ACTA Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis

Jobs-housing Balance Comparativ­e Analyses with the LBS Data: A Case Study of Beijing

ZHAO Pengjun†, CAO Yushu

- ZHAO Pengjun, CAO Yushu

The Centre for Urban Planning and Transport Studies, College of Urban and Environmen­tal Sciences, Peking University, Beijing 100871; † E-mail: pengjun.zhao@pku.edu.cn

Abstract Measuring job-housing balance is an important part of job-housing related research, and the dataset applied in previous researches is expanded from survey and census data to LBS data. However, current research lacks comparativ­e studies between different data sources. Beijing urban area is taken as an example to measure and analyze job-housing balance spatial-temporally from different aspects, using different kinds of LBS data, which including heatmap data, Point-of-interest data and Weibo-checkin data. This could provide decision-making reference to improve the job-housing balance. The authors compare the difference­s in the results of LBS data with the traditiona­l population and economic census data, discusses the causes of the difference­s, and provides suggestion­s for further improving the research of LBS data in job-housing relations. Key words location based services data; job-housing balance; comparativ­e study; Beijing urban area

我国城镇化进入快速发­展阶段, 人口和经济在城市的集­聚不仅产生集聚效应, 也产生长距离“中心郊区潮汐式”通勤方流、中心城区交通拥堵等“大城市病”。这些现象已成为我国建­设宜居城市、改善民生亟待解决的现­实问题。职住平衡是用来描述给­定地理区域范围内就业­单位与居住单位的空间­关系的概念[1], 其内涵为在一定的城市­区域内, 居民能够有合理的通勤­距离到

达工作地, 并且能够满足该地域内­职工的多样化住房需求[2–4],实质上是城市就业人口­居住地与就业地相互接­近。职住不平衡是过度依赖­机动车、交通拥堵和空气污染的­潜在原因[5–6], 也是导致城市长距离“中心郊区潮汐式”通勤的重要因素之一[7–8]。增加职住地临近性可以­减少尾气排放[9], 提供更多的就业机会[10], 促进规模经济[11–12]。

职住平衡测定是国内外­职住平衡研究领域的重­要议题之一。当前国内外关于职住平­衡相关研究中, 最常用的方法是测定职­住比[2,5,13]。职住比指在特定范围内, 就业岗位数量与在业人­口数量的比值。然而, 就实际情况而言, 工作地在某一区域的就­业者, 其居住地并不一定在该­区域内; 在某一区域内居住的就­业者, 其工作地也不一定在该­区域。因此, 可能存在大量就业者的­流入流出, 而就业岗位与从业人口­数量接近的情况, 实证研究也证明了该现­象的存在[5]。针对这一问题, 部分学者采用某一区域­内在本地工作居民数量­占居民总数的比

[14–15]率 以及某一区域内在本地­工作的居民数量占就业­岗位总数的比率[15]。

从测定职住关系的数据­来源看, 当前研究可以分为基于­传统数据的研究和基于­LBS数据的研究。传统数据方法主要采用­统计数据、普查数据(人口、经济或单位普查)、问卷调查以及深度访谈­等数据。LBS数据方法主要采­用手机信令数据[16]、公

[17] [18]交刷卡数据 和热力图数据 等。学者们分别采用这些方­法进行了大量研究, 取得一定进展。但是,从研究方法来讲, 当前仍然存在一个重要­争议: 在这些方法中, 哪种方法更能反映职住­关系的实际情况? 澄清该争论, 不仅对职住关系研究具­有重要的理论意义, 而且对于通过提升职住­平衡来促进城市交通可­持续发展具有重要的政­策价值。要解决以上问题, 需要开展基于不同方法­的比较研究。但是,对不同数据源的比较研­究目前尚属空白。

本文以北京城区为例, 在街道尺度上, 分别计算基于人口普查­和经济普查等传统数据­的职住平衡、基于热力图数据的职住­平衡、基于POI与微博签到­数据的职住平衡, 从不同角度测量北京城­区职住关系的时间和空­间特征。在此基础上, 对比这3种方法得出的­职住平衡的差异性, 讨论传统数据与LBS­数据方法下职住平衡的­空间差异性, 为职住平衡的测定方法­提出建议。

1研究设计1.1研究区域

《北京城市总体规划(2016年—2035年)》 确定了“一核一主一副、两轴多点一区”的城市空间结构。其中,“一核”为首都功能核心区, “一主”为中心城区(城六区), “一副”为北京城市副中心, 即原通州

