中图分类号:F301.24;U12 文献标识码:A 文章编号:1000-8462(2000)06-0079-05 1 引言 对土地使用—交通系统模型(land use-transportation models)技术的探讨是伴随着现代城市交通规划理论的诞生而开始的并在城市交通规划、交通技术以及土地利用规划技术的不断更新和城市问题日趋严重的情况下逐步得到重视[1]。 目前以美国为主的西方国家更多的是把城市土地使用——交通模型技术作为一种评估实施机动车辆削减战略政策的工具[2]。城市出行增加带来的压力是对这一工具重视的根本原因,而环境和能源问题是外在的两个驱动力。空气净化以及油料消耗的控制是被动的策略,而削减交通需求、抑制出行增加才是治本之略。虽然目前对交通系统如何影响土地使用尚不得而知,但是可以确认的是出行增长的根本原因在于土地使用,所以对土地使用的调整也越来越受到重视。要创造一个能源高效利用、环境可接受的可持续的公共政策就必须对城市土地使用有正确的理解以及对土地使用和交通系统相互反馈方式有清晰的认识。 2 城市土地使用——交通一体化模型技术 在所有目前应用着的模型中,区位可达性发挥着中心作用。交通供需相互作用产生的起讫点之间的交通费用被反馈到居民和岗位活动分布模型中,从而在土地使用模型中,出行费用被看作将区域的居民和岗位数颁到特定的城市小区中去的关键,这使得城市交通系统的变化可以影响到土地使用,进而又反过来影响到新的出行产生的位置和水平。所以,一体化就是指交通系统和土地使用系统之间的互馈机制。 有5种不同的方法在土地使用系统和交通系统之间建立了这种互馈机制,它们是:①基于Lowry理论模型的方法;②基于数学规划(mathematical programming)的方法;③基于空间投入—产出分析(input-output framwork)的方法;④基于城市经济学理论的方法;⑤基于微观模拟(micro-analystic simulation)的方法。 在美国应用最为广泛的是Putman等人研究开发的两个模型:非集计的住区分布模型(Disaggregate Residential Allocation Model,DRAM)和就业分布模型(Employment Allocation Model,EMPAL)。这两个模型目前已经在全美最大的14个都市中得到应用(Putman,1994)。从70年代到80年代Putman又开发了交通——土地使用软件包 (intergated transportation-land use package),可以将DRAM以及EMPAL和传统的四阶段的交通规划模型组连接到一起。目前DRAM和EMPAL也和交通规划软件TRANPLAN结合在洛杉机地区得到应用。同时Anans等人开发了一种高度一体化的土地使用-交通的经济模型METROSIM(Anans,1994)。它包含了7个子模块:地区的基本产业分析模块、非基本产业分析模块、住宅和房地产业的分析模块、空地分析模块、住户分析、通勤性交通和非通勤性交通及分配[2]。 在英国,针对土地使用——交通模型的研究无论是理论性的还是实践性的工作都始于Leeds大学的Wilson等人的研究(Wilson,1977,1981)。后来的进展主要是伦敦大学院(university college)的Mackett等人的工作成果Leeds土地使用——交通模型的一体化(Leeds intergated land use-transportation modelling package,LILT),(Mackett,1983,1991)。同时剑桥大学的Echenique等人对Meplan进行了改进并在西班牙的Bilbao及一些第三世界国家的城市中得到广泛的应用[2]。 更早一些的研究成果是在澳大利亚的联邦科学与产业研究组织(commonwealth scientific and industrial research organization,SIRO)中广泛应用的TOPAZ模型系统(Brotchie,1969;Brotchie,Dickey and shape,1980;Shape,1978,1982)。正如其名称(Technique forOptimal placement of activities in zones,TOPAZ)所示的那样,TOPAZ是一个使用于不同地域空间范围的区位——分配(location-allocation)分析模型系统。他们近期的工作是开发不同的以持续性为导向(object-oriented sustain)的模型来更多的考虑城市交通基础设施的高效使用[2,3]。 总体来看,这些模型理论上都遵循图1所示的框架体系[3]。但是,实践中用土地使用—交通系统模型来描述土地使用和交通的关系并不很成功。这是因为:从新的交通设施建成到这们对周围的商业居住等土地使用产生影响经常由一个相当长的滞后时间;人们无法确切地了解道路设施和新的公交设施的引入对土地使用产生的影响,在过去的30年里,有关新的公交线路引入效果的研究很多,但结论都相去甚远;新的生活方式使得城市住区呈现不同的形式,通讯技术的革命在未来城市中的作用也是一个未知数。 3 土地使用——交通一体化模型 3.1 基于Lowry理论的模型[3-5] 现在绝大多数的城市土地使用实用模型究其根源都可以追溯到Lowry(1964)的“城市模型”(model of metropolis)。最初的模型将人口、就业、零售(所有服务及非基本产业)的空间分布和土地使用融合于一个不断重复的迭代过程。从本质上讲,此模型是由两个相互影响模型连接而成,其中一个模型根据外在提供的基本就业(即在制造业和基本产业中就业)的岗位水平将产业人口分配到预先定义好的土地使用小区中去;通过一个合适的活动率(activity ratio,指地区总人口和地区总就业的比率)来确定这些产业人口的家庭;这些产业人口和他们的家庭又需要服务,这一需求又可以通过新一轮的空间相互影响模型的运行得到满足。为了估计土地占用情况或者建筑面积的使用情况,需要分成两个阶段进行;首先,居住和就业活动要在小区间以一定的水平分配,然后确定一个合适的活动建筑面积空间率(activity-to-floor space ratio),用此活动率来确保一些规划上的限制能得到满足。LOWRY基于理论的模型是5种模型种最为根本的模型。