注：本文已发表于《现代城市研究》
摘要
为实现土地开发与交通设施的协调发展，在土地开发强度分区划定阶段提出一种交通设施容量量化评估模型。以动态模型分配为基础，借助综合交通模型平台，整体层面采用目标考核法计算设施容量，约束城市开发总规模；局部层面以资源公平共享为原则计算交通设施容量，精准预警高强度开发区。在广州市开发强度分区划定工作中，利用该模型对土地开发规模、空间分布、土地与交通协调性等进行量化评估和优化建议。
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引言
随着大城市人口和就业的迅速扩张，城市用地开发总量急剧上升，可用于开发的新增土地越来越少，许多城市纷纷转入存量土地二次开发阶段[1-3]。由于交通与土地利用相互影响，相互制约的关系，土地规划开发阶段对交通设施容量的评估也被引入到实践中，目前在总体规划阶段有综合交通规划从宏观层面对整个城市的交通体系进行战略部署 ；在控制性详细规划阶段，有交通影响评价对片区整体交通运作进行评估 ；在修建性详细规划阶段，有交通影响评价从微观层面评价具体项目“开发前”和“开发后”对周围交通情况的影响 [4]。但上述对交通设施容量的量化评估仅在局部片区进行，局部片区交通影响评价一般都能通过，在存量开发背景下，大量片区更新累积到全市的整体开发规模，交通设施能否承受，成为制约城市土地开发的重要因素。
为从整体上对城市土地开发强度进行把控，国内外许多大城市开始了开发强度分区研究 [5-6]，通过建立分类分级强度管控体系，促进空间结构优化，并约束城市土地开发总规模，为下一步控规、修详规、城市更新、地块容积率调整等提供开发强度依据。为实现全市整体层面土地利用与交通协调发展目标，需要在开发强度分区划定阶段对全市土地利用开发规模下交通设施容量进行量化评估。
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评估方法及对土地利用的反馈
1.1 方法概述
目前常用的交通设施容量分析方法包括静态通行能力汇总法和动态模型分配法。
静态通行能力汇总法是对研究范围内道路设施通行能力进行累加，与交通需求对比后得到交通设施容量。该方法相对简单、操作容易，已得到广泛应用：程卓、苏红娟、张晓东等用静态通行能力汇总法分别对长沙、上海、北京等城市进行交通设施容量评估，并提出了土地开发强度修改建议[4,7,8]。但静态通行能力汇总法较多考虑土地开发对道路交通的影响，对公共交通尤其是轨道交通设施的容量考虑不足，对过境交通仅凭经验判断，可能会出现核心区土地开发强度过高而交通设施容量评估正常的情况，计算精度低。
动态模型分配法是基于土地利用的交通四阶段模型。先根据土地利用预测人口就业规模及分布，结合各目的出行率，获得出行总量；再结合用地类型和交通设施布局，获得各用地之间出行空间分布，并利用Logit模型划分道路、轨道、公交等各方式分担；最后，将各方式需求在交通设施上分配。动态模型分配法考虑了土地利用影响下交通出行空间分布以及各种交通设施的相互竞争关系，计算精度高，得到业界广泛认可[9]，在局部片区交通设施容量评估中应用较广，如片区交通影响评估。但该方法在应用中存在以下缺陷：（1）在城市整体交通设施容量评估中应用较少，仅北京研究了静态动态相结合的评估方法[9]；（2）未形成稳定的评估体系，评估技术流程、评估指标等方面的研究还处于空白。（3）还未建立交通设施容量评估结果对土地利用的反馈机制。
开发强度分区阶段是针对全市整体层面的研究，应利用动态模型分配法进行交通设施容量评估。本文重点对评估体系包括技术路线、评估模型、评估指标等进行细化分析，并根据评估结果对土地利用提出反馈建议。
1.2 基于动态模型分配法评估技术路线