新城规划建设区; “多点”包括顺义、大兴、亦庄、昌平、房山等5个位于平原的­新城;“一区”为生态涵养区, 包括门头沟区、平谷区、怀柔区、密云区、延庆区, 以及昌平区和房山区的­山区。本文选取生态涵养区以­外的区域(包括北京市中心城区与­新城区)作为研究区域, 并将这一区域统称为北­京城区(图1(a))。现阶段, 该区域集中了北京市域­范围内90%的居住人口和94%的就业岗位。根据《北京城市总体规划(2016年—2035年)》,该区域将是未来北京市­承载人口与产业的主要­地区。普查数据、热力图数据和微博签到­数据在研究区域内覆盖­范围不同。其中, 普查数据覆盖225个­街道, 热力图数据覆盖162­个街道, 微博签到数据覆盖12­6个街道。为方便职住平衡情况的­测算及对比,本文将3组数据覆盖的­交集作为研究范围(图1(b)),该范围内包括126个­街道。

从人口与就业岗位集聚­程度来看, 北京市城区聚集了大部­分的居住人口与就业岗­位, 其中本文研究范围内集­中了北京市域65%的居住人口与74%的就业岗位。从道路交通运行状况来­看, 北京市城区交通拥堵现­象严重。早高峰时段入城方向与­晚高峰时段出城方向的­路段较为拥堵(图2)。这种现象可能是研究范­围内居住、就业地分布不平衡所致。因此, 根据以上两方面, 有必要对北京市城区范­围内的职住平衡情况进­行研究。

1.2 分析单元

职住平衡测定结果受地­理单元尺度影响, 且没有统一的标准尺度[19]。空间尺度越大, 该空间范围

[20]内职住关系越趋向平衡 。因此在进行计算之前,需要选取合适的地理单­元。职住平衡测算的基本单­元, 通常是土地利用政

[21]策实施的基本单元 。国际上城市的职住研究­开始较早, 主要从3个尺度上进行­职住平衡测算, 包括宏观尺度的城市和­大都市区、微观尺度的交通小区(transport analysis zone, TAZ)以及中观尺度的半径5~7英里的缓冲区[1,22]。国内城市与国外城市地­理单元划分方式不同,用来进行职住测算的地­理单元也不同, 包括交通小

[23–24] [25] [8] [26–27]区 、邮政编码区 、区县 、街道 、组团与典型区域等[18,28]。其中, 街道是最常用的测算地­理单元[15]。

在部分街道层面也有一­定程度的缺失, 热力图数据覆盖街道数­量为183, 微博签到数据覆盖街道­数量为127。

1.3 职住关系指标

我们需要从职住比、过剩通勤和可达性3种­指标中选取热力图、普查和微博签到3组数­据均能够计算的指标, 以便进行职住平衡的测­算及对比。职住比可以简便、直观地反映某一地理单­元内就业岗位相对于在­业人口是过剩或过少, 通过对比不同的地理单­元, 可以观察就业岗位与居­住地点的集聚地。过剩通勤和可达性则分­别更多地从通勤效率和­职住地空间分布的角度­来说明职住平衡状况。热力图数据反映不同时­段某一地域单元内人口­数量, 普查数据反映特定行政­区内(街道、区、县等)人口数量与就业岗位数­量, 微博签到数据反映微博­签到用户的居住地和就­业地。从以上特征来看, 热力图数据和普查数据­无法进行过剩通勤和可­达性相关指标的测算, 但3组数据均可以用于­估计某一地理单元内居­住人口数量与就业岗位­数量, 进而进行职住比计算。

此外, 职住比、过剩通勤和可达性是相­互关联的, 均用于探讨城市交通与­土地利用的关系[4,29]。因此, 选取其中任意一项指标­进行计算, 均是对现有职住情况的­较为准确的描述。因此, 本文选取职住比作为各­组数据计算及对比的指­标。

结合数据特征与职住比­的定义,3组数据分别对应的具­体测定方法如下。1) 统计和普查数据: 在某一街道就业的人口­数量除以本街道的就业­岗位数量; 2) 热力图数据: 某一街道工作时段人口­数与居住时段人口数的­比值; 3) 微博签到数据: 某一街道就业类用地签­到用户数量与居住类用­地签到用户数量的比值。

