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大都市圈外围城镇职住空间与交通模式研究——以京东燕郊镇为例

黄建中、马煜箫等 中国城市规划协会 2021-04-24


摘要

随着大都市拓展以及区域一体化发展,职住空间的变迁对于大都市及外围城镇的发展有着深远的影响,交通一体化发展助推了都市圈空间结构的重塑。大都市圈核心区与外围城镇职住空间与交通模式的关系越来越受到关注,大数据的使用给研究提供了新的思路和视角。


本文以京东燕郊镇为例,结合使用 LBS 大数据与传统调查数据,利用 VISUM 软件构建交通模型,采用“空间结构—交通模式” 多情景耦合分析方法,定量分析北京与燕郊之间的职住空间结构与交通模式的关系。


研究建议通过设定与燕郊发展进程相匹配的“阈值”,制定职住空间和交通模式互动发展的政策,通过鼓励公共交通出行和限制个体交通使用的交通管理方式,从交通模式上反过来约束外围城镇的独立性,致力于形成大都市圈核心区与外围城镇之间良好的职住空间结构。


随着大都市空间拓展以及区域一体化发展,城市间的分工越来越细,交通联系越来越频繁,交通一体化发展助推了都市圈空间结构的重塑。同时,郊区化现象产生,职住空间关系的变迁,对城市的扩张产生了深远的影响。城市职住空间与交通模式之间的互动关系越来越受到关注。


2014 年,国家相关文件提出,要重视和推动首都经济圈协同发展,探索完善城市群布局和形态。2020 年 3月,《北京市通州区与河北省三河、大厂、香河三县市协同发展规划》公示,指出要深入推进通州区与北三县协同发展,疏解北京非首都功能,优化发展格局。北京都市圈与外围城镇的发展备受时代关注。


随着大数据时代的到来,关于城市空间结构和交通模式的研究有了新的视角和思路。本研究将以京东燕郊为例,以 LBS 大数据与传统调查数据为基础,利用 VISUM 软件构建交通运行模型,定量分析北京大都市圈核心区与其外围城镇燕郊地区之间的空间结构与交通模式互动关系,探究都市圈空间结构与交通模式的耦合规律,尝试为都市圈空间发展、土地利用以及交通规划提供参考。


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相关研究综述


国内外学术界对城市空间与交通的互动作用的研究已经有超过半个世纪的时间,学者们对空间结构和交通模式之间的作用机制也随着城市化和交通工具的变革而慢慢加深认识。城市居民职住空间关系是指城市居民居住地和工作地之间的社会空间关系,是城市空间结构的重要研究内容。


国外研究包括“职住空间平衡 ”(Job-housing Spatial Balance)概念及其度量、职住空间平衡的城市规划手段、“空间失衡”(Spatial Mismatch)、城市通勤行为及其影响、 “过剩通勤”(Excess Commuting)等内容。


在城市规划领域,西方研究主要集中在职住空间平衡能否有效解决城市交通的问题上。


切尔韦罗(Cervero)提出,通过一定的政策途径增加就业岗位或者住房数量来实现职住关系平衡,以解决交通拥堵问题。


也有学者如朱利亚诺(Giuliano)等认为,人口增长、小汽车占有量提升等都是引起交通拥堵的因素,这些因素与职住空间并无太大的关联。


职住平衡与城市交通的关系一直在博弈中备受关注。同时,国外对通勤行为及“过剩通勤”的关注较多,对社会、家庭、个人选择等因素的考虑也较多。


近年来,国内对西方国家职住空间失衡和“过剩通勤”的关注越来越多,也开展了大量的职住空间关系的实证和理论研究,大多使用居民出行调查的数据或问卷调查获得的研究数据,也有使用刷卡数据、手机信令等大数据展开分析。


社会学领域多重点研究居民的社会经济属性对职住空间的选择;地理学领域对通勤行为的关注更多;城市规划学则更多关注职住与交通的互动。


郭研苓指出,只有职住平衡的多中心城市空间结构才能缓解交通拥堵问题;


孙斌栋和涂婷通过对上海市多中心城市空间结构的实证研究,认为职住平衡在理论上可以是多中心结构降低通勤成本的有效手段;


