基于“节点-功能-场所”三维魔方模型的TOD类型对比分析——北京、上海、深圳、武汉和杭州
今天为大家分享武大城市化研究室（ID:wurg2016）最新研究成果：
中国5大城市轨道交通TOD类型对比分析——北京市、上海市、深圳市、武汉市和杭州市
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摘要
交通导向发展(TOD)是一种有效的城市可持续发展规划策略，近年来在全球范围内得到广泛应用。虽然个别城市的案例研究可以提供有价值的参考，但也导致了现有的理论原则与实际规划实践之间的差距，而不同城市间的比较分析能够有效应对这一挑战。通过对经典的“节点-场所”模型进行扩展，以魔方的形式构建了“节点-功能-场所”模型，作为TOD类型划分的理论基础，并将该模型应用于北京、上海、深圳、武汉和杭州这五个典型的中国特大城市。结果表明：不同城市的TOD呈现出相似的空间格局，综合得分由中心向外围递减；最终划分出六种TOD类型，在五个特大城市内部和之间存在显著的差异。
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概念框架
图1 “节点-场所”模型
“节点-场所”模型将轨道交通站点及其服务范围在城市中的作用总结为5种形式：
（1）平衡型：节点功能与场所功能的协同性较高且强度适中；
（2）压力型：交通设施水平与土地利用强度均较高，但很可能阻碍彼此的发展；
（3）从属型：交通与土地利用都不发达，有较大的发展空间；
（4）失衡节点型：交通供给过剩，土地利用发展存在一定潜力；
（5）失衡场所型：土地过度开发，超过了当前交通容量所能提供的服务水平。
图2 “节点-功能-场所”模型
随着“节点-场所”模型的广泛应用，研究人员开始意识到其局限性，理论中的五种类型并不能够充分展示TOD在现实中的不同表现。此外，因其没有考虑站点及周边土地利用之间的相互反馈，“节点-场所”模型无法准确区分TAD（交通毗邻发展）与TOD。“节点-功能-场所”模型将“功能”维度（描述站点与土地利用之间联系的其他指标）纳入“节点-场所”模型中，通过对节点、功能、场所进行定量测度并将其投影到三维坐标系中，以魔方的形式直观地展现出27种不同的TOD类型。类似于原来的“节点-场所”模型，根据定量测量的强度，将每个轴分为高、中、低三个等级。以一个“节点”价值高但“场所”和“功能”价值低的小立方体为例，表明车站周围的土地利用开发不与交通供应创造的潜在需求相匹配，站点的设计不利于交通与土地利用之间的反馈，因此，我们将这种TOD类型定义为“失衡节点型（较小概率转换为平衡型）”。
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数据与方法
研究区
选取中国5大典型城市——北京市、上海市、深圳市、武汉市和杭州市的共计936个地铁站区范围作为案例区进行TOD发展现状评价。根据文献调研，将地铁站周边800米范围作为分析阈值，如图3所示。
图3 研究区示意图
指标体系
以“节点-功能-场所”模型为理论基础，从“节点”、“场所”和“功能”三个维度构建指标体系（表1）。首先，通过站点承载力、站点服务力与站点联通性三个视角理解轨道交通站点的“节点”价值；其次，从密度、可达性与设计三个层面组织“功能”维度的相关指标；最后，土地利用密度和土地利用混合度两个方面的指标用于评价轨道交通站点周边区域的“场所”价值。
表1 TOD综合评价指标体系
指标集成
TOD发展水平评价是一个复杂的多因素综合评价过程。层次分析法（AHP）作为一种主观与客观相结合的方法，相比于单一的主观或者客观方法，更适合作为TOD发展水平评价的指标确权方法。因此我们采用层次分析法来确定表1中各维度及子指标的权重，在基于生成的权重对指标进行集成之前，我们对所有指标进行了标准化。
图4 层次分析法流程图
聚类分析
两步聚类（Two-Step Cluster）可以有效地分析大数据集，并自动区分集群之间的差异，分为预聚类（对案例进行初步归类，允许的最大类别数由用户指定）和正式聚类（对第一步中得到的初步类别进行再聚类并确定最终的聚类方案）两步。采用两步聚类方法，根据“节点”子指数、“场所”子指数和“功能”子指数对5大城市的所有TOD进行分类。
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结果与分析
图5 “节点”、“场所”、“功能”子指标及TOD综合指数空间分布图
北京、上海、深圳、武汉的“节点”得分从中心向外围递减。深圳的“场所”得分较高，而上海、武汉、杭州、北京等外圈地铁站区域的得分较低。上海和武汉的“功能”得分较低，相反，杭州拥有许多得分较高的TOD。
