中心城——卫星城间交通发展对城市空间扩展影响模型，本文主要内容关键词为：卫星城论文,模型论文,交通论文,城市论文,中心论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：F291文献标识码：A
文章编号：1000-8462(2006)04-0594-04
卫星城市的建设是引导城市外部空间合理开发的一条有效途径[1]，是防止大城市摊大饼状无序发展的重要措施。我国卫星城市的规划高潮出现于1990年代。北京在1993年颁布的《北京市城市总体规划》中规划了14个卫星城，广州2000年的城市规划中规划了8个卫星城市。兰州、乌鲁木齐等西部城市也在1990年代末规划了卫星城市。卫星城市的规划，为我国大城市沿理性的轨道发展提供了契机。但目前我国卫星城市发展相当缓慢，没有起到有效分担中心城市人口和产业压力、影响大城市空间结构合理扩展的作用。许多学者对此现状作了研究，认为其中主要原因之一是卫星城市和中心城市间交通设施建设滞后，影响了与中心城市的联系强度[2-4]，卫星城市难以吸引城市居民、工业企业向其聚集。但所有研究均限于定性分析和总结，没有涉及中心城市—卫星城间交通在大城市空间结构扩展中的作用机理及贡献程度的量化研究。而此问题是分析、研究我国大城市与卫星城市间交通问题的关键。本文对传统的引力模型加以改进，并结合计算机模拟技术，构建了中心城—卫星城间交通对城市空间扩展影响模型，以期为解决我国大城市与卫星城市间交通问题提供理论依据。
1 研究思路
截至目前，尚无中心城—卫星城间交通与城市空间扩展关系的专门研究，与此问题相关的理论有城市交通与土地利用相互关系理论、城市空间扩展（增长）理论。两种理论的定性研究肯定交通对土地利用或城市空间扩展的能动作用[5]，但在定量化模型研究中土地利用被看作主导方面，道路往往在模型建立时，作为静态数据进入模型，在模型运行过程中不再变化[6]。交通系统只是机械地起到“换算”作用，而缺乏交通系统变化能动的反作用的具体描述[7]。即交通在此类模型中对城市空间的影响是静态的、被动需求追随型的，此思路在研究引导区域协调发展的中心城—卫星城间交通规模问题上以及解释中心城市—卫星城间交通在大城市空间结构扩展中的作用机理及贡献程度的方面显得力不从心，且模型模拟的重点在于连续空间扩散的城市边缘地区扩展[8]，不能解释城市空间的跳跃性扩散。
城市空间扩展的实质为住宅、工业、商业等开发单元（文章仅分析住宅单元的扩展过程）的诞生及在空间的区域选择过程。由于城市人口和经济的增长，新的住宅单元会不断产生，新生住宅单元在中心城市建成区、边缘区或者卫星城区等众多地块中进行分配，分配比例与地块交通条件、地租等因素有关，中心城—卫星城间交通发展引起卫星城区各地块交通条件的改善，从而改变住宅单元的分配情况，对城市空间扩展产生影响。住宅单元在地块上的分配比例利用改进的引力模型确定。中心城—卫星城间交通发展对城市扩展的量化作用通过外生方式改变中心城—卫星城间交通发展测度值，分析不同测度值下住宅单元地块分配比例的变化来总结引导区域协调发展的中心城—卫星城间交通规模问题以及中心城—卫星城间交通在大城市空间结构扩展中的作用机理及贡献程度。
2 模型描述
2.1 区域划分及标识
文章把研究对象划分为中心城市建成区，边缘区（中心城市郊区）、卫星城区（仅考虑1个卫星城的情况，多个卫星城分析原理相同）3个区域，所在空间抽象为二维空间并以相同的分辨率划分成正方形网格，每个网格称为一个地块，建成区、边缘区和卫星城区分别有l、m、n个地块（图1）。对每个区域均从左下角开始按从下—上、从左—右的顺序用
图1 城市二维空间网格
Fig.1 2-D grid of urban space
2.2 地块属性值
包括：现有住宅单元个数、可开发场地数量、距离中心商业区交通费用、地租。
用
表示t时刻第i个区域的第j个地块上的现有住宅单元个数。设住宅占用率近似为100%，从而使住宅单元和住户的概念可以互换。由于规模经济、政策刺激等因素，现有住宅单元个数越大，地块被选择的可能性越大。
可开发场地数量，影响开发成本及政策指向，区域可开发场地数越多，开发单元选择该区域的可能性越大，用
模型假设研究区域仅有一个位于建成区中央位置的中心商业区，距离中心商业区交通费用，包括货币费用和时间费用，参照巴顿的普遍化成本概念[9]，文中引入普遍化费用表示货币费用和时间费用按一定的方法换算所得数值，用
地租反映了政策、可开发场地自然地理条件以及经济、文化等区位条件。用表示