本次采用“从整体到局部，交通土地多次反馈”的组织方式：整体层面通过交通模型各类交通指标，评估土地开发总规模、各类型比例及空间分布是否合理，为全市各类用地总规模控制提供参考依据；局部层面根据模型结果，基于资源公平共享的原则计算各评估单元交通需求量和交通供给量，对分区设施容量进行评估，结合整体层面给出的结论，为各强度分区划定提供参考依据；根据交通设施容量评估结论调整土地利用规划，调整后的土地利用方案又反过来影响交通[10-11]，需对调整后的方案进行再评估，循环多次直至整体层面及局部层面均满足目标要求，技术路线见图1。
图1 技术路线图
本次交通设施容量评估假设交通设施保持不变，通过评估交通设施容量，对土地开发强度提出优化建议。
1.3整体层面交通设施容量评估模型
整体层面交通设施容量评估采用目标考核法，将交通运作的整体目标分解为可以量化的具体指标，并根据交通运作的理想状态确定各类指标的目标值。然后，利用综合交通模型，将土地利用规划方案下人口就业交通出行在空间的分布分配到规划交通设施上，获得各种交通运作指标，与目标值进行对比，考查符合情况。若符合目标值，说明用地合理，若不符合目标值，应提出土地开发强度优化改善建议。
全市土地开发总规模是否合适，交通设施能否承载，采用道路车速、道路饱和度、轨道饱和度等交通运作指标进行评价。不同等级道路车速目标值不同，随着规划道路设施的完善，规划年各等级道路车速应与现状持平或优于现状。高峰期间，不能保证全市100%道路均顺畅，部分路段因历史原因常发性拥堵，因此，评估目标允许一定比例的拥挤情况。同样，轨道交通也允许一定的比例的拥挤。
各类型用地比例是否合适，采用岗位人口比进行评价。通过居住用地和商用用地总规模推算可容纳人口及就业岗位数量，两者比值的合理范围应参考城市现状职住比、年龄结构、职住平衡规划成果等[12]，理想岗位人口比值为0.55~0.60，若比值过大，说明商业用地比例高，若比值过小，说明居住用地比例高。
土地利用在空间分布是否合理，主要考核与TOD开发理念的吻合程度，采用轨道站点800m覆盖率、公交分担率、轨道客流不均衡系数等进行评估。目标值的确定可参考城市综合交通规划、战略交通规划等。详细考核指标及目标值见表1。
表1 整体层面考核目标
1.4局部层面交通设施容量评估模型
局部层面评估首先要确定评估单元的大小，由于交通是涉及一定出行距离的空间活动行为，局部范围出行强度的变化将影响到整个片区，具有“广义蝴蝶效应”，而交通设施供给不仅服务本地，局部交通拥堵可能是其他片区过境需求过大。因此，评估单元的划分应遵循以下原则：（1）分区大小与出行距离匹配，大部分出行应在2~3个分区内完成；（2）应考虑设施服务范围，重大交通设施（轨道站点等）应有明确的归属分区；（3）应与行政区边界、强度分区边界、山体河流边界等协调，每个评估单元可包含多个强度分区。
评估单元内有一定比例的出行会到单元外，利用单元外的交通设施，但是由于单元内部的交通设施也会被其他单元的出行所占用，以资源平等共享为指导原则，认为评估单元有多少需求量，就应该提供多少设施供给量，即交通供给和交通需求在每一评估单元内均达到平衡。
交通设施容量等于交通需求与交通供给的比值 [13-16]，在资源平等共享原则指导下，基于动态交通模型指标的多样性及交通出行链的可追溯性，本次计算需求与供给时引入出行距离，将需求和供给统一为人*km/h。
（1）交通需求计算方法。
评估单元交通需求总量等于交通出行量乘以出行距离，由于慢行方式出行不会受到交通设施限制，本次交通需求总量计算仅考虑机动化出行[7]。
（2）交通供给计算方法。
交通供应总量不仅考虑道路设施，还要考虑轨道及常规公交等公共交通设施，最终转换为统一的单位（人*km/h）。
道路设施供应量与道路等级、车道数、道路长度、通行能力、车辆载客系数等有关[9-10]：
