轨道交通与城市发展动态协同规律及关键指标研究

The promotion of rapid urban rail transit construction in cities in China has induced mismatch problems between urban rail transit and urban development such as spatial dislocation, time imbalance and inconsistent technical standards. To solve these problems needs theoretical studies of the dynamics and interactions between urban rail transit and urban development, and the establishment of an integrated index system. Based on the urban-transportation system coordination theory and urban transportation morphology theory, this study combines GIS-based coupling correlation analysis, job-housing equilibrium analysis and Lotka-Volterra allometric growth model, to explore the evolution mechanism of the dynamic interactions between urban rail transit and urban space. It analyses the correlation and coupling degree of indexes with spatial and time information, and reveal the coupling development pattern between urban rail transit and urban space. To meet the need of integrated urban rail transit and urban planning, this study applies principal component analysis to identify the key indexes，applies analytic hierarchy process analysis to establish the synergy index system of different stage, and applies UrbanSim planning decision support system to predict the interaction model under different scenario. Based on these analysis, it brings forward basic methods for synergy development between urban rail transit and urban space. This study will provide theoretical implications for integrating urban rail transit system with urban planning system, methodology reference for promoting “multi-planning into one” in the urban rail transportation field, and technical support for a planning supporting system for multi-sector and multi-scale collaboration in urban transportation field.

中国快速推进的城市轨道交通建设，与城市发展之间存在空间错位、时间异速与技术标准失配等问题，亟需从理论上探讨轨道交通与城市空间耦合、动态协同规律，从方法上建立集成化关键指标体系。本研究以城市－交通协同理论和城市交通形态理论为基础，通过基于GIS的耦合关联法、职住平衡法和异速生长模型法，研究轨道交通与城市相互促动、动态影响的演化机理，分析带有时空间维度的各指标关联度与耦合度，从而揭示二者耦合发展的内在规律。根据轨道交通与城市规划一体化需求，通过主成分分析法筛选关键技术指标，基于层次分析法建立各环节协同的指标体系，采取UrbanSim决策平台预测不同情境下的互动模式，并据此提出轨道交通与城市规划关键指标体系集成的基本方法。本研究旨在为解决城市轨道发展的盲目性和失调性问题提供理论依据，为轨道交通和城市建设领域推进“多规合一”、调控规模和有效决策提供方法和技术支持。

中国快速推进的轨道交通建设，与城市发展之间存在空间错位、时间异速和功能不匹配等问题，亟需从理论上探讨轨道交通与城市耦合、动态协同规律，从方法上集成关键指标体系。本研究以城市-交通协同理论和城市交通形态理论为基础，通过建立城市与轨道交通联动时空间数据库，应用基于GIS的耦合分析法、异速生长模型和情境模拟方法，识别了轨道交通与城市发展的互动规律。通过总结轨道交通与城市空间的双向互动影响，解释了动态情景下轨道交通与城市发展互动机理，揭示了轨道交通与城市动态互动规律。重要结果在于通过建立了关键要素之间的互动关系框架，构建了轨道交通与城市协同模型和指标，提炼了互动影响过程中的关键影响要素体系。并基于轨道交通与城市空间协同的关键指标体系的建立，将指标体系用于北京、乌鲁木齐等案例城市规划模拟分析和预测。关键数据包括建立了包括中国已经开通轨道交通的45个城市的数据库，完成了涵盖城市社会经济指标、轨道交通和运营指标进行了时空动态数据库的完善。在城市尺度上对北京、乌鲁木齐、张家口、天津、徐州等案例城市建立了城市尺度包括轨道交通沿线土地利用的数据库。研究创新性在于通过“影响模型－反馈模型－预测模型”的整合，实现了从“空间耦合”到“时空间耦合”的延展；通过分析带有时空间维度的各项目指标，评价中国已运营城市的轨道交通与城市协同程度。科学意义为研究指出了轨道交通发展规模、网络构型与城市空间密度、可达性等指标之间的内在规律，建立了协同关键指标体系和评价标准。本研究为轨道交通线网规划提依据，为指导轨道交通与城市两个系统动态调控、合理配合、有序发展上有着重要的现实意义。研究成果将在“多规合一”和智慧城市背景下，为指导轨道交通和城市发展在建设规模、时速上相互协调提供方法和技术支持。