基于土地利用混合度的城市規(guī)劃年需求預(yù)測研究

基于土地利用混合度的城市規(guī)劃年需求預(yù)測研究

1增強城市土地利用,實現(xiàn)交通生成預(yù)測模型的應(yīng)用,豐富城市土城市交通計劃的核心是對交通流量的預(yù)測。在傳統(tǒng)的四個預(yù)測方法中，預(yù)測輸出是第一階段，模型輸入（輸出）在整個流量預(yù)測結(jié)果中起著重要作用。在流量預(yù)測步驟中，城市土地利用數(shù)據(jù)是其依賴于的基本數(shù)據(jù)。然而，近年來，我國城市土地利用空間布局發(fā)生了重大變化。如果目前的調(diào)查數(shù)據(jù)沒有得到證實，就很難確保模型的準(zhǔn)確性，也很難反映規(guī)劃年土地利用與交通需求之間的關(guān)系。因此，本文在城市交通需求與土地利用相互作用的基礎(chǔ)上，以土地利用特征為變量，充分考慮了規(guī)劃年不同區(qū)域的土地利用配置情況，引入了土地利用共同熵，建立了交通生成預(yù)測模型。通過應(yīng)用實例，模型具有良好的適用性和可操作性。2交通吸引預(yù)測的基本步驟交通生成預(yù)測包括交通發(fā)生預(yù)測和交通吸引預(yù)測兩方面.由于預(yù)測方法類似,因此僅以交通吸引預(yù)測方法為例,其基本思路如圖1所示.基本步驟如下.(1)動計數(shù)動計數(shù)式中:G為居民出行總量;Pu、Ps分別為規(guī)劃的常住人口數(shù)和流動人口數(shù);Tu、Ts分別為常住人口人均出行次數(shù)和流動人口人均出行次數(shù).規(guī)劃人口數(shù)取決于該城市的總體規(guī)劃,人均出行次數(shù)取決于現(xiàn)狀居民人均出行次數(shù)以及規(guī)劃年的經(jīng)濟發(fā)展水平和土地利用強度.(2)不同用地類型的出行吸引量模型根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部批準(zhǔn)的GB50137—2011《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》,我國城市建設(shè)用地分為8大類,即居住用地(R)、公共管理與公共服務(wù)用地(A)、商業(yè)服務(wù)設(shè)施用地(B)、工業(yè)用地(M)、物流倉儲用地(W)、道路與交通設(shè)施用地(S)、公用設(shè)施用地(U)、綠地與廣場用地(G).由于不同的用地類型在出行的吸引或者發(fā)生上有很明顯的差異,因此區(qū)別用地性質(zhì)對出行生成預(yù)測至關(guān)重要.建立方程B=SC,其中B={b1,b2,...,bn}T為n個交通小區(qū)的出行量;C={c1,c2,…,c8}T為8類用地單位面積出行吸引量;S為n×8矩陣,即每個交通小區(qū)的各類用地面積.由現(xiàn)在各個交通小區(qū)出行量數(shù)據(jù)和各類用地規(guī)模,通過多元回歸分析,得到各類用地單位面積吸引量C,將其單位化后得到各類用地的出行吸引權(quán)重.(3)考慮不同片區(qū)用地混合熵的用地混合熵模型一般情況下,在確定各類用地的吸引權(quán)重后,往往會引入“容積率”這一概念來確定區(qū)域內(nèi)土地開發(fā)的強度.但是,在進行城市交通規(guī)劃時,往往還沒有詳細準(zhǔn)確的容積率數(shù)據(jù)資料,而只能采用均值.顯然,這種均值做法不能準(zhǔn)確反映不同片區(qū)的土地開發(fā)利用特性.引入用地混合熵,構(gòu)造具有熵結(jié)構(gòu)的用地混合程度指標(biāo)H,以表達用地形態(tài)內(nèi)在特征的異質(zhì)性指數(shù),它反映了各交通小區(qū)內(nèi)部空間形態(tài)的多樣性特征和城市功能空間混合使用程度.在此,假設(shè)交通小區(qū)的出行與該小區(qū)自身的用地混合程度直接相關(guān),構(gòu)建用地混合熵模型為式中:Hi為交通小區(qū)i的用地混合熵;ni為交通小區(qū)i中用地類型的數(shù)目;pik為交通小區(qū)i中k類型用地在小區(qū)總用地中的比例,具體計算公式為式中:bik為交通小區(qū)i中k類型用地面積.