城市土地利用與交通規(guī)劃文獻綜述

文獻綜述：城市土地利用與交通規(guī)劃一、城市交通系統(tǒng)與土地利用互動關系研究1971年，美國交通部提出了“交通發(fā)展和土地發(fā)展”的研究課題，揭開了土地利用與交通關系理論的綜合研究序幕，其后許多學者開始了現(xiàn)代城市交通系統(tǒng)與土地利用關系理論的專門研究，概況起來主要有三方面內(nèi)容。1城市交通系統(tǒng)對土地利用的影響（1）城市交通系統(tǒng)深刻地影響著城市空間形態(tài)：亞當斯（J.S.Adams,1970）歸納總結了北美城市交通系統(tǒng)與城市發(fā)展模式特征，認為兩者關系發(fā)展經(jīng)歷了四個階段：步行馬車時代（1800-1890年）、電車時代（1890-1920年）、汽車時代（1920-1945年）和高速公路時代（1945年-）。施蓋爾弗（Schaeffer，1975）和斯科勒（Sclar，1975）系統(tǒng)地探討了城市交通系統(tǒng)與城市空間形態(tài)的關系，他們認為：城市空間形態(tài)在交通系統(tǒng)影響下經(jīng)歷了由“步行城市” 演變到“軌道城市”直至最終“汽車城市”的過程，指出了城市交通系統(tǒng)在城市空間形態(tài)演變中的影響作用。1980年美國一項關于亞特蘭大、巴爾的摩等城市環(huán)城公路對土地利用影響的報告指出了公路和城市形態(tài)之間的聯(lián)系，再次證明了公路對城市空間形態(tài)有著巨大影響。之后，紐曼和肯沃思（Newman andKenworthy，1996）再次深入研究了交通系統(tǒng)對城市空間形態(tài)的影響，把城市空間形態(tài)劃分為三個階段：傳統(tǒng)步行城市（The Walking city）、公交城市（The Transit City）和汽車城市（The Auto-mobile City），后來霍爾（Hall,1997）和里士滿（Richmond,1998）等人的研究對此表示了肯定與支持。（2）城市交通系統(tǒng)影響土地利用布局：耐特（Knight，1977）研究了交通系統(tǒng)對土地利用的影響，系統(tǒng)總結了影響土地利用的各種因素：土地可達性、土地連接成片難易程度和土地使用政策等，其中土地可達性（即交通條件）是影響土地使用的最重要因素之一。但城市交通系統(tǒng)與土地利用之間的關系并非是單向的，斯多夫（Stover，1988）和科普克（Koepke，1988）研究指出兩者之間存在雙向反饋影響作用，它們之間形成一個作用圈，交通系統(tǒng)影響土地利用類型，而土地利用反過來又影響交通系統(tǒng)。（3）城市交通建設對城市土地價格有著重要影響：新交通設施的建設提高了城市土地的交通可達性，使得在一定通勤時間內(nèi)所能到達的土地增加，而這些土地對開發(fā)商更具吸引力，一般認為土地的價格將隨之提高。比爾沃德（Baerwald，1981）討論了交通可達性對住宅開發(fā)的影響，指出交通可達性是住宅開發(fā)的關鍵因素，那些不具備公路通道的地塊由于缺乏價格競爭力，沒有開發(fā)的可能性。2城市土地利用對交通系統(tǒng)的影響（1）城市土地利用特征從不同角度影響交通系統(tǒng)：尼森（Nithin，1979）專門研究了土地利用對交通系統(tǒng)的影響，系統(tǒng)地總結了影響交通系統(tǒng)的土地利用因素：即規(guī)模因素，包括人口、工作崗位和住房等土地利用規(guī)模等；密度因素，包括土地利用密度、人口密度等；布局因素，包括土地利用結構、城市結構、城市中心布局等。西門茲（Simmonds,1997）等人在詳細研究了布里斯托爾（Bristol）地區(qū)后指出土地利用混合程度是影響城市交通的主要因素，古里諾和吉納維芙等人（Giuliano,Genevieve and etc,1997）則詳細研究了住宅、人口和工作崗位等因素對交通系統(tǒng)的作用和影響，另外一些研究者們研究了城市形態(tài)等布局因素對交通系統(tǒng)的影響作用（Frank and Pivo,1994；Curtis,1996；Heart and Bennet；2000）。（2）城市土地利用密度影響交通系統(tǒng)模式：普什卡爾夫和朱潘（Pushkarev and Zupan,1977）研究指出土地利用密度越高，交通需求量就越大，當土地利用密度低于每英畝7棟住宅時，公共交通幾乎沒有可能性；當土地利用密度達到每英畝60棟住宅時，公共交通將成為該地區(qū)的重要交通方式。