(guī)劃發(fā)生了較大改變。原有老城區(qū)是集居住、工商業(yè)、金融經(jīng)貿(mào)等多種土地利用性質(zhì)于一體的混合型土地布局狀態(tài)。由于老城區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)勢，人口越來越多，土地利用已經(jīng)飽和。因此，政府進(jìn)行宏觀規(guī)劃調(diào)整，強(qiáng)化老城區(qū)的商貿(mào)、公務(wù)功能，同時(shí)開辟新城區(qū)作為外遷人口容納地，使其成為老城區(qū)的衛(wèi)星城或者具有科研工業(yè)等特殊功能的區(qū)域。預(yù)測新城區(qū)的客流量，有助于對新城區(qū)的交通進(jìn)行規(guī)劃。

1 新城區(qū)交通出行預(yù)測影響要素分析

作為新城區(qū)土地規(guī)劃的重要內(nèi)容，交通規(guī)劃無論對新城區(qū)自身內(nèi)部交流還是新城區(qū)與老城區(qū)之間聯(lián)系都至關(guān)重要。城市交通規(guī)劃以交通需求為基礎(chǔ)，交通需求取決于土地利用性質(zhì)和客流量。傳統(tǒng)的交通需求預(yù)測方法是利用交通需求與土地利用的間接關(guān)系，根據(jù)土地利用特征預(yù)測就業(yè)情況，建立出行與就業(yè)的相關(guān)模型。由于新城區(qū)不具備詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)資料，只能參考土地規(guī)劃中土地利用的資料，新城區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏，而且通過交通調(diào)查也難以得到就業(yè)、就學(xué)崗位等相關(guān)特征數(shù)據(jù)，交通預(yù)測精確度較低。

土地利用是經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)在空間上的表現(xiàn)，是產(chǎn)生交通出行的根源，土地利用性質(zhì)不同，產(chǎn)生和吸引客流的機(jī)理不同；土地利用規(guī)模（強(qiáng)度、面積）不同，土地產(chǎn)生和吸引客流的大小不同。從這個(gè)原理上來看，基于土地規(guī)劃建立反映土地利用和交通需求直接關(guān)系的模型或方法是可行的[1]。交通需求預(yù)測的第一個(gè)階段就是交通產(chǎn)生，與土地利用具有直接關(guān)系。

通過以上分析可知，土地利用主要從2個(gè)方面影響交通出行，即土地利用性質(zhì)和土地利用規(guī)模，分別是質(zhì)和量的因素。不同的交通小區(qū)土地利用質(zhì)和量存在差異性，使得交通小區(qū)的出行產(chǎn)生量不同，如果能夠獲得各個(gè)交通小區(qū)相對差異的比例，通過規(guī)劃總?cè)丝谟?jì)算的總交通產(chǎn)生量可以在各交通小區(qū)之間進(jìn)行分配。另外，新城內(nèi)部的不同交通小區(qū)具有不同的功能定位，如果是新城中心小區(qū)，則以公共設(shè)施（包括商業(yè)、金融等）用地為主，交通便利。由于城市副中心具有相對區(qū)位勢[2-3]，土地利用差異和通達(dá)性差異將引起交通小區(qū)綜合客流產(chǎn)生差異。

2 計(jì)算模型

基于土地規(guī)劃的交通小區(qū)量預(yù)測分為4個(gè)步驟。

第1步：根據(jù)新城區(qū)總?cè)丝谝?guī)劃和日均出行率可以獲得新城區(qū)交通出行中生成量量。

第2步：土地規(guī)劃包括土地利用規(guī)模和土地利用性質(zhì)及小區(qū)所在區(qū)位信息，綜合這3個(gè)因素及各類土地產(chǎn)生權(quán)重可以獲得小區(qū)出行產(chǎn)生區(qū)位勢能，并將總產(chǎn)生量在各小區(qū)間分配，得到各交通小區(qū)產(chǎn)生量。

