基于用地区位的城市生态新区静态交通需求预测模型研究

张美意， 肖文明， 邱 冰

(1.湖南省交通规划勘察设计院有限公司， 湖南 长沙 410200； 2.深圳市都市交通规划设计研究院有限公司， 广东 深圳 518000)

0 引言

城市新区作为城市发展规模的扩展，其规划建设需以环境为导向，体现生态城市和可持续发展理念。在城市新区规划建设过程中，应吸取老城区建设的经验教训，拥有把握未来趋势的超前性和正确的预见性，注重生态交通理念；在进行动态交通规划的同时，注重静态交通的规划、建设及管理，实现交通、土地与空间的相互协调、相互统一。

城市生态交通的发展依赖于土地规划布局[1]。国内外主要从土地、区位等方面对城市新区生态交通系统进行研究，围绕道路网络、公交网络等方面进行综合评价，但对城市生态新区静态交通需求预测尚无具体研究[2-4]。对此，以尚未开发、没有大量基础调查数据的城市新区为研究对象，从可持续发展、生态交通的角度出发，考虑引入区位理论，建立合理的静态交通需求预测模型，量化其静态交通需求。

1 城市生态新区静态交通需求影响因素分析

静态交通需求的影响因素非常复杂，主要包含以下5个方面[5]。

1.1 城市、区位土地利用

城市土地利用是城市规划体系中的基础，土地属性特征不一，其静态交通需求也各有不同[6]。同一城市中，各区域的区位、功能、性质各不相同，在城市的总体经济结构和产业布局中有各自的特点，其静态交通需求千差万别[7]。同时，土地利用是一种体现人类社会经济的生态经济系统，当土地利用开发强度接近或者达到生态环境的极限承受力时，生态环境会对土地利用空间结构产生一定的约束力。在考虑环境的导向作用下，应该适当地开发利用土地资源，充分利用区位优势，合理规划土地利用空间结构，进而协调城市生态新区的静态交通需求与供给关系。

1.2 社会经济发展水平

一般来说，人们的出行需求随着经济收入的提高而提高，静态交通需求与经济收入呈正比关系。在生态化经济发展趋势下，我国经济结构将更为合理，社会经济发展与生态环境更加协调，对静态交通的需求结构也将有一定影响。

1.3 城市人口状况

城市人口规模与社会资源的矛盾普遍存在，在城市新区规划时，考虑环境及资源等因素，应该合理控制人口增长速度，同时使城市新区人口结构处于合理状态。不同的人口规模与结构将在一定程度上影响静态交通需求。

1.4 机动车保有量

静态来看，其直接影响因素为机动车保有量；动态来看，车辆在使用过程中不仅需要专属的停车位，还需有其他类型的停车泊位，如临时停车泊位等。现今，机动车保有量的增速远远超过交通基础设施的增速，城市道路交通情况不断恶化，产生大量交通问题，如交通拥堵、空气污染、噪音污染等。在环境导向作用下，城市生态新区应通过优先发展公共交通来合理控制小汽车的增长速度，以减少小汽车的静态交通需求。

1.5 政策因素

主要包括交通方面的政策，如停车场配建、车辆保有量规模、停车收费等[8]。

2 静态交通需求预测模型分析及适用性比较

静态交通需求量预测是交通规划的重要工作之一，也是交通建设的重要前提。目前，国内外许多专家学者已对静态交通需求预测做了大量研究，不同地区的发展情况和影响因素不同，所以静态交通需求预测模型也有所不同。综合来看，主要模型包括：静态交通需求生成率模型、多元回归模型、基于交通量的静态交通需求模型[9]。

2.1 静态交通需求生成率模型

美国城市土地委员会利用静态交通需求预测的用地模型，通过研究CBD静态交通需求影响指标，于1965年、1982年2次采用线性回归标定了各影响指标参数，得到了静态交通需求预测生成率模型[10]。该模型是依据静态交通需求与土地利用两者之间的关联而建立的，通过考虑土地利用性质、区域交通政策和经济发展水平等因素，对城市进行区域划分；各区域静态交通产生量之和即为城市静态交通需求量。

对单一类型的土地利用而言，分区i静态交通生成量Pi为：

Pi=Pi-rate·LUi

(1)

式中：Pi-rate为分区i的静态交通生成率；LUi为分区i的土地利用指标。

其中：

Pi-rate=R(LUi)

(2)

则有：

Pi=LUi·R(LUi)

(3)

城市总静态交通需求量Poverall为：

(4)

