基于用地區(qū)位的城市生態(tài)新區(qū)靜態(tài)交通需求預(yù)測(cè)模型研究

張美意， 肖文明， 邱 冰

(1.湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司， 湖南 長(zhǎng)沙 410200； 2.深圳市都市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司， 廣東 深圳 518000)

0 引言

城市新區(qū)作為城市發(fā)展規(guī)模的擴(kuò)展，其規(guī)劃建設(shè)需以環(huán)境為導(dǎo)向，體現(xiàn)生態(tài)城市和可持續(xù)發(fā)展理念。在城市新區(qū)規(guī)劃建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)吸取老城區(qū)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，擁有把握未來(lái)趨勢(shì)的超前性和正確的預(yù)見(jiàn)性，注重生態(tài)交通理念；在進(jìn)行動(dòng)態(tài)交通規(guī)劃的同時(shí)，注重靜態(tài)交通的規(guī)劃、建設(shè)及管理，實(shí)現(xiàn)交通、土地與空間的相互協(xié)調(diào)、相互統(tǒng)一。

城市生態(tài)交通的發(fā)展依賴(lài)于土地規(guī)劃布局[1]。國(guó)內(nèi)外主要從土地、區(qū)位等方面對(duì)城市新區(qū)生態(tài)交通系統(tǒng)進(jìn)行研究，圍繞道路網(wǎng)絡(luò)、公交網(wǎng)絡(luò)等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，但對(duì)城市生態(tài)新區(qū)靜態(tài)交通需求預(yù)測(cè)尚無(wú)具體研究[2-4]。對(duì)此，以尚未開(kāi)發(fā)、沒(méi)有大量基礎(chǔ)調(diào)查數(shù)據(jù)的城市新區(qū)為研究對(duì)象，從可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)交通的角度出發(fā)，考慮引入?yún)^(qū)位理論，建立合理的靜態(tài)交通需求預(yù)測(cè)模型，量化其靜態(tài)交通需求。

1 城市生態(tài)新區(qū)靜態(tài)交通需求影響因素分析

靜態(tài)交通需求的影響因素非常復(fù)雜，主要包含以下5個(gè)方面[5]。

1.1 城市、區(qū)位土地利用

城市土地利用是城市規(guī)劃體系中的基礎(chǔ)，土地屬性特征不一，其靜態(tài)交通需求也各有不同[6]。同一城市中，各區(qū)域的區(qū)位、功能、性質(zhì)各不相同，在城市的總體經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)布局中有各自的特點(diǎn)，其靜態(tài)交通需求千差萬(wàn)別[7]。同時(shí)，土地利用是一種體現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，當(dāng)土地利用開(kāi)發(fā)強(qiáng)度接近或者達(dá)到生態(tài)環(huán)境的極限承受力時(shí)，生態(tài)環(huán)境會(huì)對(duì)土地利用空間結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的約束力。在考慮環(huán)境的導(dǎo)向作用下，應(yīng)該適當(dāng)?shù)亻_(kāi)發(fā)利用土地資源，充分利用區(qū)位優(yōu)勢(shì)，合理規(guī)劃土地利用空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)而協(xié)調(diào)城市生態(tài)新區(qū)的靜態(tài)交通需求與供給關(guān)系。

1.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平

一般來(lái)說(shuō)，人們的出行需求隨著經(jīng)濟(jì)收入的提高而提高，靜態(tài)交通需求與經(jīng)濟(jì)收入呈正比關(guān)系。在生態(tài)化經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)下，我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)將更為合理，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境更加協(xié)調(diào)，對(duì)靜態(tài)交通的需求結(jié)構(gòu)也將有一定影響。

1.3 城市人口狀況

城市人口規(guī)模與社會(huì)資源的矛盾普遍存在，在城市新區(qū)規(guī)劃時(shí)，考慮環(huán)境及資源等因素，應(yīng)該合理控制人口增長(zhǎng)速度，同時(shí)使城市新區(qū)人口結(jié)構(gòu)處于合理狀態(tài)。不同的人口規(guī)模與結(jié)構(gòu)將在一定程度上影響靜態(tài)交通需求。