TOD综合指数的较高值分布在五大城市的中心区域，特别是在北京、上海和深圳的中心区域。
图6 “节点”、“场所”、“功能”子指标及TOD综合指数数值分布图
上海、北京和武汉的分布较为分散，而深圳和杭州的分布较为集中。在“节点-场所”关系上，北京的节点得分明显较高，而杭州和深圳的场所得分较高。在五大城市中，超过一半站点的节点得分高于功能得分。
Beijing
Shanghai
Shenzhen
Wuhan
Hangzhou
图7 TOD得分与地铁站开通时间的关系
通过分析“节点”、“场所”、“功能”子指标及TOD综合指数与地铁站开通时间的关系可以发现：
• 早期在北京和上海建立的站点具有更高的节点、场所、功能和TOD综合得分，说明北京和上海的TOD绩效在各方面都可以随着时间的推移逐步提高；
• 武汉和深圳的TOD得分也出现了这样的趋势，说明TOD的整体表现有所提高；
• 但杭州没有此趋势，说明TOD的绩效不随着开通时间而增加。
图8 TOD类型分布图
通过两步聚类，将五大城市的936个地铁站区划分为六大类：
类别1：有较小概率转换为平衡型的失衡节点型——节点得分较高，场所和功能得分却非常低，不利于交通与土地之间的反馈。
类别2：有可能转换为平衡型的一致失衡节点型——节点与场所得分相对平衡，同时具有有利于交通和土地发展的行人友好性。
类别3：大概率转换为平衡型的一致失衡节点型——相比类别2，各子指标得分更高，行人环境更加友好。
类别4：压力下平衡型——节点和场所得分更高，功能得分适中。
类别5：有可能转换为平衡型的较平衡发展型——节点、场所、功能均适度发展，交通供给可以匹配城市的发展。
类别6：大概率转换为平衡型的较平衡发展型——功能得分比类别5更高，交通与土地之间有一个更加良好的可步环境。
分城市来看，类别1, 2, 3均分布在上海、北京和武汉的郊区，类别3更靠近中心城区。类别4主要分布于北京和上海的中心区域。类别5主要分布于武汉的中心区和上海的中环。杭州主要是类别6，深圳是类别5和类别6的交替分布。
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结论与建议
结论
# 通过分析TOD得分的差异，可以看出：杭州的节点得分较低，深圳的场所得分较高，上海的功能得分较低。TOD综合得分深圳最高，武汉最低。
# 在五大城市中，TOD得分呈现出相似的空间格局，总体上有从中心向外围递减的趋势。
# 经过城市的发展，处于中心区域的站点可以逐步实现TOD绩效的提升，尤其是在上海和北京。
# 六种TOD类型在五大城市中呈现出显著的空间变化，靠近中心区域的TOD具有更大的平衡潜力。
规划建议
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研究结果表明传统的“一刀切”的方法是有缺陷的，规划者应该为每一种TOD类型制定有针对性的策略。首先需要优先发展类别1的地铁站，对于类别1和类别2而言，引进新的城市建设项目可能行之有效，类别3可以通过城市改造和更新来改善可达性和步行性，从而实现平衡。
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类别4中的土地利用规划应作为主要干预手段。类别5的地铁站区可以通过多功能复合提高交通和土地利用之间的相互反馈。对于类别6，现有的高可达性和步行性为转变为平衡型TOD提供了黄金机会，因此，迫切需要制定一个空间规划框架，将交通规划与土地利用规划有机结合起来。
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在城市层面，TOD规划策略也应该考虑到个体差异。对于北京、上海和武汉来说，多功能分区和土地利用混合是关键问题，而深圳和杭州需要关注空间规划在TOD推广中的作用。
参考文献
Shiliang Su, Hui Zhang, Miao Wang, Min Weng, Mengjun Kang*. Transit-oriented development (TOD) typologies around metro station areas in urban China: A comparative analysis of five typical megacities for planning implications. Journal of Transport Geography, 2021, 90：102939.
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