OD反推技术下的高强度开发片区容积率确定方法_傅白白
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在控规编制中，常用的容积率确定方法有经验归 纳法、调查分析对比法、条件估计法和形体模型法等。 其中，经验归纳法、调查分析对比法和条件估计法均 以定性分析为主，定量分析不足；形体模型法虽可定量，
[ 基金项目 ] [ 作者简介 ]
国家自然科学基金资助项目 (71171124)、山东省自然科学基金项目 (Y2006F32) 傅白白，山东建筑大学建筑城规学院教授、博士生导师。 于善初，山东建筑大学建筑城规学院硕士研究生。
1.1 条件假设 步行与非机动交通具有机动、灵活
的特点，其占用的道路空间通常为专用 人行道与非机动车道，且对道路资源的 利用一般不受拥堵因素影响，因而对土 地开发强度的折射作用较弱。与其他机 动车相比，小汽车占用道路资源最大， 其对道路交通产生的影响也最大，因此 本文在确定路网承载力与容积率关系时 以小汽车交通为主，将小汽车最大流量 计数作为 OD 反推的基础数据。
OD 反推技术下的高强度开发片区容积率确定方法
□ 傅白白 ，于善初
[ 摘 要 ] 针对城市高强度开发片区普遍存在的交通拥堵问题，研究提出在控规编制中引入以路网承载力反推土地开发强度的技 术思路，借助 OD 反推技术，建立地块发生、吸引交通量与容积率之间的约束关系，并建立与控规编制相衔接的具体工作流程； 通过对地块间交通流分布的特性进行分析，提出以路网容量利用最大化为目标的容积率调整策略，以有效控制可能产生的交通 问题，确保交通与土地利用的协调发展。 [ 关键词 ] 路网承载力；OD 反推；容积率；发生与吸引交通量；控规 [ 文章编号 ]1006-0022(2014)10-0058-06 [ 中图分类号 ]TU981 [ 文献标识码 ]B
以小汽车最大流量计数作为 OD 反 推的基础数据，需在道路最大流量计数 中去掉公交车与单位班车当量数。首先， 假设通行公交的道路均设有公交专用道 或将最右侧机动车道作为公交行驶道， 则可通过去掉公交车道的方式排除公交 当量数；其次，假设所有快速路、主干 路和次干路中小汽车与单位班车行驶比 例③均为定值，可根据规划期末预期的交 通发展情况及相关的交通调查结果进行 设定，由此推算出各等级道路小汽车最 大流量计数，计算公式为：
城市路网交通流一天内普遍存在两 个峰值，即早高峰和晚高峰。早高峰出 行目的相对比较集中，而晚高峰的出行 目的差别较大，故早高峰要比晚高峰的 时间段更为集中，出行频率更高，因此 在分析路网承载力与容积率关系时，选
取早高峰时段作为研究对象。高强度土 地开发需求通常存在于大中城市中的优 势地段，这些地段的早高峰往往限制货 车及其他车辆通行，故早高峰的机动交 通可简化为小汽车、公交车及单位班车。
公式 (1)
公式 (2) 其中， 为各等级道路路段中通 行的小汽车最大流量计数 (pcu/h)； 为各等级道路路段中机动车最大流量计 数 (pcu/h)； 为各等级道路路段中 通行的小汽车占全部车辆数的比例，根 据规划期末预期的交通发展情况进行设 定； 为各等级道路路段中通行的单 位班车占全部车辆数的比例，根据规划 期末预期的交通发展情况进行设定，且
2 路网容量利用最大化的容积率调整
图 3 剩余容积率转移前后路网交通流分布图
OD 反推是一个迭代过程，基本原 理是以初始矩阵为推算起点，重复进行 交通分配和 OD 矩阵反推，直至满足收 敛条件，获得估算的 OD 矩阵。为提高 反推精度，本文采用多路径 OD 矩阵反 推方法，该方法将对 OD 间多条最优路 径上分配的流量与路段流量观测计数做 对比，并加以校正。OD 反推模型的一 般公式为：
； 为各等级道路路段中 单位班车对标准小汽车的换算系数，通 常取 1.5； 为各等级道路路段通行 能力 (pcu/h)； 为各等级道路“门槛 饱和度”，即为保证各级道路服务水平 而对道路通行能力进行一定比例的折减， 快速路、主干路、次干路和支路分别取 0.75、0.80、0.85 和 0.90。
