城市商业中心与交通中心的叠合与分异:基于复杂网络分析的东京轨道交通网络与城市形态耦合研究

曹哲静

摘 要:轨道交通站域的规划建设需考虑交通网络的结构,使站域的商业开发与轨道交通网络的节点特性形成耦合协同。本文以东京23 区为例,通过衡量轨道交通的复杂网络特性,探索了商业中心和交通中心的叠合分异关系、原因机制、建设原则,以期对我国作出启示。研究通过测量平均路径长度、聚类系数证明东京轨道交通网络具有小世界网络的高通达性和聚集性特点;同时识别了轨道交通网络中站点的度中心、介数中心、接近中心,并与东京一主三副的商业中心进行了比较。研究发现:商业主中心东京站及邻近区域与轨道交通网络的接近中心叠合,主要由于商业设施对可达性依赖较高;商业副中心池袋、涩谷、新宿与度、介数中心叠合,主要由于大量换乘客流带来商业潜力;地区级商业中心多位于快车站点,与城市其他功能区衔接便捷。据此本文剖析了东京商业中心在结合轨道交通网络节点特性方面的开发原则:商业主中心通过高密度轨道交通站点对高容积率的商业开发进行疏解与分流;商业副中心以综合体整合多线路换乘,以簇状商业开发形成区域联动;地区级商业中心以站域复合化开发实现功能的集聚与辐射。东京轨道交通网络与城市形态的耦合模式对我国高密度大都市具有重要的启示意义,我国需进一步建立多层次的轨道交通网络结构和运输服务体系,加强对外交通枢纽和商业设施的资源整合,合理强化主要换乘站点商业开发并营造良好的步行换乘环境,优化近郊轨道交通线路运营和土地开发,完善公私合营的开发机制。

关键词:商业中心;交通中心;复杂网络分析;轨道交通网络与站点;城市形态

引言

城市的发展过程伴随着中心的形成与变化[1]。西方传统城市的中心通常既是市民活动中心,也是商业中心和文化礼教中心[2]。中国古代都城的中心则为行政中心,象征着皇权与等级[3]。在现代城市的发展过程中,中心性开始变得模糊与多义:城市往往经历了单中心向多中心的演变[4];同时由于区域层面的扩张与联结,形成了不同尺度的中心[5];城市系统不断完善复杂,分化出不同系统的中心[6]。因此形成了多种测度城市中心性的方法:一是基于空间拓扑关系的中心测度,如复杂网络分析[7]、空间句法软件的整合度和选择度[8];二是基于物理建成环境和开发强度的中心测度,如运用墨菲指数对城市商业中心的识别[9]、基于建设规模和用地强度的城市中心形态分析[10],基于核密度的GIS 分析[11];三是基于人群活动的中心测度,并借助城市大数据进行辅助分析,如基于社交网络签到[12]、网络搜索[13]、网络热力图[14]、POI [15]等数据的城市热点地区识别。

在城市内部,人们对城市中心的直观感受往往与城市商业活力和人口密度相对应,这种直观感受主要基于静态的土地利用。随着大城市轨道交通的发展,交通网络一方面作为主要动脉串联城市不同的功能区(如工作地、商业区、大型居住组团),一方面也重塑着原有的城市结构(如对外的交通枢纽、重要的换乘节点)。城市的交通网络中心是否是商业中心,二者之间的耦合关系如何,是一个值得探究的议题。不少研究从城市空间结构方面进行了量化测度,如评价城市公共活动中心体系和轨道交通的“空间耦合一致度”指标[16],衡量轨道交通网络与城市形态的综合协调指数[17];基于核密度估计和道路网络中心性测度的用地空间分布和交通导向特征分析[18]

城市的商业中心和交通中心存在着叠合和分异的现象;若将不同的中心混为一谈往往会导致规划设计的误区。一个比较典型的例子便是公交导向开发(TOD: Transit Oriented Development)理念的泛化,早期卡尔索普(Calthorpe)基于公交导向开发提出轨道交通站点规划设计的三项原则,即高密度(density)、土地利用多样性(diversity)和良好的设计(design)[19];但事实上高密度的商业开发并非适用于所有的城市轨道交通站点,如城市主要商业中心和交通换乘中心的叠合易造成商业客流和换乘客流的空间冲突。因此在设置不同层级的商业中心时应考虑轨道交通节点在网络结构中的作用,使站域的城市开发形态与轨道交通网络结构形成恰当的耦合与互动,并在规划设计层面形成不同层次的都市景观。本文旨在以日本东京23 区东京都包括23 区、26 市、5 町、8 村。其中东京23 区是东京都主要的城市功能和人口集聚地,总面积约626 km2为例,分析商业中心与交通中心的叠合分异关系,探讨结合轨道交通网络节点特性的商业中心的开发原则。东京作为亚洲典型的高密度大都市,是世界上轨道交通最发达的城市之一,第五次东京都市圈交通大调查显示2008 年轨道交通出行分担率达到48%[20]。本文基于复杂网络分析,解读了东京轨道交通网络结构特性,辨别了不同类型的交通中心,并将其与商业中心进行空间叠合与分异的比对,从而归纳东京商业中心在结合轨道交通网络节点特性方面的开发原则,以期对中国大城市带来启示。

