城市軌道交通站點開發(fā)利益影響范圍計算方法研究

城市軌道交通站點開發(fā)利益影響范圍計算方法研究 【摘要】利用城市商圈吸引力模型計算城市各吸引點對軌道站點的吸引概率，并采用出行廣 義成本作為交通可達性計算指標，通過計算公交方式及軌道交通方式到達各吸引點的加權可 達性，建立軌道交通站點開發(fā)利益影響范圍計算模型。該模型能夠適應復雜情況下軌道站點 開發(fā)利益影響范圍的計算，并為軌道沿線土地利用開發(fā)強度以及為軌道交通開發(fā)利益還原大 小計算范圍提供技術支持。 【關鍵詞】軌道交通；開發(fā)利益；影響范圍；可達性 0 引言 城市軌道交通是一種快速、高容、舒適、安全的交通方式，能實現土地集約式的開發(fā)， 引導城市尤其是新城的發(fā)展。城市軌道交通具有很強的外部效應，在軌道交通形成網絡后， 能夠給軌道沿線土地帶來巨大的開發(fā)利益。開發(fā)利益主要通過顯著地改變周邊物業(yè)的可達 性、居民出行的便利性、改變土地的利用性質、提高土地的開發(fā)強度進一步促進土地或者房 地產價值的增長體現。在一定的影響范圍內，開發(fā)利益隨著距離的增長而減少，需根據開發(fā) 利益影響范圍，適度調整土地利用的性質及開發(fā)強度，實現軌道交通開發(fā)利益利用最大化。 軌道交通開發(fā)利益影響范圍主要受到軌道站點的區(qū)位條件與交通條件的影響。由于城市 發(fā)展多元化，多中心以及城市次中心的發(fā)展，使得不同區(qū)域的軌道站點開發(fā)利益影響范圍大 小不同。中心城區(qū)由于便利的公共交通及公共設施服務，軌道交通對沿線地區(qū)的交通改善邊 際效用有限，而相反在一些次中心區(qū)域，由于中心城區(qū)對其具有一定的輻射作用，且公共設 施較不發(fā)達，軌道交通可大大提高可達性，開發(fā)利益及影響范圍更大。在同一區(qū)域內，不同 的交通條件，導致軌道交通開發(fā)利益影響范圍不一致。因此本文旨在建立一個科學合理的模 型，計算復雜情況下軌道交通開發(fā)利益影響范圍，指導城市土地利用開發(fā)以及為開發(fā)利益融 資模式提供技術支持。 1 軌道站點被吸引概率計算模型 1.1影響因素分析 軌道站點的區(qū)位條件主要體現在站點被各城市中心吸引的大小或者概率，這種大小或概 率與各城市中心的規(guī)模成正比，與到達各城市中心的成本成反比。 城市中心吸引因素主要體現在其區(qū)位條件和規(guī)模因素。區(qū)位條件對軌道站點的吸引力的 影響是顯著的，在同樣條件下的兩個城市中心，市中心比新城中心更有吸引力。區(qū)位因素體 現在各中心的地理位置、基礎設施狀況。市中心的地理位置體現在市中心到達各次中心的距 離適中，可達性較高，對軌道站點的吸引力越大。而基礎設施狀況主要體現在市中心土地利 12DK 2DK PPA F W A 用率高，主要利用類型為商業(yè)、居住用地、金融用地以及綠化用地，且能提供完善的公共設 施及交通設施。公共設施越完善，交通越便利，對軌道站點的吸引力越大。城市中心的規(guī)模 是指城市中心所達到的大小的程度，城市中心形成一定規(guī)模后，會形成規(guī)模效應，能夠提供 更多的機會，會對軌道站點吸引產生積極作用。 圖1區(qū)位吸引力 城市中心對軌道站點的阻力因素主要體現在軌道站點到達城市中心的廣義交通成本。廣 義交通成本主要包括交通成本和交通時間兩個方面。交通成本在個體交通方式上體現為使用 成本，而在公共交通方式中體現為票價。城市中心對軌道站點吸引主要是通過軌道交通方式， 成本體現為軌道交通票價。交通時間主要為軌道交通方式達到城市中心的時間，時間越長， 到達城市中心的阻力越大，中心對軌道站點的吸引力越小。軌道交通時間為車內時間和車外 時間，車外時間主要為軌道線路換乘時間。 1.2 軌道站點被吸引概率計算模型 零售力法則[1]是 1929 年萊利將重力模型應用到商業(yè)吸引力計算中，模型吸引力與城市 的人口成正比，與城市的空間距離成反比。模型中假設條件如下：每一個城鎮(zhèn)規(guī)模大小由居 民人口數量決定；各地具有相同的價格水平；各地之間的交通條件相同；各地所提供的商品 價值相同。由于各區(qū)域交通條件不同，零售力法則實際應用受到一定限制。在零售力法則的 基礎之上，美國學者研究出應用更為廣泛的哈夫模型及其修正模型[2]。模型中消費者在某商 圈購物的幾率與商業(yè)集中的賣場面積成正比，與到達該處距離的二次方成反比。修正哈夫模 型中吸引力與城市的規(guī)模成正比，與到達城市的交通時間成反比。零售力法則和修正哈夫模 型計算公式如下所示： 零售力法則： A 2 （3） TV （4） D Pr D 3 3 3T ） tr X D 1 1 (X ) ,XT in S （X - D )Pr ,D 2 2 3（ ij N 2 D 1 1 ij （5） j 2 ij T ij V V V (X - D ) Pr ,D X D V V 2 ij P C j 2 P j ,X Vij 0.25 0.50 j C N S T 修正哈夫模型： （2） j 1 式中，FA 表示城市A地的吸引力，WA 表示A地的價格水平，K為系數，P表示被吸 引地點的人口，PA 表示城市 A 的人口，DA 表示被吸引點到城市 A 的空間距離，Pij 表示地 點i被地點j吸引概率，Sj 表示吸引點j的規(guī)模，Tij 表示地點i到達吸引點j的交通時間，N 為吸引點的數量。 