《城市土地利用与交通规划一体化研究.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《城市土地利用与交通规划一体化研究.pdf（53页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 学校代码：10254 密 级：论文编号：上海海事大学 上海海事大学 SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY硕硕 士士 学学 位位 论论 文文MASTERDISSERTATION 论文题目：论文题目：城市土地利用与交通规划城市土地利用与交通规划 一体化研究一体化研究 学科专业：学科专业：管理科学与工程管理科学与工程 作者姓名：作者姓名：曹娟娟曹娟娟 指导教师：指导教师：吴稼豪吴稼豪 教授教授 完成日期：完成日期：二二 O 一一 O 年六月年六月 论文独创性声明论文独创性声明本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人
2、或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。作者签名：日期：论文使用授权声明论文使用授权声明本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以上网公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定。作者签名：导师签名：日期：上海海事大学硕士学位论文 城市土地利用与交通规划一体化研究I摘 要 近年来，随着中国市场经济的逐步成熟，我国的城市化水平也得到了很大程度的提高，对我国的经济发展、城市环境和城市居民生活水平的提高有着
3、重要影响，而同时城市发展过程中存在的诸多问题也要求我们更加重视城市规划在城市发展中的作用。城市土地利用和交通规划是城市规划中的两个重要组成部分，随着城市规划的重要性的突出，城市土地利用与交通运输系统之间的循环作用与反馈关系也越来越得到重视。在城市规划的发展进程中，人们也越来越重视综合地研究土地利用与交通规划之间的关系，本文就是在这个基础上展开的研究。本文主要是研究如何将土地利用模型和交通规划模型结合在一起应用到实际的城市规划过程中。首先介绍了土地利用和交通规划的基本概念和理论，由此引出了土地利用和交通规划之间的相互关系及进行一体化研究的理论基础。然后回顾了国内外在土地利用和交通规划一体化方面的
4、研究现状，对国内外的理论和模型研究的现状做了简要概括，指出本文是在现状理论研究的基础上展开的应用研究。然后，提出了本文用到的基础模型，包括土地利用模型、交通规划模型和交通可达性模型，并给出了土地利用与交通规划一体化模型的一般算法。而后详细介绍了在实际的交通规划过程中如何使用 Uplan 和 Emme 来实现该算法，并通过对一个具体案例的应用，详细说明了该算法在Uplan和Emme中的具体实现过程，并通过对案例结果的分析，来证明该方法在实际应用过程中的可行性。最后，总结本文的研究成果及不足之处，并提出未来进一步研究的方向。关键词：土地利用，交通规划，一体化，交通可达性，移动平均法（MSA）上海海
5、事大学硕士学位论文 城市土地利用与交通规划一体化研究IIABSTRACT In recent years,with the gradually mature of the market economy,the urbanization level of China has greatly developed.And the development has important influence on the economic growth,the urban environment and the raise of the urban living standards of our count
6、ry.Meanwhile,the existing problems in the urban development process require us to pay more attention to the roles of the urban planning.Urban land use and transportation planning are the two important parts of urban planning.With the increasing importance of urban planning,the interaction relationsh
