城市交通與土地利用互動機理分析

祁建輝 龐慶剛 張永彬

(1．河北聯合大學礦業工程學院，河北唐山 063009;2．唐山市錢家營礦業分公司，河北唐山 063000)

0 引言

城市交通與土地利用之間存在復雜的關系體現在兩個方面。一方面，土地利用是產生交通流量的決定因素，它決定交通的產生、吸引、分布以及方式選擇，從宏觀上規定了城市交通需求的模式;另一個方面，交通設施決定了各個區域的可達性，而交通可達性決定了土地利用的結構及形態布局。研究土地利用與城市交通系統之間的關聯，尋求內在的變化規律，遵循互動反饋原理，利用有限的城市土地資源更好的滿足城市快速發展的需要，促進城市的可持續發展。國外對城市交通與土地利用進行了大量的研究和分析，建立了許多的互動關系模型，如Lowry模型、TOPAZ模型、Kim模型等，然而這些模型需要大量的數據和參數，靈活性較差。國內學者對城市交通與土地利用也進行了大量的研究，試圖簡化模型從宏觀機理上探討城市交通與土地利用的互動關系。

1 城市交通與土地利用的互動關系

城市交通與土地利用之間的互動關系為因果關系。土地利用變化會引起土地的開發，土地開發容積率就增加，隨之會使人們的出行生成增加，進而擴大了交通需求。通過交通設施的改善，使交通容量擴大，該地區的交通可達性提高，土地價格上升，同時又會引起新的土地開發，城市交通與土地利用互動機理成為一個循環的過程，但是這種循環過程不能無限的進行下去，當交通容量達到最大程度時，可達性隨之下降進而抑制土地的開發。城市交通與土地利用是相互促進，相互依存，在一定程度時又相互抑制的互動關系。

2 模型建立

2．1 模型假設

1)選交通容量和土地開發量為影響城市交通和土地利用作為模型參數。2)交通容量對土地開發量具有制約作用。

2．2 模型變量

交通容量x(t)是隨著時間變化的變量，初始值x(0)=x0，即初始狀態的交通容量為x0;

土地開發量y(t)也是隨著時間變化的變量，初始值y(0)=y0，即初始狀態的土地開發量為y0;

a和m分別為交通容量和土地開發量自身的調節能力，b和n分別為交通容量對土地開發量的抑制程度和土地開發量對交通容量的抑制程度。a，b，m，n均為大于零的常數。

2．3 模型建立

城市交通與土地利用互動關系用以下模型進行描述:

2．4 模型穩定性分析

是否達到穩定狀態，這種狀態唯一方式就是交通容量與土地開發量都保持平衡狀態，即和要尋找式(1)的靜止點與平衡點，令式(1)的右端同時為零。

我們得到的靜止點(x，y)=(0，0)和(x，y)=(m/n，a/b)。沿著相平面上豎直線x=m/n和x軸土地開發量增長率為沿著相平面上的水平線y=a/b和y軸，交通容量的增長率如圖1所示。

圖1 x=m/n，y=a/b時交通容量的增長率走勢

考慮到任意模型中都有一定程度的近似，我們不能對式(1)中的a，b，m，n值做出精確的估計，所以我們要研究相關性是解的軌線在靜止點(0，0)和 Q(m/n，a/b)附近的性質，由于(0，0)不穩定所以不進行分析研究。

直線x=m/n和y=a/b將平面(x≥0，y≥0)劃分為四個區域A，B，C，D(見圖2)，且滿足:

對Q的穩定性分析如下:

