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高速公路与城市的衔接研究 摘要 随着我国社会、经济建设的发展，对于交通运输的便捷性要求e t 益突出，交通的现代化发展已 经成为促进我国现代化建设的一个重要支撑。规划并建设国家和省级的高速公路是发展现代化交通 的一项重要内容。高速公路是为城市服务的，高速公路在城市处的过境方式以及高速公路与城市交 通系统的衔接布局决定着高速公路对城市服务的社会经济效益和环境效益。影响城市的可持续发 展潜力和竞争力。因此，对商速公路与城市衔接系统的研究具有十分重要的意义。 本文首先阐述了高速公路与城市衔接系统的可持续发展概念，然后分别从城市空间形态结构一 一交通的关系以及土地利用? 连通的关系入手。揭示了城市与高速公路之间互动作用的宏观体现 和微观机理，为高速公路与城市衔接规划研究奠定基础。 随后，分析了高速公路与城市衔接系统的结构，指出了本文研究的重点：一是高速公路过境模 式研究；二是高速公路与城市衔接路网布局研究。提出了高速公路与城市衔接系统的规划思路和规 划步骤。 在高速公路过境模式研究中，归纳了过境布局规划的几方面约束条件，在规划约束条件下对高 速公路过境布局模式展开了研究。其中。反恩过去规划中仅主要着眼于交通体系分析这一局限从 城市空间可持续发展的更广的角度，深入研究了与城市空间结构和布局相适应的过境布局模式。提 出了高速公路过境线布局规划的思路、原则和具体方法。 在高速公路与城市道路系统的衔接布局研究中，采用重要度法、聚类分析法、优势指数法等手 段，对城市对外交通需求分布和城市出入口通道供给能力进行分析。结合对高速公路过境布局走廊 的分析，提出衔接路网初步规划方案以全区域交通分配法为基础对衔接方案进行比选。最后，提 出高速公路与城市衔接布局方案的评价体系，引入模糊综合评判的方法，进行方案评价研究。 结合苏州市和安徽省淮南市高速公路规划，进行了实例分析。 关键词：高速公路可持续发展衔接路网过境模式城市空间形态和结构综合评价 a b s t r a c t a st h eq u i c kd e v e l o p m e n to f o u rc o u n 对a n de c o n o m yp r o g r e s s , t h e r emg r e a td e m a n do f t r a t 矗ca n d t r a n s p o r t t h em o d e r n i z a t i o no f t r a n s p o r t a t i o ni st h eh o t p o i n to f o u rc o u n t r y sd e v e l o p m e n t i ti st h em o s t i m p o r t a n tt a s kf o rl i s t op l a na n db u i l du pn a t i o n a l p r o v i n c i a le x p r e s s w a ya sf a ra st h en e e do fm o d e m t r a n s p o r ts y s t e m i sc o n c e r n e d t h ee x p r e s s w a yw o r k sf o rt h ec i t y , t h et r a n s i tm o d ea n d t h ej o i nm o d eo f t h e e x p r e s s w a yt o w i t ht h eu r b a nt r a f f i cs y s t e md e t e r m i n e t h ea d v a n t a g e st h ee x p r e s s w a yc o u l dd ot ot h ec i t y a n dt h ep o t e n t i a la n dc o m p e t i t i o na b i l i t i e si tc o u l db r i n gt ot h ec i t y s ot h er e s e a r c ho f i tm a k e sg r e a ts e n s e t h ea r t i c l eb e g i n sw i t ht h ec o n c e p to fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ；i tf o c u s e so nt h ej o i n ts y s t e mo f e x p r e s s w a ya n dt h ec i t y , t h e nb ye x p l o r i n gt h eu r b a nf o r ma n du r b a ns p a t i a ls t r u c t u r ew i t ht r a n s p o r t a t i o n a n dt h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nt a n d u s ea n dt r