交通与土地利用（含基本预测模型）课件

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1、第三章 交通与土地利用,在开展道路交通需求预测的“四阶段”模型之前，首先要进行“城市社会经济分析及发展预测”或“区域社会经济分析及发展预测”。 社会经济发展预测是交通需求预测的基础，对于城市交通规划，主要包括交通与土地利用、人口、家庭等的分析与预测；对于区域交通规划，主要包括人口、GDP、交通运输量等社会经济指标的现状分析及发展预测。 本章主要讨论社会经济发展预测模型，包括交通与土地利用的关系、土地利用模型、城市交通发展模式、人口模型、家庭模型和社会经济预测常用的方法。,3.1 交通与土地利用的关系,3.1.1 交通与土地利用的关系 交通与土地利用相互联系、相互影响、相互促进，互为因果关系。

2、交通设施的建设拉动了沿线的土地利用。 土地利用的变化带来人们出行活动的变化，从而诱发交通的生成，促进交通设施的建设。 交通（Traffic）是联系土地利用（Land Uses/工业/商业/住宅/娱乐设施）与交通设施（Traffic Facilities）建设之间的桥梁。,3.1.1 交通与土地利用的关系, 从交通规划的角度来看 不同的土地利用形态决定了交通发生量和交通吸引量决定了交通分布形态在一定程度上决定了交通结构（e.g.带形城市道路网公交的方式划分率大）。 土地利用形态不合理或者开发强度过高交通容量无法满足需求交通问题无法解决。 交通规划和建设对土地利用和城市发展具有导向作用，道路沿线的

3、土地利用和开发异常活跃，例如各种社会基础设施大都集中在地铁和干道周围。,3.1.1 交通与土地利用的关系, 从土地利用的角度来看 发达的交通改变了城市结构和土地利用形态使得中心城区人口向城市周围疏散。 商业中心更加集中、规模扩大土地利用的功能划分更加明确。 鉴于交通与土地利用的上述关系，交通规划过程中应当导入交通与 土地利用的相互反馈作用，注意协调交通与土地利用的关系，注重 土地利用规划与交通规划的协调。,3.1.2 交通和区位理论, 区位理论的产生和发展 区位理论是关于人类活动，特别是经济活动空间组织优化的理论。它是从空间或地域方面定量地研究自然现象和社会现象，尤其是社会现象中经济现象的理论

4、。 区位理论作为一种学说，产生于19世纪2030年代，其标志是1826年屠能发表的孤立国同农业和农民经济的关系，并在书中提出了农业区位论。 20世纪初，韦伯发表了论工业的区位，标志着工业区位论的问世。 后来，德国地理学家克里斯塔勒提出了中心地理论，即城市区位论。 几年后，德国经济学家廖什从市场区位的角度分析和研究城市问题，提出了与克里斯塔勒的城市区位论相似的理论。为与前者相区别，将其概括为市场区位理论。, 区位的组成及交通因素在其中的体现 区位就是自然地理位置、经济地理位置和交通地理位置在空间地域上的结合。 自然地理位置：地球上某一事物与其周围陆地、山脉、江河、海洋等自然地理事物之间的空间关系

5、。 经济地理位置：地球上某一事物在人类历史进程中，经过人们的经济活动所创造出来的地理关系。 自然地理位置发生作用往往通过经济地理位置得以实现。 交通地理位置一般又是自然地理位置与经济地理位置的综合反映和集中体现。 三种地理位置有机联系，相辅相成，共同作用于地域空间，形成一定的土地区位。 城市基础设施是形成城市土地区位的一般物质基础，其结构、密度和布局状况在某种程度上决定着土地区位的优劣，进而影响土地价格。,3.1.3 交通和商业区位理论, 商业区位的特征 商业是为了满足人们物质和文化需要，直接将工业和其他行业的产品输送给消费者的服务行业。在商业活动中，商业设施和服务对象是两个最基本的要素。 商