7、ip of urban land use and transportation planning is getting more and more attention.The integration research on land use and transportation planning had got lots of achievements.This thesis is based on the background.This research mainly on how to implement the integration of land use and transporta
8、tion planning in the practical process of urban planning.The basic land use and transportation planning meanings and theories are recommended firstly to educe the interaction relationship of land use and transportation planning and the theoretical basis of the integaration research.Then,reviews on t
9、he overviews of the integration research.This thesis provides the relative models being used,including the land use model,the transportation planning model and the traffic accessibility model.Then claims the general algorithm to solve the land use and transportation planning integration model.And de
10、scribes the method of implementing the algorithm in Uplan and Emme in detail.An application of the method illustrates the feasibility of the implementation of the algorithm in Uplan and Emme.At last,concludes the research achievement and points out the limitation of this thesis.Based on the conclusi
11、on of the thesis,the undiscussed questions 上海海事大学硕士学位论文 城市土地利用与交通规划一体化研究IIIare put forward.Cao Juanjuan(Management Science and Engineering)Directed by Wu JiahaoKEYWORDS:Land Use,Transportation planning,Integration,Trffic Accessibility,Method of Successive Average（MSA）上海海事大学硕士学位论文 城市土地利用与交通规划一体化研究IV目
12、 录 摘 要.I ABSTRACT.II 第一章 绪论.1 1.1 研究背景.1 1.2 研究目的及意义.2 1.3 论文章节结构.2 第二章 土地利用与交通规划理论概述.4 2.1 土地利用与交通规划基本理论概述.4 2.1.1 土地利用基本理论.4 2.1.2 交通规划基本理论.7 2.2 土地利用与交通规划一体化理论.8 2.3 国内外土地利用与交通规划一体化研究现状.9 2.3.1 国内研究现状.9 2.3.2 国外研究现状.11 2.3.3 现状研究存在的问题.15 2.4 本章小结.15 第三章 土地利用与交通规划一体化模型及算法研究.16 3.1 土地利用与交通规划一体化模型.1
