基于可达性的土地利用与交通需求模型

摘要

近年来，随着社会经济的快速发展，城市化进程不断向前推进和机动化水平不断提高，城市交通问题已经成为影响城市可持续发展的重要问题之一。协调城市土地利用与交通系统发展是从根源上解决城市交通问题的前提，而可达性是理解土地利用和交通系统相互作用的关键。西方一些研究表明，通过提高交通可达性改善出行质量的交通规划方案，可以更有效地解决目前所面临的交通问题并能应对未来的挑战。然而，国内关于可达性的研究尚处于起步阶段。因此建立和完善关于可达性的理论体系，协调好城市土地利用与交通系统之间的关系，并将可达性的理论和方法应用于交通规划实践是目前亟需解决的问题。
　　可达性的定义、内涵和评价方法是建立相关理论的基础。文章基于研究目的将可达性定义为:在一定的城市土地利用与交通系统中，人或者物使用一种或者多种出行方式参与活动或者到达目的地的难易程度。在此基础上分析了可达性的四个组成要素:土地利用、交通系统，时空因素，个体因素，并详细分析了四个要素的具体特征以及它们之间的相互关系。然后回顾和总结了四种常见的可达性评价模型的优缺点和适用范围，这些可达性评价模型未考虑出行方式对可达性的影响，针对这一重大缺陷，文章在重力模型基础上，提出了基于出行方式的可达性模型，为量化研究土地利用对交通需求的影响奠定了基础。
　　为了掌握城市土地利用对出行行为的作用及影响程度，文章首先设计家庭属性、个人属性、土地利用与出行行为4个潜变量，在此基础上构建结构方程模型，利用南京市居民出行调查数据和土地利用空间数据对模型进行鉴别和修正，最终确定土地利用和个人社会经济属性对居民的日均出行次数、出行时间和出行距离的影响程度和影响方向。研究结果表明优化土地利用布局，提高区域的土地利用开发强度、土地利用混合程度以及可达性，可以减少出行次数和缩短出行距离，这对缓解城市交通拥堵问题具有积极的指导意义。
　　城市土地利用对居民的出行方式选择同样具有重要影响。文章基于随机效用最大化理论，建立居民出行方式选择的分层logit模型，从微观角度探索城市土地利用特征对居民出行方式选择概率的影响，同时采用弹性分析方法，研究出行时间与出行费用对出行方式选择的敏感程度。研究结果表明，非机动化的出行方式在居住可达性和就业可达性高的区域更加具有吸引力;相对出行费用而言，选择公交与地铁的居民对出行时间更加敏感;完善的公共交通系统以及城市土地利用与交通政策的有效结合有助于缓解城市的不断扩张引起的交通拥堵问题。
　　为了客观把握不同的土地利用布局对居住地再选址与出行方式转变的潜在影响，文章以南京主城区为例，建立了居住地和出行方式同时选择的交叉巢式logit模型。该模型可以克服空间选择的潜在相关性问题，研究结果具有重要的现实意义:协调好城市土地利用与交通系统有助于转变出行者的出行方式，减少小汽车的出行比例。然后进行弹性分析，研究了居住地与就业地之间的距离在同一范围的条件下，出行方式的选择随着出行时间和出行费用的变化而变化。出行距离越远，小汽车出行时间直接弹性越大，表明长距离的出行者对出行时间更敏感。与小汽车的出行费用直接弹性相比，公共交通的出行费用直接弹性更大，意味着选择公共交通出行的通勤者对出行费用更加敏感。
　　为了分析了在给定土地利用布局条件下的交通需求特征，以及交通需求对城市交通可达性和土地利用布局的影响，文章在回顾和总结了城市土地利用与交通关系模型的研究进展的基础上，针对土地利用布局优化多目标的特点以及土地利用和交通之间的互动关系，建立了基于可达性的城市土地利用与交通一体化双层规划模型。最后，文章以南京市主城区为例进行实证分析，研究结果表明通过合理优化土地利用布局，增强不同土地利用之间的协调性和提高区域的可达性，从而使交通需求内部化，缩短出行距离，减少不必要的出行，有助于缓解城市交通拥堵问题。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的和意义

1．2．1 目的和内容

1．2．2 意义和应用前景

1．3 研究范围界定

1．3．1 交通可达性

1．3．2 城市土地利用

1．4 研究方法及技术路线

1．4．1 研究方法

1．4．2 技术路线

第二章 国内外研究现状

2．1 国外研究现状

2．1．1 土地利用与交通的互动关系

2．1．2 土地利用与交通需求模型

2．1．3 可达性的定义、内涵及评价方法

2．2 国内研究现状

2．3 本章小结

第三章 城市土地利用与交通的相互作用机理

3．1 相关概念的界定

3．1．1 城市交通

3．1．2 土地利用

3．2 城市土地利用与交通相互作用理论

3．2．1 技术理论：区位理论

3．2．2 经济理论：空间经济学理论

3．2．3 社会理论：土地利用三模式理论

3．3 可达性在城市土地利用与交通关系中的作用

3．4 本章小结

第四章 可达性的定义、内涵及评价方法

4．1 可达性的概念

4．1．1 可达性的定义

4．1．2 可达性的组成因素

4．1．3 可达性与机动性

4．2 基于出行方式的交通可达性模型

4．2．1 模型提出

4．2．2 交通阻隔函数

4．2．3 参数标定

4．2．4 实例分析

4．3 本章小结

第五章 土地利用对交通需求的影响

5．1 城市土地利用与交通需求的关系

5．1．1 城市土地开发密度对交通需求的影响

5．1．2 城市土地利用混合程度对交通需求的影响

5．1．3 职住平衡对交通需求的影响

5．1．4 可达性对交通需求的影响

5．2 城市土地利用对出行行为的影响

5．2．1 结构方程模型

5．2．2 模型构建

5．2．3 结论

5．3 城市土地利用对出行方式选择的影响

5．3．1 巢式logit模型

5．3．2 模型构建

5．3．3 结论

5．4 城市土地利用对居住地与出行方式同时选择的影响

5．4．1 交叉巢式logit(CNL)模型

5．4．2 模型构建

5．4．3 结论

5．5 本章小结

第六章 基于可达性的土地利用与交通需求一体化模型

6．1 土地利用与交通的互动关系

6．1．1 土地利用对交通需求的影响

6．1．2 交通对土地利用的影响

6．2 基于可达性的土地利用与交通一体化模型

6．2．1 建模思路

6．2．2 双层规划模型的求解方法

6．2．3 下层模型的求解算法

6．3 实例分析

6．3．1 研究范围

6．3．2 基础数据

6．3．3 参数标定

6．3．4 结果分析

6．4 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 主要研究结论

7．2 主要创新点

7．3 研究展望

参考文献

致谢

攻读博士学位期间发表论文及参与科研情况