1 东京轨道交通建设与城市开发

日本的轨道交通建设始于19 世纪末。在东京市区内,最早的轨道交通为连接御茶之水站和中野站的电气化国有铁路。此后,随着东京站的建成,1915 年国有铁道公司(今JR 日本旅客铁路)实现了山手线、东海道线和中央线的运营,形成了东京轨道交通的基本骨架。随着工业化发展和东京中心区工作人口的大量涌入,1923 年关东大地震后,山手线环状区域内的地铁开始大规模建设[21];与此同时,私营铁路公司开始在郊外建设居住区和景点,据此设置站点并用轨道线路串联,形成了沿线稳定的出行需求和土地开发收益。二战后的城市复兴阶段,住宅需求日益增加,私营铁路公司加强了沿线住宅开发,但由于开发权限制无法由郊区进入市中心,终点被迫止于山手线上[22]

东京的轨道交通经历了百余年的发展,如今在23 区内形成了三个体系的网络层级(图1,图2):第一层级为16 条国有的JR 东日本旅客铁路(以下简称“JR”)原国营的JR 日本旅客铁路于1987 年实现了民营化,拆分为七家公司,包括JR 东日本旅客铁路。,是衔接东京重要城市节点和东京大都会区其他城市的区域干线,其中JR 山手线是东京市中心重要的环状通勤廊道;第二层级为13 条公营地铁,以网状分布在环状JR 山手线的内部;第三层级为30条私营铁路(以下简称“私铁”),在空间上呈现放射状的分布,主要衔接JR 山手线的站点与JR 山手线外部区域,由13家主体运营,包括东急电铁、东武铁道、西武铁道、京成电铁、京急电铁、京王电铁、小田急电铁等。整体上东京基于JR 山手线的环状通勤廊道,形成了“内网外放射状”的轨道交通网络结构;其中JR 山手线外部私铁由于开发权限限制,终点主要衔接在JR山手线上的池袋、涩谷和新宿站,可与地铁换乘。

图1 东京23 区轨道交通网络系统及都心和副都心

图2 东京23 区轨道交通线路地图(含JR、地铁、私铁)

资料来源:根据东京PASMO 一卡通网站绘制

在东京23 区内,东京站及其邻近的丸之内和银座区域是旧江户城的历史文化与商业中心,分布着大量的国家经济管理机构和商业服务设施,为东京的都心。1950 年代起,东京提出副都心的建设,1958 年第一次《首都圈整备计划》在城市结构与用地功能上提出多中心发展的策略[23],同年首都圈整备委员会将新宿、池袋、涩谷作为城市副都心;1982 年《东京都长期规划》追加了大崎/五反田、锦系町/龟户、上野/浅草三个副都心[24];1986年《第二次东京都长期规划》再次追加了台场地区为临海副都心[25];共形成七个副都心。

图3 显示了东京2016 年商业设施密度、公共服务设施密度、就业岗位密度的空间分布,综合分析可以看出目前东京站(轨道交通站点为“东京”)邻近区域,和池袋、涩谷、新宿站形成了较为明显的“一主三副”城市中心结构,而其他四个副都心仍在发展中。东京站不仅是对外交通枢纽,站域更形成了与丸之内、银座等地区衔接的连片商业街。新宿站附近是银行、商业、文化、信息部门云集的商务办公区,也是都厅所在地和休闲商业区,建成商务区写字楼面积达到3 万多m2[26]。涩谷站和池袋站周边均形成了繁华的综合型商业街[27]。因此本文讨论的商业主中心为东京站区域,商业副中心为池袋、涩谷、新宿三大站点区域,还讨论了若干地区级商业中心。

图3 东京23 区商业设施密度(a)、公共服务设施密度(b)、就业岗位密度(c)

注:图a 商业设施包括购物、办公、旅游、休闲、服务;图b 公共服务设施包括政府机构、医院、学校、文化。
资料来源:图a、图b 作者绘制,图c 作者根据参考文献[28]改绘

