018控规层面土地利用与城市交通互馈量化的规划方法研究

控规层面土地利用与城市交通 互馈量化的规划方法研究

翁芳玲 段 进

【摘要】在城市控规层面设计规划过程中引入了交通预测“四阶段”方法，并对这一方法从城市规

划师的角度给予改进，结合自编的程序进行交通对土地利用的反馈，使城市规划师在规划设计过程中达到土地利用与城市交通互馈的量化，进行土地利用规划与交通协调的目的。

【关键词】“四阶段”预测方法；土地利用；城市交通；互馈

城市的交通形态是交通需求与交通供给共同作用的产物，土地利用是社会经济活动在空间上的表现。城市土地利用与交通形态的协调，是解决城市交通问题、促进城市良性发展的重要途径。在中国快速城市化的背景下，许多大城市出现了严重的交通问题，土地利用问题也随之产生，二者之间互馈量化研究应当受到足够重视。

1.我国现状研究存在的问题

尽管在国际领域，土地利用与城市交通的关系研究已经从理论到技术层面都得到了较充分的发展，但在我国，土地利用规划与城市交通仍然面临着长期分离的局面。二者缺乏在规划过程中的互动与反馈，导致城市交通单方面解决问题的偏颇与土地利用不能与城市交通在规划中进行平行式的互动研究。主要表现在以下几个方面：①由于专业的特性，大部分城市规划领域内的研究成果是对土地利用与城市交通二者关系做定性的描述研究。②由于土地利用与城市交通研究的分离，土地利用并未参与交通研究部分，“先土地利用，后交通”已经成为习惯思维，研究流程与方法的固定，作为“后者”的城市交通不得不仅仅通过交通专业的方法来解决交通的问题。③由于土地利用模型的发展远落后于交通模型，导致二者的一体化困难重重；尽管交通领域有众多成熟的软件，但是却很难给土地利用规划直接提供技术支持。

2．应用的可行性

控制性详细规划自身的特殊性，为土地利用与城市交通互馈量化，提供了一个良好的平台，也是这一阶段规划自身的需求。首先，对于城市规划与城市交通而言，在国内，宏观与微观方面都有相应的预测机制。宏观上，总体规划对应着总规层面的城市交通预测与分析专题研究；微观上，建筑项目建设对应着单体交通影响分析（TIA）。而在中观层面，控制性详细规划则很少做相对应的区域交通预测或评价。第二，虽然从城市总体规划这一层面就开始对城市土地利用进行确定，但是在真正明确每个地块的详细使用指标，是在控制性详细规划阶段。以总体规划或分区规划为依据，详细规定建设用地的各项控制指标和其他规划管理要求，或者直接对建设作出具体的安排和规划设计。土地利用控制指标的确定，为交通分析

上交通量的确定起到了直接的作用，所以，在这一层面进行二者的互馈量化研究具有更为实际的数据支持。第三，控制性详细规划具有极强的操作性，已经明确涉及到了土地的具体开发、使用。在这一层面，已经迫切需要对土地利用与交通进行切实的研究与分析，来协调二者的平衡。因此，本研究基于控规土地利用，所选用的土地利用控制因子，即是控制性详细规划中的土地利用主要控制指标。

3．应用的流程

控制性详细规划通常是对城市中某一地区，建构完善的地块土地利用控制因子，同时完善路网的架构，它恰当的深度，适合在规划设计过程中进行初步的交通预测，从而掌握地区未来交通状况。而这些交通分布情况，则是直接根据地区内土地利用情况产生的。如果知道交通问题的产生和哪些土地利用相关，我们规划师就可以对土地利用进行调整，再反馈交通，如此循环互馈，很好的达到了土地利用与城市交通互馈的目的。本研究通过交通软件和规划手段的结合，形成了二者互馈量化的规划方法。

该方法在常规的城市规划方法中结合了交通预测的“四阶段”方法，将控规层面的土地利用规划与交通预测分配结合起来，并增加了分析交通的功能，以反馈到土地利用规划中，达到二者量化互馈的目的：土地利用控制因子——推算人口和就业岗位数量—地块发生量与吸引量—OD分布—交通方式划分—交通流分配—分析交通流—反馈（见图1）。