1.2 OD 反推 在控规编制中，初步确定了路网、
公式 (4) 其中， 为推算的 OD 矩阵； 为推 算的路段流量； 为先验 OD 矩阵； 为路 段观测流量； 和 为分别为权重系数。 产生交通拥堵的直接原因是小汽车
Fra Baidu bibliotek
出行量与道路设施供给的不平衡，因此 在进行 OD 反推时使用路段小汽车最大 流量计数更能够反映路网实际承载力， 计算时需去掉机动车道断面中行驶的公 交车及单位班车当量数。
图 1 OD 反推确定容积率基本流程图
地块边界及用地性质后，需对规划方案 进行信息化处理，作为 OD 反推的前提 条件。为使反推交通量与规划方案中各 地块相对应，应尽可能将不同用地性质 地块设为独立的交通小区 ( 城市建设用 地 分 类 中 S、U 及 G 类 用 地 在 高 峰 时 段不生成交通量，故此类用地可忽略不 计或与其他类相邻用地并为同一交通小 区 )。结合方案拟定地块中可开口路段， 建立交通小区质心到地块开口之间的质 心连杆，作为发生与吸引交通流进出地 块的主要通道。
此外，当某些地块反推容积率明显
容积率是控规的核心指标之一，由于直接涉及开 发项目的利益，在实际工作中调整要求较多。而这些指 标的制定多是依据主观经验，缺乏科学依据，因此在 控规中常常被突破，导致容积率的确定难以让人信服， 控规的合理性受到质疑。近年来，国内一些城市先后 启动了建设项目的交通影响评价工作，但该项工作从 一开始便十分被动，项目开发商进行交通影响评价的 目的是尽可能辅证建设项目的可行性，一旦控规给出 的开发强度被评价为会对交通产生显著影响，容积率 指标的制定将遭到质疑，导致控规的法定权威受到挑 战。因此，在控规编制中加强对交通设施承载力的分 析，在容积率确定之初便考虑到交通因素产生的影响， 对于高强度开发片区尤为重要。
0 引言
当前，快速的城镇化进程导致城市内部矛盾日益 凸显，城市土地利用强度与人口密度持续增高，在土 地资源紧缺的背景下，交通设施建设力度难以满足不 断增长的交通需求。一方面，经济的发展诱发小汽车 使用量增加，导致道路与停车资源紧张，城市发展普 遍受到交通拥堵困扰却束手无策；另一方面，城市的“贪 大”发展导致职住失衡，产生“钟摆式”交通，使有 限的道路交通资源得不到有效利用。短期内城市道路 交通拥堵加剧的趋势难以避免，交通问题已成为城市 难以根治的顽疾。城市规划由扩张性规划向限定城市 边界规划的理性回归，必将导致城市建设用地开发强 度的提高，开发强度的提高需要完善的基础设施环境 来支撑，而基础设施中交通设施承载力对于容积率的 影响尤为明显，因此在进行城市规划时应对其予以充 分关注。
图 2 发生或吸引交通量剩余容纳能力转移前后路网交通流分布图
公式 (5) 其中， 为 地块可开发的容积率 上限； 为 地块高峰时段小汽车交通发 生 ( 吸引 ) 量 (pcu/h)； 为 地块用地 面积 (hm2)； 为 地块建筑物高峰时段 每百平方米产生的小汽车交通发生 ( 吸 引 ) 量 (pcu/h)，即出行生成率。 通常，不同城市的出行生成率存在 一定差异，需结合实际进行交通调查来 获取。在已实施建设项目交通影响评价 相关规范文件的城市，其出行率指标可 参考已有数据。
58
但主观随意性较大，难以解释容积率从 2.1 到 2.5 的转变是否可行，容积率指标 的确定急需引入理性依据作为支撑。因 此，积极改进与制定出科学的容积率确 定方法对于保障控规的科学合理性具有 重要的现实意义。
1 OD 反推容积率确定方法