第3步：預(yù)測交通小區(qū)出行吸引量，方法與出行產(chǎn)生量預(yù)測相同。

第4步：小區(qū)出行產(chǎn)生量和吸引量平衡。

由于出行產(chǎn)生量與出行吸引量的預(yù)測方法相同，以交通小區(qū)出行產(chǎn)生量為例，建立預(yù)測模型。

2.1 交通總出行產(chǎn)生量

新城區(qū)的交通總出行產(chǎn)生量 G＝Pa。式中：P為規(guī)劃人口總數(shù)；a 為日人均出行率。

首先，運(yùn)用繪圖軟件對案例區(qū)域天際線進(jìn)行相應(yīng)的圖像處理，通過調(diào)整線框、填充透明度等手段分別強(qiáng)調(diào)天際線整體形狀、建筑高度變化程度、建筑輪廓轉(zhuǎn)折點(diǎn)、天際線層次數(shù)量及各層次面積比例以上5個(gè)特征要素（圖6～10），在圖中突出某一特征要素相對識(shí)別性的同時(shí)弱化其他4個(gè)特征要素的相對識(shí)別性，便于受訪人在問卷調(diào)查中針對某一特征要素進(jìn)行評價(jià)判斷，盡可能減輕其他特征要素帶來的影響。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用定量定性方法對各段天際線進(jìn)行特征提?。ū?）。

2.2 各交通小區(qū)出行產(chǎn)生量

2.2.1 出行產(chǎn)生權(quán)重

分析各交通小區(qū)的土地差異性可以量化各小區(qū)的交通特性，土地利用性質(zhì)和土地利用強(qiáng)度影響出行產(chǎn)生量，例如城市中心地區(qū)住宅容積率高，出行產(chǎn)生大。同時(shí)，出行產(chǎn)生和土地利用規(guī)模成正比。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部規(guī)定：土地利用類型分為居住用地、公共設(shè)施、工業(yè)用地、倉儲(chǔ)用地、對外交通用地、道路廣場用地、市政公共設(shè)施用地、綠地、特殊用地、水域或其他用地。通過調(diào)查現(xiàn)狀土地利用情況和交通產(chǎn)生，確定不同土地利用性質(zhì)的出行產(chǎn)生權(quán)重。出行產(chǎn)生量B＝S × C。

式中：B 為各個(gè)交通小區(qū)的出行產(chǎn)生量； C 為各個(gè)交通小區(qū)的出行產(chǎn)生矩陣；S 為各交通小區(qū)各類用地面積。對 C 單位化即得到各類用地出行產(chǎn)生權(quán)重。

2.2.2 用地平均容積率

上述各類用地出行產(chǎn)生權(quán)重描述了土地類型對出行量的影響，屬于質(zhì)的方面；以下用平均容積率描述土地強(qiáng)度對出行量的影響，屬于量的方面。

交通小區(qū) i 各用地類型m的平均容積率 γim為：

式中：simk，γimk分別為交通小區(qū) i 用地類型 m 第 k 地塊的面積及容積率。

2.2.3 聚類因子

式中：Bi為各交通小區(qū)的聚類因子；cm為土地類型m 的出行產(chǎn)生權(quán)重；sim為各交通小區(qū)用地類型 m 的總面積。

2.2.4 交通可達(dá)性

交通小區(qū)內(nèi)的土地差異會(huì)導(dǎo)致交通出行量的不同，同時(shí)小區(qū)的區(qū)位也會(huì)影響交通出行產(chǎn)生量，如核心區(qū)的居民小區(qū)所產(chǎn)生的客流大于邊緣地區(qū)居民小區(qū)所產(chǎn)生的客流，以交通小區(qū)的可達(dá)性來衡量這種差異。交通小區(qū)的可達(dá)性Ai為：

式中：tijq為采用交通方式 q 從交通小區(qū)i到交通小區(qū)j 的時(shí)間；tij為從交通小區(qū)i到交通小區(qū) j 采用各種交通方式的平均時(shí)間；Q 為交通方式的種類數(shù)。