13、6 3.1.1 土地利用与交通规划一体化模型的结构.16 3.1.2 交通可达性模型.19 3.2 土地利用与交通规划一体化模型的算法.20 3.3 土地利用与交通规划一体化模型算法的实现.22 3.4 本章小结.24 第四章 案例应用.25 4.1 案例应用.25 4.1.1 研究区域基础数据.25 4.1.2 研究区域数据在模型中的应用.25 上海海事大学硕士学位论文 城市土地利用与交通规划一体化研究V4.2 结果分析.31 4.3 本章小结.39 第五章 结论.40 5.1 论文总结.40 5.2 研究的发展前景展望.40 致 谢.42 硕士期间公开发表的论文.43 参考文献.44 上海
14、海事大学硕士学位论文 城市土地利用与交通规划一体化研究1第一章 绪论 1.1 研究背景城市是社会现代文明的标志，是人类为便于进行商业、行政、文化、政治及宗教等活动而形成的聚居地，也是交通中转的枢纽，还是经济、政治、文化、教育的中心。城市的规模、空间结构、居住分布形态等取决于人们在较短时间内的出行距离和活动范围，也就是取决于城市交通的可达性，而土地利用形态是产生城市交通需求的源泉，决定城市交通的发生量、交通吸引量及交通分布形态，从宏观上决定了城市交通系统的模式，从交通规划的角度来说，不同的土地利用形态，决定了交通发生量和交通吸引量，决定了交通分布形态，这就在一定程度上决定了交通网络结构。土地利用
15、形态不合理或者土地开发强度过高，将会导致交通设施无法满足交通需求的需要、从土地利用的角度来说，交通的发达改变了城市结构和土地利用形态，使得城市中心区的过密人口向城市周围疏散，城市商业中心更集中，规模加大，土地利用的功能划分更加明确。同时，交通的规划和建设对土地利用和城市发展具有导向作用，交通设施沿线的土地开发活动异常活跃，各种社会基础设施大都集中在地铁和干道周围。近年来，随着中国市场经济的逐步成熟，我国的城市化水平也得到了很大程度的提高，对我国的经济发展、城市环境和城市居民生活水平的提高有着重要影响。而在城市化进程带来骄人成绩的同时，城市化的这种蔓延趋势也不可避免的带来了一系列的问题，比如环境
16、质量下降、交通拥挤、居住条件差、增加就业困难、失业人数增多等等，诸多问题的出现也是在提醒我们在未来的城市发展过程中要提高对城市规划的重视程度。而随着城市规划的发展，人们已经不再是盲目的开发，而是转向了如何最大限度地、最合理地利用现有的资源上了。一直以来，国内外诸多专家都在对城市规划进行研究，而土地利用和城市交通之间的关系也始终是专家们研究的重点。城市土地利用与交通运输系统之间是一种循环的作用与反馈关系，土地利用结构决定城市交通需求，道路即交通设施的改善又反过来改变土地利用的强度和模式。而为了表示这种反馈机制，国内外专家对土地利用和城市交通规划的综合模型方面也做了大量的研究，也取得了很大的成就，
17、本文就是在这个基础上展开的研究。上海海事大学硕士学位论文 城市土地利用与交通规划一体化研究21.2 研究目的及意义 研究城市交通与土地利用相互关系的模型，能够为交通政策分析、交通规划制定以及土地利用形态调整提供依据和参考，对解决城市交通问题、优化城市空间结构以及实现城市可持续发展具有重要的现实意义。土地利用是城市交通产生的根源，通过研究城市交通与土地利用之间关系，有助于从根源上改变城市的交通需求，优化交通需求模式与交通系统结构，从而有效缓解城市的交通供需之间的矛盾，解决城市交通拥堵问题。通过交通与土地利用之间关系的研究，把握二者相互作用的一般规律，则可为城市空间结构的调整提供科学依据，避免盲目
18、性。城市交通系统与城市土地利用系统，作为城市的两大基本组成部分，二者的协调发展，将有助于构建高效便捷的城市交通网络与组织体系，形成集约型的土地利用形态，在一定程度上避免了交通拥堵、环境污染、资源浪费等问题，为城市的可持续发展奠定坚实基础。针对国内的土地利用和交通规划的实际情况，为了更好地实现土地利用与交通规划方面的一体化，本研究从如何将土地利用模型和交通规划模型结合在一起来进行研究，研究的方向是在实际的规划过程中实现土地利用和交通规划之间的相互反馈关系，研究手段是通过将土地利用模型 Uplan 和交通建模软件 Emme结合在一起来实现的，研究是通过交通的可达性来实现 Uplan 和 Emme
