基于引力模型的商业用地集约利用潜力开发

向 筱，李 喆，李璇琼，赵 静

（1.四川省土地统征整理事务中心，四川 成都 610045；2.成都市国土规划地籍事务中心，四川 成都 610074；3.四川建筑职业技术学院，四川 德阳 618000；4.西南交通大学 地球科学与环境工程学院，四川 成都 610031；5.四川传媒学院，四川 成都 611745）

基于引力模型的商业用地集约利用潜力开发

向 筱1，李 喆2，李璇琼3,4，赵 静5

（1.四川省土地统征整理事务中心，四川 成都 610045；2.成都市国土规划地籍事务中心，四川 成都 610074；3.四川建筑职业技术学院，四川 德阳 618000；4.西南交通大学 地球科学与环境工程学院，四川 成都 610031；5.四川传媒学院，四川 成都 611745）

基于牛顿力学引力模型构建城区商业片区经济联系强度模型。将商业用地中经济联系密切的集约利用片区与低度利用片区进行关联，借助集约利用商业片区对低度利用商业片区的经济牵引作用，辅以交通优化策略，增大关联片区间的经济联系强度；实现了对低度利用商业片区集约利用潜力的充分挖掘，同时缓解了集约利用商业片区交通与人口承载压力。该开发模式为城市建设用地集约利用潜力挖掘提供了新思路，有利于解决当前城市建设用地供需矛盾。

商业用地；集约利用潜力；引力模型；交通优化；成都市

商业用地是城市中地价水平最高、极差收益最明显、区域差异最显著的建设用地，其集约利用程度对城市整体土地利用程度的影响很大，如何科学高效地提升城市商业用地集约利用水平是迫切需要解决的难题。城市商业用地集约利用水平提升的根本在于对其潜力的开发与挖掘程度。现阶段国内外关于城市商业用地集约利用的研究集中在对其利用程度的评价与空间布局合理性分析方面[1-3]，而关于如何进行城市商业用地集约利用潜力开发的研究鲜有报道，即使有也多为主观定性分析，缺乏客观性和系统性[4]。针对成都市中心城区因区位条件差异带来的商业用地集约利用水平局部发展不均衡问题，本文引入牛顿万有引力定律，构建了城区商业片区经济联系强度模型，通过识别低度利用商业片区的主要经济发展方向与强度，以期最大程度地发挥集约利用商业片区对低度利用商业片区的经济牵引作用；通过设计关联片区交通优化策略，实现对城市商业用地集约利用潜力的充分挖掘，为缓解当前城市建设用地供需矛盾提供新的思路。

1 研究区概况

成都市位于四川盆地西缘的成都平原上，是西部地区重要的金融、科技、商贸中心和交通、通信枢纽，是高新技术产业主集聚区。成都市中心城区规划控制范围包括绕城高速（四环）外侧500 m以内的区域和金牛区、成华区、青羊区、锦江区、武侯区（含高新区）在绕城高速（四环）外的土地，面积约为626 km2。经过多年发展，中心城区居住、工业以及教育用地开始不断向城区周边聚集，形成综合性现代居住区、工业园和大学城等，商业区日趋成为成都市中心城区的主导功能区。目前成都市中心城区有商业功能地块33 个，形成片区21个。其中接近1/5为低度利用商业片区，基本位于二环以外，主要为几大专业市场，其综合容积率偏低，存在大量闲置土地、未利用地和废弃地，虽然内部具有较大的优化空间，但因区位条件较差，发展滞后；而集约利用区域主要集中在市中心、城南副中心商贸区以及二环路上交通干道重要节点处的商业综合体商贸区，经济发展迅速。

2 商业用地集约利用潜力开发模式

2.1 模式内涵

根据土地集约利用的内涵[5]和城市商业用地的特性[6]，设计了商业用地集约利用潜力开发模式，其内容主要包括：

1）整体发展，构建区域关联。城市商业片区之间的相互作用将日渐加强，特别是区位优势显著的商圈，经济集聚效益高，在最小努力原则驱动下，对于拉动区位较差地区经济效益增长具有先天优势。利用经济联系强度改进模型，优化组合集约利用与低度利用区域，为低度利用区域识别经济最优发展方向。