1.4 機(jī)動(dòng)車(chē)保有量

靜態(tài)來(lái)看，其直接影響因素為機(jī)動(dòng)車(chē)保有量；動(dòng)態(tài)來(lái)看，車(chē)輛在使用過(guò)程中不僅需要專(zhuān)屬的停車(chē)位，還需有其他類(lèi)型的停車(chē)泊位，如臨時(shí)停車(chē)泊位等。現(xiàn)今，機(jī)動(dòng)車(chē)保有量的增速遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)交通基礎(chǔ)設(shè)施的增速，城市道路交通情況不斷惡化，產(chǎn)生大量交通問(wèn)題，如交通擁堵、空氣污染、噪音污染等。在環(huán)境導(dǎo)向作用下，城市生態(tài)新區(qū)應(yīng)通過(guò)優(yōu)先發(fā)展公共交通來(lái)合理控制小汽車(chē)的增長(zhǎng)速度，以減少小汽車(chē)的靜態(tài)交通需求。

1.5 政策因素

主要包括交通方面的政策，如停車(chē)場(chǎng)配建、車(chē)輛保有量規(guī)模、停車(chē)收費(fèi)等[8]。

2 靜態(tài)交通需求預(yù)測(cè)模型分析及適用性比較

靜態(tài)交通需求量預(yù)測(cè)是交通規(guī)劃的重要工作之一，也是交通建設(shè)的重要前提。目前，國(guó)內(nèi)外許多專(zhuān)家學(xué)者已對(duì)靜態(tài)交通需求預(yù)測(cè)做了大量研究，不同地區(qū)的發(fā)展情況和影響因素不同，所以靜態(tài)交通需求預(yù)測(cè)模型也有所不同。綜合來(lái)看，主要模型包括：靜態(tài)交通需求生成率模型、多元回歸模型、基于交通量的靜態(tài)交通需求模型[9]。

2.1 靜態(tài)交通需求生成率模型

美國(guó)城市土地委員會(huì)利用靜態(tài)交通需求預(yù)測(cè)的用地模型，通過(guò)研究CBD靜態(tài)交通需求影響指標(biāo)，于1965年、1982年2次采用線性回歸標(biāo)定了各影響指標(biāo)參數(shù)，得到了靜態(tài)交通需求預(yù)測(cè)生成率模型[10]。該模型是依據(jù)靜態(tài)交通需求與土地利用兩者之間的關(guān)聯(lián)而建立的，通過(guò)考慮土地利用性質(zhì)、區(qū)域交通政策和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素，對(duì)城市進(jìn)行區(qū)域劃分；各區(qū)域靜態(tài)交通產(chǎn)生量之和即為城市靜態(tài)交通需求量。

對(duì)單一類(lèi)型的土地利用而言，分區(qū)i靜態(tài)交通生成量Pi為：

Pi=Pi-rate·LUi

(1)

式中：Pi-rate為分區(qū)i的靜態(tài)交通生成率；LUi為分區(qū)i的土地利用指標(biāo)。

其中：

Pi-rate=R(LUi)

(2)

則有：

Pi=LUi·R(LUi)

(3)

城市總靜態(tài)交通需求量Poverall為：

(4)

2.2 多元回歸模型

該模型是美國(guó)道路研究協(xié)會(huì)發(fā)表的研究成果，突出了城市人口、面積、崗位等對(duì)靜態(tài)交通需求影響較大的參數(shù)，主要通過(guò)建立一個(gè)函數(shù)關(guān)系式來(lái)表征靜態(tài)交通需求量和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展變量、土地利用等之間的關(guān)系[9]。

目標(biāo)區(qū)域i的多元回歸模型：

Pi=A0+A1Xi1+A2Xi2+A3Xi3+A4Xi4+…=

(5)

式中：Pi為特征年i的靜態(tài)交通需求量；Xij為特征年i的第j個(gè)靜態(tài)交通需求量影響因子，包括區(qū)域面積、崗位、人口等；m為區(qū)域i中的m個(gè)靜態(tài)交通影響因子；Aj為第j個(gè)回歸系數(shù)。

所以，城市總靜態(tài)交通需求量為：

(6)

2.3 基于交通量的靜態(tài)交通需求模型

該模型認(rèn)為區(qū)域內(nèi)的交通吸引是靜態(tài)交通需求產(chǎn)生的根本原因，交通吸引量決定了靜態(tài)交通需求量，其可通過(guò)路網(wǎng)流量進(jìn)行反映[11]。簡(jiǎn)單模型如下：

(7)

