不同城市發(fā)展政策下交通與土地利用一體化規(guī)劃研究

張會 劉魏巍 董潔霜

摘 要：為了定量研究城市交通和土地利用之間的一體化規(guī)劃，首先構(gòu)建基于Uplan和Emme模型的城市交通與土地利用一體化規(guī)劃系統(tǒng)；其次通過交通系統(tǒng)與土地使用系統(tǒng)中的相互影響因素來分析其系統(tǒng)中反饋原理和一體化規(guī)劃思路；最后結(jié)合成都市溫江區(qū)實例，提出不同城市發(fā)展政策下的一體化規(guī)劃，并對其結(jié)果進行評價分析，得出最優(yōu)的城市發(fā)展政策。

關(guān)鍵詞：城市發(fā)展政策；交通規(guī)劃；土地利用；Uplan和Emme一體化模型

中圖分類號：F570 文獻標(biāo)識碼：A

Abstract： For quantitative research of the integrated planning between urban transport and land use. Firstly， based on the Uplan and Emme model building a integrated planning system of urban transport and land use. Secondly， through the mutual influence factors of the traffic and land use system to analyze its feedback principle and the integrated planning thinking. Finally， combining the actual data of Wenjiang， a district of Chengdu， put forward the different ideas of integration planning under the different urban development policy， then evaluating the results and giving the proper policy.

Key words： urban development policy； traffic planning； land use； the integrated model of Uplan and Emme

目前我國大部分的城市土地利用規(guī)劃和交通規(guī)劃呈現(xiàn)分離的狀態(tài)，隨著城市發(fā)展過程中道路擁堵、交通環(huán)境污染、交通供需不平衡和土地資源的不合理利用等一系列城市交通問題的不斷出現(xiàn)，城市交通和土地利用一體化規(guī)劃的被關(guān)注度則逐漸提升，也成為交通工程和城市規(guī)劃領(lǐng)域共同關(guān)心的問題。城市交通與土地利用的一體化規(guī)劃是解決城市發(fā)展問題中交通與土地利用不合理發(fā)展的關(guān)鍵因素，那么一個完整的交通與土地利用一體化規(guī)劃系統(tǒng)是必不可少的，相應(yīng)的該系統(tǒng)所需要一個一體化模型作為支撐，Uplan和Emme一體化模型為城市交通與土地利用一體化規(guī)劃支持系統(tǒng)提供了理論依據(jù)。同時結(jié)合實際的城市發(fā)展政策，基于實際的發(fā)展政策進行交通與土地利用的一體化規(guī)劃，具有實際的可操作性。

Uplan模型的作用是輸入城市未來年份的不同的土地利用類型即可預(yù)測出城市未來的發(fā)展?fàn)顩r，主要適用于中小城市和區(qū)域的預(yù)測，不需用歷史數(shù)據(jù)進行校正。對于我國的地方和交通部來說，Uplan作為一個預(yù)測土地利用變化影響的良好模型被認(rèn)可，并有李善穎、詹慶明等人對Uplan在中國的適應(yīng)性做了相應(yīng)的分析，得出在中國使用的結(jié)論，目前已有部分小城市運用。

1 Uplan和Emme一體化模型的基本原理

1.1 城市交通與土地利用系統(tǒng)內(nèi)部影響因素的確定

不同的土地利用形態(tài)之間的溝通，都會需要交通作為溝通的橋梁。相應(yīng)的，不同的土地利用形態(tài)的空間布局，會需要不同的交通需求的總量特性、時間特性、空間特性和交通方式來與之匹配，即土地利用直接影響著交通需求特性。交通系統(tǒng)與土地利用系統(tǒng)合并起來作為一個大的系統(tǒng)，主要是依靠內(nèi)部有相互關(guān)聯(lián)的因素聯(lián)系起來，內(nèi)部因素之間的相互影響和相互關(guān)聯(lián)，才形成了兩系統(tǒng)間相互影響、相互反饋的互動關(guān)系。本文選取城市交通系統(tǒng)里的交通可達性和區(qū)域飽和度、城市土地利用系統(tǒng)的城市人口數(shù)和土地開發(fā)強度作為兩系統(tǒng)間的內(nèi)部影響因素。