2）优化关联区域的交通条件。区位条件作为限制商业片区集约利用程度的重要因素，其优劣程度取决于土地自然环境条件及商业企业与市场的转移成本[7]。对于城区土地而言，其自然环境条件短期内不易改变，优化商业区域交通条件以降低商业企业与市场的转移成本是改善区位条件更为直接有效的方法。根据联系片区间空间阻隔系数大小，有针对性地实施不同交通优化策略，提高交通容量，为最大程度地发挥集约利用商业区域对低度利用商业区域的经济带动作用奠定基础。

2.2 经济联系强度模型

Reily W[8]将牛顿的万有引力定律引入商圈分析，构建了“零售引力模型”，开启了牛顿力学引力模型在城市经济学领域应用的先河。随后Zipf G K[9]将该模型应用于城市体系空间相互作用的理论研究方面。随着地理学计量的兴起，引力模型被越来越广泛地应用于“空间相互作用”的经验研究中，周一星[10]应用空间相互作用的引力模型，构建城市体系主要经济联系方向理论，证实了城市的实体地域更倾向于沿主要经济联系方向发展。由此，作为对城市整体土地市场影响很大的商业用地，其低度利用片区在最小努力原则驱动下，会更倾向于沿着主要经济联系方向发展，因而对低度利用商业区域集约利用潜力的挖掘不能局限于自身，应着眼于对其经济发展方向有显著影响的区域。为识别低度利用商业片区的主要经济发展方向与强度，引入牛顿万有引力定律，构建城区商业片区经济联系强度模型。鉴于城市用地空间变化的非连续性；且研究区地貌类型以平原为主，考虑城市河流的阻断，引入空间阻隔系数α：

式中，Fij为i片区、j片区的经济联系强度；Vi、Vj分别为i片区、j片区的单位地价；Si、Sj分别为i片区、j片区的面积；Dij为i片区和j片区的几何空间距离；α为i片区、j片区间的河流阻隔度，α=片区间桥梁覆盖面积/河流面积，如片区间无河流阻隔则α=0。

2.3 交通容量模型

交通容量（UTC）是确定城市交通发展规模的基本决策参量之一，主要是指某一具体路段或交叉口在一定的道路交通状况下单位时间内所能够通过的最大机动车数量[11]，公式为：

式中，T为居民出行发生总量；L为平均出行距离；S为平均出行道路横截面占有量，由交通方式确定。

3 结果与分析

3.1 基于引力模型的商业片区关联

研究区各商业功能片区集约利用度、面积以及单位地价数据[12]从《成都市2013年建设用地节约集约利用评价技术报告》中获取，各片区之间几何空间距离采用几何中心法计算，片区间空间阻隔系数基于对成都市中心城区2011年变更调查数据库中桥梁与河流图斑的提取；代入式（1）计算得出成都市中心城区各低度利用商业片区与所有集约利用商业片区间的经济联系强度值，再利用ArcGIS软件的Summarize功能搜索同一低度利用商业片区与所有集约利用商业片区空间联系强度的最大值，结果见表1。

表1 低度利用商业片区与集约利用商业片区间的空间经济联系强度值

由表1可知，与低度利用商业片区C001、C014、C016和C019具有最大经济联系强度的集约利用商业片区分别为C008、C004、C003和C018。将各低度利用商业片区分别与其对应的最大经济联系强度集约利用商业片区进行关联，其关联方向即为对低度利用商业片区经济发展牵引力最大的方向，见图1（来源于成都市建设用地集约经营利用评价（城市用地状况评价）报告图件成果中的土地利用状况类型图（商业功能区））。

图1 基于引力模型的成都市中心城区商业片区关联图

3.2 关联片区交通优化

对关联片区间交通条件进行改善将不同程度地降低关联片区间的空间阻隔系数，提高集约利用商业片区与低度利用商业片区间经济来往的便利度，进而改善低度利用商业片区的区位条件，不断提升其单位地价水平。本文主要针对以下两类关联区域，根据其空间阻隔系数值的相对大小，设计相应的交通优化策略。

1）空间阻隔系数相对较高的关联片区。该关联片区间被河流分隔且桥梁覆盖较少，片区间交通容量较低，交通压力较大，应在关联片区间适量新建和扩建桥梁，增大桥梁覆盖面积，从而降低空间阻隔系数，提升片区间经济联系强度。