利用修正哈夫模型計算城市軌道站點被各城市中心吸引的概率，以各城市中心的人口及 崗位作為城市中心的吸引計算指標，以到達各城市所需要的廣義交通成本作為阻力計算指 標，建立軌道站點被各城市中心吸引的概率計算模型，模型建立步驟如下： （1）確定軌道站點所在城市的城市中心的數量N及相對位置關系，計算城市中心j的 人口崗位Pj； （2）計算軌道交通到達成本，分為票價成本和時間成本。軌道交通票價成本與距離成 正比，不同城市軌道交通票價計算方式不一樣，一般軌道交通票價按里程分階段計費，假設 分階段里程分別為 D1、D2、D3，里程內每公里價格為 Pr1、Pr2、Pr3，里程內最高總票價為 V1、V2、V3，則軌道站點i到城市中心j的軌道交通票價Vij 如公式（3）所示。交通時間包 括車內時間 Tin 與換乘時間 Ttr，時間成本 Cij 為交通時間乘以軌道站所在的城市時間價值 TV。 V 1 V ij V 1 C （3）計算軌道站點i被城市中心j吸引的概率αij，當 0.75 時，軌道站點i屬于 城市中心j 的核心影響區(qū)域；當 0.50 0.75 時，軌道站點i屬于城市中心j的主 要影響區(qū)域； ，軌道站點 i 屬于城市中心 j 一般影響區(qū)域； 0.25 ，軌道站點i屬于城市中心j邊緣影響區(qū)域； P 2 j 1 3 2 軌道站點開發(fā)利益影響范圍計算模型 2.1 國內外研究狀況 軌道開發(fā)利益影響范圍是一個變化的值，距離軌道站點越近，開發(fā)利益越大[3]。而實際 應用中為了方便，影響范圍往往采用一個固定值，如美國學者取站點0.4km作為研究范圍， 歐美一般取0.5-0.8km，日本和我國取2km作為研究范圍。而軌道交通開發(fā)利益是通過改善 沿線交通可達性實現的，可以通過計算交通可達性建立軌道站點影響計算模型。可達性是利 用基于空間阻隔法、基于機會累積法或基于空間相互作用法計算達到任何一個地方的方便程 度[4]。 已有的研究方法利用出發(fā)點到達單城市中心[5]的可達性計算軌道交通開發(fā)利益影響范 圍。由于多中心城市以及副中心城市發(fā)展，各中心對軌道站點吸引不一樣，軌道站點區(qū)域位 置因素凸顯，故采用單中心可達性計算模型存在一定的局限性。利用到達最近換乘站替換到 達城市中心[6]計算影響范圍，但隨著軌道線網形成規(guī)模效應后，尤其是城市環(huán)線的建成，換 乘站點并不一定位于市中心，兩個城市副中心在市中心外圍便可完成換乘，導致各換乘站的 重要性不一樣，基于不同換乘站的可達性計算也不一樣。已有的研究利用出行時間代替可達 性的計算[7]，由于交通可達性不僅受時空的影響，也受到出行成本的影響，故本研究提出用 廣義交通成本代替出行時間計算到達城市各中心的可達性得到軌道交通開發(fā)利益影響范圍。 2.2 單中心軌道站點影響范圍計算 軌道開發(fā)利益影響范圍內某點，通過某種接駁方式（如步行、自行車、公交車等方式） 到達公交站點或軌道交通站點，采用公交或者軌道交通方式到達城市中心，當兩種方式所使 用的廣義成本相同時，則認為該點為兩種交通方式選擇的臨界點。所有的臨界點圍合成的區(qū) 域為軌道交通開發(fā)利益影響范圍，模型原理如下圖所示。 圖2軌道開發(fā)利益影響范圍計算原理 根據上圖計算原理，兩種交通方式所使用的廣義成本相同，模型建立步驟如下： （1）分析軌道站點的交通條件。交通條件主要包括周圍路網條件、公共交通條件、自 行車與步行設施條件。路網條件可以較為準確的計算到達軌道站點或公交站點的最短路徑 Lr 或 Lb。軌道交通條件主要是指軌道交通票價、軌道交通旅行速度 Vr、軌道交通換乘次數 與時間。公交條件主要是公交線路的走向、服務頻次、票價、以及平均旅行速度 Vb。自行 車設施條件主要指自行車停車設施及收費水平、自行車專用道等。步行設施主要包括步行道 4r TV r TV Pir ) Ttrr （6） （9） Twr P( r V 。 。時間價值為 TV。則各換乘方式下的廣義成本如 wr wb trr ir ib wa bi bu Twar T T T P wr trr ir r T T T P wb trb ib b （8） bw L) L) w 。兩種公共交通方式時間計算包括等車時間分別為T 、T ，換乘時間分別為T 、，以及車內時間T 、T ，交通時間分別為 T 、T 、T T T T T ) TV P V r w V w V bib w /bu /bu T R V wbu bur bu C P( b TV bbi b rtrb w bi bu wbi bu ( bw / / ( ) TV ( ) TV / / rw ( )