城市副中心发展的相对区位势分析_陈永庆

第9卷第4期　2000年系统工程理论方法应用

SYS TEMS ENGINE ERING-THEORY M E THODO LOGY APPLICATION S Vol. 9No. 4

2000　

　　文章编号:1005-2542(2000) 04-321-05

城市副中心发展的相对区位势分析

陈永庆　范炳全　王浣尘

1

2

1

(1. 上海交通大学安泰管理学院, 上海200030; 2. 上海理工大学交通运输系统研究中心, 上海200093)

【摘要】引用物理学中“势能”的概念, 定义了城市土地利用区位势的概念, 探索了区位势的成长机制。考虑副中心(SUB-CBD) 成长和CBD 发展的不可分割性, 建立一个相对区位势函数来定量描述副中心相对于CBD 的成长, 及其与交通可达性提高、综合聚集规模经济之间的关系, 以定量研究副中心相对于CBD 的发展规律。并把此分析方法应用到对上海五角场副中心的发展研究之中。

关键词　副中心　区位势　相对区位势　交通可达性　综合聚集规模

1　引　言

60年代以来, 西方大城市为了缓解城市经济行政中心区承担过多职能所产生的超额负荷, 采取建设副中心, 一心变多心的规划方式[1, 2]。副中心建设的传统方法是从城市规划角度定性地进行副中心规划和建设, 与此同时, 国外一些学者对副中心形成发展进行了定量化研究[3～6]。副中心建设作为优化城市空间结构的途径和分散CBD 功能的载体, 必须把副中心的发展与整个城市联系起来。本文引用物理学中“势能”的概念, 提出城市土地利用区位势和副中心相对区位势的概念, 建立了一个相对区位势函数来描述副中心相对于CBD 的成长, 及其与交通可达性、综合聚集规模经济之间的关系, 以反映副中心相对于CBD 的发展规律。

2　区位势增长机制

2. 1　区位势和副中心相对区位势定义

在物理学中, 势能的概念已经被广泛使用, 城市土地利用区位的优势与物理学中“势能”的概念相类似。因而, 本文引入“区位势”的概念, 定义区位势为:城市中某区位土地利用经济优势的大小。定义副中心相对区位势(Y ) 为:城市副中心区位的区位势(LP 1) 对城市CBD 区位的区位势(L P 0) 的比值, 即Y =LP 1/LP 0。

2. 2　有关概念的引入

　　(1) 综合聚集规模。用它来概括经济活动聚集规模“质”和“量”的二重性。引入:①综合聚集规模因子(M ) 来测度城市某区位土地利用综合聚集规模水平值; ②聚集规模质因子

　　本文于1999年10月27日收到, 修改稿于2000年8月23日收到

, ～), , .

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系统工程理论方法应用2000年第4期

(q ) 来测度经济活动聚集经济规模在“质”上的水平值; ③聚集规模量因子(s ) 来测度经济活动聚集经济规模在“量”上的水平值, 并定义综合聚集规模因子为:M =q ·s 。

(2) 交通可达性(A ) 。交通可达性是指i 地到达j 地的交通难易程度。

2. 3　区位势增长与综合聚集规模扩大、交通

　图1　区位势增长与综合聚集规模扩大、交通

可达性提高之间的概念关系模型

可达性提高之间的概念关系模型

　　区位势增长和交通可达性提高、综合聚

集规模扩大之间的关系可用概念关系模型描述(见图1) 。

3　副中心相对区位势模型

3. 1　区位势模型

　　交通可达性用来表示某地区各种运行方式的通达性, 并直接依赖于交通运输设施的提供和服务水平, 而城市某区位的综合聚集规模水平与生产经营投资大小成正比。从区位势增长的概念模型, 交通基础设施投资和交通可达性、生产经营投资和综合聚集规模两对相互作用的关系中, 认识到区位势增长是交通基础设施投资和生产经营投资的间接结果。因而, 促进区位势增长的操作模型如图2所示。虚框内的循环过程说明了在以交通基础设施投资为逻辑起点前提下, 城市土地利用-交通运输系统的动态发展过程。要提升区位势, 必须不断地循环这一过程

。

[7]

图2　促进区位势增长的操作模型

　　从图2不难发现:交通基础设施投资、生产经营投资与区位势增长之间是一个投入、产出过程, 并且又是根据交通基础设施投资与交通可达性、生产经营投资与综合聚集规模之间的映射关系。本文采用类似于Co bb-Do ug las 生产函数模型来建立交通可达性、综合聚集规模与区位势增长之间的函数关系模型:

LP =kO V A T (q s ) U

(1)

式中:LP 为区位势; A 为交通可达性; q 为聚集规模质因子; s 为聚集规模量因子; O 为其他; [1]

2000城市副中心发展的相对区位势分析

—323—

子对区位势增长贡献的弹性系数, 反映集聚效应和比邻效应; V 为其他因素对区位势增长贡献的弹性系数。

3. 2　副中心相对区位势模型

　　根据副中心相对区位势函数定义及式(1) , 并令L P 1、L P 0分别表示副中心(SUB -CBD) 、CBD 的区位势, 则可知副中心相对区位势为

T U

1V 1111Y ==LP 2kO 0A 0(q 0 s 0)

V

假设O V 1=O 0, 并令A 1/A 0=A ; q 1/q 0=Q ; s 1/s 0=S 。则式(2) 记为

(2)

Y =A (Q S )

T U

(3)

式中:Y 为副中心相对区位势; A 为副中心对CBD 的相对交通可达性; Q 为副中心对CBD 的相对聚集规模质因子; S 为副中心对CBD 的相对聚集规模量因子。

因为M =Q ·S , 式(3) 可表示为

Y =A T M U

式中, M 为副中心相对CBD 的相对综合聚集规模。

根据副中心与CBD 的相互关系可知:0(4)

4　副中心相对区位势函数模型的实例分析

副中心相对区位势函数模型已被应用到上海五角场市级副中心的发展研究之中。上海五角场地处杨浦区、宝山区、虹口区接壤处, 依托三区200多万人口(约占市区人口的1/4)和地区的地理、文化、经济、科技等条件, 上海市城市总体布局确立了五角场作为北片组团的核心和城市南北发展轴(宝山-金山) 的重要节点, 是新一轮上海城市总体规划的市级副中心之一。

4. 1　副中心相对区位势函数模型中Y 、A 、M 的选定

　　使用公共交通可达性作为交通可达性指标, 定义某区位公共交通可达性的定义为

n

A =

∑l m v

i

i

i =1

式中:l i 为i 路公交车的线路长度; m i 为i 路公交车每天计划班次(双向); v 为公交车载客定额; n 为某区位的公交线路条数(始发或途径) 。

副中心和CBD 作为商务中心区, 商业功能是两者的主要功能之一。因为商业设施规模在副中心、CBD 与其他区位设施规模之间存在一定的比例关系, 而且, 商业用地经济优势大小是城市土地利用类型中对综合集聚规模和交通可达性水平最敏感的用地类型之一。同时, 城市中心区商业用地的盈利水平最能反映该区位的区位势。因此, 定义Y 、A 、M 如下:

CBD 百货商场平均单位营业面积销售额副中心公共交通可达性(A 1) A =

CBD 公共交通可达性水平(A 0) Y =

(5) (6)

—324—

系统工程理论方法应用2000年第4期

副中心聚集规模质因子(q 1) 副中心商业营业面积

×

CBD 聚集规模质因子(q 0) CBD 商业营业面积

4. 2　五角场副中心相对区位势函数模型的标定

(7)

　　本文选用1990～1997年间的有关Y 、A 、M 的数据。式(7) 中q 0、q 1是采用专家意见法确定的一个评价值, 其值为:q 0=6. 781, q 1=3. 852[1]。

表1是五角场副中心和CBD 交通可达性、综合聚集规模和区位势反映指标的值, 根据

表1和式(5) ～(7) 可得五角场副中心相对交通可达性水平(A ) 、相对综合聚集规模(M ) 和相对区位势(Y ) 的值(见表2) 。

表1　五角场副中心和CBD 交通可达性、综合聚集规模和区位势反映指标值

公交可达性水平/(人·km ·d -1) 年份

五角场

[***********][1**********]997

[***********][***********][***********]38

CBD [***********][***********][***********]1739870135

商业综合聚集规模五角场(M 1=q 1·s 1)

3. 8525. 5037. 45211. 83316. 72723. 99840. 75442. 295

CBD (M 0=q 0·s 0) 481. 451495. 015481. 451427. 203406. 860393. 298440. 765339. 050