19、之间的结合，而研究的目的则是通过对 Uplan 和 Emme 运行结果的分析来证明实际规划中实现土地利用和交通规划的反馈关系的可行性。通过对土地利用和交通规划相互关系在 Uplan 和 Emme 中应用的研究结果，为实际的交通规划过程提供一种可行的应用方法。1.3 论文章节结构通过对已有的土地利用和交通规划理论的分析，确定土地利用与交通规划一体化模型，进而重点关注模型的算法研究上，通过对算法的研究，得到符合中国实际的整合模型，并将该模型应用到实际案例中，通过对模型结果的分析来评价模型的可用性。第一章绪论。此部分主要是提出研究背景、研究目的及研究的必要性。通过对现在城市现状的简要分析，指出土地与
20、交通两者之间的关系，来提出此次研究的意义。介绍论文的章节结构，确定论文的内容安排。第二章土地利用与交通规划理论及研究现状。介绍了土地利用与交通规划的一些基本理论，之后介绍了土地利用与交通规划一体化的基本原理及两者之间的相互关系，为论文的写作打下理论基础。阐述了国内外在土地利用和交通规划一体化方面的研究现状，通过对研究现状的问题的分析，再次指明本论文的写作目上海海事大学硕士学位论文 城市土地利用与交通规划一体化研究3的。第三章土地利用与交通一体化模型及算法研究。根据前面提出的研究方向及土地利用与交通规划基本理论，给出土地利用与交通规划一体化模型，并提出一体化模型的一般算法，并给出了算法在实际应用
21、中的实现方法。第四章案例应用。将确立的土地利用与交通规划一体化模型的算法应用到具体的案例中去，评价案例应用的结果，通过对结果的分析来校核在Uplan和Emme中实现土地利用与交通规划一体化模型可行性。第五章结论。总结全文，对研究过程及结果的现实及经济意义进行评价，并指出研究的发展前景。上海海事大学硕士学位论文 城市土地利用与交通规划一体化研究4第二章 土地利用与交通规划理论概述 2.1 土地利用与交通规划基本理论概述 2.1.1 土地利用基本理论 土地是人类进行社会经济活动的依托，土地利用反映了人类对土地的利用形态。城市土地利用就是城市空间在容纳各种社会经济活动的主题人、企业或其他行为时所表现
22、的形态和性质。土地利用就是居住人口、就业岗位、商店、文化场所、工厂以及娱乐场所等的空间分布及其开发强度，土地利用间的相互作用就是通勤、购物和业务出行交通的分布格局。城市土地利用形态是无数个变化着的要素构成的，是一个复杂的动态的大系统，而城市的土地利用格局发生的任何变化，都会给现在的城市构造带来影响，因此土地利用形态一直是城市结构的基础构成。城市土地利用包括城市土地利用的规模、城市土地利用的空间形态、城市的土地利用性质和强度以及城市土地利用的结构与比例。选址是指社会经济活动的主体人、企业或其他行为决策体选址进行活动的地点以及这种选址的全过程。选址模型是指应用选址理论分析国家或区域内的经济活动的选
23、址行为，以及记录随之出现的土地利用空间分布模式的数学过程，是一种土地利用模型。区位是自然地理位置、经济地理位置和交通地理位置在空间地域上有机结合的具体表现。地球上某一事物在空间方位和距离上的关系是区位的一部分，除此之外，区位还强调了自然界的各种地理要素与人类社会经济活动之间的相互联系和相互作用在空间位置上的反映。区位理论是经济活动空间组织优化的理论，是从空间或地域方面定量地研究自然现象和社会现象，尤其是社会现象中的经济现象的理论。1826 年德国经济学家屠能的 孤立国同农业和农民经济的关系 的发表标志着区位论学说的产生，同时农业区位论的概念也在这本书中问世。20 世纪初，韦伯在论工业的区位提出
24、了工业区位论的概念。后来，德国地理学家克里斯塔勒提出了城市区位论。几年后，德国经济学家廖什提出了与克里斯塔勒的城市区位论相似的理论，该理论从市场区位的角度分析和研究了城市问题，即市场区位论。城市土地利用强度反映了土地资源利用的强度，通过人口分布、就业分布、建筑分布（高度、密度、容积率）等方面来衡量。人口密度是单位土地面积上的上海海事大学硕士学位论文 城市土地利用与交通规划一体化研究5人口数，从一个方面反映城市经济活动和土地利用的强度。保持其他条件不变，人口密度越高，城市活动强度越积聚，土地利用强度越高；反之，人口密度越低，城市活动和土地利用强度都越低。随着城市的发展，城市的商业活动逐步积聚到城
25、市的中心，使得原本积聚于此的人口逐渐向城市边缘转移，导致城市中心人口密度的下降，导致了城市中心人口的“空心化”。城市系统的灵魂就是城市就业。城市就业分布是根据就业机会统计得到的，主要是通过对白天的城市人口分布调查统计得到的。就业分布形态决定了城市的空间形态，据此城市空间结构可分为三种类型：单就业中心城市模式；多就业中心城市模式；无就业中心城市模式。随着城市交通的发展及城市中心人口的“空心化”的出现，城市就业分布于人口分布之间的空间分离也逐渐增加，这种情况就要求我们在分析人口与就业的资料的时候更加谨慎的对待，尤其是要仔细分析得到的人口密度资料来分析城市空间活动及指导城市规划和城市政策的制定。建筑