。在土地完全市场化背景下，区域建筑单元数量增加会引起地租变化，但变化幅度和政策等因素导致的变化相比可忽略不计，故模型假设它不随建筑单元个数增加而变化。
2.3 中心城—卫星城间交通发展测度
本文中心城—卫星城间交通发展是指通过增加交通设施总量或提高交通系统质量而引起卫星城区到达中心城市中央商务区的交通普遍化费用降低的过程，用卫星城区地块交通普遍化费用降低额测度。
2.4 空间扩展方程
传统的土地占用预测的引力模型在解决交通发展与城市空间扩展类问题上存在着两个明显的缺陷：交通系统只是机械地起到“换算”作用，而缺乏交通系统变化能动的反作用的具体描述；新生单元地域选择未考虑地租及规模经济这两个极为重要的因素。论文对传统的土地占用预测引力模型从这两方面加以改进。
图2 模拟流程图
Fig.2 Procegs of simulation
图3 交通发展与住宅单元分配比例相关图
Fig.3 Correlation between transportation development and satellite city allocation proportion of residence units in three recons
设在时段t内，新生G(t)个住宅单元（模型假设G(t)≥0），城市空间扩展状况可以用新生住宅单元在各区域分配比例来表征。设每个地块上分配的住宅单元数为
，根据引力模型思想，与地块可开发宅址数及地块通达性的乘积成比例[11]，结合规模经济与地租在地块选择过程中的影响——区域可开发场地数越多、地租越低，开发单元选择该区域的可能性越大。G(t)个住宅单元在l+m+n个地块上的分配模型为：
住宅单元在建成区、边缘区、卫星城区分配的比例分别为：
式(2)、(3)、(4)、(5)构成了空间扩展方程。
中心城—卫星城间交通发展意味着卫星城区各地块的交通普遍化费用的降低，即C[,3j](t)(j=1,2,…,n)减小，C[,3j](t)的减小引起住宅单元的分配结果发生变化。分析研究C[,3j](t)的变化与住宅单元的扩展关系，是本论文的关键。通过模拟技术模拟二者的关系（图2）。
3 实例分析
西部某城市建成区面积20km[2]，边缘区面积10km[2]，规划一距离市中心15km的卫星镇，面积8km[2]，把三个区域平面投影按1km×1km的分辨率划分成正方形网格，用A[,ij]（i=1时，j=1,2,…,20; i=2时,j=1,2,…,10; i=3时j=1,2,…,8)标识t=0时地块，地块初始参数见表1。住宅单元年增长1000个，中心城卫星城间交通发展以交通普遍化费用按0.5元的步长降低的情况下模拟结果如表2和图3。
模拟结果分析：卫星城区地块平均交通费用由5.81元降低到2.81元，住宅单元在卫星城区的分配比例由21.6%增长到38.9%，在建成区、边缘区的分配比例分别由55.2%、23.2%降低到43.8%、17.3%，即中心城—卫星城间交通费用每降低1元，卫星城区住宅分配比例增长7.2%，而建成区、边缘区住宅分配比例分别下降3.8%、2.0%。可见中心城—卫星城间交通发展，可以引导住宅单元向卫星城扩展。
工业单元、商业单元与住宅单元遵从相同的扩展规律，因此中心城—卫星城间交通发展同样可以引导工业单元、商业扩展单元向卫星城扩展。
表2 住宅单元在三个区域的分配比例／%
Tab.2 The allocation proportion of residence units in three regions
初始交 交通费用降 交通费用降 交通费用降 交通费用 交通费用 交通费用
通状况
低0.5元 低1.0元 低1.5元降低2.0
降低2.5
降低3.0
建成区 55.2 54.052.850.9
48.9 47.1 43.8
边缘区 23.2 22.721.821.4
20.7 19.5 17.3
卫星城区21.6 23.325.427.7
30.4 33.4 38.9
4 结语
中心城—卫星城间交通发展可以引导城市空间向卫星城扩展的量化模型，为交通规划提供理论帮助。在实际建设中一方面可以采取以交通设施改善降低时间费用的措施，另一方面可以通过政策补贴降低货币费用的方式。
文章仅考虑一个中央商务区的大城市，对存在几个中心商务区的城市，如何确定地块距离中心商务区的交通普遍化费用有待进一步研究。
模型忽略了扩展单元增加对地块交通普遍化费用的影响，在模型中如何考虑及如何量化这一影响有待研究。
收稿日期：2005-05-12；修回日期：2005-10-24