为充分考虑交通设施承载力对土地 开发强度的影响，本文提出一种基于 OD 反推的容积率确定方法，该方法适用于 容积率受交通条件限制的高强度开发片 区。其基本原理是将控规方案所确定路 网中各条道路的通行能力按不同比例分 别进行折减，作为理想状态下的道路最 大流量计数①，使路网容量能够满足交通 需求。通过简化程序推出小汽车②最大流 量计数，利用 OD 反推技术获取各地块 小汽车发生与吸引交通量，结合各类用 地上单位建筑面积出行率给出不同地块 的容积率，最终对不合理的容积率赋值 进行调整，以达到路网利用最大化的目 标，具体流程如图 1 所示。
地块发生与吸引交通量和其周边道 路的双向交通流存在一定的对应关系， 当发生与吸引交通量相同时，地块分配 到周边道路两侧的交通量相等，路网容 量得到充分利用；两者不同时，分配到 周边道路的双向交通流不平衡，表现为 路网容量的低效利用。在土地利用规划 方案编制中，由于用地性质不同，会出 现部分发生与吸引交通量显著不匹配的 地块，导致路网双向交通流不平衡，而 以路网承载力为依据反推的各地块发生 与吸引交通量通常是相等的④。为充分利 用路网容量，将地块中未利用的发生与 吸引交通量剩余容纳能力⑤向周边地块转 移，可在一定程度上均衡路网双向交通 流，其中，接受发生交通量转移的 P 类 用地⑥的开发强度可相应提高；反之，接 受吸引交通量转移的 A 类用地的开发强 度可相应提高，转移前后的周边路网交 通流变化情况如图 2 所示。
High Density Area FAR Specification Based On OD Analysis/Fu Baibai, Yu Shanchu
[Abstract] Traffic jam is getting common in high density areas. The paper raises road capacity analysis approach for land development intensity decision. OD analysis is used to set up traffic flow and FAR relation, and a process between OD analysis and regulatory planning is established. On the basis of the analysis, FAR adjustment is carried out for maximizing road capacity. The approach will help evade possible transportation problems, and realize coordinate development of transportation and land use. [Key words] Road capacity, OD analysis, FAR, Occurrence and intaking traffic, Regulatory planning
种子矩阵是 OD 反推的基础，高质 量的种子矩阵能够大大提高反推结果的 精度。种子矩阵通常可采用历史 OD 矩 阵或通过小样本交通调查扩样及交通分 布模型得到矩阵，但采用调查推算及重 力模型获取 OD 矩阵的方法通常需要进 行大量的数据调查，难度较大。因为交 通小区之间出行阻抗与出行量成反比， 即出行阻抗越大，出行量越小，所以在 没有历史 OD 矩阵时，阻抗可用来估计 OD 矩阵中各单元出行量占出行总量的 比重，进而推算出种子矩阵，推算公式为：
1.3 容积率与 OD 反推交通量关系的 建立
出行生成率是建立容积率与地块发 生、吸引交通量关系的媒介，其数据统计 以起讫点为基础，故 OD 矩阵无需向 PA 矩阵转换。若采用其他方法建立两者之间 的关系时需要使用 PA 矩阵，可证明高峰 时段 OD 矩阵近似于 PA 矩阵，亦无需 转换。
通过 OD 反推得到的 OD 矩阵单元 交通量是任意两个交通小区之间的小汽
公式 (3) 其中， 为种子矩阵中交通小区 与 之间的出行量 (pcu/h)； 为交通小 区 与 之间出行阻抗矩阵中的阻抗值 (min)。
2014 年第 10 期 第 30 卷 59