26、分布则主要是通过资本密度和容积率来衡量的，资本密度度量的是单位土地面积上的资本投资总额，容积率度量的是实际建筑面积与土地利用面积之间的比率。单位土地面积的资本投入越多，建筑高度和密度越大，容积率也越高，反之亦然。而由于资本密度计算的难度较高，一般都是应用容积率、建筑密度、建筑高度与资本密度之间的正相关关系来估算出资本密度，进而来衡量城市土地资源和资本资源配置。城市土地利用类型是城市用地规划、城市土地资源和资本资源配置的基础和依据。1990 年国家建设部颁布的城市用地分类与规划建设用地标准将城市土地利用类型划分为了 10 大类，具体内容见表 2-1。上海海事大学硕士学位论文 城市土地利用与交通规
27、划一体化研究6表 2-1 城市用地分类和代号表47 类别代号类别名称内容范围R居住用地一类居住用地、二类居住用地、三类居住用地、四类居住用地居住小区、居住街坊、居住组团和单位生活区等各种类型的成片或零星的用地。C公共设施用地行政办公用地、商业金融业用地、文化娱乐用地、体育用地、医疗卫生用地、教育科研设计用地、文物古迹用地、其它公共设施用地市级、区级和居住区级的公共服务设施用地M工业用地一类工业用地、二类工业用地、三类工业用地工矿企业的生产车间、库房及其附属设施等用地，包括专用的铁路、码头和道路等用地，不包括露天矿用地，该用地应归入水域和其它用地（E）W仓储用地普通仓库用地、危险品仓库用地、堆场
28、用地仓储企业的库房、堆场和包装加工车间及其附属设施等用地T对外交通用地铁路用地、公路用地、管道运输用地、港口用地、机场用地铁路、公路、管道运输、港口和机场等城市对外交通运输及其附属设施等用地S道路广场用地道路用地、广场用地、社会停车场库用地市级、区级和居住区级的道路、广场和停车场等用地U市政公用设施用地供应设施用地、交通设施用地、邮电设施用地、环境卫生设施用地、施工与维修设施用地、殡葬设施用地、其它市政公用设施用地市级、区级和居住区级的市政公用设施用地，包括其建筑物、构筑物及管理维修设施等用地G绿地公共绿地、生产防护绿地市级、区级和居住区级的公共绿地及生产上海海事大学硕士学位论文 城市土地利用
29、与交通规划一体化研究7防护绿地，不包括专用绿地、园地和林地D特殊用地军事用地、外事用地、保安用地特殊性质的用地E水域和其它用地水域、耕地、园地、林地、牧草地、村镇建设用地、弃置地、露天矿用地除以上各大类用地之外的用地2.1.2 交通规划基本理论 所谓交通规划，是指经过调查分析，预测未来的交通需求，规划交通网络，并加以实施和修正的全过程，交通规划就是确定交通目标与设计达到交通目标的策略或行动的过程。美国在 20 世纪 40 年代进行交通规划的主要步骤是：确定目标、交通量预测、方案预计与实施。50 年代中期，美国交通规划的步骤和内容演变为：确定目标、需求预测、多方案选择、运行评价、系统选择和实施。
30、整个过程明显复杂化，经济分析技术此时开始应用。以美国、英国为代表的土地利用和交通规划到现在仍然被采用，它的基本原则是将预测的交通需求和交通量分配都通过同一系统加以实现。目前应用最广泛的交通规划方法，其模型核心是四阶段法：出行生成、出行分布、方式划分及交通量分配。出行生成主要是涉及到各类用地的出行产生率和吸引率，不同用地性质的构成决定了出行生成的总量变化。出行生产预测阶段输出的是各小区总的出行产生量和吸引量，主要的预测方法有回归分析法、交叉分类法、总量分摊法、产生率法等。出行分布即为 OD 分布情况，涉及的因素有交通小区的划分方式及大小。出行分布预测阶段输出的是小区之间出行需求的 OD 量，主要
31、的预测方法有增长率法、重力模型法、机会模型法等。方式划分考虑到不同交通方式出行的分担率，其跟出行距离及人口构成有关系。方式划分阶段输出的是小区之间分方式出行需求的 OD 量，主要的预测方法有转移曲线法、回归模型法和概率模型法。交通量分配即为将 OD 流量分配到路径上，除了交通量的分布之外跟道路网的交通承载力相关。交通量分配阶段输出的是整个路网上个路段的交通流量，采用的主要方法有全有全无分配法、多路径概率分配法、容量限制分配法以及Wardrop 的用户最优和系统最优的均衡分配模型。上海海事大学硕士学位论文 城市土地利用与交通规划一体化研究8这四个阶段有机地结合在一起，就构成了交通规划的基本过程。
