建筑开发容量与交通承载力的协同优化研究*——以上海市中心城为例

苏红娟 朱春节 任千里

建筑开发容量与交通承载力的协同优化研究*
——以上海市中心城为例

苏红娟 朱春节 任千里

通过对上海市建筑总量历史数据的深入分析，探寻上海市建筑规模的变化规律及主要影响因素，采用多种预测方法预估上海未来可能达到的建筑规模，并通过法定的控制性详细规划及发展潜力地区的发展可能，预判未来上海中心城的建筑规模及其空间分布。依据建筑量交通承载力的变化比率和现状交通服务水平状况，快速构建交通承载力与建筑容量的互动关系模型，及时发现未来开发容量与交通承载力不相适应的区域，以此提出相应的交通政策和规划对策，为中心城及其周边地区的发展提供合理的规划建议。

建筑量 | 交通承载力 | 政策研究

苏红娟

上海市城市规划设计研究院高级工程师，硕士

朱春节

上海市城市规划设计研究院工程师，硕士

任千里

上海市城市规划设计研究院工程师，硕士

0 引言

交通与用地的协调发展是城市规划和交通规划的重要研究内容，交通对城市功能和空间结构拓展的引领作用日益显现。交通规划需注重破解人口、空间、资源紧约束条件下的交通发展瓶颈，提升城市交通的综合承载能力，提升城市空间发展质量。

国内在如何建立建筑开发容量与交通承载力的互动关系模型方面研究较少，已有的研究思路主要是OD测算法或开发强度分析法。OD测算法主要采用基于土地使用的交通四步骤流程，虽然计算精度高，但由于基础资料更新困难导致交通分析结果难以及时反馈到规划用地方案中，同时较多考虑外围地区的需求影响而过严控制核心地区的开发规模。开发强度分析法主要通过各种区位的计算如服务区位、交通区位和环境区位等来建立不同街区的强度分区，由于方法简单、直观而被规划管理部门广泛接受，局限在于难以顾及城市交通系统的运行状况而导致核心地区的过量开发。

本文通过对上海历年建筑总量的详细分析及未来发展趋势的判断，结合中心城控制性详细规划资料，预测中心城可能的开发规模，通过构建分街区的建筑开发容量与交通承载力之间的互动关系模型，通过现状交通服务水平及未来建筑量与交通承载力的变化比率来预判该地区未来的交通服务水平，从而判断该地区建筑开发量与交通承载力之间是否协调。

1 上海建筑总量的发展趋势预测

1.1 全市建筑总量的演变规律

随着城市建设的快速发展，上海全市建筑总量、全市居住建筑总量呈逐年上升趋势。2000年上海全市建筑总量3.42亿m2，2010年增长到9.36亿m2，年平均增长率10.59%，10年增长1.7倍。

随着房地产业的快速发展和政府保障房建设的大力推进，全市住宅建筑总量也呈现快速增长势头，2000年全市住宅建筑总量2.09亿m2，2010年增长到5.26亿m2，10年增长1.5倍，年平均增长率9.67%（图1，图2）。

从年均增长率的变化可看到，2000年至2005年建筑量的年均增长率快速增长，2005年开始逐步回落并基本稳定在6%左右。

在非住宅建筑量的构成中，工厂所占比例最大，2010年约占45.23%，其次是办公建筑，约占15.54%，商场店铺约占13.42%，纵观近10年的发展，各种类型的非住宅建筑量增长态势基本一致，均呈现稳步增长态势（图3）。

1.2 中心城建筑总量的变化趋势

由于中心城范围与行政区不重叠，难以得到中心城建筑量的历年变化情况，但可以通过观察核心区、中心城区和浦东新区的建筑量变化判断中心城的发展趋势。

从上海各行政区建筑量的变化趋势看，快速增长区域集中在浦东新区和郊区，中心城区稳步增长，核心区增长相对缓慢（图4）。

核心区是指黄浦（含卢湾）、静安两区，是上海城市建设比较完善的区域。核心区建筑量变化基本稳定，建筑量的年均增长率为2.19%，住宅建筑的年均增长率为2.18%，增速较缓（图5）。

