基于“以流定形”的城市交通空間分析邏輯

交通規(guī)劃在空間規(guī)劃體系框架下涉及的內(nèi)容可以劃分為三個(gè)部分：前置先導(dǎo)性內(nèi)容、融合協(xié)同性內(nèi)容和傳遞落實(shí)性內(nèi)容。其中，傳遞落實(shí)性內(nèi)容屬于專項(xiàng)規(guī)劃，是傳統(tǒng)交通規(guī)劃理論與方法所擅長(zhǎng)的領(lǐng)域;前置先導(dǎo)性內(nèi)容則與上位空間結(jié)構(gòu)和交通網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)，對(duì)本層次空間結(jié)構(gòu)和布局具有重要影響，應(yīng)在空間規(guī)劃之前通過預(yù)研加以明確;融合協(xié)同性內(nèi)容則重點(diǎn)探討本層次空間結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，與傳統(tǒng)城市總體規(guī)劃綱要階段所討論的問題有很大的相似性。

空間結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)分析的重要性可以從地理學(xué)和城市科學(xué)的理論發(fā)展中得到支持，也能夠從國際經(jīng)濟(jì)和國家戰(zhàn)略中得到印證。

一方面，作為城市規(guī)劃理論的基礎(chǔ)，地理學(xué)和城市科學(xué)呈現(xiàn)了值得關(guān)注的發(fā)展趨勢(shì)，即從關(guān)注規(guī)模的場(chǎng)空間體系向關(guān)注網(wǎng)絡(luò)和流的流空間體系轉(zhuǎn)變。流空間理論以網(wǎng)絡(luò)和流詮釋空間要素間的關(guān)系，基于流空間理論，對(duì)中國的城市規(guī)劃提出了“以流定形”的設(shè)想。相較于依靠資源環(huán)境、廉價(jià)勞動(dòng)力的“體力城鎮(zhèn)化”道路，依靠智力創(chuàng)新的“智力城鎮(zhèn)化”道路是未來中國的必然選擇。在智力城鎮(zhèn)化的背景下，為了提示存在于每一類形態(tài)下的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)等要素的流動(dòng)，“以流定形”正成為探討支撐中國城鄉(xiāng)規(guī)劃發(fā)展走向理性與科學(xué)的新的范式，即從表層的形態(tài)挖掘其下的流動(dòng)要素，從而制定和總結(jié)出城市發(fā)展模型和方法，形成支撐城市發(fā)展的空間交互模型基礎(chǔ)。

另一方面，中國所提出的“一帶一路”倡議，是為適應(yīng)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展結(jié)構(gòu)變化，形成更加有利于共同發(fā)展的空間聯(lián)系結(jié)構(gòu);而“交通強(qiáng)國”的國家戰(zhàn)略，實(shí)際上與“一帶一路”倡議緊密關(guān)聯(lián)，通過交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和增強(qiáng)交通建設(shè)能力，在國際要素流動(dòng)的空間體系中發(fā)揮主導(dǎo)作用。這些實(shí)際上是以網(wǎng)絡(luò)和流詮釋空間要素間關(guān)系在政治與經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的折射。

正因?yàn)槿绱?，在空間規(guī)劃融合協(xié)同性內(nèi)容中確定空間結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的適配關(guān)系顯得尤為重要，是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交通流分析的上位問題，需要空間規(guī)劃師與交通規(guī)劃師共同承擔(dān)這一重要任務(wù)。

融合協(xié)同性內(nèi)容討論問題的語境與傳統(tǒng)交通分析方法有很大差異，其對(duì)空間構(gòu)造分析的重視遠(yuǎn)超于交通流量化分析?；贠D的交通分析理論由于相關(guān)工作深度限制和自身局限，很難適應(yīng)這種空間構(gòu)造分析，促使以空間活動(dòng)系統(tǒng)研究替代網(wǎng)絡(luò)交通流分析，其討論問題所遵循的邏輯是空間中的關(guān)系—空間中的活動(dòng)—空間中的網(wǎng)絡(luò)。

傳統(tǒng)交通規(guī)劃根據(jù)問題對(duì)象的不同，采用兩種不同的方法定義空間。對(duì)于城市交通規(guī)劃，傳統(tǒng)上一般采用交通分區(qū)定義空間，即忽略分區(qū)內(nèi)部的流動(dòng)，將分區(qū)之間的交通流映射到交通網(wǎng)絡(luò)之上。對(duì)于區(qū)域交通規(guī)劃，則以城市作為節(jié)點(diǎn)，將城際交通映射到區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)之上。