2 研究方法

2.1 研究数据

本文选取了东京23 区范围内所有488 个轨道交通站点,它们位于由16 家轨道公司运营的59 条轨道线路上。研究数据包括东京轨道交通网络与站点,站点客流量,站域商业设施数量和人口密度。基于东京轨道交通线网图[29],在python中建立反映488 个轨道交通站点空间拓扑关系的加权网络图;权重为站点间轨道交通线网距离,线网距离基于东京地图网站ekiworldhttps://ekiworld.net/service/index.html的API 接口计算获得。基于覆盖东京23 区的16家轨道公司东京23 区的16 家轨道公司包括:JR 东日本旅客铁路;东京地铁、都营地铁;西武铁道、东武铁道、京成电铁、京急电铁、京王电铁、小田急电铁、东急电铁、都电荒川线、日暮里舍人线、东京单轨电车线、百合鸥线、临海线、筑波快线。的站点乘降客数统计,获取2016 年各站点所有线路累计的日平均客流量。选取站点500m 半径范围为站域分析空间,基于2016年Open Street Maphttps://www.openstreetmap.org/网站获取购物、办公、旅游、休闲、服务各类商业设施POI 数量。基于日本国土数值情报中心2010 年人口普查[30]获取站域范围的人口密度。

2.2 复杂网络分析

复杂网络介于规则网络和随机网络之间,具有较为复杂的拓扑结构特征,现实中社交网络、交通网络、神经网络均具有一定复杂网络特征。典型的复杂网络包括小世界网络(small world network)和无尺度网络(free-scale network):小世界网络的节点和节点之间往往通过几步便可相连,具有较高的连通性和成组成团特征[31];无尺度网络中少数节点与其他节点具有大量连接,但大部分节点和其他节点仅有较少连接,具有高度依赖某些枢纽节点的特征[32]。一些研究指出轨道交通网络具有小世界网络和无尺度网络特征[33-34]。本文首先通过测量东京轨道交通网络的小世界网络和无尺度网络特征,概括整体网络特性并识别重要的节点;其次通过测度东京488 个轨道交通站点在网络结构中的度中心性(degree centrality)、接近中心性(closeness centrality)、介数中心性(betweenness centrality)定位不同类型的交通中心,从而和城市商业中心位置进行比较;再次将所有站点的三种交通中心性指标与站点客流量、站点500 m 服务半径内商业设施数量、人口密度进行相关性分析,归纳商业中心与交通中心的叠合分异机制;最后总结了东京不同层级商业中心在结合轨道交通网络节点特性方面的开发模式。

在由E 条边和V 个节点组成的交通网络G=(E,V)中,无尺度网络的特征是网络节点的度d(等于该节点所连接边的数量)符合幂律分布,即Pd=k小世界网络的典型特征是既具有像随机网络一样短的平均路径长度Lavg,又有像规则网络一样高的聚集系数Cavg:平均路径长度为所有节点之间最短步数的平均值,其中dist(i,j)为连接节点i 和节点j 的最短步数;聚集系数表示网络节点集结成团的程度,为所有单个节点聚集系数C(i)的平均值,单个节点聚集系数C(i)等于所有与它相连的顶点相互之间所连的边的数量,除以这些顶点之间可以连出的最大边数[35]

此外,复杂网络中的度中心性CD(i)用于刻画节点重要性,表示一个节点与其他所有节点相联系的程度,本文用站点i 所联系的其他所有站点数目表示(公式1)。介数中心性CB(i)反映了节点作为桥梁的重要性,用经过站点i 的最短路径σst(i)占所有站点OD 矩阵的最短路径σst 的比例表示(公式2)。接近中心性CC(i)用于刻画节点在地理空间上的可达性,用站点i 到其他所有站点的最短轨道交通网络距离dij 之和的倒数表示(公式3)。当在python 中输入488 个轨道交通站点空间拓扑关系的网络图,并基于实际轨道交通线网距离进行边的加权后,可调用复杂网络分析库Network X 计算所有站点的三种中心性。

3 东京轨道交通网络特征测度

3.1 东京轨道交通具有小世界网络的高聚集性与连通性

汉弗莱斯和格尼(Humphries & Gurney)给出了小世界网络指数s 的一般判断标准[35],即该网络的平均路径长度Lavg 和聚集系数Cavg 需满足以下条件:

其中LrandCrand 为该网络对应的随机网络的平均路径长度和聚集系数,可通过网络的总节点数V 和平均度k’计算如下:

表1 显示了东京轨道交通网络和对应的随机网络的特征指标。东京轨道交通网络两两站点间平均经过13.446 步便可抵达,聚集系数为0.010;且s=1.0402,符合小世界网络特征。说明东京轨道交通网络通达性较高,站点彼此虽然不直接相连,但是通过较短步数就可抵达,站点呈现抱团特征。下文将通过衡量无尺度网络特征和所有站点的度、介数、接近中心性,进一步剖析东京轨道交通网络结构。

表1 东京轨道交通网络和对应的随机网络的特征指标

3.2 度中心性:少数站点为重要的多线路换乘枢纽

表2 显示了东京轨道交通站点度的分布:度中心性为2(即被一条轨道线穿过)的站点为绝大多数,占比71%;其次是度数为4(被两条轨道线穿过)和度数为1(轨道线末端)的站点,占比分别为11%和7%;而度数高达7、8、9的站点数目极少,分别仅为4 个、3 个和1 个。根据最小二乘法拟合得到度的幂律分布函数为:R2 为0.586,拟合效果较好(图4);说明东京轨道交通网络符合无尺度网络特征,虽然大多数站点具有较小度的特征,但少数站点具有较大度,成为重要的枢纽节点无尺度网络对蓄意攻击枢纽节点表现出脆弱性,但对其他节点的随机故障表现出鲁棒性。。图5 显示了站点度中心性的分布,JR 山手线上的站点大多是地铁、JR、私铁之间的换乘站,有较多线路穿过,因此具有较高的度中心性,如池袋站、新宿站、涩谷站。

表2 东京轨道交通站点的度分布

图4 东京轨道交通站点的度分布拟合函数

图5 东京轨道交通站点度中心性空间分布

3.3 介数中心性:JR 山手线环状通勤廊道形成重要的通过性界面

图6、图7 显示了东京轨道交通站点介数中心性的空间分布和标准化频数分布,可以发现以下规律:一是度中心性较高的站点往往介数中心性也较高,尤其是分布在环状JR山手线上的站点,而在JR 山手线外部,站点介数中心性沿放射状铁路向外圈层递减;二是站点介数中心性分布与度中心性一样,呈明显长尾分布特征(图7),仅少部分核心站点具有较强的桥梁作用,成为网络中的关键点;三是介数中心性高的站点的邻近站点也具有较高介数中心性,如位于JR山手线上高介数中心性的站点的附近站点也呈现较高的介数中心性。这些站点彼此连通,当地理位置较近时,可起到彼此通达又快速分流的作用,并在一定程度缓解客流高峰时期人流量较大的站点的压力。总体来说,环状JR 山手线串联起互相连通的站点组团,这些站点组团集聚程度高,具有连接整体网络的关键桥梁作用,从而使JR 山手线环状通勤廊道形成了重要的通过性界面。

图6 东京轨道交通站点介数中心性空间分布

图7 东京轨道交通站点介数中心性标准化频数分布

注:标准化频数分布指柱状宽度与标准化频数乘积的总和为1,即直方图面积为1。

3.4 接近中心性:线网可达性以轨道交通网络重心为核心圈层递减

东京轨道交通站点分布密度呈现非对称性,在东京站和邻近区域的丸之内片区分布最密,而接近中心性便以此为核心,向外部各个方向等距离圈层递减(图8,图9)。因此基于线网可达性的接近中心位于交通网络的重心,而非东京23 区的几何中心。此外,虽然环状JR 山手线上站点的度和介数中心性较高,但接近中心性仅为中等水平。

图8 东京轨道交通站点接近中心性空间分布

图9 东京轨道交通站点接近中心性标准化频数分布

4 东京商业中心与交通中心的空间关系

东京轨道交通形成了内部为地铁网络、中间为JR 山手线环状通勤廊道、外部为放射状私铁的结构;环状JR 山手线上的站点具有较高的度,是JR、地铁、私铁间的重要换乘站点,并和附近的地铁、私铁站点彼此串联衔接,形成了重要的通过性界面;环内地铁站点彼此连接成网状,经由JR山手线即可与环外轴向放射状私铁站点便捷衔接,解释了小世界网络高通达性和高集聚性的特性;此外,东京轨道交通网络呈非对称分布,在东南的丸之内区域站点密度最高,形成了网络中可达性最高的接近中心。在这样的轨道交通网络结构下,交通中心和商业中心呈现怎样的关系是下文探讨的重点。

