钮心毅：从就业居住空间关系分析上海市域城市空间结构基于手机数据的研究2015-06-05 17:18来源：中国城市规划网分享到: 编者按：2015年5月23日至24日，由中国城市规划学会承办的中国科协年会分会场“大数据与城乡治理”研讨会于广州举行。同济大学建筑与城市规划学院副教授钮心毅作了题为从就业居住空间关系分析上海市域城市空间结构：基于手机数据的研究的报告。钮心毅副教授分析了手机信令数据与时空行为、城市空间结构的关系，对职住平衡的概念、通行圈概念作了新的诠释，指出利用手机大数据可以对规划中依赖的土地出让和土地开发的数据进行修正和补充，可以对传统的规划方法进行补充。呼吁从体制、法律多方面架起规划行业与通信行业沟通的桥梁。一、手机信令数据-时空行为-城市空间结构手机信令数据为什么可以做城市空间，这是因为手机信令数据反映了时空行为。手机信令数据有几个特点：第一，大样本，被动性。与微博数据相比，从覆盖的人群来说，被调查者是无法干扰这个信号的产生，一个人一天下来在记录里留下几十个足迹，除非你整天关机。第二，连续、动态。手机信令数据可以跟GIS的分布产生关系，连续动态反映手机持有者空间位置。我们认为时空结构和人的行为是密切相关的，不同时段数据与即时人口空间分布相对应。如果能够研究人在不同时间段的行为，就可以看到不同的城市功能在什么地方实现。我们最近做的工作，调研就业点和居住点，根据手机信令研究职住关系到底怎样。二、上海中心城通勤区识别图1图1是上海的土地使用现状图，上海6340平方公里，现在已经完全建设用地超过45%，这里有一个上海的外环，大概有660平方公里，一般来说上海外环以内是中心城区，这个圈以外叫做郊区，但是事实上，大家可以看到这个建设用地是在连绵发展的，在外环线以外的区域和外环以内区域几乎差距不大，连绵程度向西走，一直到昆山，基本上是连成一片的。我们有一些疑问，当建设用地在现在如此连绵的情况下，人的活动是不是在连绵活动，人的职住空间是不是要分离这么大的程度。另外在上海的总体规划当中一直有这么一个问题，上海历年规划编制的标准，编制的体系是两个层次，中心城一个层次，郊区一个层次，中心城一个指标，郊区一个指标。很多人认识到是不是要在市域里增加一个城市，是不是存在着一个中间城市，这个中间城市既不是郊区，也不是中心城，存在着这么一个中间状态。我们想能不能通过人的通勤关系，研究一下在中心城工作的人，最集中在哪里，或者到中心居住的人，日常的工作在哪里，能不能通过这个通勤联系把中心城紧密联系挖出来，形成一个中间层次，我们把它叫空心区，这个范围有多大。我们把上海的手机信令数据做了这样一个计算，看每个手机用户在白天工作时间内在一个基站附近经常出现的概率是多少，在10个工作日之内有6次在固定时间内在固定地方出现，我们认为他在这个地方工作。同样一个方法也可以做夜间，夜间休息时间，我们从11点之后到第二天早上5点之间，如果在一个基站周边反复出现，大于60%，10个工作日里出现6次，我们认为他住在附近，从这两个层面的数据识别出800多万的用户的居住点和就业点，由于数据质量不一样，数据采集的方式不一样，作出的数据有一些差异，但是总的量都是非常大的，大概占到采集到的用户数的50%左右，我们在2011年找到849万居民的日夜居住地和工作地，在2014年的数据里我们找到了740万居民的居住地，我们不光是知道他们的常住地和经常的工作地，我们还知道它们两者的联系，同一个人是怎样经过他经常的活动空间。用这个方法来想想中心城的研究范围有多大。图2图2说明在中心城在日常移动当中，平均移动距离多大，在中心城就业的人如果是出去回到家，通勤范围多大，另外是居住和就业之间距离多大，这个数据做出来跟上海调查的数据比较接近。尽管上海的活动范围非常大，最远的居民跑到70公里甚至到100公里，每天来回，但是绝大多数居民都是短距离出行者，5公里到6公里占到了大多数，这是两个基站之间的直线距离，你算了这个道路距离的话，甚至可以是10公里到8公里，所以上海的通勤距离其实是非常大的。