式中：Pi為目標(biāo)區(qū)域i的靜態(tài)交通需求預(yù)測(cè)量；j為目標(biāo)區(qū)域i中所研究的機(jī)動(dòng)車(chē)類(lèi)型j；m為目標(biāo)區(qū)域i中所研究的m種類(lèi)型的機(jī)動(dòng)車(chē)；Qij為目標(biāo)區(qū)域i的j類(lèi)機(jī)動(dòng)車(chē)出行量(OD量)；ξj為j類(lèi)機(jī)動(dòng)車(chē)的平均停車(chē)率。

因此，城市總靜態(tài)交通需求量為：

(8)

2.4 模型適用性比較

對(duì)比分析上述3種靜態(tài)交通需求預(yù)測(cè)模型(見(jiàn)表1)，可以發(fā)現(xiàn)其均未考慮生態(tài)交通環(huán)境的作用，且多是在對(duì)城市車(chē)輛出行特性、靜態(tài)交通特性的大規(guī)模調(diào)查以及對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行的。然而，城市新區(qū)建設(shè)以生態(tài)環(huán)境為導(dǎo)向，在初期用地主要以分散的農(nóng)村用地或空地為主，缺少城市車(chē)輛出行特性、靜態(tài)交通特性及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)；靜態(tài)交通需求預(yù)測(cè)難以在常規(guī)的現(xiàn)狀調(diào)查基礎(chǔ)上進(jìn)行，即使對(duì)通過(guò)調(diào)查得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，其預(yù)測(cè)結(jié)果也不符合城市生態(tài)新區(qū)發(fā)展建設(shè)后的狀態(tài)。

因此，在對(duì)城市生態(tài)新區(qū)進(jìn)行靜態(tài)交通需求預(yù)測(cè)時(shí)不能盲目、主觀地建立模型，在既有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)太少、不能有效支撐傳統(tǒng)預(yù)測(cè)方法時(shí)，應(yīng)該對(duì)靜態(tài)交通需求產(chǎn)生的根源(即城市土地利用)進(jìn)行探索分析，盡可能在較少基礎(chǔ)數(shù)據(jù)背景下，尋求合適的靜態(tài)交通需求預(yù)測(cè)方法。

表1 各模型適用性比較[11]項(xiàng)目靜態(tài)交通需求生成率模型多元回歸模型基于交通量的靜態(tài)交通需求模型要素靜態(tài)交通需求、土地使用性質(zhì)靜態(tài)交通需求、社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、土地利用靜態(tài)交通需求、區(qū)域車(chē)輛出行優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn)單直觀,數(shù)據(jù)要求較低,容易獲得社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)較為可靠考慮靜態(tài)交通交通特性,結(jié)果較為合理局限性樣本要求高,交通影響確定困難,精度受影響缺乏靜態(tài)交通需求的歷史數(shù)據(jù),適用范圍小基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏,需求模型指標(biāo)不好確定適用性分區(qū)、近期預(yù)測(cè)近期、總體預(yù)測(cè)分區(qū)、分類(lèi)、近期、中遠(yuǎn)期預(yù)測(cè)

3 基于用地區(qū)位的城市生態(tài)新區(qū)靜態(tài)交通需求預(yù)測(cè)模型

3.1 靜態(tài)交通區(qū)位理論模型

區(qū)位因素對(duì)城市靜態(tài)交通需求的影響十分突出，相同用地項(xiàng)目所在區(qū)位不同，則靜態(tài)交通需求也有所差別[12]。不同區(qū)位表現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)勢(shì)不同，因而引入?yún)^(qū)位優(yōu)勢(shì)的概念來(lái)進(jìn)行量化。區(qū)位優(yōu)勢(shì)的含義是在某空間進(jìn)行某種區(qū)位活動(dòng)時(shí)，本身具有的綜合有利條件。影響區(qū)位優(yōu)勢(shì)的因素很多，本文通過(guò)考慮社會(huì)狀況、環(huán)境狀況、交通狀況、地理位置及公交狀況等5個(gè)方面因素，建立一個(gè)能夠量化城市生態(tài)新區(qū)靜態(tài)交通區(qū)位優(yōu)勢(shì)的數(shù)學(xué)函數(shù)模型。

V=GP+SP+EP+TP-BP

(9)

式中：V為靜態(tài)交通區(qū)位優(yōu)勢(shì)；GP為地理屬性因子；SP為社會(huì)屬性因子；EP為環(huán)境狀況因子；TP為交通狀況因子；BP為公交狀況因子。

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

其中，KG、KS、KE、KT、KB這5個(gè)變量可以根據(jù)城市綜合交通規(guī)劃數(shù)據(jù)和研究經(jīng)驗(yàn)成果分析得出，可將其當(dāng)作常量看待。