4.1 城市商业主中心与接近中心叠合,商业副中心与度中心和介数中心叠合

本文在空间上识别了三种交通中心性排名前十的站点,以及商业主中心东京站,商业副中心池袋站、涩谷站、新宿站的排序(表3)。结合图5、图6、图8 可以看出:商业主中心和接近中心叠合,商业副中心与度中心、介数中心叠合(图10)。东京站和邻近区域正是江户城历史中心和现东京的CBD 商业区,接近中心性呈现以东京站和邻近区域为核心圈层递减状态,说明东京轨道交通的建设发展基于商业主中心沿着交通轴线向外等向扩张。东京站既是高速铁路新干线的主要停靠站和对外枢纽,又是便捷通往城市内部其他区块的可达性中心,同时还是城市主要的商业中心;三心叠合大大提升了城市运行效率。商业副中心池袋、涩谷、新宿和度中心及介数中心叠合,但接近中心性较低,可以推测商业副中心的开发原则是结合具有较高换乘和通过性潜能的站点,下文将通过站点客流量的相关性分析对其进行进一步论证。

表3 三种交通中心性排名前十的站点

图10 东京商业中心和交通中心的关系模式图

4.2 地区级商业中心多设快车站点

东京的商业设施分布沿地铁站形成了集聚(图3a),除了一主三副的城市商业中心外,还有众多地区级商业中心(图11)。地区级商业中心第一类是兼顾城市特殊功能区的商业中心,如秋叶原站是动漫文化区和电器商业区,六本木站是艺术三角区和酒吧区。第二类为主要分布在近郊并服务于周围社区的商业中心,如练马站、蒲田站、小岩站、自由之丘站、下北泽站等,多位于JR 山手线外部的私铁上。地区级商业中心往往也是东京轨道交通快车线路停靠站,东京近26%的站点拥有快车服务[36]:在分层次的线网结构上,快慢车分离的运输服务满足了急行出行需求,提高了出行效率,使得城市功能区在空间上得以延伸,加强了各功能区之间的联系。

图11 东京快车服务线路站点与地区级商业中心

资料来源:作者根据参考文献[36]改绘

4.3 商业中心和交通中心叠合与分异的空间逻辑

为进一步论证东京城市商业中心和交通中心的关系,及商业中心的选址逻辑,本文对488 个轨道交通站点的日客流量、站域500 m 半径范围内商业设施数量和居住人口密度进行了统计(表4),并和度、介数、接近中心性进行了双变量相关性分析,皮尔逊相关性系数如表5 所示。接近中心性和各类商业设施数量中度相关,但与日客流量相关性较弱,说明东京各类商业设施选址依赖于交通可达性,解释了商业主中心和基于可达性的接近中心叠合的原因。而度中心性、介数中心性和日客流量两两之间呈中度或显著相关,说明具有较高度和介数中心性的换乘站点往往伴随更高客流量,位于度和介数中心的池袋站、涩谷站、新宿站的客流量均为前五,高人流量将带来重要的商业契机和开发潜力,为其成为商业副中心创造了有利条件。对于地区级商业中心,站点的快车服务线路数目和度中心性、客流量均呈较高正相关,分别为0.596 和0.722;说明一方面快车站点的选址基于主要的换乘站点,另一方面这些站点因其快线运营服务,交通便利性大大提升,客流量较大,为地区级商业中心带来较高的人流潜力。

表4 东京站点日客流量、商业设施数量、居住人口密度统计

表5 双变量相关性分析

注:0.4~0.6 为中度相关*,0.6~0.8 为显著相关**。

此外值得注意的是,人口密度和其他因素均呈负相关,推测这主要受到东京职住结构的影响:JR 山手线内部为主要的工作地,而外部为主要居住区,因此JR 山手线内部形成了居住洼地。这也间接说明东京商业中心选址并不完全依赖于居住人口密度和家庭出行人流,而更多受到工作地及非家庭出行人流的影响。

5 结合轨道交通网络节点特性的东京商业中心开发模式

东京商业中心和交通中心的结构关系呈现出以下特点:商业主中心和交通可达性中心叠合、商业副中心和具有大量人流的交通换乘枢纽叠合、地区级商业中心依赖于快车线路和城市其他功能区紧密联系。东京商业中心开发不仅需要满足商业功能需求,还需要考虑站点在轨道交通网络中的节点特性,形成城市形态与交通网络的协调与联动。下文将进一步剖析东京不同级别商业中心的开发模式。

5.1 城市商业主中心:以高密度轨道交通站点对高容积率商业开发进行疏解与分流

商业主中心东京站和邻近的丸之内、银座区域形成了片状开发的高层办公建筑群,东京站东侧出口八重洲方向容积率为8,西侧出口丸之内区域容积率达到13[37];为了提升夜间活力,高层建筑临街界面增加了商场、店铺等商业设施的开发。东京站和邻近区域通过密集的轨道交通站点网络对高容积率的商业开发进行了疏解与分流(图12)。在方格网状的商业街区中,东京站方圆500 m 半径内分布着10 多个地铁站。东京站的人流既包括换乘的旅客和游客,也包括在CBD 区域工作的上班族:旅客和游客主要为短暂停留,东京站通过地下街连通各个区域,形成了地上地下空间的联动,增加了人群的洄游性;上班族需在早高峰期快速抵达工作地点,因此东京站及周围10 多个地铁站分散设置了多个出入口,并和周边商业建筑的入口紧密衔接,从而对乘客进行精准分流。