黄建中、胡刚钰、李峰清、赵民等学者认为,城市空间结构与交通模式之间存在多种动态组合关系,而良好的空间绩效需要空间结构与交通模式相匹配。


总的来说,既有研究普遍认为,城市空间结构与城市交通之间存在既相互关联又相互制约的循环关系。但这一循环关系的具体机制仍需通过对更多类型的实证研究来进行探索。


随着区域一体化发展越来越受到关注,空间结构与交通模式的互动研究也从城市层面拓展到都市圈层面。


20 世纪初,由发达国家大城市开始的郊区化过程催生了卫星城,后来卫星城逐渐发展成为构成大都市圈(带)体系的重要一环。


随着大都市的持续扩展,以及郊区化现象的产生,工作机会逐渐外移至边缘地区而不再集中于市中心,城市的工作通勤空间形态发生改变,并且由于城市交通运输和土地使用之间的密切关联,职住空间关系的变迁,导致城市的空间形态发生改变,对城市的扩张产生了深远的影响。


从 1989 年英国著名学者霍华德(Ebenezer Howard)提出“田园城市”理论,到 1915 年美国学者泰勒(Graham Taylor)正式提出并使用“卫星城”概念以来,卫星城经历了从依附性的“卧城”,到半独立性的“辅城”,再到独立性的“新城”,最后成为连绵性的“带城”的发展演变。大都市圈主城(核心区)与外围城镇之间的职住空间关系越来越多元且复杂。


与城市内部空间相似,主城与外围城镇之间的职住空间关系与两者之间的交通模式也有着密切的关系。国外研究起步较早,积累了大量的跨区域交通规划协调方面的实践案例,强调交通对城市中心体系的引导以及对土地利用一体化开发的影响。


我国学者也开展了较多的研究,如马衍军、杨爱国等指出,长三角、京津冀等大城市都市圈的空间组织结构从单体型向多核心相互融合、协调发展转变,而现代化交通运输系统是这一转变的重要支撑。


刘龙胜等在《轨道上的世界——东京都市圈城市和交通研究》一文中以东京都市圈轨道交通发展为主线,剖析都市圈内城市与交通发展的耦合关系。


张乔、邓晶等提出“完整出行链”视角,认为城乡公交由“互联互通”向“直连直通” 转变,是促进北京京郊城市公共服务功能转型提升的有效方式。


陈斌、杨涛通过研究南京都市圈,认为在交通方式层面应大力发展公共交通,特别是结合通勤圈、通勤半径确立不同圈层的交通方式分配。


总体来看,由于跨单元的数据采集困难较大,且缺乏对都市圈整体动态数据进行监测的系统,目前,多数都市圈研究尚处于定性描述层面,深入探讨都市圈卫星城职住空间结构与交通模式的动态关联机制的定量研究尚不多见,不利于分析都市圈空间演变的特征和规律,难以对都市圈发展态势作出科学预测。随着信息科技的发展和大数据的应用,城市空间结构和交通模式的互动关系研究已经迎来新的契机,在新的技术条件支持下有望取得新的研究进展。


研究对象——燕郊镇的特殊性和典型性

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燕郊镇隶属于河北省三河市,位于北京东郊,紧邻北京市通州区。自2005 年《北京城市总体规划(2004—2020)》释放出“北京要向东发展” 的信号以来 [23],北京封闭的空间和功能结构逐渐被打破,取而代之是以北京为中心的开放型区域空间和功能结构的重构。北京多次采用的东进政策,促使燕郊镇进入快速发展期。


2020 年,《北京市通州区与河北省三河、大厂、香河三县市(北三县)协同发展规划》出台,提出要推进通州区与北三县高质量协同发展,燕郊的发展迈上新台阶。


依据《华北城市智能出行大数据报告》,分析北京及周边地区的“滴滴出行”订单和出行轨迹,可以发现,环北京地区最活跃的三个外围城镇依次为燕郊镇、廊坊广阳区和涿州市(图1),且燕郊往返北京市中心城区的出行量仍保持着高速增长。


图1 北京市及周边“滴滴出行”轨迹图


燕郊居民长期过着“披星戴月”式的跨省上班生活。燕郊镇除了与北京表现出超强的通勤联系外,还与泃阳镇共同构成了三河市空间形态中的双城结构。102 国道作为进京的重要通道,成为燕郊的重要经济廊道,也是整个三河市的重要城镇发展轴线(图 2)。


图2 燕郊镇在三河市内的区位及

与泃阳镇的空间关系结构图


燕郊城区位于三河市域西端,处于接受北京辐射效应的最前沿,城镇建设飞速发展,城区规模远远领先于东端的泃阳城区规模。


因此,在这种复杂的空间结构下,燕郊应该如何处理与北京市的职住空间关系?同时燕郊在三河市内又该充当何种角色?两城之间该如何发展?需要匹配何种交通条件作支撑,才能保证燕郊镇具有良好的城市运行绩效?这些问题都是本文研究的重点。