中心城区建筑总量稳步增长，由2000年的2亿m2增长到2010年的3亿m2，年均增长率为4.12%，住宅建筑总量由1.2亿m2增长到1.8亿m2，年均增长率4.15%，住宅与建筑总量发展速率基本同步（图6）。

中心城建筑量的增长速度应基本与中心城区接近，建筑量年均增长速度基本在4%左右，但今后将逐步放缓，尤其内环内将更多呈现出核心区的发展特征。

1.3 全市建筑总量发展趋势预测

对于建筑量的预测方法主要有年均增长率法、回归分析法、时间序列法、弹性系数法、人均指标预测等。本文以近10年全市建筑量数据为依据，采用上述5种预测方法对未来的建筑规模进行综合预测。

（1）年均增长率法

近10年，上海全市建筑量年均增长率为11%，全市居住建筑量年均增长率为10%，2005年之前增长幅度较大，最近几年趋于平稳，考虑到上海的转型发展，建筑量增长率会逐步下降，预测到2020年建筑量年均增长率为5%，住宅建筑量的年均增长率为4%。则2020年全市建筑总量约15.3亿m2，住宅建筑量约7.8亿m2。

（2）回归分析法

建筑总量和住宅建筑量均与常住人口规模高度相关，经回归分析，按照上海市2020年常住人口高低方案分别为2 800万人和3 000万人推算，2020年上海全市建筑总量高低方案分别为13.7亿m2和15.4亿m2，住宅建筑总量高低方案分别为7.7亿m2和8.6亿m2。

（3）时间序列分析法

时间序列分析中常用线性增长的方法拟合数据，经模拟预测，到2020年全市建筑总量约15.4亿m2，住宅建筑总量8.6亿m2。

（4）弹性系数法

建筑量的发展从侧面反映了经济的发展水平，弹性系数是建筑量变化率与GDP变化率的比值，过去10年建筑量与GDP的弹性系数为0.75，随着经济的不断转型，预测2010—2015年弹性系数为0.7，2015—2020年弹性系数为0.65，由此推算2020年上海市建筑总量为14.9亿m2。

图1 上海历年建筑总量和住宅建筑总量变化趋势图（万m2）

图2 上海历年建筑总量和住宅建筑总量年均增长率变化图

图3 全市特征年份非住宅建筑量变化示意图

图4 上海各行政区近10年的建筑量年均增长率示意图

图5 核心区建筑总量与住宅建筑量发展变化规律

图6 中心城区建筑量演变规律

（5）人均建筑面积指标法

2000年上海人均住宅建筑面积不足13m2，2010年达到23m2，2020年假设人均住宅面积约30m2，按照2020年常住人口高低方案2 800万—3 000万人计，住宅总建筑面积约为8.4亿—9.0亿m2。

根据上述5种不同预测方法对全市建筑量进行发展趋势预测，2020年全市建筑总量约15亿m2，住宅建筑总量约8亿—9亿m2。

需要特别说明的是，上述建筑总量的预测是基于历年的上海市统计年鉴建筑量数据，为国有土地上的建筑量，尚不包括农村宅基地。

图7 现状各区平均开发强度分布示意图

图8 全市整体开发强度空间分布示意图

图9 现状中心城整体开发强度空间分布示意图

图10 各片区现状及规划建筑量变化情况示意图

图11 各片区建筑量变化率示意图

1.4 中心城建筑量预测

根据中心城与全市建筑量的比例关系，可初步推算未来年中心城建筑量和住宅建筑量的开发规模。2003年现状普查中心城建筑总量4.1亿m2，住宅建筑量2.42亿m2，2012年中心城建筑总量5.1亿m2，住宅建筑量3.24亿m2。随着郊区的开发建设，中心城建筑量的比重在逐步下降，假设2020年中心城占全市建筑总量的比例为40%—45%，则中心城建筑总量将可能达到6.5亿—7亿m2，住宅建筑总量将可能达到3.6亿—4亿m2。

中心城为上海控制性详细规划全覆盖地区，按照已批控规资料进行建筑量的测算可得到未来年中心城的建筑总规模6.52亿m2，住宅建筑总量3.7亿m2。

根据控规的用地开发动态，分别对中心城现状住宅用地容积率按1.8、规划拆除用地1.5、已批未建用地2.0、规划新增用地2.0进行测算，得到中心城可供的住宅建筑总量约3.84亿m2，商业商务办公建筑总量约1.74亿m2。

