基于路网容量的容积率量化研究

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摘要：容积率是城市规划中的重要控制性指标，现有的容积率量化方法主要从经济层面和环境层面进行描述，本文从交通与土地利用的反馈关系入手，建立基于路网容量的容积率量化模型，改善目前城市土地开发过程中土地开发强度随意变更问题，为城市规划主管部门确定容积率提供理论依据。

关键词：容积率；路网容量；城市规划

中图分类号：TU984文献标识码： A

1、 绪论

“容积率”指一定地块内，总建筑面积与建筑用地面积的比值。在我国，容积率是进行“控制性详细规划与城市设计”等规划编制中的重要的控制指标之一。容积率上限取决于环境质量的最起码要求；容积率下限取决于开发者能承受的最高楼面地价。确定容积率的方法主要有：形体布局模拟法、经验归纳统计、调查分析对比。

影响容积率的主要因素有：（1）地块的使用性质；（2）地块的区位；（3）城市交通和基础设施容量；（4）地块空间环境条件；（5）建造方式与形体；（6）地块土地出让价格；（7）历史环境的保护。现有的容积率制定与调整体系对于城市交通设施容量因素的考虑较少，主要从经济层面和环境层面对容积率进行定量分析。本文从路网容量角度，对地块的平均容积率做出了定量分析，为城市规划主管部门确定容积率提供理论依据，对于目前城市土地开发过程中土地开发强度随意变更问题有一定改善作用。

2、容积率量化的双层模型

交通与土地利用相互联系、相互影响，一方面，不同的土地利用形态和强度，决定了交通生成与分布，土地利用形态不合理或者土地开发强度过高，将会导致交通容量无法满通需求。另一方面，交通规划和建设对土地利用和城市发展有导向作用，交通设施沿线的土地开发利用异常活跃。因此城市土地利用和城市交通之间是共生机制，两者之间存在互动作用，是循环式的动态反馈关系。容积率是城市土地开发强度控制的重要技术经济指标，本文以土地利用与城市交通的相互关系为入手，建立容积率量化的双层模型，上层模型描述容积率对周边路网交通生成与分布的影响，下层模型描述路网容量对于容积率的影响，利用容积率作为传递变量，通过迭代计算，模拟出交通与土地利用间的反馈关系，当迭代收敛时可得基于路网容量的最佳容积率。

2.1上层模型

①确定产生区位势与吸引区位势

产生区位势：（2-1）

吸引区位势：（2-2）

式中，为小区i的产生区位势；为小区j的吸引区位势；为小区i的可达性，取小区i到其它各小区的距离和的倒数；为小区i的平均容积率；为小区i的人口数；为小区j各类性质用地加权和；、为待定系数。

②分布概率矩阵确定

（2-3）

式中，为交通小区i对交通小区j的分布概率；为待定系数，便于计算，一般取1；为交通小区i对交通小区j的阻抗函数，取小区i与j距离的倒数。

③生成-分布组合模型

（2-4）

式中，为交通小区i到交通小区j的出行分布概率；为规划区域全体的出行生成量。

（2-5）

式中，为小区j的出行吸引量。

2.2下层模型

①计算路网中各路段通行能力C

②将路段通行能力C作为路段流量，基于TransCAD平台，进行OD反推，得到小区i到小区j的分布量 ，计算得各小区的发生量：

（2-6）

③由交通调查得小区i的发生原单位，通过下式得到路网可承载人口规模：

（2-7）

④根据建设部政策研究中心“全面小康社会居住目标研究”， 谢宏坤等人提出的城镇人均居住建筑面积35m2,以及城镇最低收入家庭人均住房建筑面积>20m2的指标，本文算例中考虑城市具体情况取30 m2。即人均居住面积=30m2。

⑤小区i容积率如下计算：

（2-8）

式中，为小区i的总面积。

2.3迭代计算

令取为小区i的平均容积率，用上层模型计算得出；以路段通行能力C为下层模型输入量，计算得出，继而计算得出容积率。

上层模型输入容积率，下层模型输出容积率，定义第n次迭代所得容积率为：

（2-9）

（2-10）

（2-11）

收敛性条件为：

3.算例

本文选取湘潭市规划中心城区为例，进行模型的应用分析。湘潭市规划中心城区共分为8个交通小区，小区分布如下图所示。相应的基础数据为该片区2020年规划结果。

3.1上层模型

已知质因子、产生量因子、吸引量因子，由经验数据χ取0.25，δ取0.2，应用公式(2-1)和（2-2）就可以得到各个交通小区的产生相对区位势和吸引相对区位势。交通小区4位于规划新区的中心，故选择小区4为标准小区，计算结果见下表：

交通小区产生与吸引相对区位势

利用得到的小区的相对区位势系数，应用公式(2-4)，便可计算得到小区间出行分布的概率矩阵。继而根据（2-5）计算得出各小区的交通吸引量。

交通小区出行吸引量

3.2下层模型

路网中各路段通行能力作为流量数据输入TransCAD,进行OD估计，得规划区OD矩阵，可计算得出小区出行产生量。由交通调查得各小区的发生率，可推出交通可承载人口规模，进而计算出容积率。

下层模型计算表

3.3迭代计算

经过七次迭代，得到的容积率趋于收敛，如下表所示：

4.结论

城市规划中，容积率的确定，是开发商与政府“博弈”的焦点，而规划师理应承担“博弈”双方的平衡者、协调者，但实际工作中规划师迫于各方压力、自身职业道德修养或技术水平，随意确定或更改“容积率”的现象累见不鲜，尤其在进行控制性详细规划与城市设计等规划编制时，容积率的随意性最终产生城市环境等诸多问题。因此，本文从交通与土地利用的反馈关系入手，建立基于路网容量的容积率量化模型，改善目前城市土地开发过程中土地开发强度随意变更问题，为城市规划主管部门确定容积率提供理论依据。