面向軌道交通與土地利用一體化的節點-場所模型研究綜述

賀 鵬，陳 珍，黃靖茹，許 奇

（1.北京交通大學土木建筑工程學院，北京 100044；2.北京城建設計發展集團股份有限公司，北京 100037；3.北京交通大學綜合交通運輸大數據應用技術交通運輸行業重點實驗室，北京 100044；4.廣州市交通規劃研究院有限公司，廣州 510030）

城市空間的無序擴張將導致城市低密度蔓延，促進城市用地和交通高質量融合發展已成為當前亟須研究的主題。對此，新城市主義學派的部分學者提出以公共交通為導向的發展(transit-oriented development，TOD)模式。TOD 的目標是通過公共交通出行代替小汽車出行，以實現城市可持續發展，并通過提高公共交通的使用率、交通和土地利用一體化程度，綜合開發利用公共交通站點周邊用地。采用TOD 模式不但可以優化城市功能和空間結構，而且可有效控制城市邊界，從而建立起緊湊、集約、高效的城市形態[1-2]。

TOD 中軌道交通站點作為節點具有雙重屬性，包括運輸乘客的交通功能和帶動周邊區域發展的城市功能。繼Bertolini 等[3]提出節點-場所(node-place，NP)模型用以評估交通服務和用地開發的協調程度后，國內外很多學者致力于改進和擴展NP 模型，評估不同場景的交通和土地利用一體化發展情況。我國城市軌道交通建設方興未艾，郊區線路建設速度超過用地開發速度，而市區則相反，站點周邊功能失衡現象普遍存在。促進軌道交通站點地區的協調發展，實現站點地區空間的合理高效使用，是我國城市高質量發展的重要問題，鑒于此，本文系統地梳理面向軌道交通與土地利用一體化的NP 模型及其改進模型，總結NP 模型常見的建成環境特征指標，梳理研究場景并提出未來的主要研究方向。

1 TOD 的基本概念

TOD 理論是Calthorpe[1]針對美國20 世紀90 年代以汽車為導向的發展模式導致城市低密度蔓延、交通擁堵等問題提出的解決思路，希望通過高強度開發軌道交通車站的周邊土地，配合土地混合使用和宜人的步行環境設計，形成相對緊湊的城市空間形態。

1.1 TOD 的建成環境

交通與土地利用具有復雜的互動關系，學者對TOD 建成環境及特征的詮釋隨時間不斷細化與深入。最具代表性的是1990 年以來以Cervero 等[4]為代表的學者提出的多“D”理論體系，其根據美國舊金山灣區實證研究提出對抑制機動車出行具有重要影響的3D 指標，即密度(Density)、多樣性(Diversity)和設計(Design)。除用地開發外，Cervero 等[5-6]考慮另外兩個交通類的指標，即公共交通站點距離(Distance to transit)和目的地可達性(Destination accessibility)以描述TOD建成環境，從而形成刻畫TOD 建成環境的5D 指標模型。此外，還可采用人口統計(Demographic)和需求管理(Demand management)以刻畫TOD 建成環境[7]。

從TOD 的7D 指標來看，密度表征單位面積內活動的強度，可用城市人口、就業崗位及各種活動的密集度衡量。多樣性描述研究尺度內土地利用的種類及多樣性，可用土地利用混合熵、職住比等測量。設計的優劣以區域道路網密度、交叉口密度、人行道面積率等指標度量。公共交通站點距離衡量公共交通服務的可用性，度量值包括站點與主要起訖點的歐氏距離、公交線網密度、公交站點密度等指標。目的地可達性可由軌道交通站點到周邊生活、就業、購物等地點便捷程度衡量。人口統計特征主要有租房家庭百分比、家庭汽車擁有率和家庭收入等。需求管理包括停車場密度、停車費、擁堵收費等指標。

1.2 軌道交通與土地利用的一體化

國內外學者應用多種模型刻畫TOD 項目的軌道交通與土地一體化開發水平。Hansen[8]首先提出可達性概念，用它分析交通與土地利用間互相影響的關系，隨后可達性被廣泛應用于TOD 及軌道交通與土地一體化研究中[9-10]。盡管可達性研究較為豐富，但對軌道交通與土地利用的互動關系的研究仍有不足：一方面可達性雖然是交通服務與土地利用一體化的結果，但無法評估二者的協調程度；另一方面可達性對交通服務和土地利用的刻畫維度仍不夠系統全面。

NP 模型是不同于可達性分析方法的軌道交通與土地一體化模型，其將代表土地的場所指標與代表交通的節點指標作為建成環境平等的兩方面，分析二者的協調性，較全面地評價TOD 項目一體化。此外，NP 模型提出要突出軌道交通站點“場所”與“節點”的雙重屬性，推動這兩個維度指標體系的形成，并強調TOD 的協同發展。后續改進的NP 模型則進一步細化TOD 的交通指標，并將模型分析維度從“場所”“節點”向“客流”“設計”等方向拓展，從而實現對軌道交通TOD 更全面詳細的評估。