区位势/(万元·m -2) 五角场0. 91711. 26192. 14004. 44125. 52206. 22607. 44738. 0548

CBD 4. 51755. 63358. 106214. 853417. 642318. 809723. 200423. 9015

　　说明:在计算公交可达性水平时, 只计算常规公交线、地铁和1996年起市内专线车线路; 为了使CBD 的区位势和五角场的区位势有可比性, 故CBD 的区位势以“一百”、“华联”两家百货商场的平均单位营业面积销售额来表示, 五角场的区位势以“朝阳百货商场”的平均单位营业面积销售额来表示(因为五角场地区只有其自1989年营业以来有统计数据, 其他商业设施都无统计数据) 。表2　Y 、A 、M 的计算值

年份

1990

A M Y

0. 10360. 00980. 2030

19910. 10260. 01110. 2240

19920. 11670. 01550. 2640

19930. 11380. 02770. 2990

19940. 11250. 04110. 3130

19950. 10860. 06100. 3310

19960. 08530. 09240. 3210

19970. 08980. 12470. 3370

　　为了标定五角场副中心相对区位势函数:Y =A T M U , 先把该函数模型线性化, 然后用最小二乘法并根据表2的数据来估计T 、U(计算过程略) , 可得:T =0. 268; U =0. 193; R =0. 939(R 为复相关系数) 。所以, 五角场副中心相对区位势函数模型为

Y =A

0. 268

M

0. 193

(8)

5　副中心相对区位势函数模型的意义

(1) 由于在实际建设副中心过程中, 很难对副中心发展程度作出评价, 副中心相对区位

2000城市副中心发展的相对区位势分析

—325—

(2) 副中心在城市中扮演的角色是分担城市中心(CBD ) 的部分功能、缓解CBD 的交通拥挤和消除CBD 因聚集规模过大而带来的聚集负经济现象, 以优化城市空间结构, 但决不是副中心削弱或取代CBD 位置。根据副中心相对区位势模型和其推导机理, 能得出交通设施建设力度和区位设施建设力度的合理投资比例。

(3) 通过交通基础设施投资和生产经营投资水平, 可以预测交通可达性和综合聚集规模水平, 这样, 用副中心相对区位势函数便能推算出副中心区位投资建设对副中心相对区位势增长的贡献情况。

参

考

文

献

[1]　陈永庆. 副中心形成发展研究. 上海:上海理工大学硕士学位论文, 1999. [2]　沈玉麟. 外国城市建设史. 北京:中国建筑工业出版社, 1989.

[3]　Sas aki K . The es tablish ment of a s ubcenter and urban spatial structu re . Environm ent and Plan ning , A , 1990, 2

(2):369～383.

[4]　李于元. 普通物理学概念与解题分析. 北京:科学普及出版社, 1985.

[5]　范炳全, 徐亦文, 张燕平, 等. 土地利用与交通系统研究的理论与模型. 见:复杂巨系统理论、方法、应用. 北京:科学

技术文献出版社. 1994. 718～725.

[6]　申金升. 区域系统交通运输间接效益的一种分析方法. 经济地理, 1993, (4):48～53. [7]　(加) 吉思·P ·罗杰格著, 乔继明译. 交通和土地利用优化. 国外城市规划, 1993, (1) [8]　张逸民, 范崇惠. 经济控制论. 上海:同济大学出版社, 1988. [9]　陈　英. 城市土地利用效率论. 城市规划汇刊, 1995, (8)

Relative Location Potential Analysis of

SUB -CBD Development Ch en Yo ngqing 　Fan Bingquan 　Wang Huanchen

1

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(1. Aetna School of Management , Shanghai J iaotong University , Shanghai 200030, China ; 2. Centre of Research on Transports Systems , University of Shanghai for Science and Technology , Shanghai 200093) 【Abstract 】Potential, a definition in physic, is introduced into defining loca tion po tential in urban area . And then this article resea rches the dev elo pmental mechanism of locatio n potential . It is due to CBD affects SUB -CBD that the m athematical mo del is established betw een rela tiv e accessibility , relative comprehensiv e agg lomeratio n scale and relativ e loca-tion potential in order to study qua ntita tiv ely the rela tiv e dev elo pm ental mechanism be-tw een CBD a nd SUB -CBD . M oreover , this m odel is applied into the research o n the devel-o pment of Shanghai W ujiaochang SUB-CBD.

Key words :SUB-CBD 　relativ e com prehensiv e ag glo meratio n scale 　accessibility 　loca-tion potential 　relativ e loca tio n po tential