车出行量，分别对 OD 矩阵的行、列进 行求和，可获得各地块小汽车发生与吸 引交通量。由容积率定义给出容积率与 各地块小汽车发生、吸引交通量之间关 系的计算公式为：
[ 基金项目 ] [ 作者简介 ]
国家自然科学基金资助项目 (71171124)、山东省自然科学基金项目 (Y2006F32) 傅白白，山东建筑大学建筑城规学院教授、博士生导师。 于善初，山东建筑大学建筑城规学院硕士研究生。
1.1 条件假设 步行与非机动交通具有机动、灵活
的特点，其占用的道路空间通常为专用 人行道与非机动车道，且对道路资源的 利用一般不受拥堵因素影响，因而对土 地开发强度的折射作用较弱。与其他机 动车相比，小汽车占用道路资源最大， 其对道路交通产生的影响也最大，因此 本文在确定路网承载力与容积率关系时 以小汽车交通为主，将小汽车最大流量 计数作为 OD 反推的基础数据。
OD 反推技术下的高强度开发片区容积率确定方法
□ 傅白白 ，于善初
[ 摘 要 ] 针对城市高强度开发片区普遍存在的交通拥堵问题，研究提出在控规编制中引入以路网承载力反推土地开发强度的技 术思路，借助 OD 反推技术，建立地块发生、吸引交通量与容积率之间的约束关系，并建立与控规编制相衔接的具体工作流程； 通过对地块间交通流分布的特性进行分析，提出以路网容量利用最大化为目标的容积率调整策略，以有效控制可能产生的交通 问题，确保交通与土地利用的协调发展。 [ 关键词 ] 路网承载力；OD 反推；容积率；发生与吸引交通量；控规 [ 文章编号 ]1006-0022(2014)10-0058-06 [ 中图分类号 ]TU981 [ 文献标识码 ]B
以小汽车最大流量计数作为 OD 反 推的基础数据，需在道路最大流量计数 中去掉公交车与单位班车当量数。首先， 假设通行公交的道路均设有公交专用道 或将最右侧机动车道作为公交行驶道， 则可通过去掉公交车道的方式排除公交 当量数；其次，假设所有快速路、主干 路和次干路中小汽车与单位班车行驶比 例③均为定值，可根据规划期末预期的交 通发展情况及相关的交通调查结果进行 设定，由此推算出各等级道路小汽车最 大流量计数，计算公式为：
城市路网交通流一天内普遍存在两 个峰值，即早高峰和晚高峰。早高峰出 行目的相对比较集中，而晚高峰的出行 目的差别较大，故早高峰要比晚高峰的 时间段更为集中，出行频率更高，因此 在分析路网承载力与容积率关系时，选
取早高峰时段作为研究对象。高强度土 地开发需求通常存在于大中城市中的优 势地段，这些地段的早高峰往往限制货 车及其他车辆通行，故早高峰的机动交 通可简化为小汽车、公交车及单位班车。
公式 (1)
公式 (2) 其中， 为各等级道路路段中通 行的小汽车最大流量计数 (pcu/h)； 为各等级道路路段中机动车最大流量计 数 (pcu/h)； 为各等级道路路段中 通行的小汽车占全部车辆数的比例，根 据规划期末预期的交通发展情况进行设 定； 为各等级道路路段中通行的单 位班车占全部车辆数的比例，根据规划 期末预期的交通发展情况进行设定，且
2 路网容量利用最大化的容积率调整
图 3 剩余容积率转移前后路网交通流分布图
OD 反推是一个迭代过程，基本原 理是以初始矩阵为推算起点，重复进行 交通分配和 OD 矩阵反推，直至满足收 敛条件，获得估算的 OD 矩阵。为提高 反推精度，本文采用多路径 OD 矩阵反 推方法，该方法将对 OD 间多条最优路 径上分配的流量与路段流量观测计数做 对比，并加以校正。OD 反推模型的一 般公式为：
； 为各等级道路路段中 单位班车对标准小汽车的换算系数，通 常取 1.5； 为各等级道路路段通行 能力 (pcu/h)； 为各等级道路“门槛 饱和度”，即为保证各级道路服务水平 而对道路通行能力进行一定比例的折减， 快速路、主干路、次干路和支路分别取 0.75、0.80、0.85 和 0.90。
1.2 OD 反推 在控规编制中，初步确定了路网、