新的空間規(guī)劃體系面對(duì)的空間結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)規(guī)劃要復(fù)雜，包含城市、市域、都市圈、城市群等多個(gè)空間層級(jí)。這意味著，傳統(tǒng)方法體系中獨(dú)立討論的日?？臻g活動(dòng)系統(tǒng)和城際空間活動(dòng)系統(tǒng)，需要在新的空間層級(jí)結(jié)構(gòu)中加以適度統(tǒng)一。

事實(shí)上，以通勤、通學(xué)、購物、休閑等活動(dòng)為主體的日常空間活動(dòng)時(shí)變規(guī)律，與商務(wù)、游憩等活動(dòng)為主體的城際空間活動(dòng)時(shí)變規(guī)律有很大差異。按照新的國土空間層級(jí)研究問題時(shí)，如何通過層級(jí)化空間分區(qū)適度分離不同時(shí)變規(guī)律的流動(dòng)，是一個(gè)需要明確的問題。利用移動(dòng)通信信令數(shù)據(jù)在比較廣泛的空間范圍內(nèi)獲得空間的職住關(guān)聯(lián)信息，采用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論中的“社區(qū)發(fā)現(xiàn)”算法，能夠識(shí)別空間職住關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的模塊化結(jié)構(gòu)(見下圖)。據(jù)此可以將空間劃分為一種層級(jí)結(jié)構(gòu):模塊內(nèi)部具有較強(qiáng)的通勤活動(dòng)內(nèi)聚性，模塊之間則是跨區(qū)通勤以及商務(wù)、游憩等空間聯(lián)系。

基于職住空間關(guān)系的城市群層次化空間分區(qū)示意

采用這種方法確定的空間聯(lián)系模塊化結(jié)構(gòu)，在城市群尺度中顯示出很強(qiáng)的核心-邊緣結(jié)構(gòu)特征(見下圖)，即由若干元素相互聯(lián)系構(gòu)成的一種中心緊密相連、外圍稀疏分散的特殊結(jié)構(gòu)。而在超、特大城市內(nèi)部亦能夠識(shí)別出一定規(guī)模的核心-邊緣結(jié)構(gòu)。

城市群尺度下的核心-邊緣結(jié)構(gòu)

 城市空間并非單純的地理學(xué)概念，而是社會(huì)發(fā)展的產(chǎn)物，且能夠被社會(huì)所改變。英國人文地理學(xué)家羅納德·約翰·約翰斯頓將社會(huì)空間定義為社會(huì)群體感知和利用的空間，由此出發(fā)對(duì)于空間關(guān)系的描述主要應(yīng)該關(guān)注社會(huì)群體空間活動(dòng)相關(guān)的社會(huì)關(guān)系，以解釋不同社會(huì)群體空間活動(dòng)的差異。

城市、都市圈或城市群范圍內(nèi)的空間活動(dòng)可以采用其背后發(fā)揮作用的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)關(guān)系來加以詮釋，例如企業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等。在部分不需要深度歸因分析的情況下，也可以采用更為直接的職住空間關(guān)聯(lián)關(guān)系(見下圖)、公共服務(wù)設(shè)施的可達(dá)性覆蓋(見下圖)等來表述空間中的關(guān)系。

基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)識(shí)別的不同類型職住空間關(guān)聯(lián)關(guān)系

公共服務(wù)設(shè)施的可達(dá)性覆蓋評(píng)價(jià)(以醫(yī)療設(shè)施為例)

這類空間中的關(guān)系是社會(huì)活動(dòng)的產(chǎn)物，包括企業(yè)選址活動(dòng)、居住遷移活動(dòng)、就業(yè)選擇活動(dòng)、外來人口遷入活動(dòng)等，同時(shí)也受到既有和歷史城市空間、交通網(wǎng)絡(luò)等的影響。

對(duì)于空間活動(dòng)的描述與所依托的信息環(huán)境緊密關(guān)聯(lián)。基于移動(dòng)通信信令數(shù)據(jù)能獲得用戶在空間中活動(dòng)的部分信息，可以采用信息點(diǎn)、活動(dòng)點(diǎn)、駐點(diǎn)、錨點(diǎn)等概念(見下表)模糊但正確地反映對(duì)象活動(dòng)空間的基本情況。

規(guī)范個(gè)體空間活動(dòng)的基本特征數(shù)據(jù)