1.2 一體化規(guī)劃模型的循環(huán)反饋原理

城市交通系統(tǒng)與土地利用系統(tǒng)之間存在相互反饋的關(guān)系，二者又為互相輸入輸出的投入產(chǎn)出系統(tǒng)。城市交通與土地利用之間的一體化需要聯(lián)結(jié)點來貫穿系統(tǒng)之間的聯(lián)系，經(jīng)過詳細(xì)分析選定土地使用模型中得到的人口數(shù)和崗位數(shù)輸入到交通規(guī)劃模型中，而通過交通規(guī)劃模型得到的交通可達性和區(qū)域飽和度反饋到土地使用模型中，并通過對交通可達性收斂性的判斷來實現(xiàn)一體化規(guī)劃系統(tǒng)的循環(huán)反饋。

2 一體化規(guī)劃循環(huán)反饋模型的建立

2.1 一體化規(guī)劃模型中聯(lián)結(jié)點的計算

城市交通與土地利用一體化規(guī)劃反饋中的聯(lián)結(jié)點是系統(tǒng)運行反饋的基礎(chǔ)，交通可達性是重要聯(lián)結(jié)點。在綜合考慮了交通規(guī)劃過程和城市規(guī)劃過程的各項影響因素后，得到了基于交通出行量的交通可達性計算公式，如公式（1）所示：

2.2 一體化循環(huán)反饋模型的計算原理和收斂指標(biāo)

一體化規(guī)劃的循環(huán)反饋計算原理是基于以上所介紹的交通可達性而形成的，采用移動平均法（MSA）來處理系統(tǒng)循環(huán)過程中交通可達性結(jié)果，交通可達性循環(huán)過程中的MSA模型如公式（3）所示：

一體化規(guī)劃模型循環(huán)反饋終止需要相應(yīng)的收斂指標(biāo)來判斷，當(dāng)一體化規(guī)劃系統(tǒng)中交通可達性隨著循環(huán)次數(shù)的增加而收斂時，即模型達到穩(wěn)定狀態(tài)，則循環(huán)反饋過程停止。選取交通小區(qū)可達性數(shù)值的相對誤差值作為系統(tǒng)的收斂指標(biāo)，計算公式如公式（4）所示：

2.3 一體化循環(huán)反饋模型的建立

基于一體化規(guī)劃系統(tǒng)的循環(huán)反饋的聯(lián)結(jié)點和計算原理實現(xiàn)了一體化循環(huán)反饋模型的建立，模型建立的基本點是要結(jié)合溫江區(qū)的實例，對不同的城市發(fā)展政策建立模型。

溫江區(qū)是成都市市轄區(qū)，區(qū)域面積和范圍均符合Uplan模型的適用條件。溫江區(qū)作為一個“睡城”發(fā)展起來，由調(diào)查數(shù)據(jù)可知，溫江區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的職住不均衡情況。隨著城市化的快速推進，交通擁堵、交通安全、交通環(huán)境污染等正影響著溫江的整體發(fā)展。而產(chǎn)生這些問題的主要原因正是交通與土地利用系統(tǒng)的不協(xié)調(diào)發(fā)展，為了解決此問題，需從城市發(fā)展政策的角度，協(xié)調(diào)城市交通與土地利用之間關(guān)系來緩解交通供需矛盾。通過參考《溫江區(qū)土地利用總體規(guī)劃》和溫江統(tǒng)計局的相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，將溫江區(qū)劃分為26個交通小區(qū)，將其作為交通與土地利用一體化模型的輸入值進行一體化規(guī)劃的研究。結(jié)合溫江實例，本文主要分析城市在集聚發(fā)展和疏散發(fā)展政策下的交通和土地使用一體化，不考慮政策不干預(yù)的發(fā)展模式。

不同城市發(fā)展政策下的一體化規(guī)劃模型需要輸入需求數(shù)據(jù)（總?cè)丝跀?shù)、總就業(yè)數(shù)）和供給數(shù)據(jù)（規(guī)劃范圍、交通小區(qū)）到Uplan模型中，根據(jù)不同發(fā)展政策對模型進行參數(shù)的設(shè)定，并構(gòu)建Emme交通規(guī)劃需求預(yù)測模型，最后對可達性的收斂情況進行判斷。