图3图3是中心城日间就业人口的夜间居住地分布，大家可以看到日间在中心城内部的人，夜间散布在城市的各个地方，每个区、每个县、每个镇都有在中心城区工作的人，但是我们可以看到分布的密度有一个显然的突变，绝大多数的都是在外环线以内，出了外环线之后急剧下降，这个平缓的变化从这个区域开始。我们通过密度的衰变规律来讲，用数学方法做了一下测算，不管是日间工作的人夜间在哪里，或者是夜间在中心城居住的人白天在哪里，都反映出这么一个规律，出了中心城之后，还是存在一个密集区，但是这个密集区离中心城不远，然后出现一个突然下降的趋势，非常平缓的变化趋势一直到市域的边缘为止。图4从图4的值来说，比如说看2011年的数据，在中心城这个范围内把这个全计算出来之后，在圈内活动的，日夜在圈内的可以达到98%，在圈外的只占到1.8%。我们看看中心城的居民白天的就业的范围，这个范围更小一些，也可以算得出来是97%和2.8%的关系。这个大致证实了我们的猜测，尽管建设用地在蔓延，但是人的活动范围并非蔓延得非常厉害，大多数人的就业岗位或者生活还是集中在中心城区周围。我们把它放大来看，发现这个圈里面的走向跟地铁的走向比较吻合，不能说上海地铁建得非常好，完全有可能是这边居住区开发之后，地铁的建设才跟上去的，这个不能作为地铁建设完全的依据，也可以讲交通方式的变化使我们的通勤圈的角度在拉大。我们把两个线叠加在一起，可以得到所有通行圈的范围，2014年和2011年的范围有所变化，但是数字变化不是很大，2011年算出来面积是1087，我们知道上海中心城是664平方公里，中心城之外还有400多平方公里的范围，这个范围的人活动的规律跟中心城区居民其实一样的，而且它的规律是在上海的西侧和南侧出现得非常多。这4年之内上海居民的活动范围没有发生很大的变化，这个跟这4年当中土地政策完全收紧有一定的关系。这个圈内大概97%的居民在这个圈内生活和工作，这个圈外的人跑到中心城里面工作和居住的只占到3%，尽管这个面积非常大，5000多平方公里，这个衰减规律非常有意思。我们把它又折算到这张图，折算到行政区划范围，如果一个镇落到这个圈内30%，我就认为是进入了中心城的直接影响范围，这样画出来两个边界是一模一样的。上海市域是不是有两个圈层还是三个圈层呢？我们从人的活动角度来说应该存在于一个中间圈层，这个中间圈层是中心城660平方公里和市域6300平方公里之间有没有存在1240平方公里的范围，这个范围局部超出中心城非常远，把所谓的宝山新城和闵行新城完全包括在里面，这个范围内大多数居民实现了职住平衡。这个作用不光是回答了刚才的问题，我们今后想对上海总体规划的编制或者是对规划的政策制定应该都有参考意义。我把这个结果在上个月跟上海市规划部门交流，他们非常感兴趣，因为他们从建设用地密集程度也测算了一个指标，数字差不多，范围跟我有出入，主要的出入在南侧，我说不能看建设用地，我们要去看人的活动，当两个综合来看，是划定上海的拓展区。其实从人口密度来说，中心城区1.8万，通勤区0.6万，郊区0.3万，大概是3倍的关系，这个角度来证明这个测算成果，也是有一定的可行性。三、上海郊区新城的建设评估1. 上海郊区新城建设历程上海的郊区新城是什么概念？这个词是上海专用的，很多城市不用这个词，上海在上一版总规提出来要建郊区新城，要建20万到30万，大概在“十一五”期间明确提出9个新城，宝山、闵行、嘉定、青浦、松江、奉贤南桥、金山等等，大家可以看到这个规律，每个区一个，每个区在原来的区政府所在地建成一个新城，这个规模从最早的20万到30万，拓展到20万到100万，最大的闵行新城规划人口100万，最小的崇明20万，大多数是60万到80万，从“十一五”到现在已经有10年时间了，这10年的建设越来越重视，尤其是“十二五”提出来要把城市建设重点转向新城，在最近的五年上海的规划重点就是在这9个点上。