a n s p o r t a t i o n , i tp u tf o r w a r dt h em a c r o - e m b o d i m e n ta n d m i c r o m e c h a n i s mb e t w e e nt h em t e r a c t i o no ft h ec i t ya n dt h ee x p r e s s w a y , w h i c hl a yaf o u n d a t i o no ft h e r e s e a r c ho f c o n n e c t i o nb e t w 明nt h ee x p r e s s w a ya n dt h ec i t y s e c o n d l y , t h ea r t i c l ea n a l y s e st h es t r u c t u r eo f t h e j o i n ts y s t e mo f t h ee x p r e s s w a y a n dt h ec i t y i tm a k e o u tt h ep o i n to ft h i sa r t i c l ew h i c hi s ：】，t h er e s e a r c ho ft r a n s i tm o d ea n d2 ，t h er e s e e r c ho ft h eh i g h w a y n e t w o r k sw h i c hb e t w e e nt h ee x p r e s s w a ya n dt h eu r b a nr o a ds y s t e m i tb r i n g so u tt h ep l a n n i n gm e t h o d sa n d p r o c e d u r e so f t h e j o i ms y s t e m i nt h er e s e a r c ho ft r a n s i tm e d e 。i th a sb e e nc o n c l u d e ds e v e r a lr e s t r i c t i o n st ot h el a yo u to ft r a n s i t e x p r e s s w a ya n dt h e r e s e a r c ho ft r a n s i t e x p r e s s w a yl a yo u tm o d ew a sc a r r i e dt h r o u 。g h u n d e re ，o y n e r e s t r i c t i o n s t ot h ep a s te x p e r i e n c e st h a tf o c u s e do nt r a f f i cs y s t e ma n a l y s i s ，t h ea r t i c l eb e g i n sw i t ham o r e p r o f o u n df o u n d a t i o n i e s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t o fu r b a ns p a c et h i st i m e i td e e p si n t ot h em o d ew h i c h f o c u s e do nt h eu r b a nf r a m ea n dt h el a yo u to fc i t y , i ta l s op u tj o r w a r d t h em e t h o d s ，埘n c i p l e sa n dw a y st o p l a nt h et r a n s i te x p r e s s w a y sl a y o u t d u r i n gt h er e s e a r c ho f t h ec o n n e c t i o nl a yo u tb e t w e e nt r a n s i te x p r e s s w a ya n du r b a nr o a ds y s t e m ，t h e a r t i c l ea n a l y z e dt h ed e m a n do fc i t ye x t e r n a lt r a f f i ca n de a p a e i t yo fa c c e s sp a s s a g e c o m b i n e dw i t ht h e a n a l y s i st ot h eb o a r d so f t h ee x p r e s s w a y w i t ht h ec i t ys k i r t s ，i tp u tf o r w a r dt h ei n i t i a ll a yo u to f c o n n e c t i o n r o a dn e t w o r k s 髓de v a l u a t e 远w i t h 雹c e r t a i nm e t b x x t 。