交通模型用地和交通需求模型

1、交通模型用地和交通需求模型3.1 概述概述一、背景與意義二、交通與土地利用的關(guān)系三、研究的歷史一、背景與意義近代工業(yè)文明，人類活動范圍加大，遍及全球。城市的發(fā)展和城市化進(jìn)程的日益加快，我國城市將同時(shí)面臨土地、人口和機(jī)動化土地、人口和機(jī)動化三方面的巨大壓力。應(yīng)對城市交通問題人們嘗試了不同的解決途徑。拓寬道路和修建新的交通設(shè)施限制小汽車使用使用先進(jìn)的交通控制管理系統(tǒng)對交通擁擠、汽油、停車的經(jīng)濟(jì)定價(jià)政策等 路堵修路、再堵再修路的不良循環(huán)難以達(dá)成交通與城市發(fā)展的良性互動將交通與土地利用整合起來，從出行生成的角度控制和引導(dǎo)交通交通導(dǎo)向開發(fā)(TOD)、土地混合利用規(guī)劃優(yōu)化出行方式、縮短平均出行距離研究城市

2、交通與土地利用關(guān)系具體體現(xiàn)在以下方面：(l)提供從根源上緩解城市交通擁堵的方法；(2)為城市空間結(jié)構(gòu)調(diào)整提供依據(jù)；(3)為城市可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)；(4)拓寬了城市規(guī)劃等相關(guān)領(lǐng)域的理論與方法體系。1、城市交通二、交通與土地利用的關(guān)系 城市交通從供需的角度可界定為交通需求與交通供給交通需求與交通供給兩大層面。交通需求和交通供給相互影響、相互作用，需求是供給產(chǎn)生的原因需求是供給產(chǎn)生的原因，而供給的目的在于更好地為需求服務(wù)。，而供給的目的在于更好地為需求服務(wù)。2、土地利用農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域中，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域中，是指在特定的社會生產(chǎn)方式下，人類依據(jù)土地的自然和社會屬性，進(jìn)行有目的的開發(fā)、利用、整治和保護(hù)的活

3、動過程。城市規(guī)劃領(lǐng)域中，城市規(guī)劃領(lǐng)域中，“土地利用”的一般意義是城市功能范疇(如居民區(qū)、工業(yè)、商業(yè)區(qū)、零售區(qū)、政府機(jī)關(guān)空間及休閑區(qū))中的空間分布或地理類型。城市土地利用，又稱城市用地，城市土地利用，又稱城市用地，是指用于建設(shè)和城市機(jī)能運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的土地，包括己經(jīng)建設(shè)利用的土地和已列入城市規(guī)劃區(qū)范圍尚待開發(fā)使用的土地。表征城市土地利用的相關(guān)概念主要包括城市土地利用結(jié)構(gòu)、城市土地利用結(jié)構(gòu)、土地利用形態(tài)、土地混合利用程度、土地價(jià)格、人口密度、容積率土地利用形態(tài)、土地混合利用程度、土地價(jià)格、人口密度、容積率等。u土地利用形態(tài)是產(chǎn)生交通的源泉，決定城市交通的發(fā)生、吸引及方式選擇，從宏觀上決定城市交通需求及

4、供給模式u 城市交通系統(tǒng)的發(fā)展又對城市空間結(jié)構(gòu)和土地利用形態(tài)產(chǎn)生反作用，交通改變城市各地區(qū)的可達(dá)性，進(jìn)而影響用地規(guī)模、強(qiáng)度及空間分布u 制定交通政策、解決復(fù)雜城市交通問題的基礎(chǔ)，有助于解決如何以有限的土地資源實(shí)現(xiàn)最佳的利用效益，實(shí)現(xiàn)交通和城市的可持續(xù)發(fā)展3、互動關(guān)系土地利用改變土地利用改變 改善交通設(shè)施改善交通設(shè)施可達(dá)性的變化可達(dá)性的變化土地價(jià)格改變土地價(jià)格改變居民出行的變化居民出行的變化交通需求的變化交通需求的變化交通與土地利用之間的互動關(guān)系影響因素交通參數(shù)期望影響居住密度出行長度高密度居住并不能產(chǎn)生較短的出行，居住和崗位的混合可能產(chǎn)生短程出行出行頻率影響較小，如果出行較短，出行頻率可能提高

5、方式選擇高密度居住是有效公交系統(tǒng)的前提，如果出行變短，步行和自行車出行比例將會增加崗位密度出行長度崗位與居住的平衡可能導(dǎo)致更短的出行出行頻率很少的影響，如果出行變短，出行頻率會增加方式選擇如果存在有效的公交系統(tǒng)，車輛的使用可能減少，如果出行變短，步行和自行車出行比例將會增加鄰域設(shè)計(jì)出行長度有吸引力的公共空間和商業(yè)服務(wù)可能增加內(nèi)部出行出行頻率如果出行變短，出行頻率增加方式選擇街道布置、行人空間、非機(jī)動車道可能增加步行和自行車的出行比例位置出行長度周長增加使得出行長度增加出行頻率沒有影響方式選擇離公交車站較近的選址公交出行比例增加城市規(guī)模出行長度出行長度與城市規(guī)模成反比出行頻率有一定影響，城市規(guī)模