6、业设施集聚则形成商业中心，其服务对象则散布在周围的一定范围内，两者通过交通设施联系起来。 从方便和效率两个方面考虑，商业区位的主要特征之一就是：通达性高，即具有良好的交通条件以保证购物者能顺利、通畅地到达商业中心。因此，商业与交通不可避免地交织在一起。, 交通对商业区位的影响 在不同的商业区位之间：交通条件越好，意味着服务对象在数量上越多、在空间上分布越广，该商业区位的规模也就可能越大。 对同一商业区位而言：交通条件的改善，意味着通达性的提高，商业活动随之扩张，土地区位更加优越。同时，商业设施吸引的购物人流也会对交通设施提出更高的要求。 商业区与周围交通设施之间的相互促进关系，是许多商业中心迅

7、速崛起的主要原因之一。 在一定的交通条件下，商业区的发展规模是有上限的，即存在所谓的均衡商业规模。随着商业区的发展商业中心吸引的人流增加交通设施的压力不断加大，到一定程度后，交通将拥挤不堪进而抑制人流的增加即限制商业规模的进一步扩大，二者达到一个均衡状态。,在不同的交通条件下均衡商业规模的大小不同，交通条件的优化将进一步促进商业规模的增大。 一般地，当交通条件限制了人流的增加，阻碍了商业的进一步繁荣时，就会改善交通条件，使之能容纳更多的人流和物流，从而使商业规模继续扩大，均衡商业规模不断提高。但是要注意的是交通条件的改善是有上限的。,3.1.4 交通和工业区位理论, 工业用地的区位特点 寻求交

8、通方便的地区：便于设备安装、原材料的运进和成品的运出，降低成本，提高利润。 自动集结成团的倾向：工业企业之间一般都有一定的技术经济联系，相互之间为了取得集聚经济效益，技术经济联系较密切的企业自然集结成团。 不断向市区边沿迁移：随着经济的发展，各类用地逐渐分化。通常由于工业企业往往有某种程度的污染，因而工业用地应与其它行业用地有一定的互斥性。随着交通条件的改善，厂矿企业逐渐移至郊区。, 交通运输对工业区位选择的影响 工业企业所在区位的好坏直接影响其生产成本（原材料、成品的运输成本提高） 韦伯概括出工业区位选择的一般原则是：任何一个生产部门都应该在原材料地和消费地之间寻找一个均衡点，使得工厂位于该

9、点上时，生产和销售全过程中的运输成本最低。 决定运输费用大小的因素很多：运输的距离、货物的种类、交通工具（大、中、小）、运输方式（水、公、铁、空）等。 如果按运输成本最低的原则选择工业区位，则可以通过优化下式确定工厂的最佳区位,3.1.5 交通和住宅用地区位,住宅用地区位要求：交通便利，通达性好，便于上班、上学、购物及娱乐出行。 另外，随着人们生活水平的提高，对住宅区的自然环境提出了更高的要求。 因此，在城市的形成和发展过程中，居住区首先从工商业混合区中独立出来，在交通和环境条件相对较为优越的城市外围地带建立独立的居住区。,3.2 城市土地利用的分类,“城市土地利用”的一般意义是指城市功能范畴

10、（如居民区、工业区、商业区、零售区、政府机关空间、休闲区等）的空间分布或地理类型。 1991年3月颁布的国家标准城市用地分类与规划建设用地标准（GBJ137-90）将城市用地划分为10大类、46中类、73小类。,居住用地（R） 公共设施用地（C） 工业用地（M） 存储用地（W） 对外交通用地（T）,道路广场用地（S） 市政公用设施用地（U） 绿地（G） 特殊用地（P） 水域和其它用地（E）,3.3 土地利用模型,土地利用模型是指描述地域内部经济活动的选址行动以及作为结果的实际土地利用的空间分布的数学模型。 土地利用模型的分类：预测模型和优化模型（依据模型构造目的和出发点的不同进行划分） 预测模

11、型：在一定的制约条件下（如可能利用的土地面积），分析处于该地域内部的各种经济主体的选址行动的结果将产生什么样的土地利用形态的跟踪模型。 优化模型：在一定的制约条件下，寻找关于地域全体的社会福利的目标函数最大化所对应的土地利用状况（即社会效益目标最大化所对应的土地利用状况）。,3.3.1 汉森（Walter G. Hansen）模型预测模型,目的是预测各小区的居民住户数，不能预测小区内各种就业岗位数。 基本思想：以一个分区到城市里其它分区的交通可达性（Accessibility）、该分区本身可用于住宅开发的土地量作为自变量，将整个城市规划年新增居民住户数向该分区进行分配的模型。 人口的增加导致住

