北京市主城區(qū)人口疏解效果的動(dòng)力學(xué)仿真研究

俞 奇，姚翠友

(首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)管理工程學(xué)院，北京 100070)

1 引言

近二十年來，北京市人口出現(xiàn)井噴式增長(zhǎng)，根據(jù)北京市統(tǒng)計(jì)年鑒，2016年全市人口為2173萬人，早已超過了《北京城市總體規(guī)劃2004-2020》原定的1800萬人容量上限。2015 年全國(guó)兩會(huì)期間，北京市提出了新的人口調(diào)控目標(biāo)，2020年將人口總量控制在2300萬人，其中主城區(qū)人口將控制在1080萬人左右。北京市正承受著人口規(guī)模過大所帶來的一系列壓力，控制人口總量、優(yōu)化人口結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為保障北京市社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，創(chuàng)建環(huán)境友好、資源節(jié)約、人口均衡的和諧社會(huì)的關(guān)鍵。

人口疏解政策實(shí)施以來，很多學(xué)者對(duì)北京市的人口疏解進(jìn)行了研究。王蓓等[1]以北京城鎮(zhèn)化率為主要指標(biāo)構(gòu)建系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)北京市人口規(guī)模進(jìn)行了預(yù)測(cè)；趙成偉、孫啟明[2]構(gòu)建了北京市人口疏解的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；王繼源、陳璋[3]從產(chǎn)業(yè)疏解的角度分析了北京市人口疏解的效果；楊成風(fēng)、韓會(huì)然[4]分析了功能疏解的必要性和動(dòng)力機(jī)制，對(duì)國(guó)內(nèi)外功能疏解的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行梳理，并對(duì)功能疏解的成效進(jìn)行評(píng)價(jià)；王若丞[5]通過構(gòu)建系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型討論了產(chǎn)業(yè)疏解政策的實(shí)際人口疏解效果；部分學(xué)者也對(duì)北京非首都功能疏解的重要性和核心概念進(jìn)行了定義和初步探討[6-9]。

在新的人口調(diào)控目標(biāo)提出后，北京市采取了一系列的疏解措施，其疏解效果如何，能否達(dá)到預(yù)期，本文在因果關(guān)系分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)北京主城區(qū)的人口疏解效果進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真研究。

2 系統(tǒng)模型的基本假設(shè)與參數(shù)估計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)論原理，一個(gè)完整的城市人口系統(tǒng)不僅包括人口的出生、死亡等環(huán)節(jié)，還包括城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)環(huán)境等其它系統(tǒng)[10]。本文研究的主體是北京市主城區(qū)，根據(jù)文獻(xiàn)[11]的研究成果，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移對(duì)人口疏解的影響較弱，區(qū)域經(jīng)濟(jì)變動(dòng)對(duì)人口疏解影響較弱，故在本文研究中不考慮經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)因素。

本文中用到的參數(shù)做如下假定：

1)2011-2017年雄安新區(qū)人口增長(zhǎng)率與死亡率使用2011-2017河北省年度增長(zhǎng)率與死亡率，分別為13.73%，6.40%，大體推算雄安新區(qū)2011年人口數(shù)，為70.7萬。

2)目前單純的二孩人口政策的出臺(tái)，并未有效的解決中國(guó)的人口問題[12]，在此假定北京主城區(qū)的人口出生率與死亡率與北京全市人口的出生率死亡率一致，且使用對(duì)數(shù)擬合曲線進(jìn)行出生率的預(yù)測(cè)，如式(1)所示。

Y=0.028In(x)+0.0857

(1)

上式中:Y——出生率

X——年份

其它地區(qū)出生率、死亡率亦參照此方法，擬合相應(yīng)曲線。

3)根據(jù)《北京社會(huì)治理發(fā)展報(bào)告(2015—2016)》，河北籍在京流動(dòng)人口數(shù)為181.97萬人，占北京市流動(dòng)人口總數(shù)的22.69%。由對(duì)應(yīng)年份河北省人數(shù)，得出河北籍在北京的流動(dòng)率約為0.025，以此為雄安新區(qū)2011-2016年間遷入北京的人口流動(dòng)率。流動(dòng)率的計(jì)算如下：

流動(dòng)率=河北省在京人口數(shù)/全省總?cè)丝跀?shù)