后來紐曼和肯沃思（1989）的研究更證實了土地利用密度對交通的影響，他們研究分析了全球32個大城市的交通系統(tǒng)與土地利用關系，指出高密度與對公交依賴型之間存在很高的相關關系。許多研究者們研究指出土地利用密度影響交通出行方式選擇，進而影響到交通系統(tǒng)模式。一般而言，土地利用高密度與公交出行模式有相對應的關系（Handy,1992；Messenger andEwing,1996；Cevero,1996；Schimek,1996）。（3）土地利用影響著交通出行特征：漢迪（Handy，1992）綜合有關研究，分析了土地利用對出行特征的影響，指出隨著土地利用密度的提高，交通出行次數(shù)減少，但隨著出行速度的降低將有可能引起出行距離的增加；土地混合程度對交通出行類型影響微弱。其所得出的結論與普什卡爾夫和朱潘(1977)以及塞維諾（Cervero,1989）等人的結論基本一致。后來，漢森（Hanssen，1995）研究奧斯陸市時發(fā)現(xiàn)土地利用的變化引起了交通出行流量的相應變化，住宅密度是其中一個主要因素。這些研究充分表明了土地利用對交通出行特征有著深刻影響。3城市土地利用與交通系統(tǒng)的協(xié)調(diào)研究由于土地利用和交通系統(tǒng)之間的不協(xié)調(diào)是造成城市交通問題的主要原因，許多學者從促進城市良性發(fā)展出發(fā)，開展了兩者關系的相互協(xié)調(diào)研究。湯姆遜（Thomson,1982）依據(jù)城市用地結構、城市形態(tài)和經(jīng)濟發(fā)展狀況的不同，提出了五種解決城市交通問題的戰(zhàn)略：強中心戰(zhàn)略、完全機動化戰(zhàn)略、弱中心戰(zhàn)略、低成本戰(zhàn)略和限制交通戰(zhàn)略等。隨著可持續(xù)發(fā)展理論研究的興起，土地利用與交通系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展也成為學者們研究的熱點，許多學者從技術、價格資金和交通土地利用一體化規(guī)劃等角度出發(fā)研究了土地利用與交通系統(tǒng)的可持續(xù)性（Dittmarand Hank,1995；Davis and Adrian，1996；Greeneand David,1997）。1996年布拉克和威廉（Blackand Willian）認為可持續(xù)的交通系統(tǒng)必須能夠滿足目前的交通需求而又不危及下一代的需求能力，這一定義得到了許多學者的肯定。惠特曼和克里斯廷（Whitman and Christine,1998）則進一步指出良好的土地利用和完善的交通系統(tǒng)是社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素。4城市交通系統(tǒng)與土地利用關系模型研究勞瑞（Lowry，1964）提出了著名的勞瑞重力模型，開創(chuàng)了城市交通系統(tǒng)與土地利用關系模型研究的先河，之后這方面的研究蓬勃開展，弗蘭克（Frank,1995）總結認為主要有五種基本類型（表1）。表1 西方國家城市交通系統(tǒng)與土地利用關系典型模型模型類別相關模型代表模型名稱代表人物模型簡介勞瑞模型及其發(fā)展都市模型勞瑞（1964）把人口、就業(yè)等空間分布和土地利用融合于一個模型之中ITLLPDRAM普特曼（Putaman，1993）非集聚居住分配模型EMPL普特曼（Putaman，1991）就業(yè)分配模型ITLLP普特曼（Putaman，1991）在DRAM和EMPL兩模型間建立互動反饋機制而開發(fā)的交通/土地利用一體化軟件包PSCOG沃特森（Putaman，1993）將DRAM和EMPL兩模型應用于UPTS軟件而開發(fā)的模型標準規(guī)劃數(shù)學模擬方法模型POLUS普拉斯塔克（Prastaco,1985）應用數(shù)學模擬方法來描述復雜的城市交通、土地利用關系的交通土地利用一體化模型POLUSCAM金（Kim，1989）芝加哥地區(qū)模型基于投入產(chǎn)出分析理論的多元空間模擬模型TRANJS德拉巴拉（De te barra，1989）加爾卡斯市交通土地利用模型MEPLANMEPLAN亨特和西蒙茲（Hunt and Simmonds，1993）把基于投入產(chǎn)出分析理論的多元空間模擬技術應用于勞瑞模型來刻畫交通土地利用復雜關系的模型城市經(jīng)濟學方法模型CAM金（Kim，1989）以城市經(jīng)濟原則為基礎，綜合多種方法建立起來的土地利用和交通網(wǎng)絡復雜關系的模型CAMLEAAM奧本海姆（Oppenheim，1995）基于Logit的平衡活動分布模型微觀模擬方法模型HLDS卡因和阿普加（Kan and Apgar）個人交通行為與住房選址關系的微觀模擬模型MASTERMASTER馬吉特（Mackett，1990）以家庭為單元來研究住房就業(yè)等土地利用因素和交通系統(tǒng)復雜關系的微觀模擬模型資料來源：弗蘭克（1995）等。