32、这也是最基本的四阶段模型，在实际的交通规划过程中，为了保证模型反映实际情况的准确性，往往需要不断的对模型进行检验和校核的过程，而在规划过程中检验和校核的工作是通过将四阶段模型结果不断的反馈到模型中和实际情况作比较，进而得出比较精确、系统的预测模型，来保证交通规划的准确性和可行性。图 2-1 带反馈的四阶段模型的系统结构图形象地反映了这个过程。土地利用和社会经济数据各小区总的产生量和吸引量小区之间出行需求的OD量小区之间分方式出行需求的OD量新的出行时间小区之间的出行时间/费用，路网上的流量 图 2-1 带反馈的四阶段模型的系统结构图 2.2 土地利用与交通规划一体化理论城市土地利用与交通运输系
33、统之间是一种循环的作用与反馈关系，土地利用结构决定城市交通需求，道路即交通设施的改善又反过来改变土地利用的强度和模式。城市交通与上地利用之间存在的这种复杂的互动关系，在宏观上表现为一种“源流”关系，如图 2-2 所示，这种“源流”关系也就构成了城市的交通网络系统。图 2-2 土地利用与城交通的“源流”关系简图上海海事大学硕士学位论文 城市土地利用与交通规划一体化研究9土地利用和城市交通的相互关系主要体现在这两个方面，一方面，土地利用是城市交通产生的源泉，城市范围内土地利用活动的强度（社会经济活动水平）及其分布，影响着城市交通的需求量及分布，同时也要求相应的交通结构与布局来满足要求，适应城市的发
34、展。换句话说，土地利用策略的制定决定了城市交通的发生、吸引与方式选择，从宏观上规定了城市交通需求及其结构模式；另一方面，交通的发展又反过来对城市结构变革与土地功能的布局和效率的发挥起着诱导和限制的作用，交通模式也改变了城市各地区的可达性，而可达性对土地利用的属性、结构及形态布局具有决定性作用。因此两者之间相互联系、相互制约，是循环式的动态反馈的过程，这种关系形态见图 2-3。图 2-3 土地利用与交通规划关系框图 土地利用和交通规划一体化模型就是考虑了土地利用模型和交通规划模型之间的反馈机制的模型，而一体化模型的研究重点也就是如何更好更准确地表示这种反馈机制，以期得到更加理想的模型结果。本文就
35、是在这个基础上展开的研究。2.3 国内外土地利用与交通规划一体化研究现状 2.3.1 国内研究现状 目前，我国学者从不同角度对城市土地利用与交通系统的相互关系进行了论述，认为两者之间存在一种相互推动、相互制约的循环反馈关系。城市土地利用空间结构与城市交通系统空间结构相辅相成。一方面，城市土地利用空间结构是城市交通系统空间布局的基础；另一方面，城市交通系统空间上海海事大学硕士学位论文 城市土地利用与交通规划一体化研究10布局引导城市土地利用的发展方向，进一步影响城市土地利用空间结构的变化。在定量研究方面，我国的研究起步较晚，主要处于国外先进技术的引入与学习阶段。一些学者从我国的实际出发，分析研究
36、了土地利用模型、交通系统与建设用地之间的关系，从模型结构、数学建模等方面阐述了适合我国国情的城市土地利用与交通系统关系模型。1987 年底，中规院交通所承担了国家“七五”重点科技攻关项目专题之一大城市综合交通体系规划模式研究，首次对城市用地与交通发展关系进行深入研究，并系统分析了我国大城市中心区的形成原因、用地结构以及交通模式特征，提出了城市土地利用强度与交通需求之间动态关系的定量分析方法。之后的 90 年代，相关研究得到进一步发展。范炳全44（1994）等总结了发达国家交通与土地利用相互关系的研究进展，并指出该领域的研究应引起我国规划界与学术界的重视。李泳30（1998）分析了城市交通系统与
37、土地利用结构的循环反馈关系以及城市交通规划过程中进行城市活动系统分析的意义回。赵童28（2000）向国内的规划方面引入了国外常用的土地利用系统和交通系统之间建立的互馈机制的理论方法，同时通过对各种模型的优缺点的分析，为国内的研究提供了良好的指引。曲大义、王炜等人26（1999）也在理论上讨论了土地开发利用与交通的相互影响、相互制约的关系，同时结合我国城市发展的特征，分析了城市发展过程中可能会遇到的问题，为以后的研究提供理论基础。杨明等人27（2002）分析了传统的交通需求预测方法的预测过程和存在的弊端，研究了土地利用与交通相互作用的关系，提出了两步式出行生成预测方法，为现代城市交通规划提供了新