6、越大，出行頻率可能越小方式選擇大城市具有較為有效的公交系統(tǒng)，所以大城市的公交出行更多4、規(guī)劃理念的改變新的規(guī)劃理念：新的規(guī)劃理念：交通與土地利用互為因果關(guān)系，交通設(shè)施的建設(shè)拉動沿線的土地利用，相反土地利用的變化帶來人們出行活動的變化，從而誘發(fā)交通的生成，促進(jìn)交通設(shè)施的建設(shè)。 強(qiáng)調(diào)交通的導(dǎo)向交通的導(dǎo)向，尤其是公交的導(dǎo)向公交的導(dǎo)向TOD( Transit Oriented Development)TOD( Transit Oriented Development)作用。傳統(tǒng)的規(guī)劃理念：傳統(tǒng)的規(guī)劃理念：將交通規(guī)劃作為城市（土地利用）規(guī)劃的專項(xiàng)規(guī)劃，強(qiáng)調(diào)交通規(guī)劃的附屬作用；交通規(guī)劃促進(jìn)或帶動城市規(guī)劃交

7、通規(guī)劃促進(jìn)或帶動城市規(guī)劃 總體布局總體布局三、研究的歷史Reilly : 1930年代,“來自城市周邊的小商品流通調(diào)查”Christaller & Losch: 1940年代,“用地選擇理論”1950年代1960年代,計(jì)算機(jī)的應(yīng)用Harris : 1968年,“大規(guī)模土地利用與綜合交通模型的開發(fā)”北美 : 規(guī)模大、成本高英國 : Lowry模型(1964)的改良1970年以后，迅速擴(kuò)大到其它國家1975年(Brotchie, Sharpe )：TOPAZ(Technique for the Optimal Placement of Activity in Zones)模型日本：歐美模型

8、的改良和應(yīng)用，一體化都市模型包括 CALUTAS 模型 (computer-aided land use transport analysis system)(Nakamura et al, 1983) 、大阪模型 (Amano et al, 1985) 。 Australia目前采用的土地利用與交通規(guī)劃模型重點(diǎn)是在一體化城市一體化城市分析模型的開發(fā)分析模型的開發(fā)方面。數(shù)學(xué)上，這些模型利用了非線性數(shù)學(xué)規(guī)劃方法、區(qū)域間投入產(chǎn)非線性數(shù)學(xué)規(guī)劃方法、區(qū)域間投入產(chǎn)出出方法，而最近的計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)和微觀模擬方面的進(jìn)展可綜合解決出行需求、居住、就業(yè)、服務(wù)和城市用地建模出行需求、居住、就業(yè)、服務(wù)和城市用地建模問題

9、。 一、我國城市土地的用途分類二、國外城市土地用途分類三、城市土地利用的研究理論3.2 城市土地利用分類城市土地利用分類一、我國城市土地的用途分類我國 2012年1月頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)地標(biāo)準(zhǔn)（GB 50137 2011）中，將城市用地分為將城市用地分為8 8大類、大類、3535中類中類、4343小類。小類。 8大類：R R居住用地、A A公共管理與公共服務(wù)用地、B B商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地、M M工業(yè)用地、W W物流倉儲用地、S S道路與交通設(shè)施用地、U U公用設(shè)施用地、G G綠地與廣場用地。例如居住用地大類分為三中類。一類居住用地為市政公共設(shè)施齊

10、全，布局完整，環(huán)境良好，低層為主的居住用地；二類居住用地為市政公共設(shè)施齊全，布局完整，環(huán)境較好，中、高層為主的居住用地；三類居住用地為設(shè)施較欠缺、環(huán)境較差，需要加以改造的簡陋住宅為主的用地。 城市土地利用規(guī)劃圖（控規(guī)）城市土地利用規(guī)劃圖（控規(guī)）二、國外城市土地用途分類 美國土地用途采用分區(qū)制 (zoning) 分類并由各州政府制定，國家沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。 日本的城市規(guī)劃法規(guī)定了居住類、商業(yè)類和工業(yè)類 3大類、12小類土地用途，如表所示。用地大類 細(xì)分類 說明 居住類 1.第一類低層居住專用地 保證良好的低層居住環(huán)境的土地 2.第二類低層居住專用地 以保證良好的低層居住環(huán)境為主的土地 3.第一類中