f i r m i l y , t h ea r t i c l es u g g e s tt b ze v a l u a t es t s t e m 协r k e c o n n e c t i o nl a yo u ts c h e m eb e t w e e nt h ee x p r e s s w a ya n dt h ec i t y , w i t ht h eh e l po ft h ef u z z ye v a l u a t i o n m e t h o d t h ea r t i c l ei n t r o d u c e ds u z h o u c i t ya n d h u a i n a nc i t y , a n h u ip r o v i n c e e x a m p l e s k qw o r d s ：e x p r e s s w a y , s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t , j o i n tn e t w o r k , t r a n s i tm o d e ，u r b a nf o r ma n du r b a n s p a t i a ls t r u c t u r e ，c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位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。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：岔盗! 翌日期：三竺土7 关于学位论文使用授权的说明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位 论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人 电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论 文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公向( 包 括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 签名：去【主! 堡导师签名：至鱼壹日期：唑卜j 东南大学硕士学位论文 第章序论 1 1 研究背景及意义 第一章序论 随着我国社会、经济建设的发展，对于交通的通畅便捷的要求日益突出，交通的现代化发展已 经成为促进我国现代化建设的一个重要支撵。规划并建设国家和省级的高速公路是发展现代化交通 的一项重要内容。高速公路的建设，密切了城市之间的联系，促进了城市社会经济的发展，同时也 有利于城市布局和空间结构的调整和完善。在高速公路规划中，有一项重要内容是研究并解决高速 公路与城市的衔接问题。高速公路是为城市服务的，城市是高速公路系统中的节点，特别是相对于 大中城市来说，往往汇集了若干重大交通干线，高速公路与城市的衔接比较复杂，受到城市的性质、 规模、布局、发展潢力、社会效益及环境效益等多方面的影响。高速公路在城市的过境方式以及高 速公路与城市交通系统的衔接情况，都将影响到高速公路对城市服务的社会经济效益和环境效益， 影响城市乃至其所处区域的发展潜力。因此在高速公路规划中处理好高速公路与城市的连接问题， 显得十分迫切和重要。 1 2 国内外研究概况 对于高速公路与城市的衔接问题在以往相关课题的研究中。较多地在交通系统内部进行考虑， 较少关注交通体系与城镇发展之间的互动关系，较少研究高速公路与城市可持续发展之间的关系， 即使有所涉及，研究的广泛性和深度也有所欠缺。 在国外。以前苏联、美国和日本等国家为代表，在高速公路与城市衔接的问题上结合二战以后 高速公路建设作了不少研究，其中主要是对于高速公路过境布局模式的研究，注重研究土地利用与 交通运输间的关系。主要从土地利用与交通发展的协调性出发，针对各自国家紧凑或分散的城市布 局提出了规划思路和方法。此外，也尤其注重高速公路以及高速公路与城市间连接线的交通影响分 析研究。 在国内，相关的研究主要集中在两个方面：其一是关于城市对外交通的研究，常见于城市规划 i l l 4 和交通工程文献中。其中重点是对城市出入1 2 1 道路和交通的研究，例如2 0 世纪八十年代，东南 大学运输工程研究所进行过大城市出入口干道 3 1 的交通特性和交通规划研究、城乡结合部交通规划 研究【4 1 和大城市辐射交通研究p 1 ：其二是在公路建设规划中，关于入城公路与绕城公路选线布局和设 计要求的研究。近年来，随着我国高速公路建设步伐的加快，许多省市结合路网规划和工程实践在 高速公路与城市衔接方面进行了研究例如；1 9 9 0 年代作为国家“八五”科技攻关课题子项目的城 市道路与高等级公路结合部交通规划技术研究，江苏省城乡规划院在江苏省高速公路网规划嘲中对 江苏省高速公路与城市布局关系进行的研究，2 0 0 2 年东南大学交通学院结合宿迁市进行的交通体系 与城镇发展互动关系的研究1 等。