38、的思路，充分利用了城市总体规划与城市交通规划的共享数据哭，降低交通规划的成本。同时，作者还用实例来展现了两步式出行生产预测方法的实现过程，客观地证明了该方法的实用性。陈鹏、李杰、邹志云29（2004）在比较了传统的交通需求预测的基础上，分析了土地利用和交通之间的“源流关系”，并建立了土地利用与交通需求生成的综合模型，同时以实际应用情况为例，验证了综合模型在“静态”预测过程中的效果。郭聪林39（2008）在研究了土地利用模型中的预测模型劳瑞模型的基础上，提出了交通运输与土地利用综合模型的连续最优化方法，从运算的角度研究了交通与土地利用的关系模型，为提高土地的整合应用提供了解决方法。刘国强38（2
39、003）在其硕士论文中结合南京市的城市交通和土地利用的整体情况，提出以公共交通为导向的城市土地利用形态的新的规划方法，以寻求高可达性、低交通需求的土地利用交通系统发展模式，并对公共交通运输导向开上海海事大学硕士学位论文 城市土地利用与交通规划一体化研究11发区的概念、分类、设计总则、特质作了详细分析研究。杨励雅36（2007）在其博士论文中研究了城市交通与土地利用之间存在的复杂的互动机理，提出了通过建立公交导向的土地开发模式和以发展轨道交通为核心的城市交通结构优化来协调城市交通与土地利用之间的关系，并提出灰色系统云一马尔可夫链以及神经网络马尔可夫链的组合预测模型来改进我国轨道交通的建设，设计出
40、一种混合算法来解决城市交通和土地利用的组合优化模型，建立了基于 TOD（Transit-Oriented Development）模式的评价指标体系，构造出评价城市交通与土地利用协调关系的 DEA（Data Envelopment Analysis）模型，并将该模型应用到实际的城市规划过程中来评价和分析了城市交通和土地利用的协调过程。杨家文4（Jiawen Yang，2010）通过分析中国首都北京的城市交通的空间特征来提高大家对中国城市交通的认识。街道层次的指示器例如每个家庭的小汽车拥有量、通勤时间、通勤模式比例和家庭收入都包含在了 2006 年的家庭调查内。城市交通分析的空间设计到北京的地理
41、中心、工作中心和城市轨道站点。结果显示了几个特征，首先综合性别和家庭的通勤时间的变化和美国城市中观测到的类似。第二，小汽车拥有量和通勤模式没有统一的系统的空间变化，这点是和美国不同的。第三，相关的高收入家庭对相应的中心居住分布的偏好是造成这个不同的重要因子。彭仲仁5（Zhongren Peng，2010）开发了一个二级的综合土地利用和交通的动态模型，确定了土地利用的分配策略和交通系统之间的相互关系，并使用细胞自动机理论来仿真了土地需求的增长，而使用竞价结构模型来模拟住房的区位选择行为。而且在确立二级模型后，还分别通过遗传算法和 Frank-Wolfe 算法来得到优化的结果，即最大收益的土地利用
42、分配政策和最小的交通系统成本，而具体的数值分析结果也向人们展现了模型的优化效果。近年来，随着城市规划的发展，国内专家在对土地利用和城市交通之间关系的研究更加深入了，而随着国外先进理念的引入，国内的研究也逐渐走向了成熟，大大缩短了与国外研究之间的差距。2.3.2 国外研究现状 在交通规划研究方面，国外一些专家很早就研究的比较深入了，因此在很早的时候就认识到了土地利用和交通规划之间的互相反馈的机制，为此很多专家都在土地利用与交通规划一体化方面进行了深入的研究，同时也创建了一系列的一体化理论与模型。在早期，Brotchie、Dickey 和 Shape 等人（Brotchie，1969；Brotch
43、ie，Dickey and Shape，1980；Shape，19781982）开发的 TOPAZ（Technique for Optimal 上海海事大学硕士学位论文 城市土地利用与交通规划一体化研究12placement of activities in zones，TOPAZ）系统是一个应用于不同地域空间范围的区位-分配（location-allocation）分析模型系统，这套系统在澳大利亚的联邦科学与工业研究组织（commonwealth Scientific and Industrial Research Organization，SIRO）中得到了广泛的应用。28 在美国，从 1
44、971 年美国交通部的“交通发展和土地发展”课题开始，土地利用和城市交通的综合研究也被渐渐的提上日程了，尤其是随着土地制约的缩减，交通问题也更趋于严重，伴随而来的环境问题也就日益突出了，土地利用和城市交通的相互关系研究也受到了广泛的关注。最早的土地利用模型是有 Alonso 和 Lowry 在美国住房和城市发展部的城市模型，然后是由Putman等人研究开发出的非集聚的居住区分布模型（Disaggregate Residential Allocation Model,DRAM）和就业分布模型(Employment Allocation Model，EMPAL)是在美国应用比较广泛的两个模型。而从