5兩者互動關系研究述評（1）早期兩者關系探討（注：早期城市交通與土地利用關系的探討主要是指古典經(jīng)濟學派區(qū)位理論、芝加哥學派城市地域空間結構理論以及城市土地價值理論，因這些理論與本論文關聯(lián)性較弱，因此在文獻回顧部分中省略了）沒有形成專門的課題研究在早期階段，不少學者對兩者關系進行了初步的理論探討，但并沒有把兩者關系作為專門的課題進行研究，只是在一些理論研究中對某一些內(nèi)容有所反映，盡管如此，這些研究還是為兩者關系的現(xiàn)代研究奠定了堅實的基礎。（2）現(xiàn)代兩者關系理論研究成果豐富，但仍有其局限性研究者們把研究視角放在兩者的相互影響關系上，從宏觀角度、實證角度、靜態(tài)角度進行研究，成果豐富，在一定程度上揭示了兩者的相互影響作用。然而仍存在以下不足：（1）缺乏綜合性研究；（2）缺乏微觀性研究；（3）缺乏動態(tài)連續(xù)的研究。（3）兩者關系模型研究蓬勃開展，但模型的靈活性、適用性和可移植性有所欠缺對兩者關系的模型模擬一直是定量研究兩者互動關系的有力工具。國外學者通過多種方法建立了許多關系模型，并在規(guī)劃實踐中得到廣泛的應用，但也存在著一些不足之處：模型中缺乏對土地市場機制的了解和表達，無法將土地市場機制很好地與交通規(guī)劃聯(lián)系起來。模型中對城市開發(fā)中交通作用的描述力度顯得不夠，交通系統(tǒng)只是機械地起到“迭代”的作用，缺乏交通系統(tǒng)變化對土地利用能動反作用的具體描述。進行這種模型設計需要大量的人力、物力和財力，需要高級別的研究機構牽頭進行。從城市可持續(xù)發(fā)展的角度而言這種研究也相當有意義。二、城市交通規(guī)劃模型根據(jù)世界各國近50年來的規(guī)劃經(jīng)驗，規(guī)劃模型己形成了四階段的基本結構，即所謂的經(jīng)典模型。在經(jīng)典模型中是將系統(tǒng)考慮成一個小區(qū)域網(wǎng)絡系統(tǒng)，收集規(guī)劃區(qū)資料并編碼，確定參數(shù)及數(shù)據(jù)的有效性。這些數(shù)據(jù)包括基礎年內(nèi)每一小區(qū)中不同類型的人口水平、經(jīng)濟活動水平。然后，這些數(shù)據(jù)可以估計每一小區(qū)中總的出行發(fā)生量與吸引量。下一步是將這些出行分配到特定目的點，即按空間進行分布，從而產(chǎn)生出行矩陣。接下來涉及到建立方式選擇模型，得到方式選擇結果，即將矩陣中的出行量分配到不同運輸方式中去。經(jīng)典模型的最后一階段的任務要求將出行按每一種運輸方式分配到相應的運輸網(wǎng)絡上，特別是公交與私人交通工具上。經(jīng)典的規(guī)劃模型可以概括為四個有序的子模型：交通量生成、交通量分布、交通方式選擇和交通量分配。 土地利用和人口分布模式交通系統(tǒng)服務、成本和價格特征行程產(chǎn)生 A區(qū)及交通或行程分布 B方式選擇 C線路分配 D替代設施投資評估 C“均衡的”影響外部輸入影響預測評估實線箭頭表示固定的聯(lián)系；虛線剪投標時偶然的或罕見的聯(lián)系圖1 UTP模型結構示意資料來源：美埃德溫S米爾斯 主編，郝壽義等譯：區(qū)域和城市經(jīng)濟學手冊第2卷城市經(jīng)濟學，經(jīng)濟科學出版社，2003.9，Page270。（1）“形成產(chǎn)生子模塊”：將每個交通帶中特定目的的個人形成量與相應的居民社會經(jīng)濟特性變量聯(lián)系在一起。估計子模型時常運用多重線性回歸方法，由于候選的變量中一般不包括運輸系統(tǒng)的服務屬性，因此假定形成的產(chǎn)生關于服務質(zhì)量是非彈性的，盡管大量經(jīng)驗表明這種假定是不正確的。（2）“行程分布子模塊”：對每對起點終點交通帶間的個人行程量進行預測，并根據(jù)形成目的進行分層。模塊的輸入是前述步驟中估計的各交通區(qū)上的行程量（吸引量），以及兩個帶間的運輸系統(tǒng)所提供服務的有限特征。在這個部分中最常使用的函數(shù)說明是重力模型。20世紀30年代，由于牛頓重力定律的啟發(fā)，空間相互作用的重力模型得到發(fā)展。在相對復雜（3）“方式選擇模塊”：該模塊負責將每對交通區(qū)的行程數(shù)分配于各種可選行程方