相关研究的技术路线，主要是根据各个城市的规模、发展规划以 及公路布局情况来提出过境布局方案。其它方面的因素则较少考虑，比如在过境高速公路对于城市 可持续发展的影响等问题上缺少系统的深入的分析。在高速公路与城市道路的具体连接规划中，对 于连接线尤其是城市出入口道路的研究也还不够深入细致。总体上来说，对高速公路与城市衔接的 研究没有受到应有的重视，实际工作中主要通过宏观的定性的和经验性的手段基于交通工程上的考 虑来进行规划。此外，在高速公路与城市衔接方案的评价和比选上缺少系统的方法和研究。 以上这些中外研究的成果和思路，为本论文提供了有益的参考和借鉴。 东南大学硕士学位论文 第一章序论 1 3 研究主要内容 本文研究的主要目的是，借鉴以前研究工作的经验和不足，在充分把握高速公路与城市之间相 互关系的基础上将理论性和实践性相结合，提出高速公路与城市衔接规划的一般思路和方法，为 高速公路规划以及城市对外交通规划提供思路和参考。本文研究的内容主要有以一f j l 方面： 1 、高速公路和城市之间相互作用机理分析 从社会、经济和环境角度，分析高速公路与不同规模、空间结构和布局特点的城市之间的作用 关系，分析对高速公路连接城市布局规划产生影响和制约的因素，研究高速公路和城市之间的影响 作用发生和变化的机理。 主要从宏观和微观两个层次和角度，研究高速公路与城市之间的互动作用和机理。宏观角度是： 交通系统和城市空间形态结构的关系，微观角度是：交通和土地利用的关系。将宏观分析和微观分 析的原理和结论结合起来，为高速公路与城市的互动关系的具体研究提供了思路和依据。 2 、高速公路与城市的衔接布局模式研究 在对城市性质、规模、功能布局、城镇体系、空间结构和形态、发展规划、交通网络布局、自 然地理环境等因素的研究基础上，综合考虑城市交通影响区域内交通系统的现状及未来发展情况， 从社会经济、工程技术、环境以及可持续发展等角度出发，分析这些因素的自身特点以及它们与过 境高速公路之间的相互作用的机理。通过评价和比选，确定与这些制约因素协调程度最好的过境模 式。 3 、高速公路与城市道路系统的连接研究 在确定高速公路过境模式和基本布局的基础上，研究高速公路和城市道路系统的连接方案，包 括高速公路和城市道路之间连接线的规划和相关接点的规划。主要考虑城市道路网的布局特点、出 入口道路特点以及市内交通和出入境交通流的分布特点，确定城市道路与高速公路连接线的数量以 及接口位置，确定连接线的走向和布局。其中，把城市出入口道路作为高速公路与城市的连接线的 重要部分进行研究。 4 、高速公路与城市衔接规划的评价方法研究 高速公路与城市的连接规划和建设不单纯是交通工程问题，还涉及高速公路对城市的社会、经 济、环境和空间形态的可持续发展的影响，系统合理地评价规划方案显得十分必要。国内在高速公 路与城市衔接的评价方面所作的研究并不多，探讨系统性适用性强的评价方法也是本文研究的难点 之一。高速公路与城市连接规划的方案，其要考虑的制约因素纷繁复杂，其影响作用既有能定性分 析的，又有用定量方法来度量的。评价规划方案与制约因素之间的协调程度，需要采用综合评价方 法。方案评价的关键之一是评价指标体系的建立，关键之二是定性分析指标的量化处理研究。 1 4 研究成果 本文综合借鉴了中外学者在区域和城市规划：区域和城市交通规划、高速公路与城市衔接关系 和布局研究的成果，提出了满足城市可持续发展需要的高速公路与城市衔接的规划目标。在以下几 方面进行了研究和探讨： 1 、从城市可持续发展角度出发，分别研究了城市和高速公路的微观作用机理和宏观作用体现。 总结出高速公路过境布局规划的约束条件：区域和城市规划、城市空间结构和布局形态、区域交通 体系、城市交通体系、区域和城市自然地理环境。提出高速公路与城市衔接规划的原则、过程和步 骤。 2 、研究了满足规划约柬条件的高速公路过境线布局模式。其中，反思过去规划中主要着眼于交 通体系分析这一局限，从城市空间可持续发展的更广的角度，深入研究了与城市空闻结构和布局相 适应的过境布局模式。提出了制定高速公路过境线布局方案的思路和方法。 2 东南大学硕士学位论文第一章序论 3 、研究了高速公路与城市道路系统的衔接问题。一方面，以过境线布局初步方案为参照，另 方面，采用聚类等方法分析城市对外交通需求布局和城市出入口通道供给能力。根据技术可行、经 济合理、布局符合城市可持续发展等原则提出初步的衔接路嗣规划方案。提出以全区域交通分配 法对衔接路网进行评价和比选。最后，提出采用模糊综合评判的方法，对高速公路与城市衔接布局 方案进行综合评定。 4 、改变过去在研究高速公路与城市衔接布局时主要采用定性分析的规划思路，采用聚类分析、 重要度分析、优势指数、全区域交通分配、模糊综合评价等技术，将规划中几个重要环节的因素尝 试着进行了定量评价和分析，提高了规划决策的可操作性和可靠性。 5 、结合苏州市和安徽省淮南市高速公路规划进行了实例分析。 东南大学硕士学位论文第二章过境高速公路与城市相互作用机理分析 第二章过境高速公路与城市相互作用机理分析 2 1 高速公路与城市的可持续发展背景 时间的脚步已经迈入了崭叛的2 l 世纪，回顾人类文明的发展史，人类在自然环境以及人工环境 中不断地建设和改造着自己的生存环境和生活空间，人类对自身所赖以生存的环境采取着不断变化 的相处方式，从农业时代的对自然的依附，工业时代对大自然的大肆掠夺，直至后工业时代和信息 时代的现代开始的反省人类的生产和生存模式。