轨道设施的交通供应量等于轨道线高峰小时断面通行能力与轨道线路长度乘积，与列车系统容量、轨道线路长度、发车频率等相关。但是，若轨道供应量若均以断面通行能力计算，可能会导致站点容量无法承受，还可能会出现评估单元轨道供给量大于交通需求总量，即机动化方式全部为轨道方式，没有道路交通的情况。因此，需要进行站点容量约束及轨道方式承担比例约束，通过横向比较获得评估单元合适的供给能力。
常规公交设施供应量与公交站点的数量，停靠公交站点的线路数量和每条线路的班次数量、公交线路长度等相关，对于现状公交线路比较成熟的地区可采用通行能力汇总法。对于新规划片区，由于公交线路和站点无法预知，通常通过规划道路设施提供给常规公交的资源能力进行计算，同时受常规公交承担比例约束。
评估单元内交通设施供应总量即轨道、常规公交、道路三种方式供应量之和：
（3）交通设施容量。
评估单元交通设施容量S等于交通需求量与设施供应量的比值：
1.5 交通设施容量对土地利用的反馈
交通设施容量的大小反映了交通设施与土地开发的匹配程度。设施容量小，说明交通设施供给能力较富裕，土地开发强度可适当提高。交通设施容量大，说明交通设施供给能力不足，需要降低土地开发强度。
城市开发强度分区内容主要包括：各类强度分区等级范围，各等级基准容积率确，地块容积率调整公式。根据交通设施容量评估结论对土地利用的反馈，主要体现在两个方面：一是基准容积率的调整，二是强度分区等级调整。由于每个评估单元包含多个强度分区，每个强度分区土地类型、交通区位均不同，等级调整方案也应不同。
图2 交通设施容量评估对土地利用的反馈
对交通设施容量大于阈值的评估单元，开发强度需降低，但应考虑考虑整体层面评估结论，针对不同类型、不同区域用地采用不同的调整方案：在整体层面总体开发规模可支撑的前提下，若岗位人口比偏大，则主要降低商业类强度分区等级，缩小高强度分区范围；若岗位人口比偏小，则主要降低居住类强度分区等级，缩小高强度分区范围；若轨道站点覆盖覆盖人口比例偏小，则主要降低非轨道站覆盖强度分区等级。
对交通设施容量小于阈值的评估单元，土地开发强度可提高。重点考虑规划定位、环境区位、公共服务设施等非交通因素确定强度分区等级。
由于土地开发强度还受规划定位、环境、公共配套服务、市政设施等影响，交通设施容量评估对土地利用的反馈不能保证全部实施，因此需要对调整后的土地利用方案进行再评估，循环迭代直至达到最优解，整个反馈流程见图2。
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广州市交通设施容量评估
本文研究方法应用到广州市开发强度分区划定工作中，研究范围为全市8区（广州行政范围内南沙、增城、从化除外）。根据技术流程，首先采用本文方法对既有规划方案进行交通设施容量评估，提出优化建议，结合其他专业意见，划分强度分区初步方案，然后再进行交通设施容量评估，循环多轮，直至交通设施容量评估通过。本章主要展示对既有规划的评估结果。
既有土地开发以控规整合为依据，全市城乡建设用地1319平方公里，总建设量14.5亿平方米。既有道路交通设施以《市域高等级路网规划》为依据，规划形成了“三环、十八射、七联络”的环形放射状骨架路网。既有轨道交通设施以《广州市轨道交通线网规划修编》为依据，规划线路23条，站点481座，总里程1025km。
2.1整体层面评估
随着轨道分担率提高及道路设施的建设，核心区道路拥挤恶化状况得到遏制，路网平均车速基本与现状一致，高峰期轨道及道路拥堵路段比例降低，基本达到考核目标。
规划居住用地约6.28亿m2，可容纳人口1424万人，商业用地约3.0亿m2，可容纳就业岗位1044万人，岗位人口比0.73，比目标值偏大。
轨道线路加密，轨道服务水平提高，轨道站点800m覆盖人口达776万人，总体覆盖率54.5%以上，中心城区约84%，达到考核目标。