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研究数据与方法


3.1  研究数据


本研究采用的大数据是基于GPS 的“位 置 服务”(Location Based Service,LBS)数据。考虑到燕郊镇隶属于三河市,为了研究的全面性,研究获取了包括燕郊镇在内的三河市全域 2018 年 10 月的匿名报点数据及其对应的属性标签。


考虑到 10 月包含了“十一”国庆周,排除特殊节假日因素,选取了日出行总量较大的一个周末(10月 21日周日)与周中的一个工作日(10月 25 日周四),作为日常通勤与活动分析的数据获取时间。


职住关系数据用于绘制居住地和就业地之间的 OD矩阵,分别抓取报点数据中工作日非工作时段(21:00—07:00)及周末出现频次最多的坐标地数据,并将该地作为该用户的居住地;抓取工作日工作时段(10:00—17:00)出现频次最多的坐标地数据,并将该地作为该用户的就业地。


值得说明的是,尽管报点数据涉及范围是在三河市域范围内,但其属性标签中的居住地、工作地是指全国范围内的地域,即居住在燕郊,工作在北京、天津或全国其他地区的人也在研究范围内。


3.2  研究方法


本研究主要采用“空间结构(职住结构)—交通模式”的多情景耦合分析法。以反映城市空间结构特征的职住平衡度和反映交通组织方式的交通模式为情景指标,以 VISUM 交通模型分析为手段,通过对不同规划情景下交通运行状态的模拟来分析城市职住空间结构与交通模式之间的关系。


假设在职住空间结构和交通模式上各取三种情景加以组合,职住空间结构取高职住平衡、中职住平衡和低职住平衡三种情景;交通模式取低小汽车高公交、中小汽车中公交、高小汽车低公交三种情景,两两交叉,即可得到九种复合情景模式。


当然,城市的实际交通情况往往多元且复杂,情景的选择需要结合不同城市的现状和未来发展需求进行取舍。


 燕郊镇职住空间结构特征及发展情景的选择

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4.1  现状职住空间特征


对城市现状职住空间特征的分析是职住情景选择的基础。由于燕郊镇特殊的空间结构,其职住关系表现出对外(主要是对北京)职住和两城职住两个特征。依据 LBS 大数据,判断手机用户的居住地和工作地,生成职住关系 OD 矩阵,即可以比较精确地统计出燕郊对外通勤出行比例,以及燕郊、泃阳两城之间的通勤比例关系,如表 1 所示。


表1 燕郊、泃阳两镇对外及市内通勤出行比例


4.2  职住空间发展情景的选择


影响城市职住空间结构变化的因素众多,包括区域发展条件、城镇所处发展阶段以及不同时期的政策导向等。


2003 年,北京常住人口超过 1 400 万,人均 GDP 超过 3 000 美元,在经济学上,这被普遍认为是一个城市由极化效应向发挥扩散效应转变的开端,包括燕郊在内的北京周边城镇迎来了难得的发展机遇。该时期,燕郊镇主要的发展思路是“主动融入、全面对接、同城一体、借势发展”,变成名副其实的“京东房地产之城”。


2020 年,《北京市通州区与河北省三河、大厂、香河三县市协同发展规划》的出台,又将发展的风向标转向适度收缩房地产开发、提升内部公共服务水平、强化就业吸纳能力。研究应对燕郊镇未来发展的诸多不确定性,尝试提出三种发展情景:


情景模式一:与北京同城一体发展导向。对京联系强度有较大的提升,即高对京方案。在此种情景下,燕郊镇对京出行比例将大幅增加,尤其是对通州地区。而燕郊与泃阳两城之间将基本保持现状的职住联系强度。


情景模式二:保守中和型发展导向。与北京的联系基本保持在现状强度,即中对京方案。在此种情景下,未来燕郊对京出行比例将略微增加,同时燕郊与泃阳之间基本维持现状的职住联系强度。


情景模式三:积极收敛型发展导向。对京联系减弱,城市内部职住平衡度提升,即低对京方案。在此种情景下,燕郊对京出行比例将降低,新增内部就业岗位,燕郊内部就业比例基本保持不变或略有增加,泃阳对燕郊的就业比例将有较大幅度的提升。


三种情景下,燕郊对北京和内部通勤比例的设定如表 2 所示。


表2 三种情景下燕郊镇对京及内部通勤出行比例设定


其他相关比例同理设定。需要说明的是,这里三类情景参数的设定是偏主观的,意在突出发展导向,需要在应用过程中不断加以优化调整。


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燕郊镇交通模式现状及发展情景选择


交通模式的情景选择主要是依托现状交通特征,根据城市交通发展规律和条件,并参考其他城市案例,选择可能的、不同导向的交通情景模式。如在不同的公交供给水平、小汽车引导策略、慢行环境建构等情况下的交通结构,须确定各类交通模式的交通分担率。