开始反省自身发展的可持续问题。可持续发展如今 成为世界各国发展的主题之一。可持续发展的概念体系被广泛引用到诸如经济、社会、环保、资源 利用等一系列发展范畴之中。属于改造自然环境和人工环境的范畴的交通运输工程建设，也越来越 重视并遵循着“可持续发展”这一时代的主题。 根据联合国可持续发展委员会对可持续的定义，可持续发展是：“既满足当代人的需求，又不对 后代人满足其需求的能力构成危害的发展。”该定义涉及三个基本内容：人类需求、整体环境承载力 和代际公平。其中，代际公平的概念是指代际间发展机会的平等性，即在包括环境、资源在内的广 义的人类财富的传递上每一代人留给下一代人的都是平等的，各代人在享用人类财富的权利方面， 存在着所谓的代际公平。扶实质上来看，可持续发展其实就是一个协调发展的问题。此处的协调， 指的是社会经济发展与资源、环境之间的协调，这是一种广泛而长期的动态协调。由于可持续发展 思想的科学性与现代性，它被逐渐引用到了生态环境之外韵诸多学科领域。交通运输系统也面临着 一个可持续发展的问题。从总体来看，人们对交通可持续发展的认识还局限于交通与环境之间的关 系，甚至断定：交通发展只要符合环境可持续发展的需要，其自身可持续发展的要求也就能够相应 达到。在这里，交通实质上已被定格为社会大系统的一个简单附属物，它与社会大系统之间的作用 机制被简单化、机械化了。作为社会发展的基础设施，交通运输的发展需求在某种程度上是一种派 生需求，但这并不妨碍交通系统和社会系统大系统之间的一种交互作用的自组织机制的存在，交通 系统也决不仅仅处在为外界需求所决定的地位，它也有自身的发展需求和趋向。无疑，对交通可持 续发展问题的研究必须由此出发。概括地说，交通可持续发展就是交通发展在满足社会发展对它 提出的更高需求的同时，综合考虑并保证其自身发展及社会复杂大系统可持续发展要求的实现，以 期达到一种交通系统内部及其与外部环境之间的长期的动态协调p j 。 以上给出的是交通可持续发展的一个广义定义，当我们的研究具体到某一特定对象和范围时， 交通可持续发展问题将具备更强的可操作性，它的定义的基本内涵依然是适用的。高速公路在我国 区域经济快速发展的今天，其作为区域交通的重要方式的地位曰益突出，在某种程度上我们可以认 为，我国许多区域的发展情况与高速公路系统能景的发挥程度有紧密关系。而高速公路系统能量的 稳定与增长，则取决于系统本身能否实现自身的可持续发展。 1 9 9 3 年，联合国在东京召开了一次“大城市管理”国际研讨会，会议提出：“2 l 世纪将是一个 新的城市世纪”。作为发展中国家，随着改革开放经济建设的进行，我国城市化进程也进入了崭新 的时期。如何加快我国城市化进程，如何走上可持续发展的道路，成为当前我国城市发展的首要问 题。在雅典宪章( 1 9 3 3 ) 中将城市划分为工作、生活、游憩、交通四大基本功能。一个城市具备 可持续发展能力的一个最重要的条传是构成这个城市的各个子系统的协调能力和每个子系统的自身 发展能力。交通作为城市的一个子系统，实现着城市人流、物流的有效移动和运转功能，是城市繁 荣、秩序和发展的象征，是城市这个有机体的血液。可持续发展的交通运输系统自然也成为了支撑 城市可持续发展的重要支柱。 高速公路系统和城市系统是两个相互联系的系统。城市是高速公路系统服务的主要对象，城市 是高速公路物质网络上的节点。从系统论观念看来，两个系统结合在一起相互作用并构成一个新的 系统时，这个新的系统的功能优劣以及运行效率的高低取决于其所包含的子系统的性质以及构成新 的系统时的组成方式和子系统之间的相互作用的和谐性。因此，一个可持续发展的“高速公路 4 东南大学硕士学位论文 第二章过境高速公路与城市相互作用机理分析 城市”系统，很大程度上依赖于高速公路和城市之间的组合和连接是否和谐。高速公路和城市的组 合和连接是否合理和谐，主要取决于两个方面：其一是高速公路线网在宏观规划布局上是否与区域 城市的布局和发展相协调。其m - - 是过境高速公路与城市交通( 道路) 系统的连接是否合理。由此可 见，合理的高速公路与城市交通( 道路) 系统的连接模式，将有助于城市的可持续发展；反之，不 合理的高速公路与城市交通( 道路) 系统的连接模式，将降低“高速公路城市”系统的机能， 使得高速公路对城市的服务作用降低，甚至会对城市的发展起负面作用。 总之，可持续发展的城市离不开可持续发展的“高速公路城市”系统，可持续发展的“高 速公路城市”系统离不开高效的高速公路与城市交通( 道路) 的连接作用。目前在我国高速公 路网规划研究中对于高速公路与城市的衔接的研究工作进行的相对较少，使得基于可持续发展背景 的高速公路与城市的衔接研究成为一项重要的和紧迫的课题。 本章将着眼于“高速公路城市”系统，重点研究高速公路和城市系统各自的特点以及它们 组合连接之后的相互间作用机理。通过对相互作用机理的分析，力图揭示影响高速公路和城市间连 接作用的主要因素，为合理地制定高速公路与城市衔接方案提供深层次的内在的依据。 2 2 高速公路与城市互动关系分析 为了揭示影响高速公路和城市间连接作用的主要因素，为了给台理的高速公路与城市衔接方案 提供深层次的内在的依据，必须重点研究高速公路和城市系统各自的特点以及它们组合连接之后的 相互间作用机理。 