城市軌道交通站點(diǎn)開發(fā)利益影響范圍計(jì)算方法研究

城市軌道交通站點(diǎn)開發(fā)利益影響范圍計(jì)算方法研究 【摘要】利用城市商圈吸引力模型計(jì)算城市各吸引點(diǎn)對(duì)軌道站點(diǎn)的吸引概率，并采用出行廣 義成本作為交通可達(dá)性計(jì)算指標(biāo)，通過(guò)計(jì)算公交方式及軌道交通方式到達(dá)各吸引點(diǎn)的加權(quán)可 達(dá)性，建立軌道交通站點(diǎn)開發(fā)利益影響范圍計(jì)算模型。該模型能夠適應(yīng)復(fù)雜情況下軌道站點(diǎn) 開發(fā)利益影響范圍的計(jì)算，并為軌道沿線土地利用開發(fā)強(qiáng)度以及為軌道交通開發(fā)利益還原大 小計(jì)算范圍提供技術(shù)支持。 【關(guān)鍵詞】軌道交通；開發(fā)利益；影響范圍；可達(dá)性 0 引言 城市軌道交通是一種快速、高容、舒適、安全的交通方式，能實(shí)現(xiàn)土地集約式的開發(fā)， 引導(dǎo)城市尤其是新城的發(fā)展。城市軌道交通具有很強(qiáng)的外部效應(yīng)，在軌道交通形成網(wǎng)絡(luò)后， 能夠給軌道沿線土地帶來(lái)巨大的開發(fā)利益。開發(fā)利益主要通過(guò)顯著地改變周邊物業(yè)的可達(dá) 性、居民出行的便利性、改變土地的利用性質(zhì)、提高土地的開發(fā)強(qiáng)度進(jìn)一步促進(jìn)土地或者房 地產(chǎn)價(jià)值的增長(zhǎng)體現(xiàn)。在一定的影響范圍內(nèi)，開發(fā)利益隨著距離的增長(zhǎng)而減少，需根據(jù)開發(fā) 利益影響范圍，適度調(diào)整土地利用的性質(zhì)及開發(fā)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)軌道交通開發(fā)利益利用最大化。 軌道交通開發(fā)利益影響范圍主要受到軌道站點(diǎn)的區(qū)位條件與交通條件的影響。由于城市 發(fā)展多元化，多中心以及城市次中心的發(fā)展，使得不同區(qū)域的軌道站點(diǎn)開發(fā)利益影響范圍大 小不同。中心城區(qū)由于便利的公共交通及公共設(shè)施服務(wù)，軌道交通對(duì)沿線地區(qū)的交通改善邊 際效用有限，而相反在一些次中心區(qū)域，由于中心城區(qū)對(duì)其具有一定的輻射作用，且公共設(shè) 施較不發(fā)達(dá)，軌道交通可大大提高可達(dá)性，開發(fā)利益及影響范圍更大。在同一區(qū)域內(nèi)，不同 的交通條件，導(dǎo)致軌道交通開發(fā)利益影響范圍不一致。因此本文旨在建立一個(gè)科學(xué)合理的模 型，計(jì)算復(fù)雜情況下軌道交通開發(fā)利益影響范圍，指導(dǎo)城市土地利用開發(fā)以及為開發(fā)利益融 資模式提供技術(shù)支持。 1 軌道站點(diǎn)被吸引概率計(jì)算模型 1.1影響因素分析 軌道站點(diǎn)的區(qū)位條件主要體現(xiàn)在站點(diǎn)被各城市中心吸引的大小或者概率，這種大小或概 率與各城市中心的規(guī)模成正比，與到達(dá)各城市中心的成本成反比。 城市中心吸引因素主要體現(xiàn)在其區(qū)位條件和規(guī)模因素。區(qū)位條件對(duì)軌道站點(diǎn)的吸引力的 影響是顯著的，在同樣條件下的兩個(gè)城市中心，市中心比新城中心更有吸引力。區(qū)位因素體 現(xiàn)在各中心的地理位置、基礎(chǔ)設(shè)施狀況。市中心的地理位置體現(xiàn)在市中心到達(dá)各次中心的距 離適中，可達(dá)性較高，對(duì)軌道站點(diǎn)的吸引力越大。而基礎(chǔ)設(shè)施狀況主要體現(xiàn)在市中心土地利 12DK 2DK PPA F W A 用率高，主要利用類型為商業(yè)、居住用地、金融用地以及綠化用地，且能提供完善的公共設(shè) 施及交通設(shè)施。公共設(shè)施越完善，交通越便利，對(duì)軌道站點(diǎn)的吸引力越大。城市中心的規(guī)模 是指城市中心所達(dá)到的大小的程度，城市中心形成一定規(guī)模后，會(huì)形成規(guī)模效應(yīng)，能夠提供 更多的機(jī)會(huì)，會(huì)對(duì)軌道站點(diǎn)吸引產(chǎn)生積極作用。 