公式 (4) 其中， 为推算的 OD 矩阵； 为推 算的路段流量； 为先验 OD 矩阵； 为路 段观测流量； 和 为分别为权重系数。 产生交通拥堵的直接原因是小汽车
Fra Baidu bibliotek
出行量与道路设施供给的不平衡，因此 在进行 OD 反推时使用路段小汽车最大 流量计数更能够反映路网实际承载力， 计算时需去掉机动车道断面中行驶的公 交车及单位班车当量数。
图 1 OD 反推确定容积率基本流程图
地块边界及用地性质后，需对规划方案 进行信息化处理，作为 OD 反推的前提 条件。为使反推交通量与规划方案中各 地块相对应，应尽可能将不同用地性质 地块设为独立的交通小区 ( 城市建设用 地 分 类 中 S、U 及 G 类 用 地 在 高 峰 时 段不生成交通量，故此类用地可忽略不 计或与其他类相邻用地并为同一交通小 区 )。结合方案拟定地块中可开口路段， 建立交通小区质心到地块开口之间的质 心连杆，作为发生与吸引交通流进出地 块的主要通道。
此外，当某些地块反推容积率明显
容积率是控规的核心指标之一，由于直接涉及开 发项目的利益，在实际工作中调整要求较多。而这些指 标的制定多是依据主观经验，缺乏科学依据，因此在 控规中常常被突破，导致容积率的确定难以让人信服， 控规的合理性受到质疑。近年来，国内一些城市先后 启动了建设项目的交通影响评价工作，但该项工作从 一开始便十分被动，项目开发商进行交通影响评价的 目的是尽可能辅证建设项目的可行性，一旦控规给出 的开发强度被评价为会对交通产生显著影响，容积率 指标的制定将遭到质疑，导致控规的法定权威受到挑 战。因此，在控规编制中加强对交通设施承载力的分 析，在容积率确定之初便考虑到交通因素产生的影响， 对于高强度开发片区尤为重要。
0 引言
当前，快速的城镇化进程导致城市内部矛盾日益 凸显，城市土地利用强度与人口密度持续增高，在土 地资源紧缺的背景下，交通设施建设力度难以满足不 断增长的交通需求。一方面，经济的发展诱发小汽车 使用量增加，导致道路与停车资源紧张，城市发展普 遍受到交通拥堵困扰却束手无策；另一方面，城市的“贪 大”发展导致职住失衡，产生“钟摆式”交通，使有 限的道路交通资源得不到有效利用。短期内城市道路 交通拥堵加剧的趋势难以避免，交通问题已成为城市 难以根治的顽疾。城市规划由扩张性规划向限定城市 边界规划的理性回归，必将导致城市建设用地开发强 度的提高，开发强度的提高需要完善的基础设施环境 来支撑，而基础设施中交通设施承载力对于容积率的 影响尤为明显，因此在进行城市规划时应对其予以充 分关注。
图 2 发生或吸引交通量剩余容纳能力转移前后路网交通流分布图
公式 (5) 其中， 为 地块可开发的容积率 上限； 为 地块高峰时段小汽车交通发 生 ( 吸引 ) 量 (pcu/h)； 为 地块用地 面积 (hm2)； 为 地块建筑物高峰时段 每百平方米产生的小汽车交通发生 ( 吸 引 ) 量 (pcu/h)，即出行生成率。 通常，不同城市的出行生成率存在 一定差异，需结合实际进行交通调查来 获取。在已实施建设项目交通影响评价 相关规范文件的城市，其出行率指标可 参考已有数据。
58
但主观随意性较大，难以解释容积率从 2.1 到 2.5 的转变是否可行，容积率指标 的确定急需引入理性依据作为支撑。因 此，积极改进与制定出科学的容积率确 定方法对于保障控规的科学合理性具有 重要的现实意义。
1 OD 反推容积率确定方法
为充分考虑交通设施承载力对土地 开发强度的影响，本文提出一种基于 OD 反推的容积率确定方法，该方法适用于 容积率受交通条件限制的高强度开发片 区。其基本原理是将控规方案所确定路 网中各条道路的通行能力按不同比例分 别进行折减，作为理想状态下的道路最 大流量计数①，使路网容量能够满足交通 需求。通过简化程序推出小汽车②最大流 量计数，利用 OD 反推技术获取各地块 小汽车发生与吸引交通量，结合各类用 地上单位建筑面积出行率给出不同地块 的容积率，最终对不合理的容积率赋值 进行调整，以达到路网利用最大化的目 标，具体流程如图 1 所示。