3.2 基于用地區(qū)位的靜態(tài)交通需求預(yù)測(cè)模型

綜上所述，以靜態(tài)交通生成率模型為基礎(chǔ)，引入?yún)^(qū)位理論模型，并加入城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率、人口增長(zhǎng)率和機(jī)動(dòng)車(chē)增長(zhǎng)率修正系數(shù)，建立了基于用地區(qū)位的城市生態(tài)新區(qū)靜態(tài)交通需求預(yù)測(cè)模型。

(1+β)

(15)

式中，Pdi為第d年i區(qū)實(shí)際靜態(tài)交通需求量；Vi為i區(qū)的區(qū)位優(yōu)勢(shì)；Pdij為第d年i區(qū)j類(lèi)用地的單位靜態(tài)交通需求生成率；Xdij為第d年i區(qū)j類(lèi)土地使用量(面積)；δ為城市機(jī)動(dòng)車(chē)增長(zhǎng)率；α為社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率；β為人口增長(zhǎng)率；λ為靜態(tài)交通政策影響系數(shù)。

從該區(qū)域的控制性詳細(xì)規(guī)劃資料中可獲得各類(lèi)建筑用地的面積；采用城市一般指標(biāo)或者調(diào)查分析方法可獲得用地單位靜態(tài)交通需求產(chǎn)生率。由靜態(tài)交通區(qū)位理論模型可以算出靜態(tài)交通區(qū)位優(yōu)勢(shì)Vi，根據(jù)類(lèi)比法或從城市綜合交通規(guī)劃資料中可以得到城市機(jī)動(dòng)車(chē)增長(zhǎng)率δ、社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率α、人口增長(zhǎng)率β、靜態(tài)交通政策影響系數(shù)λ，然后由上式(15)可計(jì)算出基于用地區(qū)位的城市新區(qū)靜態(tài)交通需求總量。

4 工程實(shí)例

汕頭市南濱片區(qū)位于汕頭灣南部新城，是圍海填土而形成的城市新區(qū)(見(jiàn)圖1)。片區(qū)處于汕頭灣與濠江區(qū)之間，東起葛洲村，西至紅星村與礐石風(fēng)景區(qū)交界處，北接汕頭灣，南依礐石風(fēng)景區(qū)[13]。同時(shí)，南濱片區(qū)與北岸以11街區(qū)為核心的區(qū)域構(gòu)成一個(gè)功能互補(bǔ)、景觀呼應(yīng)、有機(jī)統(tǒng)一的城市中心。規(guī)劃范圍內(nèi)總?cè)丝跀?shù)約為1.25萬(wàn)人。

圖1 南濱片區(qū)土地利用規(guī)劃圖

4.1 靜態(tài)交通區(qū)位理論模型參數(shù)確定

基于汕頭市實(shí)際調(diào)查資料，結(jié)合國(guó)內(nèi)其他城市相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，確定該片區(qū)KG、KS、KE、KT、KB值分別為：60%、70%、75%、93%、90%。

4.1.1地理位置分析

汕頭市發(fā)展向外輻射，土地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度隨著至中心區(qū)距離的增大而遞減。因此，地理因素對(duì)靜態(tài)交通需求的影響，可以用城市中心到外圍的距離大致表示。通過(guò)計(jì)算，地理因素對(duì)南濱片區(qū)具體影響值D為0.80。

4.1.2社會(huì)狀況分析

社會(huì)狀況主要包括人口和經(jīng)濟(jì)狀況。根據(jù)《汕頭市城市總體規(guī)劃(2002-2020)》[14]中社會(huì)狀況相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)分析，得出南濱片區(qū)人口影響系數(shù)M為0.86。地區(qū)的人口密度越大，經(jīng)濟(jì)狀況越好，相應(yīng)GDP產(chǎn)值越大，反之，該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)情況越差，相應(yīng)GDP產(chǎn)值越小。經(jīng)過(guò)對(duì)經(jīng)濟(jì)理論模型及汕頭市城市總體規(guī)劃資料的分析，南濱片區(qū)經(jīng)濟(jì)影響系數(shù)值E為0.27。

4.1.3環(huán)境狀況分析

選取綠地率和道路擁擠程度來(lái)表征交通環(huán)境狀況，區(qū)域單位綠地面積越少，道路擁擠程度越高，則區(qū)域交通環(huán)境狀況越差。通過(guò)收集城市交通研究所的實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)，如綠地面積、道路交通量、道路寬度等，計(jì)算得到綠地率影響系數(shù)值GN為0.68，路網(wǎng)擁擠程度影響系數(shù)值GS為0.66。

