【交通规划原理】第三章 —— 交通与土地利用

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引言

交通与土地利用互为因果关系，交通设施的建设拉动沿线的土地利用，支撑经济社会发展。相反，土地利用变化带来人们出行活动和物资流动的变化，从而诱发交通的生成，促进交通设施的建设。

大纲要求是了解汉森、劳瑞、统计回归模型等的基本原理和方法。

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一、概述

交通设施与土地利用（Land Uses）之间的关系可以用系统中的不同组成部分之间的关系来描述。土地利用（批发市场、工业、商业、住宅、娱乐设施等）与交通设施（交通网络、枢纽、港口、站场等）都是我们所研究的该特定系统的组成部分，而连接它们的媒体就是交通。

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二、交通与城市土地利用的关系

土地利用这一术语来自农业经济学，最初用来描述一块土地以及它的经济学用途，后来被用于城市规划中。“城市土地利用”的一般意义是城市功能范畴（如居民区、工业、商业区、零售区、政府机关空间及休闲区）中的空间分布或地理类型。传统上，土地利用是指对地面空间的利用（或对建筑物内部的空间利用）。

2.1 我国城市土地的用途分类

2010 年 12 月 24 日，我国住房和城乡建设部颁布的新的国家标准《城市用地分类与规划建设用地标准》（GBJ 137—2011），并要求从 2012 年 1 月 1 日起严格执行，同时废止了 GBJ 137—1990 标准。GBJ 137—2011 将城市土地重新分类，即分为城乡用地和城市建设用地。

该标准规定交通设施用地占城市建设用地的 10%~30%。

2.2 交通与土地利用之间的宏观互动关系

交通与土地利用相互影响、相互作用。交通系统的发展引起土地利用特征变化，导致了城市空间形态、土地利用结构及土地开发强度的改变；反过来，土地利用特征的改变也对交通系统提出新的需求，促使其不断改进完善，引起交通设施、出行方式结构和交通密度特征的改变。最终，形成交通系统与土地利用相协调的产物。随着整个系统环节中某一因素的变化，城市土地利用与交通系统又进行新一轮的调整。

传统的规划理念没有认识到交通与土地利用的互动关系，导致许多城市的综合交通规划与土地利用规划（通常为城市总体规划或分区规划）常常是分开来做。城市规划师认为交通规划师的工作任务就是如何最大限度地在城市交通设施上配合城市规划，而交通规划师往往处于从属和被动的地位，只能分析现状交通问题和提出近期或局部的交通改善意见，难以对土地利用规划进行比较和信息反馈。

交通规划和土地利用规划具有共生性，两者在内容和层次上具有广泛的关联性，交通规划的制定不能脱离土地利用规划，同时土地利用规划也不能离开交通规划，只有将两者结合在一起，才对彼此有利。因此，TOD(Transit Oriented Development) 模式（以公共交通为导向）在当前国内外交通规划、建设中得到快速发展并广泛结合，它作为一种从全局规划的土地利用模式，为城市建设提供了一种交通建设与土地利用有机结合的新型发展模式，其特点在于以公共交通的车站为中心，利用公共交通为前提，集工作、商业、文化、教育、居住为一体，进行高密度的商业、办公、住宅等综合性的复合和混合用途而定集约化、高效率开发。

图片来源：悠妈闲语，干货放送：一文读懂TOD。

从宏观上讲，城市交通与土地利用之间存在复杂的互动关系。杨励雅（2007）从宏观上将这种关系表现为一种“源流”关系，如下图所示。土地是城市社会经济活动的载体，各种性质土地利用在空间上的分离引发了交通流，各类土地用地之间的交通流构成了复杂的城市交通网络。

“源”和“流”之间相互影响、相互作用。一方面，土地利用是产生城市交通的源泉，决定城市交通的发生、吸引与方式选择，从宏观上规定了城市交通需求及其结构模式；另一方面，交通改变了城市各地区的可达性，而可达性对土地利用的属性、结构及布局形态具有决定性作用。

