城市規模與居民出行時間的關系研究

劉冠鵬 ，魏維軒

（1.上海申聯建筑設計有限公司，上海 200082；2.上海濟致規劃建筑事務所，上海 200082；3.上海濟致建筑規劃設計有限公司，上海 200040）

1 背景與研究目的

1.1 問題引入

隨著我國城鎮化快速發展，城市規模不斷擴張，導致大中小城市普遍出現城市居民出行時間延長、出行距離增加等狀況，與此同時，居民出行活動形式也日趨多樣化和復雜化。國外學者針對城市規模與城市交通出行的規律已有大量的實證研究，其中NEWMAN P W運用全球32個城市的數據，對城市形態與交通出行的關系進行研究，提出人口密度和交通出行時間之間存在明顯的負相關。部分學者重視以居民的出行時間和距離特征引導城市中心區的高密度開發和城市空間擴展的模式。

1.2 研究目的

基于問題引入，針對居民出行所引發的一系列城市交通、城市規劃問題，需要從居民日常出行時間、出行距離入手進行深入研究，建立居民出行時間同城市規模之間的關系模型進行定量分析，探索城市人口和用地規模與居民出行的時間、距離是否有相關性關系，并嘗試通過曲線擬合，全面分析和掌握規模相關居民出行的規律。

2 方法與數據

2.1 研究方法

本文旨在定量研究城市規模和城市居民出行之間的關系。研究運用統計學方法，有針對性地選取數據進行收集整理，再從參數之間散點圖的分布情況入手，推導得到相關性結論，最終選用相關性較強的曲線模式進行擬合。

2.2 支撐數據

首先明確規模和出行的應用數據。城市規模是衡量城市大小的數量概念，包括城市人口規模與城市地域規模2種指標，因此在研究中選用城市的人口規模、用地規模2個數據進行分析。城市居民出行主要包括上班、上學、公務、休閑、購物、探親訪友、看病、回家等活動，含出行特征、出行方式、出行距離和出行費用。

研究綜合考慮數據的可獲取性，結合不同類型城市的特征，選取49個規模不同的國內城市作為研究對象，分別從第六次人口普查、中國城市統計年鑒、中國新型城市化報告中提取人口規模、建成區規模、平均出行時間作為分析數據，分別圍繞人口規模與出行時間的關系、建成區規模與建成區關系2個方面的定量分析展開。

3 城市人口規模與平均出行時間

居民出行時間是由城市經濟發展水平、城市布局和交通環境決定，同時也隨居民的年齡、職業以及出行方式、出行目的的區別而不同。由于居民的出行均帶有一定目的性，故出行目的不同，出行耗時也不同。

通過不同種類曲線的擬合試驗，采用對數函數，方程為F（T）=-0.000 004P2+0.018P+18.185，其中 P為城市人口規模（見圖1）。利用該分析結果可有效了解城市人口規模與出行時間的關系，用于估測城市核心區以及城市邊緣地區的交通流量，從而引導不同人口密度地區的交通規劃。同時，統計結果還可結合城市人口比例估算不同年齡、職業等類型的城市人口出行的時間和距離規律，對城市路網規劃設計、城市功能配置布局提供引導。

圖1 對數據散點圖分布關系選取4種函數進行擬合的結果

4 城市建成區規模與平均出行時間

目前，國內外針對城市建成區用地規模和城市居民出行之間的關系已有一定研究成果，西南交通大學的陳尚云在分析城市土地利用形態的基礎上，建立數學模型模擬城市土地利用形態的不同種類，證實了城市出行總量和空間分布之間的相關性關系。吉林大學的劉偉平采用函數擬合，將出行距離作為隨機變量，證明其關系符合負指數分布。

研究基于各城市數據，將49個數據城市各自的建成區規模和城市居民平均出行時間配對整理成散點圖。從城市建成區規模和居民平均出行時間的散點圖關系可以看出，二者之間關系呈現正相關，即隨著城市建成區用地規模增長，居民出行時間相應增長。該正相關的相關程度明顯高于之前城市人口規模和居民平均出行時間關系的散點圖分布，因此，針對該分布特征，亦嘗試選用線性函數進行曲線擬合。

通過不同種類曲線的擬合試驗，選取一次函數作為擬合曲線的類型，方程式為：F（T）=0.0264A+20.692，其中A為城市建成區規模（見圖2）。該擬合結果可以用于不同類型城市片區總體規模的規劃以及片區內交通、街坊等尺度的設定引導。此外，通過將分析結果與城市土地利用布局結合，可以得知不同類型土地利用布局在空間上是否合理，相應提出布局改進建議。

圖2 采用線性函數對城市建成區用地規模和居民平均出行時間散點圖統計結果進行擬合

5 結語

綜合文中依托數據對城市規模和居民出行時間關系的定量研究可知，不論是城市的人口規模還是城市建成區的用地規模，均與城市居民的出行時間呈正相關關系。其中，人口規模與出行時間之間的關系為指數函數正相關關系，建成區規模與出行時間之間為一次函數正相關關系。從決定系數R值上可以明顯看出，建成區用地規模與出行時間的相關關系明顯強于人口規模，說明了土地的空間配置比人口的空間分布與城市交通流量之間存在相對更緊密的聯系。

研究結果可用于從城市交通出行的角度設定標準，為城市片區規模、土地利用布局以及片區內各項規劃尺度提供引導和規劃建議。此外，分析結果與不同片區城市人口比例的綜合可以為基于人員流動的城市交通規劃、片區布局提供引導；分析結果與城市土地利用狀況的綜合，可以有效地為土地利用的規劃和優化利用提供支撐和引導。