规划应统筹中心城人口、用地和建筑量的空间布局，防止城市摊大饼，强化规划控制，优化城市空间结构，坚持“双增双减”。规划应引导中心城合理布局，在加强总量控制基础上，优化各种建筑量的合理配置，控制住宅和商务办公建设规模，强化商业服务业的建设，满足居住人口的配套设施需求，增加绿地、公共空间和交通设施空间的建设，保障城市安全。

结合分区规划中心城5.8亿m2的建筑规模控制目标，2020年中心城建筑总规模宜控制在6.3亿m2，其中住宅3.6亿m2、商业商务办公1.5亿m2、其他设施1.2亿m2。

2 中心城建筑量的空间分布特征

2.1 开发强度特征

2003年中心城现有建筑总量约4.1亿m2（不含在建建筑量），按照全部面积计算，整体开发强度 （建筑面积/用地面积）为0.62，2012年中心城建筑开发总量5.1亿m2，整体开发强度上升至0.77，整体开发强度水平提升了24%。其中住宅用地的整体开发强度水平提高了30%，商业办公用地的整体开发强度提高了77%，升幅极为明显。

与2003年相比，2012年中心城整体开发强度明显提高，尤其是静安区，整体开发强度由10年前的1.67快速提高到目前的2.21，比2003年提高了32%，黄浦和虹口区的整体开发强度也超过1.3以上。

上海市现状整体开发强度圈层递减的趋势较明显，居住类用地开发强度呈现明显的圈层递减趋势，商业办公类用地则呈现明显的向心集聚现象（图7，图8）。

在空间区域上，内环内的整体开发强度远高于内环以外地区，内环内整体开发强度达1.53，内外环间整体开发强度为0.61，内环内整体开发强度是内外环间的2.5倍。

中心城浦西的整体开发强度远高于浦东，外环内浦西整体开发强度为0.96，外环内浦东整体开发强度为0.51，外环内浦西整体开发强度是外环内浦东的1.9倍（图9）。

2.2 空间变化比率

中心城规划新增建筑量主要在中外环地区，重点集中在中环两侧。与现状相比，中心城规划年建筑量增加1.42亿m2，其中，85%的增量在中心城内外环间，尤其是浦东内外环间增幅高达53%、浦西内外环间增幅为28%，内环内建筑量变化相对比较有限。

从各片区的数据比较看，规划年中心城建筑量增幅最大的地区在浦东内外环地区，增长50%以上，其次为浦西内外环间地区，增长幅度接近30%，浦西内环内地区增长幅度最小，建筑量增幅在10%以内（图10，图11）。

以规划编制单元为空间单元进行对比，前滩—徐汇滨江地区、浦东外高桥地区、张江地区、浦西桃浦等地均处于建筑开发量快速增长地区。除杨浦滨江外，浦西内环内大部分地区建筑量增幅有限（图12，图13）。

3 中心城交通承载力的空间分布特征

3.1 承载力的定量表达

交通承载力一般由道路交通承载力和公交（主要轨道）承载力两部分构成，交通承载力的计算一直是交通分析中的难点。本文以规划编制单元为街区单元，计算道路交通承载力的主要影响因素为车道长度、车道数量、单车道通行能力、多车道通行能力折减、区域内部平均出行距离、不同等级车道的地区内部服务系数。

道路交通承载力需要考虑过境交通的需求，越高等级的道路为过境交通服务的能力越强，预留给本地区的比例越少。根据以往经验，快速路除匝道外全部为过境交通服务，主干路70%以上为过境交通服务，支路则90%为本地区交通服务 。

道路交通承载力按如下表达式计算：

C= ∑Li×Ni×Ci×α×β/ S

其中： Li——第i等级机动车道路长度；

Ni——第i等级机动车道路车道数；

Ci——第i等级机动车单条车道的通行能力；

α——多车道的通行能力折减系数；

β——第i等级机动车道的内部服务拆分系数；

S——街区内部的平均出行距离，按周长长度的1/4计算。

上海中心城地区由于公交线网发达，不同街区公交承载力的差异主要反映在轨道设施的空间布局上，轨道交通承载力主要影响因素为轨道长度、车站数量、车站不同距离的服务半径等。