2.3 城市交通模式与土地利用模式的相互关系

由城市交通与土地利用的“源流”关系可知，城市土地利用模式是城市交通模式形成的基础，特定的城市土地利用模式将导致某种相应的城市交通模式；反之，特定的城市交通模式亦需要相应的土地利用模式予以支持。

线代城市规划理论将土地利用模式划分为高密度集中模式和低密度分散模式两大类。

Pushkarev 和 Zupan(1977) 通过研究发现，当居住密度达到 60 栋住宅/英亩时，一半以上的出行将采用公共交通方式；Cevero(1977) 利用美国住房调查的数据分析发现，居住密度比土地混合利用程度更明显地影响通勤小汽车和公交各自的占有率，提高居住密度能有效降低私人机动车拥有率；Frank 和 Pivo(1994) 通过研究指出，当就业密度达到 75 人/英亩时，随着就业密度的进一步增加，私人小汽车方式迅速向公交、步行方式转变。

以高密度集中土地利用为特征的城市土地开发强度大、密度高且城市布局集中，将引发大量集中分布的交通需求，必要要求具有高运载能力的公共交通模式与之相适应。另一方面，集聚带来地价的上升，促使了停车费的高涨，在一定程度上遏制了私人小汽车交通的发展，从而形成支持公共交通发展的良性循环。

以低密度分散土地利用为特征的城市，单位土地面积产生的交通需求小且分散，公共交通不易组织，适合发展运量小、自由分散的私人小汽车交通。低密度分散式的城市形态容易陷入“分散 $\to$ 公交系统难以维持 $\to$ 进一步分散”的恶性循环居民出行距离不断增大，出行方式越来越依赖于小汽车，从而导致城市建设成本增加、土地资源浪费、环境污染加剧，不利于城市的可持续发展。

2.4 城市交通与土地利用的微观互动机理

城市交通与土地利用均由一系列不同的特征量所描述，任意两个特征量之间的微观作用机理是不相同的。例如，“交通容量”与“容积率”之间存在相互促进的正相关关系，“土地混合利用程度”与“出行距离”之间存在此消彼长的负相关关系，而“交通容量”与“土地价格”之间则存在一定程度的依存关系。

交通容量与容积率的关系，是城市交通与土地利用互动关系在微观上的具体体现，如下图所示。

上图中，任一环节的改变都将给其他环节带来影响。城市中的土地开发，无论是商业、工业还是居住，都会使该地区的容积率增加，从而引发大量的出行生成，该地区随着交通需求的增加，将对交通设施提出更高要求。通过交通设施的改善，交通容量扩大，该地块的交通可达性提高，造成地价上升，又会吸引开发商进一步的开发，交通容量与容积率的互动进入新的循环。

该循环过程是一个正反馈的过程，但该正反馈过程不可能无限进行下去。这是因为，城市交通设施发展到一定程度后是难以通过改建来增加其容量的，从而当土地开发超过一定强度时，所引发的交通流将会使得某些路段出现拥堵现象，导致已开发区域的可达性下降，土地利用边际效用亦随之下降，该地区的土地开发将受到抑制。

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三、城市土地利用与出行生成率模型

土地利用带来人口和产业的变化，从而产生出行。然而，具体产生多少尚未讨论。出行生成率因设施所在区位、设施规模、用地性质、日期和时段的不同而异，适用于新建设施产生的出行计算，这对我国城市以新区、开发区、工业园区、大型住宅区等为代表，城市建设日新月异的今天尤其重要。

3.1 出行生成率模型基本概念

城市交通与土地利用间的互动关系决定了不同土地利用布局形态和强度会产生不同类型和强度的社会活动，从而决定不同区域的交通集散量和分布状况。相应地，交通系统功能效率的高低也直接影响周边地价、地租和人气，影响周边土地功能的实现充分与否。因此，在进行交通规划中需要深入研究城市土地利用与交通的相互关系，交通出行生成率是直观反映这种相互关系的重要指标之一。