图12 东京站和邻近区域通过地下街串联了轨道交通站点和各街区商业建筑

资料来源:作者基于调研整理绘制

5.2 城市商业副中心:以综合体整合多线路换乘、以簇状商业开发形成区域联动

池袋、涩谷、新宿为重要的换乘枢纽站:池袋站是4 家铁路公司运营的8 条线路的停靠站;涩谷站是4 家铁路公司运营的9 条线路的停靠站;新宿站是5 家铁路公司运营的10条线路的停靠站。三个站点不仅分布着多家铁路公司的站台,还有各铁路公司的物业和百货商场;为了提升多线路换乘的便利和土地复合利用的效率,三个商业副中心通过不同类型的综合体整合了多线路换乘。池袋站通过地下街商业综合体完整串联起复合度较高的多家铁路公司站台,在地面轨道线路东西两侧,形成了以条状上盖物业为核心的放射状中高层商业街(图13a)。新宿站通过地下街和上盖巨型商业综合体整合了地铁、JR 和私铁站,并在西侧高层办公建筑群轴线末端形成下沉进站广场,与地面公交站衔接;新宿站附近的商业片区被划分为商业购物、高层办公、休闲娱乐、商住混合的不同功能(图13b)。涩谷站周边依托站点形成了具有20 m 高差变化的放射状密路网商业街;不同铁路公司线路的交叠形成了“井”字形的线网结构和多个分散化站台,虽然这些站台可经由物业综合体串联,但仍然存在站台间换乘不便的问题,为此政府推出了涩谷再开发计划,提出合并站台优化换乘(图13c)、实现不同铁路公司合作的直通运行、加建高层商业建筑、营造涩谷川滨水公共空间的综合开发措施[38]。三个站点综合体的商业设施布局还充分考虑了换乘人流的方向和商业潜力,如餐厅、超市和零售店铺主要在站台层的人流通道两侧设置,而大型商场则位于垂直于地面的上盖物业中(图13d)。

图13 池袋、新宿、涩谷站开发模式

资料来源:图a 和b 为作者调研整理绘制,图c 和d 基于涩谷区政府网站https://www.city.shibuya.tokyo.jp/index.html 改绘

此外如前文所述,池袋、涩谷、新宿作为JR 山手线上的主要站点,和邻近站点经线网连通形成组团,具有较高的通过性桥梁作用。因此三个站点的商业开发不是孤立存在,而是以簇状的形式和邻近站点形成区域联动,例如新宿站800 m 商业服务半径内还分布着7 个轨道交通站点(图13b),均设置了与商业建筑结合的多个进站口。

5.3 地区级商业中心:以站域复合化开发实现功能的集聚与辐射

东京兼具城市特殊功能区的地区级商业中心的开发模式和城市商业副中心较为类似,但规模较小。而位于近郊和服务于周围社区的地区级商业中心主要依托于私铁的开发:私铁不仅进行轨道交通建设,同时获取沿线土地进行住宅开发和新城建设,通过在铁路沿线合理规划文化、旅游、教育设施从而促进不同时段的双向客流[39],典型的如东急公司的大井町线和田园都市线。这类地区级商业中心一方面需要将多功能集聚,围绕点状站域形成复合化商业开发,如垂直方向结合轨道交通站点形成铁路公司上盖物业,水平方向利用二层步行连廊衔接站点与周边商业写字楼、文化设施的二层入口;另一方面,作为较大客流的快车站点,需要将商业功能辐射至周围社区,并通过巴士进行有效接驳,如释放一层地面空间作为停靠巴士和出租车的交通广场,同时以站点为核心形成多条放射状商业步行街(图14)。以东京西北侧的练马站为例,其作为私铁西武铁道的三条线路和地铁都营大江户线的停靠站,沿站点向外部依次分布着轨道上盖百货商店、交通广场、大型文化设施、商业步行街、中高层住宅、中低层居住区;练马站域形成了开发强度圈层递减的模式[40](图15)。从练马站的西武铁道二层出站口出来,可通过二层平台直接步行至对面的练马文化中心,或通往两侧的百货商店,平台下方为巴士站;高架的西武轨道下方空间也被进行了巧妙的商业化利用,形成了线形的站前商业廊道;从练马站步行至居住区的主要道路两侧均形成了热闹的商业街,满足了人们回家途中购物的需求。