4.1.4交通狀況分析

通過(guò)收集汕頭市城市規(guī)劃數(shù)據(jù)，如城市區(qū)域面積、道路長(zhǎng)度等，計(jì)算得到南濱片區(qū)路網(wǎng)密度影響系數(shù)值ND為0.91。

4.1.5公交狀況分析

以公交線網(wǎng)密度和公交日平均客運(yùn)量來(lái)表征公共交通狀況，公交線網(wǎng)密度越大，公交日平均客運(yùn)量越大，則公交狀況越好。通過(guò)分析計(jì)算公共交通專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃中的數(shù)據(jù)，得到南濱片區(qū)公交線網(wǎng)密度影響系數(shù)值BND為0.94，公交日平均客運(yùn)量影響系數(shù)值BPC為0.02。

4.2 基于用地區(qū)位的靜態(tài)交通需求預(yù)測(cè)

通過(guò)現(xiàn)狀調(diào)查、歷史相關(guān)資料與數(shù)據(jù)收集整理，結(jié)合城市發(fā)展趨勢(shì)研究，對(duì)南濱片區(qū)靜態(tài)交通需求進(jìn)行預(yù)測(cè)。綜合考慮南濱新區(qū)規(guī)劃年土地利用狀況、道路網(wǎng)條件、人口分布、行政區(qū)劃等，在詳細(xì)分析影響未來(lái)年用地靜態(tài)交通需求生成率因素的基礎(chǔ)上，利用靜態(tài)交通需求生成率模型來(lái)預(yù)測(cè)和分析不同用地類(lèi)型未來(lái)年的靜態(tài)交通生產(chǎn)率(見(jiàn)表2)。

表2 各用地類(lèi)型靜態(tài)交通生成率預(yù)測(cè)值建筑類(lèi)型車(chē)位指標(biāo)單位泊位數(shù)/個(gè)物業(yè)管理住宅車(chē)位/戶(hù)0.8寫(xiě)字樓、綜合樓車(chē)位/100 m2建筑面積1.3大型商場(chǎng)、超市車(chē)位/100 m2營(yíng)業(yè)面積5.5大型餐飲娛樂(lè)設(shè)施車(chē)位/100 m2營(yíng)業(yè)面積4.86教育機(jī)構(gòu)車(chē)位/100 m2建筑面積0.18醫(yī)療機(jī)構(gòu)車(chē)位/100 m2建筑面積0.96大型民政設(shè)施車(chē)位/100 m2建筑面積0.87辦公科研設(shè)施車(chē)位/100 m2建筑面積1.25

根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查資料，借鑒國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮城市新區(qū)未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和居民出行水平，預(yù)測(cè)得到汕頭市南濱片區(qū)機(jī)動(dòng)車(chē)增長(zhǎng)率約為0.17、社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率約為0.24、人口增長(zhǎng)率約為0.28、靜態(tài)交通政策影響系數(shù)約為0.09。通過(guò)對(duì)現(xiàn)狀年和規(guī)劃年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)南濱片區(qū)進(jìn)行靜態(tài)交通需求預(yù)測(cè)，得到未來(lái)年靜態(tài)交通需求泊位約為5 792個(gè)。

5 結(jié)語(yǔ)

倡導(dǎo)綠色生態(tài)交通，打造城市生態(tài)新區(qū)是實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。通過(guò)引入靜態(tài)交通區(qū)位理論，結(jié)合城市生態(tài)新區(qū)靜態(tài)交通需求影響因素分析，研究城市生態(tài)新區(qū)的靜態(tài)交通需求量化方法，建立適用于城市生態(tài)新區(qū)的基于用地區(qū)位的靜態(tài)交通需求預(yù)測(cè)模型，同時(shí)驗(yàn)證了其可行性和合理性，對(duì)城市生態(tài)新區(qū)靜態(tài)交通設(shè)施的需求預(yù)測(cè)及規(guī)劃建設(shè)有一定的借鑒意義。但受各方面因素限制，如較多數(shù)據(jù)通過(guò)收集資料或?qū)嵉卣{(diào)查分析得到，在時(shí)效性上存在一定不足，后續(xù)還需根據(jù)具體情況進(jìn)一步改進(jìn)。