高速公路与城市之间的相互作用通过外在的物质形态即高速公路与城市的衔接布局来承担，可 持续发展的高速公路城市体系是可持续发展的城市体系和可持续发展的高速公路甚至综合运输 系统组合的结果，实现这种组合的纽带就是高速公路与城市的领接布局。 根据系统论，子系统的变化将引起大系统的变化，高速公路系统或城市系统本身的变化，都对 新的高速公路城市系统提出新的变化要求。在早期我国所进行的高速公路网规划甚至是单一高 速公路项目规划对，我国的城市发展整体水平还不商，因为缺乏快速发展而没能呈现出新的形态和 急剧的变化。随着我国社会经济的快速发展，尤其是近些年来城市的快速拓展，区域城镇体系和单 个城市本身都随着发生变化由此引发了高速公路与城市的衔接规划中新的问题。 新的问题主要集中两方面：其一，由高速公路节点城市本身的空间扩展带来的问题，比如出入 口互通通道不足，出入口连接线通行能力和服务流向与城市出入境交通不再适应城市沿出入口通 道无序发展带来的问题等，这些问题的出现，往往是因为在以前的规划中仅仅着眼于高速公路与区 域路网的衔接，在对高速公路与城市道路系统衔接规划时也只是注重交通工程上的可行性，而缺乏 从城市可持续发展角度和与城市发展相适应的弹性角度进行考虑。其二，以前由于我国城市群以及 城市带的发展和规模形成的速度缓慢没有出现与高速公路衔接方面的问题和引起相应的关注，因 此在高速公路与城市的衔接研究时没能从宏观的城市群体和城镇体系层面进行研究。例如随着都市 圈以及城镇体系里交通联系的增强，隧内交通规划与过境高速公路的协调性不够，同时影响了都市 圈( 或城镇体系) 内部交通和过境交通的效率。此外，随着城市化发展速度加快，在原有高速公路 节点城市之外生成新的交通集散区，这些新区域与高速公路之间的连接要求往往没能得到预先考虑， 导致高速公路对新生区域的发展的交通支撑功能的减弱。 高速公路和城市体系自身的发展变化，对高速公路一城市系统的研究提出了新的内容，要求 以从更系统全面的角度，将宏观与微观分析相结合。同时，由于高速公路城市系统结构和变化 机理的复杂性，要求在分析高速公路与城市互动关系时从主要矛盾入手，透过速公路与城市互动关 系的外在主要现象，把握其作用本质和机理。因此，本文在研究高速公路与城市互动关系时，重点 着眼于高速公路与微观的单个城市的互动关系。 下面将引入作为城市系统中一个核心概念的“城市空间形态结构”，重点研究城市空间形态结构 与高速公路系统之间的互动关系，进一步将对城市空间形态结构与高速公路系统关系的研究分别从 5 东南大学硕士学位论文 第二章过境高速公路与城市相互作用机理分析 宏观的“交通城市空间形态结构”角度和从微观的“交通土地利用”角度进行分析，研究 框架如下示意图2 1 。 图2 1 城市高速公路互动关系研究框架 2 2 1 城市空间形态结构交通 人类历史进入新的世纪，可以预见：全球经济一体化步伐加快；高新科技迅速发展并对社会经 济生活产生更加广泛而深刻的影响：政治、文化的多元化格局继续保持；可持续发展观逐渐成为各 国发展的战略。世界范围内的城市化进程将继续推进，全球人口中城市人口将超过半并继续增加。 城市化是指人口向城市或城市地带集中的现象或过程。城市化是经济发展到一定阶段必然产生的规 律性现象，城市必然以不断发展来适应这变化。城市化现象表现为社会生产力的发展，生产方式 的不断进步，其主要特征是人口由农业类型向工业类型转化，并向城市聚集，城市活动强度增强。 目前，我国城市化进程处于一个微妙发展时期，城市化水平为3 1 左右，虽然目前城市化水平较低， 但是我国正处于城市化加速发展阶段。 我国城市发展以及城市化进程的加快，对我国城市现有资源和环境是一个重大考验。在城市发 展过程中，由社会、经济以及文化的进步引起的城市职能的变化与调整将引起城市物质形态的变化。 当城市活动的规模扩大、活动强度增加时，城市将通过用地和空间的扩展来增加城市容量，来接纳 新的活动内容，支持城市的活力。这种接纳容量的增加通过两种方式来实现，即在物质形态及空间 结构上的“外围地域扩展”和“内部结构重组”两种方式。通过这两种方式。形成新的城市形态和 结构来适应城市化以及城市不断发展的需要。其中“外围区域的扩展”该种方式将对“高速公路一 一城市“系统产生更为直接和深刻的影响，对“高速公路馘市”系统提出了更高的新的要求。 为此。为了研究基于可持续发展的背景下的“高速公路城市”系统，就有必要先了解城市空间 形态结构的有关概念以及其发展变化的趋势，以及其对“高速公路城市”系统提出了怎样的适 应要求。 城市空间与城市活动及其内涵密切相关。如果说空间( 时间) 是一切外在事物得以存在的前提， 同样。城市空间也是承托与容纳城市活动的载体和容器，城市空间表现为城市地域范围内一切城市 要素( 物质和非物质的) 分布及其相互作用，并随时间动态发展的系统或集合。所谓城市空间结构 是城市各要素在一定空间范围内的分布和联结状态，是在城市成长过程中在城市地域空间中所处的 位置和在运营过程中的状态。城市空间形态是各种空间理念及其各种活动所形成的空间结构的外在 表现，用地形态是城市空间形态的外在表现。西方学者渡纳( l s b o u r n e ) 认为，城市土地利用方式 和强度，决定了城市空间构成的二维基面和基本形态格局【l q 。 