地块发生与吸引交通量和其周边道 路的双向交通流存在一定的对应关系， 当发生与吸引交通量相同时，地块分配 到周边道路两侧的交通量相等，路网容 量得到充分利用；两者不同时，分配到 周边道路的双向交通流不平衡，表现为 路网容量的低效利用。在土地利用规划 方案编制中，由于用地性质不同，会出 现部分发生与吸引交通量显著不匹配的 地块，导致路网双向交通流不平衡，而 以路网承载力为依据反推的各地块发生 与吸引交通量通常是相等的④。为充分利 用路网容量，将地块中未利用的发生与 吸引交通量剩余容纳能力⑤向周边地块转 移，可在一定程度上均衡路网双向交通 流，其中，接受发生交通量转移的 P 类 用地⑥的开发强度可相应提高；反之，接 受吸引交通量转移的 A 类用地的开发强 度可相应提高，转移前后的周边路网交 通流变化情况如图 2 所示。
High Density Area FAR Specification Based On OD Analysis/Fu Baibai, Yu Shanchu
[Abstract] Traffic jam is getting common in high density areas. The paper raises road capacity analysis approach for land development intensity decision. OD analysis is used to set up traffic flow and FAR relation, and a process between OD analysis and regulatory planning is established. On the basis of the analysis, FAR adjustment is carried out for maximizing road capacity. The approach will help evade possible transportation problems, and realize coordinate development of transportation and land use. [Key words] Road capacity, OD analysis, FAR, Occurrence and intaking traffic, Regulatory planning
种子矩阵是 OD 反推的基础，高质 量的种子矩阵能够大大提高反推结果的 精度。种子矩阵通常可采用历史 OD 矩 阵或通过小样本交通调查扩样及交通分 布模型得到矩阵，但采用调查推算及重 力模型获取 OD 矩阵的方法通常需要进 行大量的数据调查，难度较大。因为交 通小区之间出行阻抗与出行量成反比， 即出行阻抗越大，出行量越小，所以在 没有历史 OD 矩阵时，阻抗可用来估计 OD 矩阵中各单元出行量占出行总量的 比重，进而推算出种子矩阵，推算公式为：
1.3 容积率与 OD 反推交通量关系的 建立
出行生成率是建立容积率与地块发 生、吸引交通量关系的媒介，其数据统计 以起讫点为基础，故 OD 矩阵无需向 PA 矩阵转换。若采用其他方法建立两者之间 的关系时需要使用 PA 矩阵，可证明高峰 时段 OD 矩阵近似于 PA 矩阵，亦无需 转换。
通过 OD 反推得到的 OD 矩阵单元 交通量是任意两个交通小区之间的小汽
公式 (3) 其中， 为种子矩阵中交通小区 与 之间的出行量 (pcu/h)； 为交通小 区 与 之间出行阻抗矩阵中的阻抗值 (min)。
2014 年第 10 期 第 30 卷 59
车出行量，分别对 OD 矩阵的行、列进 行求和，可获得各地块小汽车发生与吸 引交通量。由容积率定义给出容积率与 各地块小汽车发生、吸引交通量之间关 系的计算公式为：