2. 从职住空间关系分析上海郊区新城的建设成效我们想做的事情也是想与上海总体规划新的研究可以挂钩。新城建设成效用什么来评估？我们通常的办法是看人口普查数据，或者是看新城聚集了多少人口，如果聚集的人口越多，我们认为新城建设得越成功。我们想知道就业方面，到底新城可以吸引多少人就业，在新城就业的人，多少在就地就业，多少在中心城区就业，多少在其他范围就业，无从去获取，这就是人口普查的数据。从人口普查数据中，我们可以看到人口的情况，但是无法看到就业的情况，更加看不到就业跟居住空间的关系是怎样的。我们设想到这个郊区新城的一个口号叫产城融合，上海喊得非常响。我理解所谓产城融合指的是新城建设不光吸引人口，应该有就业岗位导向，既有产业，又有居住，这才是我们新城合理的发展方向。我们提出这么一个假设，我们是否可以验证一下郊区新城是不是形成了市域就业的次中心，郊区新城的职住空间关系到底怎么样，多少人是在郊区内居住，然后到中心城来工作，如果是完全这样的话，恐怕不是一个非常成功的新城建设的思路。图5我们还是用手机信令数据来说，多少居民在新城内部形成职住关系，多少居民分离在中心城和郊区两端。我们把前面800多万用户做了筛选，日夜都在同一个范围之内经常出现，可能是退休人士，也有可能是非常短距离的就业，我们把这些人剔除掉之后，看到所谓的相对长时间出现的，我们找到了大概534万的数据。我们把它放到全市域范围内，日间是什么样的，夜间是什么样的，我们得到了两张地图（如图5），一张是日间的人口分布图，一张是夜间的人口分布图，我认为日间的人口分布图就是一个就业岗位的分布图，夜间分布图就是一个居住用地的分布图，当然只针对这534万居民。大家可以看到在这些蓝线范围内，这几个点上，中心城夜间比白天要亮，郊区都是夜间比白天要淡一些，郊区新城的就业岗位数日间是比较少，居住人口相对更多。图6我们把人口普查数据做一个对比，我们可以看到9个多边形，这9个多边形是9个新城的规划范围，有大有小，有的是100多平方公里，小的大概是几十平方公里的范围。从这张图可以看到离中心城区越近的这两个，宝山的人口密度是最高的，越远越淡。大家可以看到这个排序发生了很大的变化，比如中心城的宝山和闵行在这个数字上非常接近，0.65和0.33，但是在日间就业率估算出来，一个是0.2，一个是零点零零几，两个值差得非常大。我可以很清晰地讲，宝山新城的就业岗位是很差的，或者是就业岗位密度非常低，这个跟我们通常的认知是一样的，这两个的差别可能到50%以上。一个是松江新城的人口密度比这两个低多了，0.4，我们看日间值大概是0.21，跟最中心的两个新城排到了第二位，很多人质疑松江新城的规划建设，说它内部职住分离太远，我觉得这个是对的，但是整体来说，提供的就业岗位是所有新城里发展最好的。所以我们换一个视角可能得到不同的结论。我们还做了另外一个测算，在新城就业里，这些新城的日间工作者从哪里来，我们把它分成的三类，一类是在本区县，一类是在中心城，还有一类是中心城外的其他区县。为什么这么分？因为上海郊区新城建设的初衷，每个县一个，每个区一个，我理解每个区能够守住自己的老家，每个新城把自己的资源可以说守住，看看这个目标达到了没有，如果这个都没有守住，说明当年的建设是走到了另外一个方向，这个结果出来之后，大概都差不多，大多数新城是80%-90%以上，除了两家离中心城非常近的，这两个其实也不算新城，宝山和闵行的中心城比例非常高，因为它跟中心城太近了，它其实已经进入了中心城的通勤范围。我觉得值得关注的是这个指标，刨去中心城，从其他区县到本地就业的人数有多少，如果这个指标非常高的话，它的产业也值得关注。除了适应自身的范围，也使得其他周边区县到这里来就业，尽管这个指标都不高，但是我们看到这两个特点，闵行新城8%来自于其他区域，可能大部分来自于松江，来自于浦东，同样区位的宝山这个值非常低