4)北京棚戶區(qū)改造數(shù)量根據(jù)百度指數(shù)以及其它網(wǎng)站收集得到，北京中心城區(qū)棚戶區(qū)改造數(shù)量在2014-2018年分別為22760戶、49641戶、30000戶、30000戶、15300戶，根據(jù)北京 統(tǒng)計(jì)年鑒中相應(yīng)數(shù)據(jù)，本文假設(shè)一戶為三人，再根據(jù)此政策直接與間接影響人數(shù)占主城區(qū)人口比，設(shè)置2011-2013年、2016-2018年疏解政策影響數(shù)值為0.02，根據(jù)戶數(shù)波動(dòng)可設(shè)2014年疏解政策影響參數(shù)為0.015，2015年疏解政策影響參數(shù)為0.03。

5)非首都功能的概念首次提及在2015年，且在百度指數(shù)上2015-2018年整體日均值相差不大，根據(jù)政策因素直接影響的人數(shù)占全市人口的比重設(shè)置該參數(shù)，其參數(shù)數(shù)值在2011-2014設(shè)置為0.0045。該概念提出后，由于清理低端市場(chǎng)，禁限比例提高，高校外遷醫(yī)療跨省托管等政策的實(shí)施，影響值經(jīng)計(jì)算以及優(yōu)化模型，設(shè)定為0.045。

本文模型數(shù)據(jù)來源于2010—2017年《北京統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》以及相關(guān)文獻(xiàn)。

3 人口疏解系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真

3.1 系統(tǒng)邊界的確立

根據(jù)研究目的，本文的系統(tǒng)邊界確定如下：空間邊界為北京市主城區(qū)、通州區(qū)、以及雄安新區(qū)；時(shí)間跨度為2011-2022年，其中以2019年為基期年，2022年為規(guī)劃水平年，時(shí)間步長(zhǎng)為1。主要?dú)v史數(shù)據(jù)為2011-2017年，數(shù)據(jù)內(nèi)容主要涉及影響人口疏解的因素。

3.2 因果關(guān)系圖

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)了解系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的主要方法是回路分析法(即因果關(guān)系和反饋思想)[13]。在明確因果關(guān)系、反饋回路的概念和特征之后，針對(duì)本文研究?jī)?nèi)容進(jìn)行因果關(guān)系分析如圖1。

圖1 因果關(guān)系圖

3.3 模型構(gòu)建

在系統(tǒng)因果關(guān)系分析的基礎(chǔ)上，本文構(gòu)建了北京市主城區(qū)、通州副中心、雄安新區(qū)三地政策相互影響的人口趨勢(shì)動(dòng)力學(xué)模型，具體如圖2所示。

圖2 三地人口疏解系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型

3.4 模型方程式

本文構(gòu)建模型時(shí)，所用到的各變量函數(shù)關(guān)系式如下：

1)L 北京主城區(qū)人口數(shù)=INTEG(主城區(qū)出生率+通州遷入主城區(qū)人口速率+雄安遷入北京人口速率-主城區(qū)死亡率-北京主城區(qū)遷入通州人口速率-北京遷入雄安人口速率-遷入其它地區(qū)速率)

2)R 主城區(qū)出生率=主城區(qū)出生比例*北京主城區(qū)人口

3)R 通州區(qū)死亡率=通州區(qū)人口*通州死亡速率比例

4)R 北京主城區(qū)遷入通州人口速率=北京主城區(qū)人口*城市副中心政策因素

5)R 通州遷入主城區(qū)人口速率=通州區(qū)人口*城市副中心政策因素

6)R 北京遷入雄安人口速率=雄安新區(qū)政策因素*北京主城區(qū)人口

7)R 雄安遷入北京人口速率=雄安新區(qū)政策因素*雄安新區(qū)人口

8)遷入其它地區(qū)速率=北京主城區(qū)人口*非首都功能疏解因素

9)A 通州死亡速率比例=0.047

10)A 通州區(qū)出生比例=0.0824

11)A 主城區(qū)死亡速率比例=0.0427

12)A 主城區(qū)出生比例=0.0829

13)A 雄安新區(qū)死亡速率比例=0.0495

14)A 雄安新區(qū)出生速率比例=0.1373

15)A城市副中心政策因素=WITH LOOK UP(TIME，[(0，0)-(4000，10)]，(2011，0.03)，(2012，0.03)，(2013，0.03)，(2014，0.03)，(2015，0.01)，(2016，0.01)，(2017，0.01)，(2018，0.01)，(2019，0.01))

16)N 通州區(qū)初始人口數(shù)=125(萬人)

17)N 雄安新區(qū)初始人口數(shù)=70.73(萬人)

18)N Initial time=2010 仿真起始時(shí)間

19)N Final time=2022 仿真結(jié)束時(shí)間

20)C 通州疏解至其它速率=11.25

21)C 雄安疏解至其它速率=3.75

22)Saveper=Time step 數(shù)據(jù)記錄步長(zhǎng)