图14 服务于社区的东京地区级商业中心空间模式

资料来源:作者基于调研整理绘制

图15 练马站开发模式

资料来源:作者基于练马站周边地区街市规划信息绘制

6 东京轨道交通与城市开发对我国大城市建设的启示

中国各个大城市近年来纷纷投资轨道交通建设,2018年国务院办公厅颁发的《关于进一步加强城市轨道交通规划建设管理的意见》特别提出“衔接协调,集约高效”的原则,指出需加强城市轨道交通规划与城市规划、综合交通体系规划等的相互协调,集约做好沿线土地和空间的统筹利用。东京轨道交通网络与城市形态的耦合模式对我国高密度大都市具有重要的启示意义:既需要考虑轨道交通网络的顶层设计,又需要在站域城市形态设计和土地利用规划时充分考虑站点所在交通网络的节点特性,因地制宜,形成二者耦合协调;具体表现在以下五点。

一是需要建立多层次的轨道交通网络结构和运输服务体系。东京23 区轨道交通网络所形成的“内部网状地铁—中部环状JR 山手线—外部放射状私铁”的骨架结构使其具有小世界网络的高通达性,提高了整体出行效率。此外东京轨道交通在运输服务上划分了四个层次(图16):市中心依靠地铁,近郊依靠私铁,高速铁路新干线从东京站或品川站出发快速直通全国其他城市,全国的JR 线路以山手线与中央线的为骨架嵌入东京城市内部网络,使得东京市区多个地点和周边卫星城实现直通连接,城际间出行人流均匀分散到不同的JR 线网上,优化了全局线网弹性,节约了社会出行成本。而中国大城市轨道交通只有两个层次(图16):市中心依靠地铁,城市间依靠普通铁路或高速铁路连接;导致城际短途运输和城市间长距离运输的铁路起止点混在一起,加重了火车站交通枢纽和城市内部交通的负担;未来可在城市内部地铁和全国铁路网络之间增加城镇群轨道交通网络,并和城市内部的地铁进行多点融合。

图16 东京和中国大城市对比:轨道交通与城市开发的关系模式

二是加强对外交通枢纽和商业设施资源整合。东京站呈现对外交通枢纽、对内可达性中心、商业主中心的三心叠合,既使得全国到达东京站的旅客可以快速疏散到东京各区,又使得生活在东京各区的人们可以便捷地前往商业主中心工作与娱乐。许多中国大城市的新建高铁站为了减少建设成本和周期,选址在城市边缘地带;商业聚集氛围弱,甚至缺少地铁与城市主要功能区的衔接。2018 年发改委与其他四部联合发布《关于推进高铁站周边区域合理开发建设的指导意见》,强调新高铁车站选址需靠近中心城区,方便人民群众出行。因此在土地开发允许的情况下,高铁站可与商业潜力较大及可达性较高的地段整合,或合理增加城市中心已有火车站的高铁运输服务。

三是合理强化主要换乘站点的商业开发,营造良好的步行换乘环境。东京商业副中心虽然换乘线路繁多,但通过立体站台的设计实现了便捷的换乘,如涩谷站为了优化多线路换乘,花巨资实现了地铁银座线、私铁东急东横线、JR 崎京线原站台的移位工程;此外不同铁路公司合作实现了直通运营,如私铁东急目黑线和地铁南北线的互通;换乘站点也充分考虑了以人为本的导引系统、无障碍设施、连廊系统,并结合人流进行了各类商业设施的设置。我国地铁虽然大多为单一运营主体,不涉及多家铁路公司间换乘的站台衔接问题,但因为部分早期线路未预留远期换乘空间,存在新线路建设后的换乘绕行问题,如北京西直门地铁2 号线和13 号线的换乘需要步行十多分钟。此外中国大城市的重要换乘站点的人流潜力往往被忽视,大量人流仅仅在封闭的地铁站台内部换乘;未来可将换乘路径和商业设施巧妙融合,并通过合理强化换乘站点区域的商业开发吸引人流渗透到外部空间,带动站点区域的发展。

四是优化近郊轨道交通线路运营和土地开发。早期中国特大城市的地铁建设往往服务于市中心,随着近郊土地的开发和市中心人口的疏解,近郊轨道交通供给不足成为主要的瓶颈,若再加上“睡城”等职住不平衡的用地规划,易造成像北京天通苑一样早晚高峰期出行难的问题。目前北京上海开始通过建设近郊轨道交通引导新城新区开发,如北京衔接亦庄开发区的亦庄线,上海衔接松江经济开发区的地铁9 号线。未来可进一步优化近郊轨道交通线路和站点的选址,在大型社区可结合轨道交通站点形成商业开发组团;增设连接该站点和市中心的快线运输服务;通过沿线土地利用的合理规划平衡不同时段的双向客流,缓解高峰期的通勤拥堵。

