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)容和傳遞落實性內(nèi)容。其中，傳遞落實性內(nèi)容屬于專項規(guī)劃，是傳統(tǒng)交通規(guī)劃理論與方法所擅長的領(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，即從關(guān)注規(guī)模的場空間體系向關(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、廉價勞動力的“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、社會、生態(tài)等要素的流動，“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“交通強國”的國家戰(zhàn)略，實際上與“一帶一路”倡議緊密關(guān)聯(lián)，通過交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和增強交通建設(shè)能力，在國際要素流動的空間體系中發(fā)揮主導(dǎo)作用。這些實際上是以網(wǎng)絡(luò)和流詮釋空間要素間關(guān)系在政治與經(jīng)濟領(lǐng)域中的折射。

正因為如此，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，其對空間構(gòu)造分析的重視遠(yuǎn)超于交通流量化分析。基于OD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—空間中的網(wǎng)絡(luò)。

傳統(tǒng)交通規(guī)劃根據(jù)問題對象的不同，采用兩種不同的方法定義空間。對于城市交通規(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，將分區(qū)之間的交通流映射到交通網(wǎng)絡(luò)之上。對于區(qū)域交通規(guī)劃，則以城市作為節(jié)點，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、城市群等多個空間層級。這意味著，傳統(tǒng)方法體系中獨立討論的日?？臻g活動系統(tǒng)和城際空間活動系統(tǒng)，需要在新的空間層級結(jié)構(gòu)中加以適度統(tǒng)一。

事實上，以通勤、通學(xué)、購物、休閑等活動為主體的日?？臻g活動時變規(guī)律，與商務(wù)、游憩等活動為主體的城際空間活動時變規(guī)律有很大差異。按照新的國土空間層級研究問題時，如何通過層級化空間分區(qū)適度分離不同時變規(guī)律的流動，是一個需要明確的問題。利用移動通信信令數(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結(jié)構(gòu):模塊內(nèi)部具有較強的通勤活動內(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，而是社會發(fā)展的產(chǎn)物，且能夠被社會所改變。英國人文地理學(xué)家羅納德·約翰·約翰斯頓將社會空間定義為社會群體感知和利用的空間，由此出發(fā)對于空間關(guān)系的描述主要應(yīng)該關(guān)注社會群體空間活動相關(guān)的社會關(guān)系，以解釋不同社會群體空間活動的差異。

城市、都市圈或城市群范圍內(nèi)的空間活動可以采用其背后發(fā)揮作用的社會和經(jīng)濟關(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。

基于移動通信數(shù)據(jù)識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)性覆蓋評價(以醫(yī)療設(shè)施為例)

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

對于空間活動的描述與所依托的信息環(huán)境緊密關(guān)聯(lián)?；谝苿油ㄐ判帕顢?shù)據(jù)能獲得用戶在空間中活動的部分信息，可以采用信息點、活動點、駐點、錨點等概念(見下表)模糊但正確地反映對象活動空間的基本情況。

規(guī)范個體空間活動的基本特征數(shù)據(jù)

相比于空間活動產(chǎn)生的流動量，行為主體的空間活動模式以及在個體活動模式相互作用下產(chǎn)生的空間活動系統(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，即對于個體行為模式以及基于錨點和駐點的行為模式集計特征的表述。

上海不同居住地居民的活動時空特征差異

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

基于樣本總體信息熵表征時間維度上的居民活動模式

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

1)空間活動系統(tǒng)評估：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。基于上海市各交通小區(qū)間的公共交通行程時間，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)城市空間活動系統(tǒng)歸因分析：空間中的關(guān)系與空間中的活動的關(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)在的動力機制，如下圖所示。

居民活動模式的決策樹分析

3)城市空間活動系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測：主要討論不同空間活動模式的行為主體結(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)上流動結(jié)構(gòu)的變化。例如，基于移動通信數(shù)據(jù)從個體層面提取居民活動空間的關(guān)鍵指標(biāo)，采用置信橢圓法衡量居民活動空間的方向性，并以DBSCAN算法識別個體活動中心的數(shù)量，分析上海市不同區(qū)位居民的個體活動空間差異(見下圖)。

不同空間活動模式的行為主體結(jié)構(gòu)的空間分布

空間規(guī)劃是對空間使用的規(guī)劃，不是對自然空間的劃分，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。