出行生成率为单位指标在单位时间内所生成的交通需求。根据对出行起决定作用的一些因素将整个对象区域，按照决定指标（如建筑面积、住宅户数、座位数、人数等）划分为若干类型。同一类型由于主要出行因素相同，出行次数基本相同，将单位时间内的出行次数称作“出行生成率”。如果知道整个对象区域或者分区的决定指标，与其对应的出行生成率相乘，则很容易得到整个对象区域或者分区的交通需求。

在一些发达国家如美国，对交通出行生成率指标进行了很多研究工作，并出版公布多版《交通出行生成率手册》(Trip Generation Manual)供全国交通工程师和相关专业人员参考。2005 年开始，北京市开始交通出行生成率指标研究，并在此基础上编写了《交通出行生成率手册》。

出行生成率模型需要进行出行生成率调查，也就是确定出行生成量和其自身属性之间的关系，例如对于办公建筑，影响出行生成的自身属性很多，如占地面积、建筑面积、员工人数、停车位数等等。为了定量分析出行生成量与自身属性之间的关系，仅选择具有可度量性的属性指标，如建筑面积进行分析。

3.2 出行生成率模型

出行生成率模型是描述每一种土地利用出行生成量变化的决定指标和其出行生成量之间的关系，可能是数学模型，也可能是图表，都能直接描述对象自身属性与交通生成量之间的量化规律。

《出行生产率手册》提供了大量关于机动车出行与项目特性之间关系的数据，其分类比较详细且具有针对性，按照土地利用性质的不同，把用地类型分为 10 大类，分别是港口及站点、工业、居民、寄宿、娱乐、公共机构、医疗、办公、零售和服务。以公共机构为例，又分成 15 小类。

《出行生成率手册》中某购物中心机动车出行生成预测如下图所示，拟合的方程为：$$\ln (T)=?0.79\ln (X)+0.320(R^2=0.75)$$ 式中，$T$ 为平均机动车生成量，单位 pcu；$X$ 为总建筑面积，单位 1000 $f{t}^2$。

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四、交通基础设施的诱发交通量

按照国外交通基础设施建设利用量培育发展的一般规律，开通 3~5 年达到其设计能力。然而，我国的情况往往不同，北京等城市的部分地铁线路开通运营即爆满达到或超过设计运输能力，说明我国城市交通基础设施利用量的发展有别于国外的情况。

4.1 新建交通基础交通量的构成

新建交通基础设施投入运营后，将会从其他竞争交通基础设施转移交通量，也会因服务水平的提高产生新的诱发交通量，同时还有随自然经济社会增长带来的自然增长交通量。新建交通基础设施的交通量由趋势交通量、转移交通量和诱增交通量等组成。

趋势交通量是指，按照正常的经济和社会发展的交通量，也称为自然增长交通量。

转移交通量是指，交通系统重由于新建设施或等级改造，提高了服务水平而从其他方式转换过来的交通量。

诱增交通量是指，交通系统中，由于新建设施或等级改造，提高了服务水平，改变了出行者出行的条件，从而诱发了居民出行和激发了货物流动，产生了新的交通量。

4.2 新建交通基础诱增交通量的计算

针对交通基础设施的自然增长交通量和转移交通量，往后几章有相应方法，然而针对诱增交通量，尚没有成熟的方法。周伟教授认为，交通基础设施的诱增交通量具有如下特征：

1. 潜在性。
2. 滞后性。
3. 区域性。
4. 变化性。
5. 有限性。
6. 难区分性。

鉴于诱增交通量具有上述特征，准确把握其数量具有较大的难度，并且因交通设施的种类不同而异。

周伟、王颖以我国高速公路线路为对象，测算了其诱增交通量，给出了如下函数模型：$$T=\frac{k}{1+e^{?at}}$$ 式中，$T$ 为新建或改建线路的诱增交通量；$t$ 为时间变量；$k$ 为诱增交通量的上限值；$a$ 为模型参数。