2.2 多元回归模型

该模型是美国道路研究协会发表的研究成果，突出了城市人口、面积、岗位等对静态交通需求影响较大的参数，主要通过建立一个函数关系式来表征静态交通需求量和社会经济发展变量、土地利用等之间的关系[9]。

目标区域i的多元回归模型：

Pi=A0+A1Xi1+A2Xi2+A3Xi3+A4Xi4+…=

(5)

式中：Pi为特征年i的静态交通需求量；Xij为特征年i的第j个静态交通需求量影响因子，包括区域面积、岗位、人口等；m为区域i中的m个静态交通影响因子；Aj为第j个回归系数。

所以，城市总静态交通需求量为：

(6)

2.3 基于交通量的静态交通需求模型

该模型认为区域内的交通吸引是静态交通需求产生的根本原因，交通吸引量决定了静态交通需求量，其可通过路网流量进行反映[11]。简单模型如下：

(7)

式中：Pi为目标区域i的静态交通需求预测量；j为目标区域i中所研究的机动车类型j；m为目标区域i中所研究的m种类型的机动车；Qij为目标区域i的j类机动车出行量(OD量)；ξj为j类机动车的平均停车率。

因此，城市总静态交通需求量为：

(8)

2.4 模型适用性比较

对比分析上述3种静态交通需求预测模型(见表1)，可以发现其均未考虑生态交通环境的作用，且多是在对城市车辆出行特性、静态交通特性的大规模调查以及对社会经济发展数据的统计基础上进行的。然而，城市新区建设以生态环境为导向，在初期用地主要以分散的农村用地或空地为主，缺少城市车辆出行特性、静态交通特性及社会经济发展数据；静态交通需求预测难以在常规的现状调查基础上进行，即使对通过调查得到的数据进行统计分析，其预测结果也不符合城市生态新区发展建设后的状态。

因此，在对城市生态新区进行静态交通需求预测时不能盲目、主观地建立模型，在既有基础数据太少、不能有效支撑传统预测方法时，应该对静态交通需求产生的根源(即城市土地利用)进行探索分析，尽可能在较少基础数据背景下，寻求合适的静态交通需求预测方法。

表1 各模型适用性比较[11]项目静态交通需求生成率模型多元回归模型基于交通量的静态交通需求模型要素静态交通需求、土地使用性质静态交通需求、社会经济活动、土地利用静态交通需求、区域车辆出行优势简单直观,数据要求较低,容易获得社会经济数据较为可靠考虑静态交通交通特性,结果较为合理局限性样本要求高,交通影响确定困难,精度受影响缺乏静态交通需求的历史数据,适用范围小基础数据缺乏,需求模型指标不好确定适用性分区、近期预测近期、总体预测分区、分类、近期、中远期预测

3 基于用地区位的城市生态新区静态交通需求预测模型

3.1 静态交通区位理论模型

区位因素对城市静态交通需求的影响十分突出，相同用地项目所在区位不同，则静态交通需求也有所差别[12]。不同区位表现出来的优势不同，因而引入区位优势的概念来进行量化。区位优势的含义是在某空间进行某种区位活动时，本身具有的综合有利条件。影响区位优势的因素很多，本文通过考虑社会状况、环境状况、交通状况、地理位置及公交状况等5个方面因素，建立一个能够量化城市生态新区静态交通区位优势的数学函数模型。

V=GP+SP+EP+TP-BP

(9)

式中：V为静态交通区位优势；GP为地理属性因子；SP为社会属性因子；EP为环境状况因子；TP为交通状况因子；BP为公交状况因子。

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

其中，KG、KS、KE、KT、KB这5个变量可以根据城市综合交通规划数据和研究经验成果分析得出，可将其当作常量看待。

3.2 基于用地区位的静态交通需求预测模型

综上所述，以静态交通生成率模型为基础，引入区位理论模型，并加入城市社会经济增长率、人口增长率和机动车增长率修正系数，建立了基于用地区位的城市生态新区静态交通需求预测模型。

(1+β)

(15)

式中，Pdi为第d年i区实际静态交通需求量；Vi为i区的区位优势；Pdij为第d年i区j类用地的单位静态交通需求生成率；Xdij为第d年i区j类土地使用量(面积)；δ为城市机动车增长率；α为社会经济增长率；β为人口增长率；λ为静态交通政策影响系数。