5.1  现状交通模式


从燕郊镇近十年的交通结构变化(图 3)可以看到,摩托车出行方式占比大幅减少,增量转换到小汽车上,小汽车出行大幅增加。进京交通方式中,小汽车进京仍占主导地位(表 3)。


图3  2009—2018 年燕郊镇交通出行方式结构变化


表3  2018 年燕郊镇进京交通方式


在地面公交竞争力难以大幅提升且小汽车出行量仍将进一步增长的情况下,公交分担率提升难度较大。未来可能须加强优化已有公交系统、引入新型公交方式,如轨交等大运量公交方式。


5.2  交通发展情景的选择


燕郊镇位于北京都市圈外围地区,对比国内外成熟的大都市圈外围地区进出中心城(核心区)公共交通的分担率发现,燕郊进京的公交比例尚不算高,还有较大的增长空间。燕郊内部出行公交比例为 8%,与国外都市圈外围地区对比,也处于中下水平,仅达到东京外围公交占比的一半,未来还有较大的提升空间(图 4)。


图4 国内外都市圈外围地区进出中心城(左)

与内部(右)公共交通分担比对比


采用不同的交通模式发展导向,燕郊未来交通分担率将具有明显的差异。如若基于现状,任其发展,将形成小汽车自由发展模式,此时交通分担率为低公交出行比例、高小汽车出行比例。


若采用公交优先,协调小汽车发展,将形成公交与小汽车出行协调发展的模式,此时交通分担率为中公交出行比例、中小汽车出行比例。若加强干预,大力发展公交,则形成公交出行大力发展模式,此时交通分担率为高公交出行比例、低小汽车比例。以燕郊镇现状及历年出行方式的构成及变化为基础,基于以上三种发展模式,分别拟定对应的交通分担比值。


同时,由于燕郊存在出入京这种特殊的交通环境,因此,比例划定分为内部和进京两种结构。值得说明的是,三种交通发展模式总体的导向仍是控制小汽车出行过度发展,因此,即使在小汽车自由发展情景下,也未将小汽车出行占比做大幅提升,而是基本维持现状,其他情景则是相应地减少小汽车出行比例。


在进京方式上,由于规划轨道交通的开通,公交运量必将得到大幅上升,进京公交比例总体上会有较大幅度的提升。依据各交通情景拟定的交通出行模式比例如表 4 所示。


表4 三种交通发展模式对比


同理于职住空间发展情景,这里三类情景参数的设定也是偏主观的,意在突出发展导向,需要在应用过程中不断加以优化调整。


职住空间与交通模式的多情景耦合分析与互动关系研究

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考虑到燕郊和泃阳同属三河市,两者之间的交通和职住关系都比较密切,因此,模拟情景中运用 VISUM

软件建立了三河市整体的规划交通路网模型。


输入相应的参数后分别形成九种情景方案(表 5),分别是:在职住空间发展为高对京情景下,交通模式分别为高公交低小汽车、中公交中小汽车和低公交高小汽车三种情景,对应形成方案一、方案二、方案三;


表5 三河市交通路网的九种情景方案


职住空间发展为中对京情景下,分别对应三种交通模式情景,形成方案四、方案五、方案六;职住空间发展为低对京情景下,分别对应三种交通模式情景,形成方案七、方案八、方案九。模拟得到的九种情景方案中高峰时段道路交通饱和度,如图 5 所示。


图5 九种情景方案高峰时段道路交通饱和度


横向对比,可以看到小汽车自由发展模式下,无论何种空间发展,城市路网都拥堵严重,因此倡导公交优先必不可少。纵向对比显示了同种交通模式下,不同职住模式的路网运行状态。高对京发展模式下,对京通道呈现出不同程度的拥堵;低对京发展模式下,由于燕郊、泃阳两城之间联系的加强,联系通道的交通饱和度明显增高。


取九种情景的中间状态,即对京保守发展,将公交小汽车协同发展导向下的城市交通运行状态,与现状的道路状态进行对比(图 6),可见在该规划情景下,高峰时段进京通道及燕郊城区道路都存在少量的局部拥堵,但总体路网运行良好。


图6 三河市交通路网现状(左)

与规划(右)运行状态对比


进京通道及进出城衔接道路,如通燕高速—102 国道、京榆旧线、燕顺路、迎宾路等,相较现状有明显的改善;城区内部公共设施集中区域的道路,如学院大街、海油大街、行宫大街等拥堵状态有明显的改善。因此,该情景下的规划路网基本可以有效支撑城市未来的发展,若空间发展出现极端状态,则可以通过大力倡导公交优先有效缓解路网拥堵现象。