11、、高層居住專用地 保護(hù)良好的中、高層居住環(huán)境的土地 4.第二類中、高層居住專用地 以保護(hù)良好的中、高層居住環(huán)境為主的土地 5.第一類居住專用地 以保護(hù)居住環(huán)境的土地 6.第二類居住專用地 以保護(hù)居住環(huán)境為主的土地 7.準(zhǔn)居住地作為道路的沿道、謀求提高與所在地特性相吻合的業(yè)務(wù)的方便，同時(shí)保護(hù)與之相協(xié)調(diào)的居住環(huán)境的土地 商業(yè)類 8近鄰商業(yè)用地 以對附近居民提供日用品為主要業(yè)務(wù)、供商業(yè)和其它業(yè)務(wù)用途的土地 9商業(yè)用地 供以商業(yè)為主的業(yè)務(wù)用途的土地 工業(yè)類 10準(zhǔn)工業(yè)用地 供對環(huán)境沒有惡化影響的工業(yè)為主用途的土地 11工業(yè)用地 供工業(yè)用途為主的用地 12工業(yè)專用地 主要供工業(yè)用途的用地 12類土地用途

12、在城市中的布置情況 三、城市土地利用的研究理論 最早揭示城市土地利用和交通系統(tǒng)相互作用問題的研究還是來源于對城市用地發(fā)展的研究。城市規(guī)劃學(xué)則是從城市用地的功能劃分、城市的形態(tài)及城市城市用地的功能劃分、城市的形態(tài)及城市拓展的模式拓展的模式等角度進(jìn)行研究。同心圓理論（伯吉斯）1、城市土地利用模式理論城市規(guī)劃學(xué)城市規(guī)劃學(xué) 1925年伯吉斯對芝加哥城市土地利用結(jié)構(gòu)分析總結(jié)出來這一理論模型。他認(rèn)為城市地域受向心、專業(yè)化、分離、離心性受向心、專業(yè)化、分離、離心性四種力的影響，在這四種作用力的綜合作用下，城市地域產(chǎn)生了地域分異。該學(xué)說認(rèn)為城市以不同功能的用地圍繞單一核心，有規(guī)則向外擴(kuò)展形成同心圓結(jié)構(gòu); 考慮

13、到交通線對城市地域結(jié)構(gòu)的影響，巴布科克在1932年對這一理論進(jìn)行了修正，提出了軸向軸向同心圓同心圓的城市地域結(jié)構(gòu)模式。他認(rèn)為城市主要活動沿交通干線分布，商業(yè)中心區(qū)有沿放射線延伸形成星狀形態(tài)的趨勢。扇型理論(H. Hoyte霍伊特) 此理論的核心是各類城市用地趨向于沿主要交通線路和沿自然障礙物最少的方向由市中心向市郊區(qū)呈扇形發(fā)展。多核心理論(C.D.Harris) 美國地理學(xué)家哈里斯和烏爾曼在1954年提出了多中心的城市結(jié)構(gòu)模式。此理論強(qiáng)調(diào)城市土地利用過程中并非只形成一個(gè)商業(yè)中心區(qū)，而是會出現(xiàn)多個(gè)商業(yè)中心區(qū)。其中一個(gè)主要商業(yè)區(qū)為城市的核心，其余為次核心。理想城市模式（塔弗） 中央商務(wù)區(qū)中心邊緣區(qū)

14、中間帶外緣帶近郊區(qū)五部分構(gòu)成。大都市地域結(jié)構(gòu)模式（穆勒）2、土地利用模型土地利用模型土地利用模型：描述地區(qū)內(nèi)部經(jīng)濟(jì)活動的選址行為及其作用結(jié)果的土地利用空間分布的數(shù)學(xué)模型。a.a.預(yù)測模型：預(yù)測模型：在一定的制約條件下，對各種經(jīng)濟(jì)主體的選址行動結(jié)果的土地利用形態(tài)的跟蹤模型。b.b.優(yōu)化模型：優(yōu)化模型：在一定的制約條件下，社會效益目標(biāo)最大化所對應(yīng)的土地利用狀況。城市經(jīng)濟(jì)學(xué)城市經(jīng)濟(jì)學(xué)3.3 土地利用與交通模型土地利用與交通模型最優(yōu)策略模型回歸模型空間關(guān)系模型空間輸入/輸出模型隨機(jī)效用模型微觀仿真模型3.3 土地利用與交通模型土地利用與交通模型u最優(yōu)策略模型（optimizing model）優(yōu)點(diǎn)：作