12、宅的需求依据各小区的可达性和土地量进行分配 。 可达性定义为：某交通小区所具有的与其它交通小区发生某种联系的可能性的大小。关于可达性，Hansen1959年提出了如下的定义：,在可达性计算公式的基础上，Hansen得出了小区在规划年的新增住户数计算公式： Hansen模型特点：小区的可达性不考虑该区自身；时间距离不明确；适用于短期预测。,3.3.2 劳瑞（I. S. Lowry）模型,模型概述：该模型由美国学者Lowry于1964年在匹兹堡市的交通规划中提出，相对于Hansen模型，Lowry模型更为细致，它不仅预测规划年各小区的住户数，还预测小区内的各类就业岗位数。 模型假设：研究的对象地域

13、为封闭的城市区域（即对象地域与外界不存在人员的流动）；单方向作用（即基础产业部门人数及配置对非基础产业部门和住户的就业人数及配置产生影响，反之则不然）；未来的交通系统、土地利用条件已知或可预测。 模型方法：在模型的假设条件下，对各土地利用间的相互作用进行定量表达，对决定各交通小区土地利用结构所需的住户数和就业岗位数的分布加以确定的模型。,土地利用活动主体的分类：在对象地域内，Lowry模型将具有一定目的的土地利用者称为土地利用的活动主体，土地利用的活动主体分为三类： 基础产业部门：包括工业、大型贸易公司、中央政府机关各部委、大学等。它们作为模型的已知条件预先给出，而非由对象地域的社会、经济规模

14、决定。 非基础产业部门：包括商业、服务业、地方政府、中小学等与居民生活密切相关的部门。其规模（就业人数）主要由本小区和邻近小区的基础产业部门的就业人数以及居民数决定，是由模型内部计算确定的。 住户：就业于基础产业部门和非基础产业部门的住户和人口。,模型的基本思路：假定基础产业部门的用地规模和就业人数是已知的，通过“工作居住”的出行分布确定各个小区的住户数，再由住户数和基础产业部门的就业人数确定非基础产业部门的就业人数，由此产生新一轮的城市活动和新的住户，如此循环迭代，直至收敛。上述过程可用下图来描述：,模型的结构：Lowry模型由14个联立方程式构成。,3.3.3 Lowry模型的近似算法,L

15、owry模型的评述 Lowry模型虽然比较细致，但与客观实际情况仍有一定的差距：就业者不一定都是先确定好就业地点，然后再确定居住地点的；一个住户中可能有多个就业者，他们并不一定在同一个工作单位工作；就业者常常在一个城市内不同小区的工作单位之间跳槽流动；Lowry模型假定对象城市的交通系统作为已知条件，因而只适用于未来交通设施变化不大或为已知的情况。 其它的土地利用模型 嘎林劳瑞模型（Garin-Lowry Model） 凯因模型 一体化交通与土地利用模型（ITLUP） 最优化模型（TOPAZ）等。,3.3.4 交通发展模式研究,城市用地结构和分布决定了城市交通的发展，反过来，城市交通结构的发展

16、又可以反馈地改变城市结构。汤姆逊在对30个大城市的交通进行研究后，归纳出五种城市交通发展布局模式： 充分发展小汽车模式； 限制市中心区发展模式； 保持强大市中心模式； 限制小汽车发展模式； 经济模式。 上述五种模式千差万别，对城市发展影响极大，影响面牵涉到诸如：交通结构、交通现代化进程、道路网规划、车辆结构、公交系统、交通流的平衡等一系列重大问题，所以在作交通规划决定城市交通发展模式时不可不慎之又慎，认真研究。, 充分发展小汽车模式（完全机械化模式） 它不强调市中心的作用，就业区比较分散，城市中心区与郊区的界限不很明确，城市郊区化和土地浪费现象严重。 快速干道在市区内构成网络，适宜于小汽车出行。 从土地利用角度来看，这种布局模式城市道路所占比重很大，城市土地利用率低。 典型代表有洛杉矶、底特律、丹佛和盐湖城等。以洛杉矶市为例，该市之下还有48个市，城市直径达l50公里以上，市内高速公路十余条，有的竟有14个车道，道路交通虽然比较发达，但乘车上班时间一般为半小时以上，高达一小时的也决非仅有，它的