23)Time step =1 仿真步長(zhǎng)

24)地區(qū)政策因素

Policyi=ωiEi+ωiMi

其中表示權(quán)重，E表示教育影響因素，M表示醫(yī)療影響因素，i為年份。

上述方程中，L表示水平變量方程；R表示速率變量方程；C表示常量方程；A表示輔助變量方程；N表示初始值方程。

3.5 模型驗(yàn)證

模型驗(yàn)證，是將系統(tǒng)行為與歷史數(shù)據(jù)的擬合度檢驗(yàn)。通過它可以發(fā)現(xiàn)模型中存在的問題，在一定程度上保證模型的正確性和有效性。

北京主城區(qū)、通州城市副中心、雄安區(qū)三地的人口實(shí)際值、模擬值以及誤差分別參見表1、表2、表3。

表1 北京主城區(qū)

表2 通州城市副中心

表3 雄安新區(qū)人口數(shù)

根據(jù)表1-表3，所選各項(xiàng)指標(biāo)模擬值和實(shí)際值之間的誤差均保持在5% 以內(nèi)，系統(tǒng)行為與歷史數(shù)據(jù)的擬合度通過檢驗(yàn)，本文建立的模型可以進(jìn)行北京主城區(qū)人口疏解效果分析。

4 仿真結(jié)果分析

本文所構(gòu)建的模型以2018年政策因素為基礎(chǔ)，對(duì)北京市主城區(qū)人口變化發(fā)展進(jìn)行短期模擬分析，得出三地人口數(shù)量趨勢(shì)圖，根據(jù)2013-2016年京津冀地區(qū)的醫(yī)療、教育水平，設(shè)置醫(yī)療、教育的權(quán)重比為2.54:1，以此為基礎(chǔ)確定政策因素，模擬結(jié)果如圖3。

圖3 三地人口短期趨勢(shì)

主要變量模擬值如表4所示。

表4 主要變量模擬值

從表4可以看出，基于2018年北京市主城區(qū)人口疏解政策下，主城區(qū)人口呈穩(wěn)定下降趨勢(shì)，并于2020年基本達(dá)成1080萬的人口目標(biāo)。北京主城區(qū)人口趨勢(shì)大致可以分為兩個(gè)階段：2011-2015年，增長(zhǎng)速度驚人；2016-2022年，疏解政策實(shí)施后，北京市主城區(qū)人口表現(xiàn)為穩(wěn)定下降。通州城市副中心的人口變化趨勢(shì)是先快速上升，并在2017年以后開始緩慢下降，趨于穩(wěn)定。雄安新區(qū)呈現(xiàn)出前期人口規(guī)模較小，人口緩慢增速，后期增速變快的趨勢(shì)。

5 研究結(jié)論

本文通過構(gòu)建系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型，對(duì)北京主城區(qū)人口疏解效果進(jìn)行了分析，同時(shí)預(yù)測(cè)了通州副中心及雄安新區(qū)的人口發(fā)展趨勢(shì)。結(jié)果表明：北京主城區(qū)人口疏解效果明顯，能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)劃目標(biāo)。通州區(qū)人口開始緩慢減少，逐漸達(dá)到飽和。雄安新區(qū)人口流動(dòng)則將由緩慢增長(zhǎng)變?yōu)榭焖僭鲩L(zhǎng)階段。

2011年以來，北京主城區(qū)人口數(shù)量的變動(dòng)可以分為兩個(gè)階段：在第一個(gè)階段，主城區(qū)內(nèi)城中村數(shù)量較多，聚集大量外來人口，同時(shí)主城區(qū)內(nèi)教育、醫(yī)療等資源較為集中，吸引人口聚集，因此人口數(shù)量迅速上升。在第二階段，隨著城中村、棚戶區(qū)改造、非首都核心功能產(chǎn)業(yè)的疏散，多個(gè)因素共同作用，使人口表現(xiàn)為穩(wěn)定下降。

在本文構(gòu)建的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型中，政策因素是由教育、醫(yī)療以及疏解政策三者共同作用產(chǎn)生的，通過調(diào)整政策因素的數(shù)值可以看出疏解政策是近些年北京市主城區(qū)人口疏解效果的主要原因，包括城中村的清拆、高校外遷、以及醫(yī)療資源外遷。雖然當(dāng)前雄安新區(qū)政策影響因子較弱，但隨著在教育、醫(yī)療等資源方面與承接地之間得相互分享加強(qiáng)，雄安新區(qū)將成為北京主城區(qū)的主要疏解地。