顯然,當(dāng)pik=0時,lnpik無意義.因此對pik=0的計算加以修正,將其定義為(4)交通小區(qū)用地混合熵式中:Ki為第i個交通小區(qū)的出行吸引權(quán)重;Ka、Kb、Kc、Kd、Ke、Kf、Kg、Km分別為居住用地(R)、公共管理與公共服務(wù)用地(A)、商業(yè)服務(wù)設(shè)施用地(B)、工業(yè)用地(M)、物流倉儲用地(W)、道路與交通設(shè)施用地(S)、公用設(shè)施用地(U)、綠地與廣場用地(G)的出行吸引權(quán)重,其和為1;Sia、Sib、Sic、Sid、Sie、Sif、Sig、imS分別為第i個交通小區(qū)各類用地面積比例;iH為第i個交通小區(qū)用地混合熵;iA為第i個交通小區(qū)出行吸引量.3城市空間布局格局西安市是陜西省省會,國家重要的科研、教育和工業(yè)基地,我國西部地區(qū)重要的中心城市,國家歷史文化名城.西安市現(xiàn)轄9區(qū)4縣,土地總面積10,108,千米2,常住人口855.29萬人.隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展,西安市城市空間結(jié)構(gòu)逐漸由單核向區(qū)域一體化發(fā)展,逐漸形成“九宮格局、棋盤路網(wǎng)、軸線突出、一城多心”格局.“九宮格局”即:明城墻內(nèi)的行政、商業(yè)、旅游中心,東部以紡織城為中心的工業(yè)區(qū),東南部以曲江新區(qū)為中心的旅游度假區(qū),南部以雁塔區(qū)、長安區(qū)為中心的科研文教區(qū),西南以高新區(qū)為中心的高新產(chǎn)業(yè)區(qū),西部以三橋為中心的工業(yè)區(qū)、倉儲區(qū),西北部的漢長安城,北部以經(jīng)濟開發(fā)區(qū)為中心的加工、裝備工業(yè)區(qū),東北部圍繞浐河灞河為中心的旅游度假區(qū).3.1創(chuàng)建目標(biāo)及出行總量根據(jù)西安市居民出行調(diào)查,得到現(xiàn)狀居民的出行基本特征.通過分析規(guī)劃年西安市的社會經(jīng)濟發(fā)展目標(biāo),參考國內(nèi)外同等城市經(jīng)驗,確定規(guī)劃年西安市居民人均出行次數(shù),進而得到規(guī)劃年全市總出行量.考慮到規(guī)劃年西安市的發(fā)展情況,只分析西安市主城區(qū)中的新城、碑林、蓮湖、雁塔、未央五個交通大區(qū).根據(jù)公式(1)預(yù)測五個交通大區(qū)的出行總量,詳見表1.3.2不同用地的出行吸引權(quán)重通過分析各交通大區(qū)出行量和各類用地規(guī)模等數(shù)據(jù),應(yīng)用多元回歸分析獲得各類用地單位面積吸引量,單位化后得到各類用地的出行吸引權(quán)重.出行吸引權(quán)重詳見表2.3.3通行政區(qū)不同用地的面積和比例首先,根據(jù)城市規(guī)劃年的土地使用情況,統(tǒng)計得到每個交通大區(qū)不同用地的面積,詳見表3.應(yīng)用公式(3)或(4)得到不同交通大區(qū)不同用地的比例,然后根據(jù)公式(2),得到不同城區(qū)的用地混合熵,詳見表4.3.4各交通區(qū)域的收入預(yù)測利用公式(5)確定各交通大區(qū)的出行吸引權(quán)重,并計算各交通大區(qū)出行吸引量,詳見表5.3.5出行發(fā)生量與吸引量誤差一致性分析出行發(fā)生量預(yù)測采用與吸引預(yù)測類似的方法,結(jié)果同見表5.分析發(fā)現(xiàn),除雁塔區(qū)外,各交通大區(qū)出行發(fā)生量與吸引量誤差均在±5%以內(nèi),一致性較好.4土地利用特性模型(1)通過分析交通需求與城市人口、土地利用的直接相關(guān)關(guān)系,揭示了交通需求產(chǎn)生機理,簡化了繁瑣的交通調(diào)查和基礎(chǔ)資料收集工作.(2)根據(jù)交通生成機理,在考慮了不同交通區(qū)、不同土地利用特征和交通可達性引起的交通需求差異的基礎(chǔ)上,引入了用地混合熵.根據(jù)不同交通區(qū)的土地利用情況,分別建立出行產(chǎn)生和吸引模型.模型誤差分析表明,除雁塔區(qū)外,各交通大區(qū)出行發(fā)生量與吸引量誤差均在±5%以內(nèi),模型一致性較