本文轨道交通承载力主要考虑轨道站点的多少，每条线路的站点均计算为一个站点，换乘枢纽轨道站点数与换乘线路的条数一致。以轨道交通站点为圆心、1 000m为服务半径计算覆盖的面积占街区面积的比例，多条线路数值累加作为最终结果。

3.2 交通承载力的空间变化比率

以街区为单位计算中心城现状、规划的道路交通承载力，现状道路承载力最高的区域集中在浦西核心区及浦东地区。规划年的道路交通承载力也主要集中在浦西核心地区和浦东地区（图14）。

从片区比较结果来看，内环内道路交通承载力变化幅度不大，内外环间道路增幅较大，浦东内外环间增长幅度最大。浦西内外环间的道路交通承载力增长主要集中在中外环间地区，中内环地区的道路交通承载力增长幅度有限（图15）。

内外环之间的黄浦江两岸地区道路交通承载力提升幅度较大，属于承载力快速增长地区，内中环地区基本处于交通承载力适度增长地区（图16）。

与现状相比，中心城规划的轨道交通承载力普遍有所提高，其中轨道交通增长较为快速的地区主要集中在浦东的南部地区，轨道交通承载力由现状的低能级向规划的高能级转变，这主要得益于迪士尼国际旅游度假区的开发。由于杨浦滨江、长征地区和浦东的金桥地区现状轨道交通承载力较低，规划得到适当改善，因此属于承载力快速增长地区（图17）。

从各片区的变化情况看，浦东内外环地区的轨道交通承载力增长最为快速，规划是现状的2.33倍，其次是浦西内外环地区，规划是现状的2.12倍，内环内地区轨道交通承载力也有所增长（图18，图19）。

4 开发规模与交通适应性评估

4.1 开发容量与交通承载力的互动模型构建

交通承载能力与建筑开发容量能否适应是制约中心城高强度开发的主要因素，为了能更好促进交通与用地的互动和协调，本文从建筑开发量、交通承载力、交通系统运行状况3个维度来构筑地区建筑开发量与交通设施配置之间的互动关系响应模型。

图12 中心城现状建筑开发量空间分布图

图13 中心城现状与规划建筑开发量的变化速率比较图

图14 中心城现状道路承载力空间分布示意图

图15 中心城各片区道路交通承载力变化图

以建筑开发量的变化反映交通需求的变化（V）；

以交通承载力的变化反映交通供应能力的变化（C）；

以交通系统运行状况的变化反映交通服务水平的变化（V/C）。

通过建筑开发容量与交通承载能力的变化比率与现状的交通服务水平进行综合叠加，主要测算现状规划建筑量与交通承载力的变化速率在现状道路和现状轨道服务水平上分别进行叠加，来预判该区域未来交通服务水平的变化趋势，判研未来建筑开发容量与交通承载力之间的适应程度，重点关注现状交通服务水平已很差、未来还将持续恶化的区域。

道路交通运行状况的服务水平一般以车速和饱和度来衡量，由于饱和度计算影响因素过多，加上车速的观测手段在不断提高，目前用车速作为交通系统运行状况的评价指标越来越可行。

图20和图21为2012年7月某工作日早高峰干路系统的车速观测数据，绿色表示实测车速大于40km/h，黄色表示实测车速在20—40km/h，红色表示实测车速小于20km/h。

根据上海市交通信息中心交通指数课题的专项研究成果，依据道路观测车速经各种权重的叠加处理可得到不同街区的道路服务水平评价分析图。分析结果显示浦东地区整体交通状况良好，陆家嘴核心地区相对较差；浦西地区路网系统整体运行状况比浦东差，其中内中环间的北侧及西侧进出内环线的通道局部拥堵（图22）。

中心城轨道交通的服务水平也可以从大调查数据中获得，2010年全市第四次交通大调查结果显示，工作日早高峰轨道交通的服务水平表现为明显的区域特征，内环内大部分地区轨道交通服务水平良好，内中环地区服务水平较差，中外环地区较多服务盲区（图23）。