五是完善公私合营的开发机制。中国大城市的轨道交通站点和商业设施的一体化开发面临制度和空间的双重阻碍:制度上地铁建设和土地开发形成两套分离的系统;空间上地铁建设滞后于市中心的土地开发,导致轨道交通用地局促,再加上旧城保护的要求和城市更新中产权回收的困难,使得轨道交通站点在市中心进行系统化商业开发的难度进一步增加。中国大城市可逐渐完善公私合营的运行模式,如将站点的土地开发权一并出让给轨道建设公司从而促进一体化开发,委托其解决前期产权并购和征地赔偿问题,并给予一定容积率奖励。

7 结语

本文以东京23 区为例,通过衡量轨道交通的复杂网络特性,探索了商业中心和交通中心的叠合分异关系、原因机制、建设原则,并对我国提出启示。研究发现东京轨道交通网络表现出小世界网络的高通达性和聚集性特点,其中少数站点为重要的多线路换乘枢纽,JR 山手线环状通勤廊道形成了重要的通过性界面,线网可达性以轨道交通网络重心为核心圈层递减。此外商业中心和交通中心的关系显示:商业主中心东京站及邻近区域与轨道交通网络的接近中心叠合,主要由于商业设施对可达性依赖较高;商业副中心池袋、涩谷、新宿与度、介数中心叠合,主要由于大量换乘客流带来商业潜力;地区级商业中心多位于快车站点,与城市其他功能区衔接便捷。本文剖析了东京商业中心在结合轨道交通网络节点特性方面的开发原则:商业主中心通过高密度轨道站点对高容积率商业开发进行疏解与分流;商业副中心以综合体整合多线路换乘,以簇状商业开发形成区域联动;地区级商业中心以站域复合化开发实现功能的集聚与辐射。东京轨道交通网络与城市形态的耦合模式对我国高密度大都市具有重要的启示意义,我国需进一步建立多层次的轨道交通网络结构和运输服务体系,加强对外交通枢纽和商业设施资源整合,合理强化主要换乘站点商业开发并营造良好的步行换乘环境,优化近郊轨道交通线路运营和土地开发,完善公私合营的开发机制。

注:文中未标明资料来源的图表均为作者绘制。

研究受北京大学—林肯研究院城市发展与土地政策研究中心论文奖学金资助,文中观点仅代表个人。

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Configuration of Urban Commercial Centers and Transport Centers: Evidence from Tokyo Transit Network and Urban Morphology Based on the Complex Network Analysis

Cao Zhejing

Abstract: The land use of transit stations needs to balance with the function of nodes in transit networks.In this study we explored the relationship between Tokyo urban commercial centers and transportation centers through the complex network analysis,and analyzed its mechanism,principals,implications.We confirmed a “small world” phenomenon in Tokyo transit network by testing its average path length and clustering coefficient.We calculated the degree centrality,betweenness centrality,and closeness centrality of Tokyo transit network,and compared them with the location of commercial centers.The results revealed that the major commercial center in Tokyo overlapped with the closeness center in the transit network due to commercial facilities’ high dependence on transportation accessibility.Three sub-commercial centers overlapped with the degree centers and the betweenness centers in the transit network,because a large passenger volume at these transferring stations brought about high commercial value.Local commercial centers tended to locate at where was connected by express lines to other urban areas.Also,in examining the development principals of how Tokyo commercial centers’ morphology and land use were coordinated with stations’ node function,we found that Tokyo major commercial center was covered by the dense transit network which alleviated the pressure of highdensity land development;three sub-commercial centers were filled with complex buildings that contained transit transfer platforms and were connected to the development around nearby stations;local commercial centers had a composite form of concentrated development and radial connections to neighboring communities.The case study of Tokyo is informative for China’s integrated development of transit network and urban morphology in big cities.This includes constructing multiple layers of urban transit networks,combining major transport hubs with commercial centers,creating continuous pedestrian network at major transferring stations and integrating it with commercial space,optimizing the land development around suburban transit lines,and facilitating the public private participations.

Keywords: Commercial Center;Transport Center;Complex Network Analysis;Transit Network and Stations;Urban Morphology

作者:曹哲静,清华大学建筑学院城市规划系博士研究生,美国麻省理工学院(MIT)城市研究与规划系(DUSP)联合培养博士生。caozhejing1120@163.com

(本文编辑:秦奕)

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