传统的控规土地利用规划 完成 交通流分析 土地利用控制因子 人口和就业岗位 第一阶段 传统的交通预测“四阶段”方法地块发生量与吸引量 OD分布 第二阶段 交通方式划分 第三阶段 交通流分配 第四阶段 整个过程是在控制性详细规划的过程中完成的，前提是提供较完善的路网结构系统和土地利用的相关控制指标。相关的重要控制指标包括用地性质、容积率、用地面积和机动车交通出入口。用地性质、容积率、用地面积涉及到地块交通发生量与吸引量的换算。机动车交通出入口的应用则分为两种情况：第一，在工作量允许的情况下，可将每个地块划分为一个交通小区，这样机动车交通出入口的位置尤为重要，它代表了形心连杆的位置；第二，按

协调 不协调 第五阶段 图1 控规层面土地利用与交通互馈量化的流程图

照交通需求预测划分小区的原则，将性质相同或相近的几个地块划分为一个交通小区，这样地块的机动车交通出入口位置可以忽略。当然，交通小区划分得越细，对预测结果的精确度会更好。

4．土地利用与城市交通互馈量化规划方法的具体建构

4.1 第一阶段：地块发生量与吸引量

首先，要确定地块中人口与就业岗位数量。每个地块的用地性质、容积率、用地面积和机动车交通出入口确定，通过不同用地的容积率与用地面积推算人口与就业岗位。

O=R·S·Q

式中O—人口或就业岗位

R—地块容积率 S—地块面积

Q—系数。Q的确定根据不同城市地区的社会经济发展状况来定，不同的年份其系

①

数也会发生变化。例如，在2020年《郑州市老城区交通预测中》，根据统计资料及相关现状调查数据可大致推算Q的取值：居住地块，Q= 3.5人/100平方米；办公地块，Q= 1岗位/20平方米；商业用地，Q=1岗位/30平方米??不同城市地区、不同的用地性质和不同的规划年份在规划中有相应的系数，可以根据本城市地区相关统计、调查的综合分析得出相关系数。

对于每个地块的发生量与吸引量的计算与地块的居住人口和岗位相关。有两种换算的方法：

（1）总体概算。在我国，居民出行大多数是有规律的往返交通。随着城市规模不同，我国城市出行者人均日出行次数大致分布在2.5~3.5之间。表1列举了几座城市的人均日出行次数。

表1 我国部分城市居民出行人均日出行次数表

城市名称 合肥市 北京市 上海市 天津市 广州市 济南市 武汉市 青岛市 南京市 成都市 无锡市 汕头市 镇江市 注：各城市对出行定义不尽相同。

人均日出行次数(人次/日) 2.58 2.64 1.79 2.02/2.44 2.28 1.68 1.8 1.968 2.75 2.16 2.58 2.63 2.67 备注：调查年份 2002 —— 1986 1981/1993 1984 1988 —— 1993 —— 1987 1997 1994 1994 资料来源：《合肥市综合交通规划》，2008

可见，不同的年份即使在同一城市，居民人均日出行次数也不尽相同。在数据的获取上，

切实针对了城市经济社会的发展情况。

（2）根据不同出行目的换算。对每个地块中的人口与就业岗位进行出行目的划分，通常分为上班、上学、生活、公务、回程和其他。每一种出行目的的出行量比例可以根据相关的交通专业调查数据得出；对每个地块不同出行目的进行计算，可以得出每个地块不同出行目的的交通发生量与吸引量；然后进行数据汇总，得出每个地块总的交通发生量与吸引量。

4.2 第二阶段：OD分布

把交通的发生与吸引量预测获得的各小区的出行量转换成小区之间的空间OD矩阵。表2表示了交通小区i和交通小区j之间交通分布的OD表，通常用一个二维矩阵表示。O表示出发地 (Origin)，D表示目的地 (Destination)。qij 表示由交通小区 i 到交通小区 j 的交通量，即分布交通量。同样，qji 则表示由交通小区 j 到交通小区 i 的交通量。一个小区数为n的区域的OD表，一般表示成表2所示形式。

表2 OD表

D 1 O 1 2 i n 吸引量 q11 q21 qi1 qn1 D1 q12 q22 qj2 qn2 D2 ... ... ... ... ... q1j q2j qij qnj Dj ... ... ... ... ... q1n q2n qin qnn Dn O1 O2 Oi Oj T 2 ... j ... n 发生量 资料来源：邵春福，交通规划原理[M]，中国铁道出版社，2008