2 節點-場所模型及其擴展

2.1 節點-場所模型

NP 模型從微觀視角分析單個站點地區交通與土地利用的協同性，為站點地區提供規劃決策[11]。軌道交通站點與其周邊區域相互關聯，相輔相成，既具有交通功能，也帶動周邊區域具有城市功能。NP 模型綜合評價站點區域的交通與城市的發展水平、匹配程度、交互潛力，為TOD 發展戰略提供有力的決策支持。

NP 模型以站點地區的節點價值為y坐標、場所價值為x坐標，通過建立二維坐標系量化節點價值和場所價值之間互為影響的協同關系，如圖1 所示。NP模型中45°對角線表明節點價值與場所價值相互協同。紡錘形區域可以按照節點和場所屬性的強度劃分為從屬、平衡、壓力等3 種狀態。頂部是“壓力”狀態，表示交通服務和城市活動的強度均處于最大水平，交互潛能趨于飽和，區域的進一步發展會導致交通和城市的不相容；底部是“從屬”狀態，表明站域的提升空間大；中部是“平衡”狀態。此外，紡錘形右下方對應“失衡節點”狀態，表示該站域的交通服務優于城市發展(如城市邊緣地區的新建站點)；紡錘形左上方對應“失衡場所”狀態，表示該地區的城市發展優于交通服務(如處于城市中心位置的老城區)。

圖1 節點-場所模型Figure 1 Node-Place model

2.2 模型擴展

根據不同的應用場景，國內外學者改進并擴展多種NP 模型，具有代表性的改進NP 模型如表1 所示。按照時間順序，Lyu 等[12]參考TOD 概念，以Transit和Development 表示節點和場所指標，并新增Oriented指標以表示交通與城市發展的交互。Li 等[13]通過分析交通和土地利用間的形態和功能聯系而拓展Tie 維度，認為其在土地與交通的反饋循環中起關鍵作用。Vale等[14]考慮車站區域步行可達性的城市條件，并將其納入Design指標，類似研究還有Zhang等[15]、Pezeshknejad等[16]和Su 等[17]從不同角度研究車站周邊土地利用、交通服務和步行環境三者之間的相互作用以更好地刻畫公共交通特征。

表1 NP 模型的擴展應用Table 1 Extended application of node-place model

既有研究主要關注城市核心區域，忽略遠郊區等低密度城市環境下TOD 的開發策略。Nigro 等[18]考慮郊區乘客通常以私家車、自行車和其他公共交通方式作為軌道交通的接駁出行方式，將相關指標擴展為Feeder Transport 維度。對于低密度城市，Olaru 等[19]考慮交通基礎設施對交通流的影響，增加Background Traffic 維度，衡量車站周邊的路網密度、公共交通、私人交通和交叉口服務水平對車站客流的影響。

針對節點和場所價值對車站客流量的影響，Cao等[20]考慮客流不僅反映居民使用軌道交通出行的特點，而且與土地利用促進軌道交通出行有關，因而在NP 模型中增加“客流”維度，并以東京地鐵為例分析車站區域的交通、土地利用與客流三者之間的互動關系和協調性。據此，張志健等[21]提出節點-場所-客流模型，分析三者之間的綜合效應。Laura 等[22]從乘客的體驗角度出發，將乘客對交通服務質量的感知作為第3 維度增加至NP 模型中。

為評估公共交通和土地開發的可持續效益，Rodríguez 等[23]擴展“Integration”與“Value”等兩個維度，形成多維模型供規劃者和政策制定者評估公共交通站點發展潛力。同樣采用多維指標的研究還有Yang 等[24]，其考慮車站區域開發的緊湊性及其與城市結構的相互作用，引入“Design”和“Vibrancy”兩個維度分析廣州和深圳的城市軌道交通站點的開發協調性。

3 評估指標及車站影響范圍

3.1 評估指標

NP 模型揭示軌道交通站點地區節點、場所價值的互動關系，提供評估站點地區融合發展的研究框架，通常使用多維度指標分析站點地區的交通和土地利用的協調性，進而對TOD 發展水平分類和評估。表2歸納總結國內外學者應用NP 模型時所選取的節點指標和場所指標，以及出行環境與設計指標3 類。

3.2 車站影響范圍

軌道交通和土地利用的互動主要在車站周邊，既有關于TOD 的研究通常以公共交通站點為圓心、一定距離為半徑的圓形區域作為車站影響范圍。從交通角度來看，車站的影響范圍可表述為步行范圍(Pedestrian catchment area)和站點服務區(Service area)等，其劃分目的旨在有效匹配交通資源。從空間角度來看，車站的影響范圍可表述為公共交通引導發展或開發地區(TOD area)和站點地區(Station area)，其目的旨在創造多樣活力的站域空間[30]。