从该区域的控制性详细规划资料中可获得各类建筑用地的面积；采用城市一般指标或者调查分析方法可获得用地单位静态交通需求产生率。由静态交通区位理论模型可以算出静态交通区位优势Vi，根据类比法或从城市综合交通规划资料中可以得到城市机动车增长率δ、社会经济增长率α、人口增长率β、静态交通政策影响系数λ，然后由上式(15)可计算出基于用地区位的城市新区静态交通需求总量。

4 工程实例

汕头市南滨片区位于汕头湾南部新城，是围海填土而形成的城市新区(见图1)。片区处于汕头湾与濠江区之间，东起葛洲村，西至红星村与礐石风景区交界处，北接汕头湾，南依礐石风景区[13]。同时，南滨片区与北岸以11街区为核心的区域构成一个功能互补、景观呼应、有机统一的城市中心。规划范围内总人口数约为1.25万人。

图1 南滨片区土地利用规划图

4.1 静态交通区位理论模型参数确定

基于汕头市实际调查资料，结合国内其他城市相关经验，确定该片区KG、KS、KE、KT、KB值分别为：60%、70%、75%、93%、90%。

4.1.1地理位置分析

汕头市发展向外辐射，土地开发强度随着至中心区距离的增大而递减。因此，地理因素对静态交通需求的影响，可以用城市中心到外围的距离大致表示。通过计算，地理因素对南滨片区具体影响值D为0.80。

4.1.2社会状况分析

社会状况主要包括人口和经济状况。根据《汕头市城市总体规划(2002-2020)》[14]中社会状况相关调查数据分析，得出南滨片区人口影响系数M为0.86。地区的人口密度越大，经济状况越好，相应GDP产值越大，反之，该地区的经济情况越差，相应GDP产值越小。经过对经济理论模型及汕头市城市总体规划资料的分析，南滨片区经济影响系数值E为0.27。

4.1.3环境状况分析

选取绿地率和道路拥挤程度来表征交通环境状况，区域单位绿地面积越少，道路拥挤程度越高，则区域交通环境状况越差。通过收集城市交通研究所的实际调查数据，如绿地面积、道路交通量、道路宽度等，计算得到绿地率影响系数值GN为0.68，路网拥挤程度影响系数值GS为0.66。

4.1.4交通状况分析

通过收集汕头市城市规划数据，如城市区域面积、道路长度等，计算得到南滨片区路网密度影响系数值ND为0.91。

4.1.5公交状况分析

以公交线网密度和公交日平均客运量来表征公共交通状况，公交线网密度越大，公交日平均客运量越大，则公交状况越好。通过分析计算公共交通专项规划中的数据，得到南滨片区公交线网密度影响系数值BND为0.94，公交日平均客运量影响系数值BPC为0.02。

4.2 基于用地区位的静态交通需求预测

通过现状调查、历史相关资料与数据收集整理，结合城市发展趋势研究，对南滨片区静态交通需求进行预测。综合考虑南滨新区规划年土地利用状况、道路网条件、人口分布、行政区划等，在详细分析影响未来年用地静态交通需求生成率因素的基础上，利用静态交通需求生成率模型来预测和分析不同用地类型未来年的静态交通生产率(见表2)。

表2 各用地类型静态交通生成率预测值建筑类型车位指标单位泊位数/个物业管理住宅车位/户0.8写字楼、综合楼车位/100 m2建筑面积1.3大型商场、超市车位/100 m2营业面积5.5大型餐饮娱乐设施车位/100 m2营业面积4.86教育机构车位/100 m2建筑面积0.18医疗机构车位/100 m2建筑面积0.96大型民政设施车位/100 m2建筑面积0.87办公科研设施车位/100 m2建筑面积1.25

根据现状调查资料，借鉴国内外经验，综合考虑城市新区未来经济发展水平和居民出行水平，预测得到汕头市南滨片区机动车增长率约为0.17、社会经济增长率约为0.24、人口增长率约为0.28、静态交通政策影响系数约为0.09。通过对现状年和规划年的数据统计分析，对南滨片区进行静态交通需求预测，得到未来年静态交通需求泊位约为5 792个。

5 结语

倡导绿色生态交通，打造城市生态新区是实现城市可持续发展的重要途径。通过引入静态交通区位理论，结合城市生态新区静态交通需求影响因素分析，研究城市生态新区的静态交通需求量化方法，建立适用于城市生态新区的基于用地区位的静态交通需求预测模型，同时验证了其可行性和合理性，对城市生态新区静态交通设施的需求预测及规划建设有一定的借鉴意义。但受各方面因素限制，如较多数据通过收集资料或实地调查分析得到，在时效性上存在一定不足，后续还需根据具体情况进一步改进。