影响和制约城市形态形成的主要因素有：城市发展的历史过程；地理环境；城市职能、规模、 结构特征；城市交通的相对可达性：规划及政策控制。如果从城市活动的各种载体以及各种活动要 素入手，可以发现，直接影响并制约城市空间分布格局和变化的因素包括经济因素、社会因素、政 治因素、生态因素、交通和信息技术、城市土地使用、城市与区域互动、城市规划理论的引导等等。 以上这些因素，也是在研究高速公路与城市衔接布局模式时候的考虑的主要因素。由此，如果从整 体上把握了城市形态结构以及空间布局的发展变化趋势，将从总体上保证“高速公路城市”系 统的结构稳定和功能合理。 从城市发展历程上不难看出，城市空间形态的发展和演化与交通的发展密切相关。交通运输作 为实现人流、物流和信息流的方式，其每次变化和革新历来都是新技术革命的落脚点，而新技术革 6 东南大学硕士学位论文 第二章过境高速公路与城市相互作用机理分析 命推动生产力飞速发展，最终推动城市经济发展，而城市经济的发展最终形成城市形态空间结构演 变的内在动力。由此可见，交通是影响和制约城市空间形态形成的主要因素之一。1 9 世纪中期以来， 世界上城市交通经历的5 次较大的变化都给城市空间形态留下了深刻的影响”，如图2 - - 2 。 图2 2 城市交通与城市空间形态的演化 l 、步行和马车时代，城市星状形态的出现以及环形结构的构建。在这一阶段典型的城市是高 度集中的，各种城市活动聚集成团，经济活动的焦点以及工业、商业和住宅的高度密集区 都在城市的中间核心区。土地类型划分的普遍模式表现为住宅区围绕着工业、商业中心。 2 、1 9 世纪末当电车出现之后，导致了城市空间形态第一次剧烈变革。城市外围区域的土地进 入了电车的可达范围，外围区域的空间可达性得到了前所未有的增强。为了逃离城市中心 区外部不经济的消极影响，土地开发开始向郊区转移，并且沿着有轨车线路主干道迅速生 长形成一种扇形模式。大多数城区形成了专门进行商业、批发和工业活动的土地利用区， 但是此时这些生长的区域仍大多紧密与城市中心区保持生产和生活上的联系。 3 、市际和郊区铁路发展阶段( 二十世纪前叶) ，城市形态扇形模式继续得到强化，而且出现 串珠状郊区走廊的生长。铁路对于城市空间形态的影响开始于1 9 世纪中叶，城市核心区边 缘铁路的建设。导致了工业活动的重新布局，逐渐形成新的工业核心区。由于轨道交通的 的支撵作用生产和生活用遣沿着主要铁路线向更远的郊区走廊迅速开发，形成扇形布局 和轴线布局。 4 、汽车阶段( 2 0 世纪三十年代开始) ，城市郊区化进程加速。城市形态同心状结构再次重建。 对于城市空间形态影响最大最深刻的交通模式是汽车的出现和使用，二次大战之前，放射 状公路已经贯穿和超越了老城范围。到达郊区铁路延伸线之外的非城市化区域。郊区的发 展速度明显快于城市中心区，现代都市区架构开始形成。快捷、方便的汽车交通加速了城 市化和郊区化，在城市范围内的土地价格模式趋于复杂化，铁路带来的区位优势受到削弱， 工业、居住和商业性质的土地开发和利用受到的可达性约束减少城市空间形态再次趋向 于圈层和环状发展。 5 、高速公路与环形通道快速发展时期( 2 0 世纪5 0 年代至今) ，城市形态多元化出现。上世纪 5 0 年代以来，是高速公路和环形路快速发展的时期，高速公路增强了区域中城市之间的相 互联系，四通八达的道路系统增强了城市对城市远郊区甚至是相临区域的交通辐射能力， 城市空间的跳跃式的和蔓延式的扩展方式使得城市空间形态呈现出多元化的发展模式。 7 东南大学硕士学位论文 第二章过境高速公路与城市相互作用机理分析 结合我国城市和交通发展的特点，可把城市形态演变与交通的发展划分为水运时代、铁路和汽 车运输时代及综合运输时代。在水运时代城市对外交通尤其是货物运输主要依靠水运，城市一般 沿河流带状伸展，工业、仓库等用地沿河布局。汽车、火车的出现，使得水运很快被陆路运输所取 代，城市沿公路或铁路多方向呈放射状发展，形成星形结构。交通技术进一步发展。使城市轴向发 展的可能性更大，可选择的轴线更多，从而使城市向多中心星状结构发展。从我国目前情况看，城 市交通仍处于准机动化水平的发展阶段，自备汽车尚未普及，限制了人口向郊区大规模流动。因此， 城市形态从总体上看仍以集中紧凑发展为主，未出现明显的郊区化现象。这表明城市向外扩展的能 力与交通水平之间存在密切的相关性，即交通可达性与城市扩展速度保持一定的正比例关系。 关于交通系统对城市形态的影响，我国学者近些年进行了不少研究。苏毓德( 1 9 9 7 ) 、钱明权等 ( 1 9 9 4 ) 分析了城市道路网的各种形式认为城市平面形态与城市道路网之间存在着密切的关系，道路 系统的发展对城市形态有决定性的影响。储茂东等( 1 9 9 8 ) 以甘肃省酒泉市为例，研究了过境公路与城 市形态之间的关系，认为过境公路是激发或加速外围市区质变的导轴，它的延伸方向就是城市的扩 展方向。杨东援等( 2 0 0 1 ) 以东京市为例，在研究城市道路网与城市土地利用形态的关系后，认为现代 城市形态的发展主要与道路网络和轨道交通网络相关，提前进行的良好的道路网规划将有助于城市 形态的健康发展。张尚武( 1 9 9 5 ) 认为在城镇密集地区，综合交通网络是影响城镇形态的最主要因素之 一，反过来城镇形态会影响综合交通网络。