按照1 000m的服务半径把轨道交通的服务水平折算到街区，采用舒适、一般、拥挤和服务盲区等程度来表示各街区的轨道交通服务水平（图24）。

图16 中心城道路承载力变化比率分布示意图

图17 中心城现状轨道交通承载力分布

图18 中心城各片区轨道交通承载力变化

图19 中心城轨道交通承载力变化比率分布示意图

图20 中心城现状快速路系统车速观测值

图21 中心城现状主干道路系统车速观测值

图22 现状中心城早高峰期间道路交通运行状况示意图

4.2 中心城开发规模与交通适应性评估

一般情况下，规划与现状的建筑量变化比率与交通承载力的变化比率基本保持一致，则交通系统的运行状况也将保持在现状水平，如果建筑量的变化比率大于交通承载力的变化比率，则规划年交通系统的运行状况将恶化，反之，如果建筑量的变化比率小于交通承载力的变化比率，则规划年交通系统的运行状况将会有所改善。

由于道路交通和轨道交通所使用的人员不同，不同群体的感受截然不同，为能更清晰显示问题矛盾所在，本文对道路和轨道交通承载力与建筑量的适应程度分别进行分析。

把各街区建筑容量的增长与道路承载能力的增长进行比较，针对建筑量增长幅度大于交通承载力增长幅度的区域，如果现状道路服务水平已经很差，则应控制建筑的开发规模。反之，建筑量增长幅度小于交通承载力增长幅度的区域，如果现状道路服务水平较好则可考虑适当增加建筑开发的容量（图25，图26）。

针对规划年建筑开发容量与交通承载能力不适应的区域即未来比现状服务水平可能恶化的区域，经与现状道路早高峰服务水平进行叠加，即可发现未来道路交通服务水平可能下降的区域。对于现状已经较为拥堵的凉城-大柏树地区、北外滩地区、长风地区未来的道路运行状况将比现状更加恶化，浦西核心区、浦东陆家嘴地区和沪太路沿线道路运行状况也不容乐观，应设法降低这部分区域的建筑开发容量，或适度抑制小汽车的使用需求。

把各街区建筑容量的增长与轨道承载能力的增长进行比较，针对建筑量增长幅度大于轨道交通承载力增长幅度的区域，如果现状轨道服务水平已很差，则应控制建筑的开发规模。反之，建筑量增长幅度小于轨道交通承载力增长幅度的区域，如果现状轨道交通的服务水平较好则可考虑适当增加建筑开发的容量（图27，图28）。

从轨道交通承载力与建筑开发容量不相适应的地区可以看出，轨道交通3、4号线沿线和1号线沿线未来的轨道服务水平将持续下降，浦东前滩和后滩地区轨道服务水平比现状明显下降。

根据建筑量与交通承载力发展的协调性评估及现状交通运行状况可以初步预判未来年中心城各片区的交通发展特征，主要结论如下：

（1）道路交通承载力和轨道交通承载力增长主要集中在内外环间，内环内增长幅度有限，轨道交通加密越来越难，内环内道路交通压力将持续增大，尤其是内环线沿线地区。

（2）内外环间是建筑量增加幅度最大的地区，现状早高峰轨道交通最拥挤的区域是进入内环的各条“通道”，虽然规划年内外环间轨道交通承载能力有所增加，但与建筑量的高增长相比，仍难以满足交通需求的增长，浦西中内环地区仍将是未来轨道交通和道路交通最拥挤的区域。

（3）滨江地区属于交通末端，交通可达性较差，但建筑量增幅过大，用地性质又以商业和办公居多，对交通系统带来极大压力。规划应注重整合滨江地区的交通资源，加快中运量公交设施建设，提高滨江地区公交承载能力。

5 中心城相关政策建议

5.1 中心城规划对策建议

中心城过高的建筑规模将显著加剧交通设施的供需矛盾。因此，中心城规划的关键是合理控制人口规模，尤其是控制住宅建筑总量，这是国际上特大城市发展的经验，也是上海历次总体规划都曾提出过的规划原则和要求。

上海规划年人口规模可能达到2 800万人，中心城人口规模在1 000万—1 200万人，与世界主要城市相比，在中心城层面上海明显高于其他几个世界城市（图29）。

（1）规划应继续坚持“双增双减”的城市发展策略，增绿化、增空间、减强度、减容量，控制中心城周边的无序蔓延（图30）。

（2）继续控制中心城的建筑开发规模，争取在2020年前建筑总量控制在6.3亿m2以内。中心城住宅建筑总规模控制在3.6亿m2以内，以控制建筑总量，控制人口规模，严控大户型建设，远期可考虑进一步压缩住宅建筑规模。