圖1區(qū)位吸引力 城市中心對(duì)軌道站點(diǎn)的阻力因素主要體現(xiàn)在軌道站點(diǎn)到達(dá)城市中心的廣義交通成本。廣 義交通成本主要包括交通成本和交通時(shí)間兩個(gè)方面。交通成本在個(gè)體交通方式上體現(xiàn)為使用 成本，而在公共交通方式中體現(xiàn)為票價(jià)。城市中心對(duì)軌道站點(diǎn)吸引主要是通過(guò)軌道交通方式， 成本體現(xiàn)為軌道交通票價(jià)。交通時(shí)間主要為軌道交通方式達(dá)到城市中心的時(shí)間，時(shí)間越長(zhǎng)， 到達(dá)城市中心的阻力越大，中心對(duì)軌道站點(diǎn)的吸引力越小。軌道交通時(shí)間為車內(nèi)時(shí)間和車外 時(shí)間，車外時(shí)間主要為軌道線路換乘時(shí)間。 1.2 軌道站點(diǎn)被吸引概率計(jì)算模型 零售力法則[1]是 1929 年萊利將重力模型應(yīng)用到商業(yè)吸引力計(jì)算中，模型吸引力與城市 的人口成正比，與城市的空間距離成反比。模型中假設(shè)條件如下：每一個(gè)城鎮(zhèn)規(guī)模大小由居 民人口數(shù)量決定；各地具有相同的價(jià)格水平；各地之間的交通條件相同；各地所提供的商品 價(jià)值相同。由于各區(qū)域交通條件不同，零售力法則實(shí)際應(yīng)用受到一定限制。在零售力法則的 基礎(chǔ)之上，美國(guó)學(xué)者研究出應(yīng)用更為廣泛的哈夫模型及其修正模型[2]。模型中消費(fèi)者在某商 圈購(gòu)物的幾率與商業(yè)集中的賣場(chǎng)面積成正比，與到達(dá)該處距離的二次方成反比。修正哈夫模 型中吸引力與城市的規(guī)模成正比，與到達(dá)城市的交通時(shí)間成反比。零售力法則和修正哈夫模 型計(jì)算公式如下所示： 零售力法則： A 2 （3） TV （4） D Pr D 3 3 3T ） tr X D 1 1 (X ) ,XT in S （X - D )Pr ,D 2 2 3（ ij N 2 D 1 1 ij （5） j 2 ij T ij V V V (X - D ) Pr ,D X D V V 2 ij P C j 2 P j ,X Vij 0.25 0.50 j C N S T 修正哈夫模型： （2） j 1 式中，F(xiàn)A 表示城市A地的吸引力，WA 表示A地的價(jià)格水平，K為系數(shù)，P表示被吸 引地點(diǎn)的人口，PA 表示城市 A 的人口，DA 表示被吸引點(diǎn)到城市 A 的空間距離，Pij 表示地 點(diǎn)i被地點(diǎn)j吸引概率，Sj 表示吸引點(diǎn)j的規(guī)模，Tij 表示地點(diǎn)i到達(dá)吸引點(diǎn)j的交通時(shí)間，N 為吸引點(diǎn)的數(shù)量。 利用修正哈夫模型計(jì)算城市軌道站點(diǎn)被各城市中心吸引的概率，以各城市中心的人口及 崗位作為城市中心的吸引計(jì)算指標(biāo)，以到達(dá)各城市所需要的廣義交通成本作為阻力計(jì)算指 標(biāo)，建立軌道站點(diǎn)被各城市中心吸引的概率計(jì)算模型，模型建立步驟如下： （1）確定軌道站點(diǎn)所在城市的城市中心的數(shù)量N及相對(duì)位置關(guān)系，計(jì)算城市中心j的 人口崗位Pj； （2）計(jì)算軌道交通到達(dá)成本，分為票價(jià)成本和時(shí)間成本。軌道交通票價(jià)成本與距離成 正比，不同城市軌道交通票價(jià)計(jì)算方式不一樣，一般軌道交通票價(jià)按里程分階段計(jì)費(fèi)，假設(shè) 分階段里程分別為 D1、D2、D3，里程內(nèi)每公里價(jià)格為 Pr1、Pr2、Pr3，里程內(nèi)最高總票價(jià)為 V1、V2、V3，則軌道站點(diǎn)i到城市中心j的軌道交通票價(jià)Vij 如公式（3）所示。交通時(shí)間包 括車內(nèi)時(shí)間 Tin 與換乘時(shí)間 Ttr，時(shí)間成本 Cij 為交通時(shí)間乘以軌道站所在的城市時(shí)間價(jià)值 TV。 