杨荫凯等( 1 9 9 9 ) 认为经济发展和交通方面的技术创新削弱 了城市化空间扩散过程中的由距离引致的摩擦力，从而推动城市化区域在空间层面上的迅速蔓延， 都市巨型化、连绵化现象随之出现，因此对城市空间形态的演变起着不可替代的重要作用。可见， 交通系统的变化别是交通线路和交通方式的发展与城市形态的发展是相互制约又相互促进的。 2 2 2 土地利用交通 城市发展宏观层面上的空间形态结构与区域与城市交通之间的关系，可以由土地利用与交通之 间的关系入手，得到微观层次上的机理揭示。 城市交通与城市土地利用的关系实质上反映了土地利用与交通设施的关系。由于土地利用是出 行生成活动的主要决定因素，所以土地利用的状况将决定对交通设施的需要。与此同时交通设施的 供给则改变了土地使用本身的可达性，并促使土地利用状况发生改变。在一个城市中，从土地开发 利用出发，总是希望土地利用效率越高越好，尤其是黄金地带，更是商人们的众矢之地。这样的开 发，必然导致出行生成的增加，从而提出对交通设施的更高要求，使交通设施得以改善，然而随着 可达性的增加，又会吸引人们对该地区在人力和物力方面的继续投入，因此这就形成一个正反馈过 程。但是这个正反馈过程不可能无限进行下去，因为城市的某些交通设施发展到一定程度以后不可 能通过改建以增加通行能力，从而当土地的开发超过一定强度以后，其所吸引的大量交通量导致某 些路段出现拥挤现象，从而使已开发区域由于其可达性下降而导致土地使用的边际效益下降以及整 个城市运转效率的下降，其结果是城市的发展偏离可持续发展的方向【t o 。 与此同时，交通对于城市土地利用并不总是被动的。道路交通是组成城市物质实体的骨架，各 种不同性质的用地是依存在这些骨架上的肌体。交通对城市土地利用的影响主要在于城市经济、文 化、商业等活动对方便的交通条件的依存性。而交通条件的优劣影响着土地利用对交通的依附程度， 评价交通条件优劣可以引入可达性和区位概念。可达性是把土地利用的地理安排和为这些土地利用 服务的运输综合起来的概念，是对在相互位置上的土地利用方便性、以及经过运输网到达它们那里 怎样容易或困难的描述。正是在可达性和区位上的差异，导致了城市土地利用产生级差，土地利用 的级差作为一种内在驱动力推动城市空间结构的发展和变化。因为人们能根据可达性的好坏选择 工作、购物、游憩与娱乐的场所选择居住区，甚至选择房屋、商业建筑的建造地，从而改变城市 范围内土地利用活动分布。因此可达性是研究交通对土地利用反作用的关键因素。 交通对土地利用的反作用在许多时候是通过土地使用成本( 地价) 来实现的。我国自1 9 8 0 年就 开始了城市土地使用制度的改革，引入了土地的有偿使用机制，建立了土地租赁和土地批租两种形 式的双重城市土地市场。实行土地有偿利用，按地价来引导和安排城市各项功能用地，在市场经济 体制下，交通的可达性以及区位通过对地价的影响，最终影响着城市空间结构的重组。 城市地价受土地区位条件、利用性质及开发强度等影响而表现出明显的空间差异。理论上的城 8 东南大学硕士学位论文第二章过境高速公路与城市相互作用机理分析 市土地价格曲线如图2 3 所示。 图2 3 城市空间构成与地租 现实中的城市地价曲线是复杂的、多节点的，考虑的不仅仅是距离城市核心区的空间距离问题， 还涉及其它诸多方面的因素。根据对城市土地价值的影响因素的分析，我们可以得到下面的函数表 达式：土地价值或地租= f ( 可达性和区位) f ( 某路段地租) f ( 投资前景) f ( 公共服务水 平) f ( 社会历史文化因素) 。 城市地价概念其实是地幂j 用成本的其中一种，交通上的可达性差异和区位差异，构成了土地 蕴涵的产出效益和价值的差异，导致了土地资源的稀缺程度产生分化，通过不同土地使用者之间的 竞争标价进而形成了与资源稀缺程度相适应的城市地价。正如a l o n s o ( 1 9 6 1 ) 、h a i g ( 1 9 2 7 ) 和 h a r d ( 1 9 0 3 ) 提出的镕样l l 。j ，交通费用和地租( 地价) 是相互联系的。城市土地的价格取决于租金， 租金取决于土地的区位。区位取决于方便程度，于是地价取决于可达性以及区位势能。另一方面， 城市土地在开发利用过程中不断地改变着其自身的包括可达性和区位势能在内的资源以及其利用成 本其利用成本进而影响了得到可持续发展的能力即使得包括交通可达性和区位势能在内的资源增 值的能力。可以说，正是这种交通可达性( 区位势能) 与地价之间的动态平衡关系，使得城市土地 出现比以往在计划经济体制下更自由和活跃的使用价值级差，这种不断存在的使用价值级差最终引 致城市地域发展和空间结构变化。通过地价机制调节城市土地利用一方面能促使土地利用集约化 程度的普遍提高，促使城市向立体化方向发展直接提高了土地利用率；另一方面则通过调控土地 利用性质与利用强度，达到推动城市用氇结构诵整的目的，进而实现城市各种不同类型的经济活动 在空间上的合理布置。可以说，城市地价的差异是导致城市空间结构演化的基本动因，同时城市空 间结构的变化必然会对城市地价的空间差异产生影响。 区位研究把城市与区域的空间既看作一种生产的成本，又看作一种可以增殖的生产资源。传统 的区位理论十分看中城镇分布的实体空间位置：“自然资源的差距是区域享有比较优势的核心所在”。 v b c r g ( t 9 9 7 ) 将区位因素分