城市通勤交通与居住就业空间分布关系——模型与方法研究

摘要

城市通勤交通与居住就业空间分布之间存在互动关系。国内外研究表明,把握城市中交通与居住就业空间关系的形成机理和影响因素,揭示其内在的规律,了解居民在进行居住空间选址时的行为规律和互动关系,对于制定切实可行的城市交通政策尤为重要。本论文以我国大城市为对象,从微观和宏观的角度,研究城市通勤交通与居住就业空间分布相互关系模型与方法,为城市交通规划的制定、交通政策分析以及城市空间结构调整提供理论基础。
　　 首先,归纳总结国内外关于城市交通与居住就业相互关系的研究历程、研究成果及未来研究方向,为论文的研究提供基础。第二,从宏观层面,分析城市通勤交通与居住就业空间分布的互动机理,从微观层面分别用网络广义极值理论和小波神经网络理论建立城市居民居住就业和交通方式联合选择模型,并对两类模型的解释能力和预测能力加以对比分析。第三,从宏观和微观角度研究轨道交通对居住就业和出行方式选择的影响,用交叉分层Logit模型对轨道站点周边居住地选择和出行方式选择进行建模,同时在样本数据有限情况下研究城市轨道交通沿线房地产价格的变化规律,提出基于支持向量机的回归预测模型,以北京轨道交通13号线为例,验证模型的有效性。第四,基于职住平衡理论,从居住空间分布优化角度建立拥挤路网下居民住宅分布的多目标优化模型,给出基于多目标值排序组合选择的遗传算法,并给出算例分析。第五,用数据包络分析方法(DataEnvelopment Analysis,DEA),结合模糊数学,对居住就业空间分布与通勤交通的影响关系进行分析,建立中观评价模型。从就业空间分布优化角度,对非DEA有效的决策单元进行投影分析,计算改进的目标值。目标值的改进方向与居住就业平衡理论一致。最后,以北京市各行政区为例进行了评价分析。
　　 本论文的主要创新性成果如下:
　　 1、从微观角度研究居住就业与城市通勤交通出行关系,基于随机效用最大化理论,构建了居住和出行方式联合选择的网络广义极值模型,进行直接弹性和间接弹性分析,尝试刻画日益增长的交通拥堵情况的影响变化及其在不同的就业地模式下对居住再选址和出行方式转变的潜在影响;同时与小波神经网络模型的预测能力和解释能力加以对比。
　　 2、建立了基于最小二乘支持向量机回归的轨道交通沿线房地产价格预测模型,该模型能够在先验数据有限的情况下,较为准确地预测出城市轨道沿线房地产价格的分布规律。
　　 3、建立了轨道站点周边居住和出行方式联合选择模型,针对空间相关性问题,采用交叉分层Logit模型进行参数估计,定量研究轨道交通对居住选择和出行方式改变的潜在影响,有利于把握轨道站点周边居民出行空间分布特征,同时为合理规划轨道站点周边土地利用布局提供参考。
　　 4、构建了网络均衡状态下居住空间分布多目标优化模型,以居民居住地到工作地的平均出行距离成本最小,系统总出行时间成本最低,居民居住选址效用和社会效益最大作为目标函数,同时把路网平衡下的条件转化为优化目标的约束条件;在分析多目标优化Pareto最优解特点的基础上,提出了基于多目标值排序组合选择的多目标遗传算法对拥挤路网下居住空间分布进行优化,同时保证路网居住和就业的平衡关系,以此减少过量通勤交通,缓解交通拥堵,为交通规划和政策的研究提供参考。
　　 5、运用DEA方法对居住就业空间分布对交通出行的影响进行分析,建立中观评价模型。研究居住就业空间匹配均衡对通勤交通出行影响的程度,通过评价结果分析,能够识别出影响二者协调发展的关键因素,找出导致决策单元无效的原因,通过对非DEA有效的决策单元的投影分析对居住和就业空间分布进行优化。

目录

文摘

英文文摘

致谢

论文说明:图表目录

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 研究思路与内容

1.2.1 研究思路

1.2.2 研究内容

1.3 研究方法与技术路线

1.3.1 研究方法

1.3.2 技术路线

2 国内外研究综述

2.1 国外研究综述

2.1.1 理论模型研究

2.1.2 实证模型研究

2.1.3 综合评述

2.2 国内研究综述

2.2.1 理论实证研究

2.2.2 综合评述

2.3 本章小结

3 城市通勤交通与居住就业空间分布互动关系研究

3.1 城市通勤交通与居住就业空间分布互动机理

3.1.1 相关概念的界定

3.1.2 城市通勤交通与居住就业空间循环互动

3.1.3 城市居住就业与通勤出行因果关系

3.2 基于离散选择模型的城市通勤交通与居住就业地选择关系

3.2.1 NetworkGEV模型

3.2.2 特性变量及选择项集合的确定

3.2.3 居住就业选址和出行方式联合选择模型

3.2.4 NetworkGEV模型参数估计

3.3 城市通勤交通与居住就业地选择小波神经网络预测模型

3.3.1 小波神经网络理论

3.3.2 小波神经网络求解步骤

3.3.3 模拟分析

3.4 NetworkGEV与WNN模型对比分析

3.5 本章小结

4 城市轨道交通建设影响下居住地和方式选择研究

4.1 城市轨道交通与居住就业空间分布关系宏观机理

4.1.1 轨道交通与居住就业空间分布形态关系

4.1.2 轨道交通对居住地选择的影响

4.1.3 轨道交通对出行方式选择的影响

4.1.4 轨道交通对房地产价格的影响

4.2 轨道交通沿线房地产价格预测研究

4.2.1 支持向量机回归

4.2.2 LS-SVR参数和核函数选择

4.2.3 轨道站点周边房地产价格的LS-SVR预测模型

4.2.4 实例分析

4.3 城市轨道交通与居住就业空间分布关系微观机理

4.3.1 轨道站点周边居住地选择和出行方式联合选择模型

4.3.2 交叉分层Logit模型

4.3.3 实例分析

4.4 本章小结

5 路网均衡状态下居住空间分布优化研究

5.1 路网均衡状态下居住空间分布多目标优化模型

5.1.1 多目标优化理论

5.1.2 多目标优化模型

5.1.3 模型主要参数说明

5.2 多目标优化遗传算法

5.2.1 多目标遗传算法权重确定

5.2.2 多目标遗传算法求解步骤

5.3 算例分析

5.4 本章小结

6 城市通勤交通与居住就业空间分布关系评价研究

6.1 城市交通系统与居住就业系统的输入输出

6.1.1 居住就业平衡对通勤交通影响

6.1.2 城市通勤交通与居住就业指标

6.2 城市交通与居住就业协调关系的DEA评价模型

6.2.1 DEA评价方法的思路

6.2.2 DEA评价模型建立

6.2.3 评价分析流程

6.3 实例分析

6.3.1 北京市城郊区县交通与居住就业协调关系评价

6.3.2 通勤交通与就业空间分布优化

6.4 本章小结

7 研究结论与展望

7.1 主要研究成果

7.2 论文的主要创新点

7.3 研究展望

参考文献

作者简历

学位论文数据集