45、 20 世纪 70 年代到 80年代 Putman 等人也在不断的对这两个模型进行改进，后来还开发出了可以将DRAM 和 EMPAL 两个模型和传统的四步骤交通规划模型组件结合到一起的交通-土地利用软件包（Integrated Transportation-Land Use Package）。而 Anans 等人（Anans，1994）也开发出了包含 7 个子模块的土地利用-交通的降级模型 METROSIM，该模型包含的模块有：区域的基本产业分析模块、非基本产业分析模块、住宅和房地产业分析模块、空间分析模块、住户分析模块、通勤交通和非通勤交通及其分配模块。不仅仅是交通专家们认识到了土地利用与交
46、通之间的重要关系，美国政府也认识到了两者之间的相互关系，并出台了相关的法律文件来保证土地利用与交通规划之间的协调性。1990 年美国的清洁空气法修正案(Clean Air Act Amendments，CAAA)、国家联邦政府出台的国家环境政策法案(National Environmental Policy Act，NEPA)以及 1991 年综合运输能力法案(Intermodal Surface Transportation Efficiency Act，ISTEA)的确立加速了交通与土地利用相互关系的研究进程，其中 CAAA 与 NEPA 要求空气质量预测必须综合考虑交通与土地利用的相互关
47、系，同时要求制订交通拥堵和环境污染的区域土地利用政策以减轻交通对环境所造成的负面影响；ISTEA 则要求在远期交通规划中需要考虑其对土地利用的量化影响。1998 年，美国颁布了面向 21 世纪的交通运输平等法案(Transportation Equity Act for the21st Century，TEA-21)，进一步要求交通规划中需要考虑交通政策对土地利用和经济发展的影响。1 在英国，英国 Leeds 大学的 Wilson 等人（Wilson，1977,1981）是最早开始从事土地利用-交通模型研究，并将研究成果应用到实践中进行检验。而伦敦大学学院（University College
48、）的 Mackett 等人（Mackett，1983,1991）在此基础上上海海事大学硕士学位论文 城市土地利用与交通规划一体化研究13开发出了 Leeds 土地利用-交通一体化模型软件包（Leeds integrated Land use-Transportation modeling package,LLT）。与此同时剑桥大学的 Echenique 等人改进了 MEPLAN，并将其应用到了实际的城市规划中。MEPLAN 模型是第一个表现了空间竞争类型的模型，同时考虑了土地空间的竞价和完整的出行网络。25 MEPLAN 模型适用于有了 GIS 基础模型的中等规模的大都市规划组织，和Urban
49、sim 和 PECAS 类似，都是更加简单一些。MEPLAN 的基础框架是两个并行市场（土地市场和交通市场）之间的相互作用，两个市场中的行为通过市场机制中的价格来反应。在土地市场中，价格和广义成本（负效用的）影响了活动的产生、消费和位置决策。在交通市场上，出行的费用和时间成本同时作用于模式和路线选择的决策。土地市场模型的基础是空间非集聚的社会经济矩阵或输入-输出表格，包括可变的技术系数和使用不同的空间分类（例如不同的建筑和土地类型）。区位选择的 Logit 模型将活动的量分配到表格中不同的地理小区中，小区的吸引力或效用取决于产生活动所输入的成本、具体选址的负效用以及从活动的产生到消费交通成本。
50、1 剑桥大学的 Echenique 和同事们及随后的商业部门耗费了大量精力来完成MEPLAN 建模系统的开发和应用工作，他们的规划应用工作包括了西班牙毕尔巴鄂、巴西圣保罗、委内瑞拉加拉加斯、智利中部。28 在 20 世纪 80 年代日本的中村英夫、林良嗣和宫本和明开发出了计算机辅助的 土 地 利 用 与 交 通 分 析 系 统 模 型 CALUTAS（computer aided land use transportation analysis system）,该系统的特点是不仅考虑就业者的住宅选址和家庭的购物选址行为，而且充分考虑产业间的相互作用，该系统最早应用在了日本的东京地区。该系统是一