城市规模与居民出行时间的关系研究

刘冠鹏 ，魏维轩

（1.上海申联建筑设计有限公司，上海 200082；2.上海济致规划建筑事务所，上海 200082；3.上海济致建筑规划设计有限公司，上海 200040）

1 背景与研究目的

1.1 问题引入

随着我国城镇化快速发展，城市规模不断扩张，导致大中小城市普遍出现城市居民出行时间延长、出行距离增加等状况，与此同时，居民出行活动形式也日趋多样化和复杂化。国外学者针对城市规模与城市交通出行的规律已有大量的实证研究，其中NEWMAN P W运用全球32个城市的数据，对城市形态与交通出行的关系进行研究，提出人口密度和交通出行时间之间存在明显的负相关。部分学者重视以居民的出行时间和距离特征引导城市中心区的高密度开发和城市空间扩展的模式。

1.2 研究目的

基于问题引入，针对居民出行所引发的一系列城市交通、城市规划问题，需要从居民日常出行时间、出行距离入手进行深入研究，建立居民出行时间同城市规模之间的关系模型进行定量分析，探索城市人口和用地规模与居民出行的时间、距离是否有相关性关系，并尝试通过曲线拟合，全面分析和掌握规模相关居民出行的规律。

2 方法与数据

2.1 研究方法

本文旨在定量研究城市规模和城市居民出行之间的关系。研究运用统计学方法，有针对性地选取数据进行收集整理，再从参数之间散点图的分布情况入手，推导得到相关性结论，最终选用相关性较强的曲线模式进行拟合。

2.2 支撑数据

首先明确规模和出行的应用数据。城市规模是衡量城市大小的数量概念，包括城市人口规模与城市地域规模2种指标，因此在研究中选用城市的人口规模、用地规模2个数据进行分析。城市居民出行主要包括上班、上学、公务、休闲、购物、探亲访友、看病、回家等活动，含出行特征、出行方式、出行距离和出行费用。

研究综合考虑数据的可获取性，结合不同类型城市的特征，选取49个规模不同的国内城市作为研究对象，分别从第六次人口普查、中国城市统计年鉴、中国新型城市化报告中提取人口规模、建成区规模、平均出行时间作为分析数据，分别围绕人口规模与出行时间的关系、建成区规模与建成区关系2个方面的定量分析展开。

3 城市人口规模与平均出行时间

居民出行时间是由城市经济发展水平、城市布局和交通环境决定，同时也随居民的年龄、职业以及出行方式、出行目的的区别而不同。由于居民的出行均带有一定目的性，故出行目的不同，出行耗时也不同。

通过不同种类曲线的拟合试验，采用对数函数，方程为F（T）=-0.000 004P2+0.018P+18.185，其中 P为城市人口规模（见图1）。利用该分析结果可有效了解城市人口规模与出行时间的关系，用于估测城市核心区以及城市边缘地区的交通流量，从而引导不同人口密度地区的交通规划。同时，统计结果还可结合城市人口比例估算不同年龄、职业等类型的城市人口出行的时间和距离规律，对城市路网规划设计、城市功能配置布局提供引导。

图1 对数据散点图分布关系选取4种函数进行拟合的结果

4 城市建成区规模与平均出行时间

目前，国内外针对城市建成区用地规模和城市居民出行之间的关系已有一定研究成果，西南交通大学的陈尚云在分析城市土地利用形态的基础上，建立数学模型模拟城市土地利用形态的不同种类，证实了城市出行总量和空间分布之间的相关性关系。吉林大学的刘伟平采用函数拟合，将出行距离作为随机变量，证明其关系符合负指数分布。

研究基于各城市数据，将49个数据城市各自的建成区规模和城市居民平均出行时间配对整理成散点图。从城市建成区规模和居民平均出行时间的散点图关系可以看出，二者之间关系呈现正相关，即随着城市建成区用地规模增长，居民出行时间相应增长。该正相关的相关程度明显高于之前城市人口规模和居民平均出行时间关系的散点图分布，因此，针对该分布特征，亦尝试选用线性函数进行曲线拟合。

通过不同种类曲线的拟合试验，选取一次函数作为拟合曲线的类型，方程式为：F（T）=0.0264A+20.692，其中A为城市建成区规模（见图2）。该拟合结果可以用于不同类型城市片区总体规模的规划以及片区内交通、街坊等尺度的设定引导。此外，通过将分析结果与城市土地利用布局结合，可以得知不同类型土地利用布局在空间上是否合理，相应提出布局改进建议。

图2 采用线性函数对城市建成区用地规模和居民平均出行时间散点图统计结果进行拟合

5 结语

综合文中依托数据对城市规模和居民出行时间关系的定量研究可知，不论是城市的人口规模还是城市建成区的用地规模，均与城市居民的出行时间呈正相关关系。其中，人口规模与出行时间之间的关系为指数函数正相关关系，建成区规模与出行时间之间为一次函数正相关关系。从决定系数R值上可以明显看出，建成区用地规模与出行时间的相关关系明显强于人口规模，说明了土地的空间配置比人口的空间分布与城市交通流量之间存在相对更紧密的联系。

研究结果可用于从城市交通出行的角度设定标准，为城市片区规模、土地利用布局以及片区内各项规划尺度提供引导和规划建议。此外，分析结果与不同片区城市人口比例的综合可以为基于人员流动的城市交通规划、片区布局提供引导；分析结果与城市土地利用状况的综合，可以有效地为土地利用的规划和优化利用提供支撑和引导。