對于車站影響范圍的邊界形狀，大多數研究采用3 種基本方法：①標準圓，以軌道交通站點為圓心，一定距離為半徑的圓；②泰森多邊形，以不規則的泰森多邊形刻畫站點影響的區域；③等時圈，考慮到站點區域的出行環境，以時間距離得出以站點為中心、一定時間內可到達的區域。由于地形或道路隔斷，等時圈形狀大多是不規則多邊形。

國內外TOD 規劃設計導則中對車站影響范圍的界定多在500～1 500 m 之間。通常單一線路的城市軌道交通影響區可作為一個帶型地區統一規劃控制[31]。墨西哥可持續交通中心2014 年發布的《城市社區TOD導則》將TOD 鄰里街區定義為600 m，即步行10 min內可到達區域[32]，此外加拿大渥太華規劃交通與環境部也以600 m 劃定TOD 地區的邊界[33]。

由于國內外案例研究場景的獨特性，不同學者對軌道交通站點影響范圍的界定存在差異。常見的圓形半徑通常為300 m[34]、500 m[16,20,23]、700 m[14,27]、800 m[17]、960 m[15]、1 000 m[35]、1 200 m[25]，甚至2 000 m[36]。此外，根據案例中不同城市、線路及站點發展情況和功能定位的不同，需進一步考慮放大或縮小軌道交通站點影響范圍。如Eizaguirre-Iribar 等[37]在研究廢棄鐵路站點周邊的土地利用情況時，由于廢棄鐵路站點處于城市外圍地區，功能發展條件、路網密度和公交覆蓋度均不如城市核心區，在此情況下出行者可接受的接駁距離更長，故以2 500 m 作為邊界劃分站點影響區域。

4 應用場景

國內外學者基于NP 模型評估公共交通站點的交通服務與用地開發的協調性，采用聚類方法識別相似特征的站點，為城市規劃決策者和開發商提供不同類型站點的差異化發展策略，以促進TOD 發展。這類研究統稱為TOD 類型學，始于Bertolini 對車站及其周邊地區發展前景的研究。這一概念模型已被許多研究學者應用和擴展，用于分析TOD 發展狀況[12,18,27]、可達性[36]、土地利用影響[38]等方面。國內學者大多采用NP 模型評估軌道交通站點的TOD 發展水平，案例研究包括長三角地區高鐵[39]、廈門地鐵[21]、烏魯木齊地鐵[40]等。NP 模型本質是分析框架，其指標體系不局限于特定的環境或交通因素，而是根據問題突出研究重點，并據此改進模型。在最近的研究中，許多學者強調“設計”在交通和土地利用之間反饋循環的作用，并將其作為第3 維度指標擴展NP 模型[11,13-15]。

Reusser 等[29]針對經典NP 模型未考慮指標權重的局限性，采用專家打分法賦予指標不同權重以篩選出最具有價值的指標，并將其納入評估指標集。此類方法雖然能更好地描述車站與環境之間的相互作用，但沒有考慮到其他可能成為TOD 的區域，正如Thomas等[41]所言，街區無論是否配套車站都具備成為TOD的潛力。對此，Kamruzzaman 等[42]將澳大利亞布里斯班人口普查單元作為研究對象，提出節點和場所之間的關系類型識別方法，指出TOD 的實施情況會因街區的類型不同有所差異，需要因地制宜地實施開發。

大多數研究學者在評估節點或場所的總體指標值時，通常先標準化指標值，后采用多標準決策方法將各TOD 加權指標匯總至最終模型。多數TOD 類型學研究僅考慮城市社會環境的靜態特征，而忽略城市動態特征即人群活動模式。另外，由于研究對象的內在因素以及外在特征等諸多差異，即使多數研究采取的理論方法相似，學者對節點與場所的指標理解也很難統一。以客流指標為例，許多學者將客流需求作為模型的節點價值，并將其用于分類車站。然而，Zemp等[43]對此持不同觀點，即客流是TOD 發展程度的衡量標準。而Cao 等[20]指出，客流可以作為與節點、場所重要程度相當的衡量TOD 的效果指標。

5 結語

NP 模型在國外應用的規模逐漸廣泛，但是在我國引入的時間較晚，既有研究仍多應用于軌道交通中，場景比較單一，對模型的擴展也較少。目前基于NP模型的研究越來越趨于多維度、多尺度、多粒度評估軌道交通車站的TOD 發展水平，但還缺少時間維度的研究，對于不同時間段，研究結果會有很大差別，不可一概而論。另外模型缺少基準值，只能定性卻不能定量地判斷站點車站及其周邊地區的發展程度。

借鑒已有經驗，未來我國對NP 模型的應用有很大的發展空間。可根據不同的研究背景和目標策略進行模型的系統開發，劃定不同層級的站域以滿足多元復雜化的軌道交通接駁方式；利用模型的普適性探索更多研究領域的應用路徑，加強新技術聯動，構建不同時空尺度的多維度指標，以更好地動態評估站區協調性；NP 模型可用于TOD 項目的規劃建設及后評估，決策者需結合實際條件深入分析，構建更全面的TOD分析框架以滿足不同需求。