实际上,由于燕郊进京通道数量以及交通承载力有限,燕郊进京就业的规模可能存在刚性极限。研究认为,需要根据进京交通承载力,在保有技术弹性余地的条件下,前瞻性地论证并设定一个合理的入京交通阈值。


阈值的推导可以结合燕郊的城市发展规模、就业能力、交通容量、环境品质要求等,在一定合理区间内具体论证和谨慎划定,通过“阈值”的设定进行职住空间和交通模式互动的发展政策研究:如在阈值范围内,近、中期交通模式进一步支持燕郊发展。


在这一时期,适当鼓励燕郊镇与北京市增强通勤联系,尤其是燕郊与通州地区的联系;同时还应约束个体交通跨区通勤,大力发展公共交通与轨道交通,从而为形成良好的交通模式奠定基础。


在接近阈值时,中、远期交通模式的建构要致力于减少北京市的向心压力,即不再新增个体机动车的交通通道,并合理供给公交和轨道交通。


达到阈值后,即使入京通道运力饱和,也应谨慎论证新投入的公共交通、轨道交通供给,要通过交通需求管理的反向约束,提升燕郊内部各组团的职住平衡比例,即提升燕郊的就业岗位规模和三产服务业发展水平,走综合发展的道路,达到相对较高的内部职住平衡度,并维持合理的进京通勤比例。


上述与燕郊发展进程匹配的阈值管理,将有助于形成良好的职住关系和与之匹配的交通模式,对北京都市圈核心区与外围城镇之间良好空间结构绩效的维系和提升有着积极的作用。


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主要结论与展望


基于燕郊案例的模型演绎和分析表明,多情景“空间结构—交通模式” 的耦合分析方法也能较好地解释大都市圈核心区与外围城镇之间的城市空间绩效。这一方法的应用,可以使规划决策的情景实现可视化,从而有助于提升规划和决策的科学性。


燕郊镇发展模式的逻辑实证研究表明,即使在既定的大都市圈核心区与外围城镇空间布局条件下,由于不同的职住通勤“内循环”比例和出入核心区的通勤需求,匹配以不同的交通模式,实际会呈现出完全不同的空间绩效。低小汽车出行模式和坚持公交优先是其未来交通发展的必然选择。


研究建议通过阈值的设定进行职住空间和交通模式互动的发展政策研究,首先通过阈值设定进行交通需求管理,制定鼓励公共交通、限制核心区与外围城镇之间个体交通通行方式的管理政策,从交通发展模式上反过来约束外围城镇的独立性,从而形成良好的职住空间结构,调控企业和个人的个体选择。


2020 年《北京市通州区与河北省三河、大厂、香河三县市协同发展规划》的发布,比较明确地提出要完善燕郊内部城市功能,补齐公共服务短板,优化提升城市品质,与通州形成紧密的功能协作关系,而非通勤关系。燕郊将要逐渐摆脱“卧城”现状。


实际上这在阈值控制中,已经表现为基本走到了达到阈值后的发展阶段。城市发展政策的调整,对其职住空间与交通模式有着直接且深刻的影响,因此,未来对阈值的研究将不仅仅局限于技术层面,需要结合政策引导,将其作为阈值设定的必要条件,给予更多的思考和分析。


本研究在数据和方法上仍然存在诸多不足。如 LBS 定位数据能够反映职住空间关系的 OD 特征,但无法反映交通出行方式,需要用传统交通调查数据加以佐证。研究以职住平衡度表征职住空间特征,通勤距离、时耗等因素尚未被全面考虑,对非通勤人口的活动影响也考虑不足。


另外,若条件允许,能获取到北京市整体的LBS 大数据,并结合“北京—燕郊” 的大尺度规划路网进行分析,研究成果将更为丰富。这些都将在未来的研究中进一步展开探讨。


作者

黄建中  同济大学建筑与城市规划学院教授

马煜箫  同济大学建筑与城市规划学院硕士研究生

胡刚钰  同济大学建筑与城市规划学院博士研究生,工程师 ( 通讯作者 ) 

张   乔  上海同济城市规划设计研究院有限公司主任规划师,高级工程师

邓   晶  上海云策规划建筑设计有限公司规划师

方文彦  上海同济城市规划设计研究院有限公司副主任规划师,工程师

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中国城市规划协会


我国城乡规划工作的非营利性行业组织。致力于制定城市规划执业规则、推广规划相关行业标准、搭建行业研究交流平台。



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