在平衡點Q(m/n，a/b)附近，軌線的運動取決于初始點位于哪個區域。

如果該軌線從A出發，由式(3)可知隨著時間t增加軌線向左上方運動，那么它趨向Q，或者分別進入B，C。

如果該軌線從B出發，由式(4)可知隨著時間t增加軌線向右下方運動，那么它趨向Q，或者分別進入A，D。

如果該軌線從C出發，由式(5)可知隨著時間t增加軌線向右上方運動，那么它趨向Q，或者分別進入A，D。

如果該軌線從D出發，由式(6)可知隨著時間t增加軌線向右下方運動，那么它趨向Q，或者分別進入B，C。

從以上分析可知無論從哪個區域出發，當t→∞時都將趨向Q(m/n，a/b)，因此Q是穩定的平衡點。軸線的變化趨勢如圖3所示。

圖2 不同區域質點的運動趨勢圖

圖3 Q穩定的軌線運動趨勢圖

3 相關的結論和建議

3．1 相關的結論

隨著城市化發展進程的加快，在城市發展中帶來大量的土地開發，城市規模的不斷擴大，也使土地利用強度的增加成為了一種趨勢，土地開發強度的增加，必然相對應的交通設施就要提高，土地開發y與自身的調節能力m相關，還與土地開發的起始值x0和交通容量對土地開發的抑制程度b相關。

從本質看，x為交通容量，而交通容量與交通的基礎容量、交通出行方式以及交通系統的管理水平有關。n是交通容量自身的調節能力，它與出行方式、交通模式密切相關，而a為土地開發對交通容量的抑制程度，它與出行方式，以及土地利用的混合程度密切相關，土地混合利用程度越低，說明用地性質越單一，用地性質單一就會帶來居民的出行量增加，出行量增加就會產生交通擁堵問題。而土地混合利用程度越高，就會縮短人們的出行距離，減輕交通負荷，緩解交通壓力。總之，土地開發量基本上是由出行方式、交通供給水平、交通的管理能力、土地混合利用程度等因素決定，要提高土地開發量就要提高x和m，降低a。

3．2 有關建議

1)發展交通。土地開發量的增加，必須有相對應的交通系統，發展運量大占地少的交通必將成為一種趨勢，在城市化快速發展的背景下，交通用地的面積日益狹小，在有限的交通用地去適應逐漸增加的土地開發量必須進行交通模式的轉換，以公共交通為主導，對私人轎車量的擴展進行控制，提倡居民綠色出行，緩解交通壓力。

2)公共交通為主導。在城市交通發展過程中，必須明確以公共交通為主導，公共交通分擔了大量的人流量，必須從早期的交通規劃階段為公共交通提供足夠的交通發展空間。

3)提高土地混合利用程度。用地性質的混合程度直接影響到人們的出行方式和出行距離，土地混合利用程度越高，在小范圍區域就能夠滿足人們的日常出行需求，就會縮短人們的出行距離，人們也會選擇較為快捷、方便的交通方式進行出行，在一定程度上就減輕了交通負荷，緩解了交通壓力。

4)交通政策和規劃方案的更新。隨著城市不斷的發展，道路和城市建設也在不斷的變化，因此，現有交通政策和交通規劃方案也需要不斷的更新，以便能更好的適應不斷發展的交通和城市建設。

5)重視交通規劃與土地規劃的結合。在城市建設發展過程中，大部分情況下交通規劃與土地規劃都是獨立的，充分重視交通規劃與土地規劃的結合，在城市規劃階段就考慮到城市交通與土地利用之間的相互協調問題，處理好二者之間的關系，促使城市可持續發展。

［1］靳來勇．城市土地利用與城市交通互動機理模型研究［J］．城鄉規劃與環境建設，2009(9):67-69．

［2］楊麗雅，邵春福，劉智麗，等．城市交通與土地利用互動機理研究［J］．城市交通，2006，7(4):21-25．

［3］王 真，郭懷成，郁亞娟，等．城市土地利用與交通相互關系研究進展［J］．人文地理，2009(4):57-58．

［4］何 健，張 毅，楊 潔．土地利用與交通互動關系模型研究［J］．公路交通科技，2009，6(6):114-118．

［5］郭聰林．關于城市交通與土地利用關系模型的研究［J］．科學之友，2008(3):94-95．

［6］王春才．城市交通與土地利用的相互作用機制研究［J］．西安工程科技學院學報，2006，12(6):749-752．

［7］馮四清．城市交通與土地利用互動關系定性研究［J］．合肥工業大學學報，2004，4(4):406-409．

［8］楊少輝．城市空間結構演化與城市交通的互動關系［J］．城市交通，2009，9(5):31-32．