2.2.5 交通出行產(chǎn)生量分配

交通小區(qū) i 的區(qū)位勢能 Yi＝εAiα Biβ。ε，α，β為待定參數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對其取值：ε＝1，α＝1，β＝1。在各交通小區(qū)之間分配交通出行產(chǎn)生量為：

3 算例分析

3.1 客流產(chǎn)生量與客流吸引量

某市新城區(qū)的土地規(guī)劃及定位如圖1所示，美國 Trip generation 提供的各類用地單位面積產(chǎn)生權(quán)重和吸引權(quán)重如表1所示，各交通小區(qū)到其他交通小區(qū)不同交通方式的出行時(shí)間如表2所示。新城區(qū)的總客流產(chǎn)生量為 50 000 人次。通過計(jì)算得到各交通小區(qū)的出行產(chǎn)生量和吸引量如表3所示。

從表3可以看到，交通小區(qū) 3、5 分別作為新城區(qū)的中心、副中心，對客流有較強(qiáng)的吸引力，吸引客流分別占 42.75%，31.08%；交通小區(qū)1產(chǎn)生客流占總客流的 51.02%，說明居住類土地是產(chǎn)生客流的主要源頭，可見模型能很好反映土地利用差異對交通的影響。交通小區(qū)2規(guī)劃為倉儲(chǔ)用地，可達(dá)性差，對客流產(chǎn)生和吸引的影響都較小。

3.2 出行產(chǎn)生量與吸引量平衡

回程產(chǎn)生是指工業(yè)或者公共設(shè)施具有典型吸引客流特性的用地在客流回程時(shí)，充當(dāng)產(chǎn)生客流的用地類型。通過計(jì)算回程產(chǎn)生量和吸引量，可以平衡交通小區(qū)的產(chǎn)生量和吸引量，作為四階段交通分布的起點(diǎn)和終點(diǎn)總量，即起訖量[4]。通過確定回程出行比例，可以實(shí)現(xiàn)新城區(qū)內(nèi)部交通出行產(chǎn)生和吸引量的平衡[5]。假設(shè)居住用地的產(chǎn)生客流全部回程，工業(yè)和公共設(shè)施用地的吸引客流全部回程，計(jì)算得到各交通小區(qū)平衡的交通產(chǎn)生吸引量如表4所示。

4 結(jié)束語

依據(jù)土地規(guī)劃資料，利用土地利用和區(qū)位差異性導(dǎo)致客流的差異性特點(diǎn)，對新城區(qū)交通小區(qū)的交通產(chǎn)生量、吸引量建模。這對于缺乏歷史翔實(shí)資料的新城區(qū)是一種可行的交通預(yù)測方法。通過假設(shè)客流全部回程，實(shí)現(xiàn)交通小區(qū)產(chǎn)生和吸引客流量的平衡。但是，人均日出行率及各類土地吸引和產(chǎn)生的精確度的判斷仍需要進(jìn)一步研究。

表1 各類用地單位產(chǎn)生權(quán)重與吸引權(quán)重

表2 交通小區(qū)之間分方式出行時(shí)間（依次為自行車、公交車、小汽車） h

表3 各交通小區(qū)出行產(chǎn)生量和吸引量

表4 交通小區(qū)起(訖)點(diǎn)總量 人次/d

[1] 楊 敏. 基于人口和土地利用的城市新區(qū)交通生成預(yù)測模型[J]. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，5 (35)：815-819.

[2] 吳家友. 基于區(qū)位勢能的新城區(qū)總體交通需求預(yù)測模型探討[J]. 重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，4 (22)：93-95.

[3] 陳永慶. 城市副中心發(fā)展的相對區(qū)位勢分析[J]. 系統(tǒng)工程理論方法應(yīng)用，2000，9 (4)：321-325.

[4] 鄧立瀛，劉燦齊. P-A出行分布矩陣轉(zhuǎn)化為O-D出行分布矩陣[J]. 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，1 (34)：38-34.

[5] 石 飛. 基于土地利用形態(tài)的交通生成預(yù)測理論方法研究[J]. 土木工程學(xué)報(bào)，2005，3 (38)：115-118.