表中， qij为以小区 i 为起点，小区 j 为终点的交通量； Oi为小区 i 的发生交通量； Dj为小区 j 的吸引交通量； T为研究对象区域的生成交通量。

对此 OD 表，下面各式所示守恒法则成立：

4.3 第三阶段：交通方式划分

不同城市地区有不同的参考系数，主要对机动车的交通方式进行分析（表3）。

表3 我国部分城市居民出行方式结构表（%）

城市名称 合肥市 北京市 上海市 天津市 天津市 广州市 广州市 青岛市 武汉市 步行 43.48 13.76 38.21 42.62 28.01 39.1 41.92 47.03 32.61 自行车 30.06 54.04 34.18 44.54 60.47 34.05 21.47 17.92 32.58 公交车 14.74 24.34 24.03 10.33 4.06 19.37 17.49 21.9 24.52 摩托车 4.48 —— 0.18 —— 2.0 0.37 10.35 0.78 5.25 单位客车 3.89 —— 2.21 —— 3.06 4.56 5.05 9.33 4.7 出租车 1.93 —— 0.15 —— —— 0.27 0.72 1.00 0.1 统计年份 2001 1986 1986 1981 1993 1984 1998 1993 —— 济南市 成都市 福州市 无锡市 镇江市 南宁市 中山市 23.28 36.09 25.4 13.78 34.11 22.8 25.77 63.80 54.57 60.92 58.84 58.11 58.9 33.02 6.99 5.8 2.4 5.25 3.63 2.2 3.55 0.8 —— 4.29 15.77 0.72 6.2 24.62 3.94 —— 1.51 3.74 3.15 3.0 6.56 0.03 —— 0.29 0.87 0.16 1.2 1.0 1988 1987 1993 1997 1993 1992 1995 资料来源：《合肥市综合交通规划》，2008

这些出行方式比例的确定与城市规模、城市人口、职业比例、不同交通工具拥有率、人民生活水平等有关，随着城市的发展这些比例也会发生变化。如今，随着小汽车进入普通家庭的普遍化，小汽车出行方式的比例会越来越大，在城市居民出行方式结构中也会占有一席之地。这一阶段数据的获取仍然面临如同第一阶段发生量与出行量换算的难题，尚无统一标准，且不同年份会有不同的变化。因此，需要针对不同时期、不同地区而不同对待。

4.4 第四阶段：交通流分配

将预测得出的小区i和小区j之间的分布（或OD）交通量 ，根据已知的道路网描述，按照一定的规则符合实际地分配到路网中的各条道路上去，进而求出路网中各路段的交通流量。一般的道路网中，两点之间(即O与D之间)有很多条道路，如何将OD交通量正确合理地分配到O与D之间的各条道路上即是交通流分配要解决的问题。一般的，交通流分配方法包括平衡分配方法、非平衡分配方法、随机分配方法和动态交通流分配方法。

4.5第五阶段：交通流分析与反馈

经过以上“四阶段”交通预测方法的过程，可以得到道路网交通流分配的结果。如果各个路段的交通量与道路交通能力相当，如在60～80%以下，表示不会产生交通问题，那么土地利用的布局及控制指标适当。如果某些路段发生了交通量过大，那么就需要对其进行分析，究竟是哪些用地布局或地块的控制指标不合理造成的。这个问题，传统的“四阶段”预测方法不能解决，常规运用的TransCAD将分配过程在后台运作，我们也无法了解其具体的分配过程。

针对这个问题，研究团队研发了一个交通分析软件LTI②(Land-use and Transportation Assignment Interaction Analysis)②来进行研究与分析，其原理是，能够对路网中的所有路段进行交通流量的解构与叠加。它将分配的过程以数字的方式记录下来，每段数字包括了该交通量的分配路段、发生地块、吸引地块及交通的量与方向，之后以相同的路段、发生地块与吸引地块为选择集因素，对相同选择集进行叠加，产生不同的选择集，这些选择集以发生地块、吸引地块和交通量三个数据构成。通过选择集的列表，规划师可以清楚地看到某一路段的交通量构成情况，并且分析出较大的交通量是由哪些地块对（OD对）产生的。通过对产生问题的路段交通构成的分析，可以得出哪些地块对（OD对）产生的交通量较大，最大地影响了该路段的交通流量。这样将信息反馈给土地利用，从而调整OD对指向的地块，调整其土地利用的控制指标或用地布局。通过调整，减少地块的发生量与吸引量，再进行一轮交通分配，观察路网交通是否产生问题。循环反复，直至达到土地利用与交通的协调。

这个流程即从量化方面分析了土地利用与交通之间的影响关系，通过交通分析的结果反馈土地利用。土地利用的用地布局与指标控制决定了交通的产生，路段交通量的不适当则需及时调整相关用地布局及控制指标。这也是选择在控制性详细规划层面进行土地利用与交通互馈的意义所在，并且具备了可操作性。

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