（3）中心城商业办公建筑总规模应控制在1.5亿m2，严控商务办公建筑规模。

图23 现状中心城早高峰轨道交通服务水平示意图

图24 中心城现状轨道交通早高峰服务水平评价

图25 中心城建筑量与道路承载力适应程度分析图

图26 中心城建筑量与道路承载力不适应的区域示意图

（4）充分发挥轨道交通的空间引领作用，从现状中心城周边地区用地开发状况来看，中心城向外快速扩张的趋势非常明显，宝山、闵行、西侧虹桥地区连绵发展态势显著，中心城摊大饼式的连绵向外拓展与总体规划有序发展的理念背道而驰。目前市域轨道快线功能基本缺失，均质化严重，对新城的引导作用被距离中心城更近的城镇组团“截留”，造成中心城在空间上持续向外蔓延。规划应加强快速轨道交通的空间引领作用，丰富轨道交通的运营模式，在有条件的地区预留轨道交通的宽通道，采用大站快车、直达车等丰富的运营模式共同促进新城的发展，引导中心城外围地区逐步向新城集聚发展（图31）。

图27 中心城建筑量与轨道承载力适应程度分析图

图28 中心城建筑量与轨道交通承载力不适应的区域示意图

图30 中心城开发强度分区示意图

表1 中心城各片区交通对策建议

（5）充分发挥新城的反磁力作用，新城是上海统筹城乡发展、探索新型城市化道路的重要载体，是加强上海与长三角地区联动发展、共同打造世界级城市群的重要途径。只有新城真正发展成为区域节点城市，实现人口的有机疏散和产城融合，才能有效缓解中心城特别是进出中心城的交通压力，防止中心城的无序蔓延。规划应加快推进新城建设，尽快提高新城的“反磁力”作用，形成多心开敞的城市空间格局，在中心城周边地区、新城地区尽快建立多元化公交系统，推进中运量公交系统建设。

5.2 中心城交通对策建议

由于空间资源有限，中心城增加交通设施的能力极其有限，但随着开发规模的大幅增加交通出行量还将进一步增加，交通系统整体上处于高负荷的运行状态。

上海中心城轨道交通的建设条件、能力扩充都受到限制，继续过度依赖轨道交通提高公共交通比重相当困难，应下大力气改善地面公交、提高公共交通承载力以适应建筑量增长。因此，中心城应坚定不移地坚持以轨道交通和地面公交并重的公交优先发展策略 ，继续坚持控制机动车快速增长的车辆发展策略，坚持车牌照拍卖制度，抑制机动车快速增长，并通过动静协调发展的停车泊位供给机制适当抑制机动车的出行需求增长。

中心城内环内建筑增量约15%，道路交通承载力仅提高2%，早高峰进出内环线的道路服务水平将持续恶化，交通策略上继续控制机动车拥有、限制商业办公类建筑的停车需求、提升公共交通出行比重。

内外环间建筑增量约40%，道路交通承载力提高25%，早高峰内中环地区交通矛盾突出，道路与轨道交通均出现瓶颈，交通策略上应提高路网密度、控制车辆拥有、加大居住类停车泊位的供给力度、加强南北向轨道交通的供给能力（表1）。

图31 中心城周边地区的用地开发状况分析图

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Research on Collaborative Optimization between Construction Scale and Traffc Carrying Capacity: A Case Study of Shanghai Central City

After analyzing the historical data, this paper tries to find changing factors of Shanghai construction scale, and predicts Shanghai’s total construction scale and spatial distribution in central city by consulting the legal detailed planning and studying the potential of developing zones. An interactive relationship model between traffic carrying capacity and construction is to be built to find the districts where the construction development scale can not keep up with traffic carrying capacity in the future. Finally the paper proposes to make the corresponding traffic policy and practical planning strategy for the development of Shanghai central city and surrounding areas.

Construction quantity | Traffic carrying capacity | Policy research

1673-8985（2015）02-0088-08

TU981

A