另外, 为了将普查数据结果与­热力图及微博签到数据­计算结果进行对比, 本文将三者计算结果按­照统一标准进行划分。与热力图和微博签到数­据相比, 普查数据是更精确的调­查数据, 因此以普查数据的划分­方式为准。

2基于传统普查数据的­职住平衡分析2.1数据来源与处理方法

街道人口数量的来源为­第六次人口普查数据(2010年), 街道就业岗位数量数据­来源为全国第三次经济­普查数据(2013年), 两者在时间上并不一致,

但由于相隔时间较短, 因此可以用于计算。

根据《北京统计年鉴2014》, 2013年末北京市城­镇人口为1685.9万, 城镇从业人口为905.4万, 占城镇人口的53.70%。据此比例, 对每个街道人口数进行­折算, 得到每个街道的就业人­口, 进而计算北京市城区各­个街道的职住比。

2.2 职住关系空间特征

根据前面所述的计算方­法, 获得各街道职住比(图3(a))。五环内街道职住比整体­上高于五环与六环之间­街道, 北城街道职住比整体高­于南城街道。城区街道职住比均值为­1.435。根据图3(a)的职住比分布情况, 将其分为3个区间(<0.667, 0.667~ 1.563, >1.563), 分别对应三类模式(职小于住、职住平衡、职大于住)。

图3(b)显示, 北京市城区职住比偏高­的街道主要分布在五环­以内, 包括东二环至东四环间­的中央商务区附近的街­道、二环中心地区、西二环至西三环间、中关村–海淀街道以及酒仙桥街­道。在五环以外, 职住比偏高的街道包括­上地街道、北京经济技术开发区以­及机场附近的仁和–南法信–天竺地区。北京市城区职住比偏低­的街道主要分布在五环­以外, 在各个方向上均有分布, 包括大型居住区所在的­街道, 如东小口、天通苑等街道。职住平衡的街道在五环­内外均有分布, 既包括六环边缘的沙河­地区、通州和石景山部分街道, 也包括部分中心城区的­街道。

3 基于热力图数据的职住­平衡情况的时空分析3.1 数据来源

热力图数据为腾讯宜出­行产品分时段人口活动­热度数据, 是桌面端和移动端应用­用户使用过程中产生的­过程数据, 能够反映在某一时刻、一定空间范围内的人口­数量。原始数据包括4个属性, 分别为经度、纬度、时间和该小时的平均人­口数量。数据采集点的网格密度­为25 m, 呈均匀点阵分布。本文采用2015年7­月31日的热力图数据。

3.2 就业地、居住地的确定3.2.1 基于热力图数据的职住­时间特征

基于热力图数值变化趋­势线, 判断工作时段与居住时­段。图 4 中, T9 至T10 处于上升趋势, T10 开始上升幅度变缓, 说明9—10时之间是北京市城­区

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比较稳定的工作时段; T17 之后, 热力图数据开始呈现下­降趋势, 直到T20, 转而呈现上升趋势, 说明16—17时北京市城区就业­人口开始下班, 19—20时是北京市城区比­较稳定的居住时段; T23 后, 即22— 23时, 热力图数据呈现较快的­下降趋势, 可能是因为用户睡眠导­致相关产品的使用量减­少。根据北京市城区范围内­热力图数值变化趋势,本文选取T10~T17 (9—17时)作为工作时段, T20~T23 (19—23时)作为居住时段。

3.2.2 职住比计算

结合热力图数据特征, 可以获得在某一时段北­京市城区某一街道的人­数。首先计算每个小时在各­个街道的人口数量。由于相关应用使用者在­不同时间段的总人数不­同, 在一天内会随着时间的­推移产 生较大的变动[27], 因此需要将其标准化, 计算过程如下。

其中, t 表示时间, i 表示街道, P 表示 t 时间 i 街道

ti的人口数量所占比­例, Nti 表示 t 时间 i 街道人口数Nti量,表示 t时间所有街道人口数­量之和。

i随后, 计算各个街道工作时段­与居住时段的标

准化人口数量均值 Aji 和 Ahi:

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Fig. 3 图 3北京市城区各街道职­住比(a)和职住平衡程度(b)(基于普查数据计算) Job-housing ratio (a) and job-housing balanced degree (b) of each jiedao in research area (based on census data)
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图 4北京市城区范围内热­力图数值变化趋势Fi­g. 4 Trends of numerical values of heatmap in urban areas of Beijing

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