V 1 V ij V 1 C （3）計(jì)算軌道站點(diǎn)i被城市中心j吸引的概率αij，當(dāng) 0.75 時(shí)，軌道站點(diǎn)i屬于 城市中心j 的核心影響區(qū)域；當(dāng) 0.50 0.75 時(shí)，軌道站點(diǎn)i屬于城市中心j的主 要影響區(qū)域； ，軌道站點(diǎn) i 屬于城市中心 j 一般影響區(qū)域； 0.25 ，軌道站點(diǎn)i屬于城市中心j邊緣影響區(qū)域； P 2 j 1 3 2 軌道站點(diǎn)開發(fā)利益影響范圍計(jì)算模型 2.1 國(guó)內(nèi)外研究狀況 軌道開發(fā)利益影響范圍是一個(gè)變化的值，距離軌道站點(diǎn)越近，開發(fā)利益越大[3]。而實(shí)際 應(yīng)用中為了方便，影響范圍往往采用一個(gè)固定值，如美國(guó)學(xué)者取站點(diǎn)0.4km作為研究范圍， 歐美一般取0.5-0.8km，日本和我國(guó)取2km作為研究范圍。而軌道交通開發(fā)利益是通過(guò)改善 沿線交通可達(dá)性實(shí)現(xiàn)的，可以通過(guò)計(jì)算交通可達(dá)性建立軌道站點(diǎn)影響計(jì)算模型?？蛇_(dá)性是利 用基于空間阻隔法、基于機(jī)會(huì)累積法或基于空間相互作用法計(jì)算達(dá)到任何一個(gè)地方的方便程 度[4]。 已有的研究方法利用出發(fā)點(diǎn)到達(dá)單城市中心[5]的可達(dá)性計(jì)算軌道交通開發(fā)利益影響范 圍。由于多中心城市以及副中心城市發(fā)展，各中心對(duì)軌道站點(diǎn)吸引不一樣，軌道站點(diǎn)區(qū)域位 置因素凸顯，故采用單中心可達(dá)性計(jì)算模型存在一定的局限性。利用到達(dá)最近換乘站替換到 達(dá)城市中心[6]計(jì)算影響范圍，但隨著軌道線網(wǎng)形成規(guī)模效應(yīng)后，尤其是城市環(huán)線的建成，換 乘站點(diǎn)并不一定位于市中心，兩個(gè)城市副中心在市中心外圍便可完成換乘，導(dǎo)致各換乘站的 重要性不一樣，基于不同換乘站的可達(dá)性計(jì)算也不一樣。已有的研究利用出行時(shí)間代替可達(dá) 性的計(jì)算[7]，由于交通可達(dá)性不僅受時(shí)空的影響，也受到出行成本的影響，故本研究提出用 廣義交通成本代替出行時(shí)間計(jì)算到達(dá)城市各中心的可達(dá)性得到軌道交通開發(fā)利益影響范圍。 2.2 單中心軌道站點(diǎn)影響范圍計(jì)算 軌道開發(fā)利益影響范圍內(nèi)某點(diǎn)，通過(guò)某種接駁方式（如步行、自行車、公交車等方式） 到達(dá)公交站點(diǎn)或軌道交通站點(diǎn)，采用公交或者軌道交通方式到達(dá)城市中心，當(dāng)兩種方式所使 用的廣義成本相同時(shí)，則認(rèn)為該點(diǎn)為兩種交通方式選擇的臨界點(diǎn)。所有的臨界點(diǎn)圍合成的區(qū) 域?yàn)檐壍澜煌ㄩ_發(fā)利益影響范圍，模型原理如下圖所示。 圖2軌道開發(fā)利益影響范圍計(jì)算原理 根據(jù)上圖計(jì)算原理，兩種交通方式所使用的廣義成本相同，模型建立步驟如下： （1）分析軌道站點(diǎn)的交通條件。交通條件主要包括周圍路網(wǎng)條件、公共交通條件、自 行車與步行設(shè)施條件。路網(wǎng)條件可以較為準(zhǔn)確的計(jì)算到達(dá)軌道站點(diǎn)或公交站點(diǎn)的最短路徑 Lr 或 Lb。軌道交通條件主要是指軌道交通票價(jià)、軌道交通旅行速度 Vr、軌道交通換乘次數(shù) 與時(shí)間。公交條件主要是公交線路的走向、服務(wù)頻次、票價(jià)、以及平均旅行速度 Vb。自行 車設(shè)施條件主要指自行車停車設(shè)施及收費(fèi)水平、自行車專用道等。步行設(shè)施主要包括步行道 4r TV r TV Pir ) Ttrr （6） （9） Twr P( r V 。 。時(shí)間價(jià)值為 TV。則各換乘方式下的廣義成本如 wr wb trr ir ib wa bi bu Twar T T T P wr trr ir r T T T P wb trb ib b （8） bw L) L) w 。兩種公共交通方式時(shí)間計(jì)算包括等車時(shí)間分別為T 、T ，換乘時(shí)間分別為T 、，以及車內(nèi)時(shí)間T 、T ，交通時(shí)間分別為 T 、T 、T T T T T ) TV P V r w V w V bib w /bu /bu T R V wbu bur bu C P( b TV bbi b rtrb w bi bu wbi bu ( bw / / ( ) TV ( ) TV / / rw ( )