相比于空間活動(dòng)產(chǎn)生的流動(dòng)量，行為主體的空間活動(dòng)模式以及在個(gè)體活動(dòng)模式相互作用下產(chǎn)生的空間活動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)更值得關(guān)注(見下圖)。因此需要尋找一種不同于OD的表述方式，即對(duì)于個(gè)體行為模式以及基于錨點(diǎn)和駐點(diǎn)的行為模式集計(jì)特征的表述。

上海不同居住地居民的活動(dòng)時(shí)空特征差異

對(duì)于單個(gè)行為主體，采用興趣值(訪問某個(gè)空間位置的頻率與逗留時(shí)間的乘積)來表征空間維度上的活動(dòng)模式，采用信息熵來表征時(shí)間維度上的活動(dòng)模式(見下圖)。而對(duì)于在某個(gè)空間區(qū)域中集聚的行為主體(例如居住在這一區(qū)域的個(gè)體、就業(yè)在這一區(qū)域的個(gè)體等)，則需要采用某種方式(興趣值結(jié)構(gòu)類別、活動(dòng)空間尺度等)定義其集計(jì)特征。

基于樣本總體信息熵表征時(shí)間維度上的居民活動(dòng)模式

站在空間規(guī)劃的立場(chǎng)上，交通網(wǎng)絡(luò)是塑造流空間的重要政策工具，也是實(shí)現(xiàn)空間正義的重要手段。對(duì)空間中的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究主要包括以下層次的內(nèi)容：

1)空間活動(dòng)系統(tǒng)評(píng)估：發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有系統(tǒng)(交通系統(tǒng)、公共服務(wù)設(shè)施分布、城市空間結(jié)構(gòu))存在的問題?；谏虾Ｊ懈鹘煌ㄐ^(qū)間的公共交通行程時(shí)間，采用社區(qū)發(fā)現(xiàn)算法獲取上海市由公共交通網(wǎng)絡(luò)所形成的空間聯(lián)系結(jié)構(gòu)(見下圖a)，同一社區(qū)內(nèi)部的公共交通聯(lián)系較為緊密，而社區(qū)之間的公共交通連接則相對(duì)稀疏。將公共交通網(wǎng)絡(luò)所形成的空間聯(lián)系結(jié)構(gòu)與上海市居民的職住空間分布進(jìn)行比較(見下圖b、下圖c)，工作地與居住地位于同一社區(qū)的居民比例較低，可見上海市現(xiàn)有的公共交通網(wǎng)絡(luò)與居民的實(shí)際通勤需求并不匹配。

2上海市公共交通網(wǎng)絡(luò)與居民職住分布的關(guān)系

2)城市空間活動(dòng)系統(tǒng)歸因分析：空間中的關(guān)系與空間中的活動(dòng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系將給出內(nèi)在因果關(guān)系的線索，在此基礎(chǔ)上的循證分析將揭示城市發(fā)展內(nèi)在的動(dòng)力機(jī)制，如下圖所示。

居民活動(dòng)模式的決策樹分析

3)城市空間活動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測(cè)：主要討論不同空間活動(dòng)模式的行為主體結(jié)構(gòu)的空間分布演化，以及由于這種演化造成的交通網(wǎng)絡(luò)上流動(dòng)結(jié)構(gòu)的變化。例如，基于移動(dòng)通信數(shù)據(jù)從個(gè)體層面提取居民活動(dòng)空間的關(guān)鍵指標(biāo)，采用置信橢圓法衡量居民活動(dòng)空間的方向性，并以DBSCAN算法識(shí)別個(gè)體活動(dòng)中心的數(shù)量，分析上海市不同區(qū)位居民的個(gè)體活動(dòng)空間差異(見下圖)。

不同空間活動(dòng)模式的行為主體結(jié)構(gòu)的空間分布

空間規(guī)劃是對(duì)空間使用的規(guī)劃，不是對(duì)自然空間的劃分，其核心是建立各種空間使用之間的關(guān)系，以流空間理論為基礎(chǔ)的“以流定形”是一個(gè)值得關(guān)注的方向?？臻g規(guī)劃框架下的交通規(guī)劃可以劃分為前置引導(dǎo)、融合協(xié)同和傳承落實(shí)三部分內(nèi)容，其中前兩者與“以流定形”緊密相關(guān)，是交通規(guī)劃理論亟待拓展的領(lǐng)域。新方法遵循一種與傳統(tǒng)交通分析理論不同的分析邏輯：空間中的關(guān)系-空間中的行為-空間中的網(wǎng)絡(luò)。摸清現(xiàn)狀關(guān)系，梳理網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，才能在空間規(guī)劃體系框架下明確不同空間尺度的交通發(fā)展戰(zhàn)略。