在集聚發(fā)展政策下的一體化規(guī)劃模型中定義5種用地類型，分別為高密度居住、中密度居住、高密度商業(yè)、中密度商業(yè)和工業(yè)用地；疏解發(fā)展政策下的一體化規(guī)劃模型中，定義7種用地類型，即高、中、低密度居住，高、中、低密度商業(yè)和工業(yè)用地，兩種模型的用地分類分別與規(guī)劃圖中的用地類型相對應(yīng)。對兩種模型建立研究區(qū)域的評價因子，分別為鼓勵開發(fā)因子、限制開發(fā)因子和禁止開發(fā)因子，根據(jù)評價標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定不同的評價值。將兩個模型中用地類型所對應(yīng)的人口比例、戶均使用面積、就業(yè)比例和人均使用面積在Uplan模型中進行參數(shù)設(shè)定，運行得各小區(qū)人口數(shù)和就業(yè)崗位數(shù)；將其作為Emme模型的輸入數(shù)據(jù)，通過命令計算小區(qū)之間的直線出行距離、居民的產(chǎn)生量和吸引量，得出基于交通小區(qū)直線距離的小區(qū)可達性；根據(jù)可達性收斂指標(biāo)判斷交通可達性值，若不收斂，則反饋到Uplan模型需要的柵格文件循環(huán)計算，直到收斂模型停止循環(huán)。

3 結(jié) 論

3.1 兩種發(fā)展政策下的一體化規(guī)劃結(jié)果

在達到收斂情況下，集聚發(fā)展政策的交通可達性誤差值為0.0633；疏解發(fā)展政策下的交通可達性誤差值達到0.0602，二者皆小于0.0700。模型可得兩種土地使用發(fā)展政策下的交通小區(qū)的人口數(shù)和崗位數(shù)，可得到兩種政策下交通小區(qū)的人口密度圖和就業(yè)密度圖，如圖1的（a）和（b）、圖2的（a）和（b）所示。

3.2 兩種發(fā)展政策下布局方案的評價

對于兩種不同土地使用發(fā)展政策的布局方案的結(jié)果，選取人口、就業(yè)密度指標(biāo)和平均出行距離指標(biāo)對其進行評價。由圖1、圖2可得，兩種發(fā)展政策下就業(yè)崗位數(shù)都有相應(yīng)的增加，緩解了溫江區(qū)的職住不平衡問題。集聚發(fā)展政策主要以BRT交通干線為基礎(chǔ)發(fā)展，人口和就業(yè)主要集聚在溫江主城區(qū)；疏解政策下人口有向交通便利地區(qū)偏移的趨勢，受疏解政策的影響，人口和就業(yè)都有向主城區(qū)東西方向偏移的趨勢。平均出行距離是評價交通經(jīng)濟型的有效指標(biāo)，是通過交通小區(qū)之間的出行分布量和交通小區(qū)之間的出行距離計算得到的，具體如公式（5）所示：

通過公式（5）可以計算得到兩種土地使用發(fā)展政策下的城市平均出行距離，兩種發(fā)展政策下城市的平均出行距離分別為6.31km、6.92km。由此可得，在集聚發(fā)展政策下的城市平均出行距離小于疏解發(fā)展政策下的，因為疏解發(fā)展政策降低了中心城區(qū)的吸引力，擴大了主城區(qū)和外部之間的出行。在對不同的城市發(fā)展政策進行一體化規(guī)劃后，與規(guī)劃前相比城市的發(fā)展體現(xiàn)出了一定的優(yōu)勢。通過對評價指標(biāo)的結(jié)果分析，結(jié)合溫江區(qū)未來發(fā)展的方向，在城市發(fā)展政策上，溫江區(qū)較適合疏解發(fā)展政策，可以分散城市空間結(jié)構(gòu)，緩解交通問題和“職住平衡”的問題。

4 結(jié)束語

城市交通與土地利用一體化是目前國內(nèi)外課題研究的熱點，本文所用的Uplan模型在美國城市發(fā)展情景預(yù)測方面已得到實際運用。本文運用Uplan模型和Emme模型的結(jié)合，找到城市交通系統(tǒng)和土地利用系統(tǒng)的結(jié)合點，實現(xiàn)了一體化規(guī)劃系統(tǒng)的產(chǎn)生；根據(jù)成都市溫江區(qū)城市總體規(guī)劃（2014-2020），在不同城市發(fā)展政策下對溫江區(qū)進行一體化規(guī)劃，得到了不同的一體化規(guī)劃結(jié)果，通過對相關(guān)評價指標(biāo)和城市發(fā)展的實際情況，得出了最優(yōu)城市發(fā)展政策。在此考慮到的評價指標(biāo)設(shè)立相對有限，環(huán)境保護性和出行公平性指標(biāo)并未設(shè)定，需更進一步利用不同實例進行評價指標(biāo)體系的研究。

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