劳瑞模型文献综述.docx

劳瑞模型发展综述城市用地与城市交通的关系既密切又复杂，用地通过产生出行量作用于交通运输系统；反过来，交通运输通过增强可达性作用于用地布局。用地与交通运输之间的相互影响，国内外许多学者对此作了大量的研究，希望通过数学建模技术描述用地与交通的复杂关系。劳瑞模型作为一种经典的交通与土地利用模型。从 20 世纪 60 年代提出至今, 经过不断的改进和扩展, 在世界许多城市得以应用, 显示出强大的生命力。对于劳瑞模型及其发展方面的研究,国内外关于这方面的研究主要是在对原有劳瑞模型提出的基础上,引入其他相关学科的基础理论进行了改进，但其以交通区为单元进行分析的指导思想不变。主要涉及劳瑞模型的基础理论、改进形式以及在实践中的应用等几个方面。1、劳瑞模型的提出劳瑞模型是美国交通学者Lowry于1964 年，在研究匹兹堡交通规划问题时提出。它研究封闭城市区域（对象城市区域与外界城市区域不存在人员流动）的前提下，定量描述各土地利用之间的相互作用，是决定住户数和就业人数的分布模型，住户数和就业人数确定各交通小区的土地利用结构。在对象区域内，该模型将具有一定目的地的土地利用者称为土地利用的活动主体，大致分为基础产业部门；非基础产业部门；住户部门三种。基础产业部门包括工业、大型贸易公司、中央政府直属机关、大学等，它们作为模型的已知条件给出，而非由对象城市区域的社会、经济规模决定。非基础产业部门包括商业、服务业地方政府机关、中小学等与居民生活密切相关的部分。这些部门吸引顾客到市内，其规模即就业人数等依赖于城市区域的人口、经济状况，其选址亦应考虑居民的出行方便，由模型内部计算确定。住户部门是指就业于基础和非基础产业部门的住户和人口[6]。基于上述土地利用主体的划分，劳瑞模型建立的基本思路[1]是：各活动主体在城市区域内需要获得用地而从事活动，作为其前提。一个城市区域可视为区域及国家社会经济体系的子系统。在这样的总系统确定的基础产业部门规模中的就业人数和面积，将根据经验事先分配给城市区域内的几个交通小区。基础产业一旦配置在各交通小区，其从业者的家庭就会相应地分布在基础产业工作单位的周边，以提供劳动力。住户的分布又需设置日常用品商店、百货店、中小学等维持生活的企业设施，非基础产业部门的就业人员相应于家庭配置在区域内。住户的总量及分布形态因该附加性家庭的分布而发生变化，据此重新分配非基础产业部门的就业人员，即基础产业部门的就业人数及其配制对非基础产业部门和住户的就业人数及配置产生影响；相反则不产生任何影响。模型示意图如图1所示，按如此顺序重复计算下去，直到非基础产业部门就业人数和分布状态以及住户数量和分布状态相互稳定为止。图一劳瑞模型示意图2、劳瑞模型的改进劳瑞模型最主要的价值在于用数学方法探讨了十分基础的城市就业和人口分布等问题，使与之相关的城市土地利用和区位理论得以定量化研究。劳瑞模型尽管考虑周到，但仍有以下关键性的缺陷：（1）、这些同时成立的等式是所有未知数 (除规模系数和外)的线性方程式，但不能保证是否有唯一的解，假定只存在唯一的解，如果它不落在由约束条件定义的可行域中，那么这样的解是不可行的。这一严肃的问题隐含着劳瑞模型在许多情况下是无解的。（2）、用于解释人口和服务就业分布的唯一变量是分区之间的距离。在最初的劳瑞模型中采用两点间的直线距离，这与标在旅行路网上的距离标值相差很远。（3）、土地供需如同商品供需一样，遵循价值规律，既然土地供需平衡需用的费用变量或价格因素并没有体现在这些等式中，那么土地需求(居住和就业用)和土地供应之间的平衡就没有遵循供需平衡的行为原理。（4）、分配服务就业和人口的等式没有给出清楚的行为说明。值得重视的是，规模修正系数g和bk仍然难以说清楚，它们的典型数据怎么变化还不清楚，所以应该增补这个模型。（5）、某些变量如土地消费调整系数和出行发生率应该在模型中确定的，但是这些变量不是引进修正系数而被忽略了，就是给定固定的值。（6）、劳瑞模型重视的是土地利用规划，与交通相关程度相比之下较弱，因此应增补模型，以达到交通规划与土地利用的一体化。劳瑞模型作为研究交通规划问题的基础模型，从它提出开始就得到了许多学者的研究改进，其中最主要的两个方向是对模型的动态改进和经济改进[2]。动态改进主要指在城市发展过程中，基础产业发生变化如何引起人口分布的变化；经济改进则研究如何确定基础产业与服务产业之间的关系。2.1、威尔逊将空间作用理论引入劳瑞模型威尔逊将空间作用理论引入劳瑞模型, 科学地解释了人口区位与出行交通量之间的关系, 为劳瑞模型在学术研究中的应用奠定了理论基础。威尔逊的空间作用理论[3]( Wilson, 1967)原理为: 人们的出行受一些约束条件的限制, 这些出行的空间分布符合信息最小( Information Minimizing)