既有控规情况下，交通设施基本可承受土地开发总规模，但商业服务业开发规模偏高，可容纳岗位人口比偏大，随着城市老龄化趋势的发展，商业用地会出现空置情况。用地空间分布上，按照TOD开发理念，轨道站周边各类用地开发强度可适当提高，以提高轨道设施利用率。
表1 整体层面考核目标
注：1）广州市现状快速路平局速度35.5km/h，主干路平均速度20.2km/h，次干路平均速度16.6km/h。2）参考广州市交通战略规划目标确定。
2.2局部层面评估
局部层面结合广州市交通模型小区和评估单元划分原则，将研究范围划分为160个评估单元。利用1.4所述方法计算各评估单元交通设施容量S，经统计分析，S数值符合正态分布特征（见图3），其总体均值置信度95%的置信区间为[0.72,0.80]。
图3 交通设施容量样本值分布
将交通设施容量S均值的置信区间作为开发强适宜区间，S>0.8认为开发强度高，S<0.72认为开发强度低。则研究范围内21%单元开发强度适宜，40%单元开发强度低，39%单元开发强高。
由于交通与土地利用要进行多轮反馈，初次由控规到强度分区过程中，先通过交通设施容量评估筛选出急需调整强度的单元，假设为评估值最高、最低各10%的评估单元，对应的S值分别为1.12和0.38。
通过交通设施容量指标（图4）可以看出，中心城区（越秀区、白云区、海珠区）交通需求量及交通供给量均大，交通设施容量基本可以满足；外围区（花都北部、白云山沿线等）交通需求量及交通供给量均小，交通设施容量小；城市重点开发地区如白云新城、海珠中轴线、白鹅潭、智慧城等地区，由于交通需求量大，交通设施供给不足，设施容量略紧张；还有部分非重点区因规划设施少，交通设施容量紧张，如番禺桥南地区。
图4 评估单元交通设施容量
2.3相关建议
由于开发强度分区不涉及用地性质的调整，本次仅给出开发强度建议，用地类型在后续控规编制时根据需要进行调整[17]。
通过对既有规划交通设施容量评估，全市层面上，建议商业用地各强度等级基准容积率降低，并缩小高强度范围及所占比例；居住用地高强度地区应沿轨道站点周边布设。
局部层面上，交通设施容量超过阈值的评估单元，建议强度分区降级：比如洛溪岛地区,按环境区位和服务区位评估可归到强度二区，但由于交通设施容量大，建议划分到强度三区。
对于城市新建成区、正在建设的重点地区，如珠江新城、金融城等地区，虽然交通设施容量评估结果超过阈值，但由于未来片区规划调整的可能性小，因此强度分区和容积率暂不调整，后续通过交通设施优化解决问题。
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结论与建议
动态模型分配法基于土地利用建立交通四阶段模型，不仅准确预测交通出行的空间分布方向，还考虑了各交通设施之间的分担关系。局部范围采用资源公平共享的计算模型，科学追溯饱和设施的交通产生源，评估方法科学、精确，适合对城市整体开发强度的评估。其优点在于：（1）对全市整体评估，避免局部范围累计效应不可控的局面；（2）基于资源公平共享原则在局部范围内量化计算交通设施容量，可追溯局部拥堵道路是地区开发强度高还是过境交通导致的问题；（3）建立了动态反馈机制，实现了交通设施对土地利用的动态反馈和循环；（4）应用实际案例标定了交通设施容量阈值，保证了交通设施服务水平。
该技术方法可以借鉴到城市更新单元规划中，在交通设施确定的情况下，可估算片区最大开发规模，为更新单元规划提供强度指标依据。
受时间限制，该方法还存在着许多不足之处，还需在今后的实践中进一步拓展和完善：该方法以资源平等共享为指导原则，追求一定范围内的供需平衡，但在局部地区，尤其是平均高峰交通出行量后，可能存在最高峰交通设施供给不足的风险，需要在后续控规交通影响评价中进行详细分析和优化。
作者 | 刘新杰、陈先龙、李彩霞
编辑 | 技术咨询室