15、為決策支持工具，提供最優(yōu)成果，即最小成本缺點(diǎn)：無法將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行展示；無法表現(xiàn)變化的時(shí)間過程；缺少反映經(jīng)濟(jì)總量的指標(biāo)；參數(shù)過于復(fù)雜應(yīng)用：TOPAZ（technique for optimal placement of activities in zones）開發(fā)費(fèi)用+交通費(fèi)用最小u回歸模型（regression model）優(yōu)點(diǎn)：易于建立缺點(diǎn)：無法說明交通行為變化特征；理論依據(jù)不足；無法有效描述交通系統(tǒng)特征；預(yù)測能力也不足。應(yīng)用：EMPIRIC模型u空間關(guān)系模型（spatial interaction model）集聚模型，通過計(jì)算各類空間活動的交通出行量來反饋土地利用規(guī)劃方案的效果。Lowr

16、ys model（勞瑞模型）u空間輸入/輸出模型（spatial input-output model）通過分析反映土地利用規(guī)劃方案的各類輸入?yún)?shù)的相互關(guān)系，計(jì)算出反映土地利用與交通的互動關(guān)系輸出結(jié)果數(shù)據(jù)。MEPLAN模型已有商用軟件，“黑箱”，無法判斷輸入數(shù)據(jù)和輸出結(jié)果的正確性。u隨機(jī)效用模型（random utility model）模擬微觀層面的活動場所、交通出行的變化情況，從某一時(shí)間點(diǎn)開始模擬。Steven Lermans modelu微觀仿真模型（microsimulation model）以單個(gè)家庭為單位，模擬一段時(shí)間內(nèi)的居住、工作、出行等一系列活動。Michael Wegener

17、s model, Master model一、漢森(Walter G. Hansen)模型目的：利用城市內(nèi)小區(qū)間的可達(dá)性計(jì)算住宅用地的開發(fā)可達(dá)性(Accessibility)：表示某小區(qū)所具有、產(chǎn)生與其它小區(qū)相互作用機(jī)會的可能性。開發(fā)可能的土地面積人口的增加住宅分配給各區(qū)How Accessibility Shapes Land Use,1959ijjijTSA/交通小區(qū)交通小區(qū)i i、j j之間的可達(dá)性：之間的可達(dá)性：i區(qū)對j區(qū)的某活動主體的可達(dá)性值；ijA：j區(qū)內(nèi)某活動主體的規(guī)模，例如就業(yè)人口；jS：i區(qū)與j區(qū)之間的時(shí)間距離；ijT：參數(shù)。ijjijjiTSA/,小區(qū)i的可達(dá)性：住宅開發(fā)率

18、Di=住宅開發(fā)現(xiàn)狀比住宅開發(fā)可能比7 . 2ijiAKD例如，雇用的可達(dá)性與住宅開發(fā)率i的關(guān)系：模型的特征：各小區(qū)的可達(dá)性不能在其所在區(qū)單獨(dú)考慮；時(shí)間距離不明確；適用于短期預(yù)測。二、 勞瑞(I.S.Lowry)模型1.模型的概要目的：利用土地利用土地利用之間的相互作用關(guān)系式原則上，對象區(qū)域?yàn)榉忾]的城市區(qū)域（沒有人員的出入）決定各區(qū)的住戶數(shù)和就業(yè)人口的分布土地利用形態(tài)土地利用的活動主體（具有某種目的的土地利用者）a.基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)部門(basic sector)已知條件 工業(yè)、大型貿(mào)易公司、中央政府機(jī)關(guān)、高校等。不由地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)規(guī)模決定。b.非基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)部門(retail sector)由模型內(nèi)部決定

19、商業(yè)、服務(wù)業(yè)、地方政府、中小學(xué)等與居民生活密切相關(guān)。吸引顧客，受地區(qū)人口、經(jīng)濟(jì)規(guī)模影響。c.住戶(employment or population)被上述兩部門雇傭的住戶數(shù)和人口。單向作用影響2. 模型的流程國家及地方的社會、經(jīng)濟(jì)體系基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)部門的就業(yè)人口、配置、利用面積非基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)部門的就業(yè)人口、配置、利用面積住戶數(shù)、部門、利用面積交通系統(tǒng)土地利用制度3.模型結(jié)構(gòu)HjRjBjUjjAAAAA面積：NEkk非基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)部門就業(yè)人數(shù)：nijkakijikkkjEyDNxb111kjnjkkjkjEEkjmkBjjEEE1kjmkkRjEeA1其中，A:面積；B:基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)部門；D:時(shí)間距離；E:就業(yè)人口；H:住戶；N:住戶數(shù)；R:非基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)部門；U:土地利用對象外；:住戶平均人口；k:組;b:修正系數(shù)；e:人均土地面積；:潛在市場；m:非基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)分組總數(shù)；n:交通小區(qū)總數(shù)；x:住戶數(shù)權(quán)值；y:就業(yè)人口權(quán)值。njjEfN1住戶：ijniiDEg/111jnjNNjjs.t.kjkjZE0kjEorHjHjjAZNBjUjjRjAAAA其中，A:面積；B:基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)部門；D:時(shí)間距離；H:住戶部門；N:住戶數(shù)；R:非基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)部