2）空间阻隔系数相对较低而交通容量不高的关联片区。该关联片区虽然空间阻隔系数相对较低但因各种原因导致整体交通容量不高。由于被河流阻断区域桥梁覆盖面积较大，所以适量新建和扩建桥梁潜力不大，应侧重于区域整体交通管制的优化，提高内部运能，提升交通容量。其主要办法为：①将片区内部的闲置地规划为新增交通道路以扩展交通用地面积；②由于低度利用片区主要为几大专业市场，物流量较大，因而在区域内增设物流转运中心，加强物流运转能力[13]；③对道路运能实施分时管控，规定用于物流运输的车辆在空闲时段专时专用进出商业区；④规定关联片区间的连接桥梁采用单行线、禁止左右转弯等方式以减少道路交叉口的冲突点；⑤集中控制关联片区间主干道的交通信号，有序提高绿灯利用率，减少车流在各交叉口的延误[14]；⑥设立更为合理的公交换乘站，使相对偏远、区位条件较差的商业片区更好地与城市繁华地段公共交通系统串联起来[15]。

3.3 结果分析

以关联片区C008与C001为例， C008片区综合容积率为1．63，位于成都市正南方向的国家级新区天府新区内，成都市南北主干道天府大道贯彻其中，交通条件优越，产业基础良好，商业区位优势明显；C001片区综合容积率为0．75，位于成都市西南方向川藏立交附近，是成都市较大的一个家具家私卖场，作为出川进藏的起点，周边建有家具家私的存放仓库以及加工点，大型车辆过往较多，交通条件较差，土地利用粗放，是一 片具备较大发展空间的新兴商业区。关联片区交通优化策略的实施，一方面能够降低空间阻隔系数，提升片区间经济联系强度；另一方面能够改善关联片区的交通秩序，有效提升整体交通容量，有利于C008片区充分发挥其对C001片区强大的经济引力作用，加速对C001片区专业批发市场类商业的外迁引导与升级改造，促使C001片区形成新的商业综合体乃至区域性商业中心，从而显著提升C001片区土地集约利用程度。

同时，关联片区位于主城区建成区内，其城市道路交通基础设施不易扩建，出行的交通方式不易改变，根据式（2）可知，S与T均可视为不变，而关联片区逐步形成的多商业中心模式，将带来区域整体上更加均衡的发展态势，致使其内部平均出行距离（L）降低；由此，在区域总体交通容量保持不变的情况下，降低了交通容量的占有率，节约的城市交通容量能缓解片区间交通与人口承载压力，改善了片区间的交通条件，优化了C001片区的区位条件，也使C008片区的区位优势更加明显，整体区域经济一体化协同发展。

4 结 语

本文研究的商业用地集约利用潜力开发模式不仅实现了对低度利用商业片区集约利用潜力的有效开发，而且在缓解集约利用商业片区交通与人口承载压力，统筹城区经济一体化进程方面也产生了积极作用。通过本文的研究，可得出以下基本结论：

1）密切的经济联系是商圈和区域性商业中心形成与发展的重要机制，借助牛顿万有引力定律在量化“空间相互作用”方面的优势，通过对商业片区间经济联系强度和方向的测度，能够清晰地识别商业片区经济发展的主导方向，在明确城市实体空间的发展方向以及区域经济的空间组织方面具有应用价值。

2）商业片区间经济联系强度与交通条件存在强相关性，交通运输的合理组织和道路运能的提升，有利于强化城市内部经济联系，鉴于城市用地空间变化的非连续性，区域空间阻隔对交通条件的影响不可忽略。

3）城市商业用地集约利用程度除了受商业片区间经济联系强度与交通条件的影响外，还受技术、体制、制度、历史、文化和经济全球化等多方面的影响，要充分挖掘其潜力，还需全面综合的定量研究。

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P208

B

1672-4623（2016）09-0091-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.09.030

向筱，硕士，高级工程师，主要从事土地节约集约利用评价、城乡建设用地增减挂钩及土地整关键技术研究。

2015-08-11。

项目来源：国土资源部公益性行业科研专项资助项目（201211050）；四川省教育厅人文社科重点资助项目（12SA0070）。