通勤行为对居住就业地建成环境的响应机制
文章概要
职住失衡已成为全球大城市普遍面临的挑战。伴随着城市多中心化与郊区化进程加速，职住分离现象日趋严重，导致通勤距离急剧增加、交通拥堵、碳排放上升、生活质量下降等问题。尤其在深圳这一经济高度发达的城市，职住失衡问题愈加突出，大量居民不得不依赖长距离通勤寻求宜居且可支付住房，影响了城市高质量发展目标的达成。本研究基于深圳市翔实的手机信令和建筑普查数据，运用机器学习算法，不仅系统分析了居住地和工作地的建成环境对通勤行为的复杂影响，还首次将建成环境与通勤距离、供需规模的交互作用纳入分析。研究发现，职住平衡在大城市难以实现，合理控制职住地POI多样性、适当保留城中村等非正规住区、在近郊规划大型住宅区、在远郊加强基础设施建设等措施可能是有效控制远距离通勤的有效规划策略。
引言
随着大城市的多中心化和郊区化趋势，职住分离问题日益严重。现有研究在讨论该问题时，往往基于重力模型挖掘职住地人口规模、距离等因素的作用，较少关注职住地建成环境如何影响居民的通勤行为。尤其是在复杂的城市环境中，单纯的职住平衡理论已不足以解释多样化的通勤现象。因此，深入分析职住地建成环境对通勤模式的影响，尤其是建成环境与职住地供需规模及通勤距离之间的互动效应，可为理解大城市通勤规律提供新视角。
基于此，本研究试图回答三个问题:
1.建成环境在居住和就业地点如何影响通勤行为？
2.居住和就业地点的建成环境变量如何与通勤距离及供需规模交互影响通勤模式？
3.如何通过识别这些复杂的相互作用为城市规划提供针对性的政策建议？
研究方法与框架
图1 研究区
本研究采用了手机信令数据和建筑普查数据来捕捉深圳市居民的通勤行为模式。研究使用深圳市中国移动用户2019年12月的手机信令数据，识别出超过760万名用户稳定的居住地和工作地位置，并生成了全市范围内的通勤流数据。结合深圳的建筑普查数据以及网络爬取的POI等数据，进一步获取了各区域的建成环境信息。
构建了融合传统重力模型因素（就业供需质量、距离）和建成环境结构的多维影响因素框架。采用了“5D”概念，即密度（Density）、多样性（Diversity）、设计（Design）、与公共交通的距离（Distance to public transportation）和与城市中心的距离（Destination to city centers），作为衡量建成环境的核心维度。
图2 分析框架
为了揭示建成环境与通勤行为之间的复杂关系，本文采用了梯度提升决策树（GBDT）模型进行数据分析。GBDT 是一种基于集成分类和回归树算法，采用梯度提升、加法模型和前向分布算法来优化学习过程的集成学习提升算法，能够处理多维度变量之间的交互效应。基于这一模型，本文进一步通过部分依赖图（PDPs）和二维部分依赖图（2DPDPs）分析各因素的相互作用，识别出在不同职住地供需规模和通勤距离下建成环境对通勤联系的放大或削弱效应。
居住地与工作地建成环境对通勤联系的非线性关联
研究发现，相比于居住地点的建成环境，工作地点的建成环境对通勤行为的影响更为显著，解释力占比20.79%，而居住地点的解释力占比仅为13.36%。二维分析结果表明，就业单元的职住比较小、POI 多样性较高、离市中心较近有利于职住平衡，而其他因素的影响趋势则存在波动。
图3 建议框架因素的相对影响
图4 通勤联系与主要建成环境变量的偏相关图
建成环境对职住地不同供需规模下通勤联系的交互作用
研究通过三维交互分析发现，建成环境因素在不同的职住供需规模下对通勤行为的影响存在差异。具体表现为：
职住比：在小型就业单元中调整就业-居住比率有助于提高自容性；但在大型就业单元中，这种调整可能只会增加通勤人口的大进大出。
POI多样性：适度的功能多样性在大型就业单元中可以保持活力，但在小型单元中，过高的多样性会导致功能失调，从而增加通勤流量。
图5 不同职住供需规模下的三维交互分析
建成环境与通勤距离的交互作用
职住比：在较短通勤距离下，低职住比有助于促进居住就业的自容性，而在较长通勤距离下，其影响会减弱。
POI多样性：在中等多样性时，短距离通勤更为普遍，但职住地过高的土地利用多样性可能导致更长的通勤。
非正规区域比例：高比例的城中村占比往往与长距离通勤相关，而适当比例的城中村有助于缩短通勤距离。
图6 不同通勤距离下的三维交互分析
结论与政策建议
尽管职住平衡被视为理想目标，但在大城市中难以完全实现。即使在某些区域接近职住平衡，其他区域仍然存在明显的职住失衡。因此，一味追求职住平衡的大城市空间规划策略并不理性，更为现实的做法是根据不同的居住和就业条件提供差异化支持，以更有效地提升居民的生活质量。
（2）建成环境对不同职住地供需规模的异质性影响
建成环境因素在不同的就业供需规模下对通勤行为的影响存在差异。例如，适度的POI（兴趣点）多样性有助于维持城市活力，但过高的多样性可能导致功能失调，反而增加通勤距离。此外，小规模的就业单元通过增加住宅供应可改善职住平衡，而在大型就业单元中，这种调整往往只是带来人口流动的增加，而非实际的职住平衡改善。
（3）建成环境对通勤距离的异质性影响
建成环境因素对通勤行为的影响在不同通勤距离上有所不同。在就业-居住比率较低的区域更容易实现短距离通勤，但随着职住比提升，长距离通勤会快速增多。同样地，POI多样性在短距离通勤中有正面影响，但过高的多样性会增加通勤的复杂性和距离。
（4）非正规区域对通勤模式的影响
城中村非正规住区在提供经济实惠的居住选择方面有助于减轻通勤压力，尤其是在低比例时。然而，当城中村占比过高时，可能导致长距离通勤，因为这些区域通常缺乏充足的本地就业机会。
（5）政策建议
合理控制POI多样性：根据就业供给的规模适度调整POI多样性，避免在小规模就业单元中因过度多样性引发的功能失调和长距离通勤。
不能盲目追求职住混合：特别是在大型就业单元中，避免因过多的居住混合导致人口大进大出而增加通勤负担。
分区规划策略：在近郊区规划大型住宅区，同时在远郊区加强基础设施，满足不同区域的通勤需求。
非正规区域的适当保留：适度保留城中村非正规住区，在保持其降低通勤压力的同时，避免因过度集中而导致的职住失衡。
原文出处
Tong, D., Dai, Y., & Shen, Y. (2024). Commuting behaviors response to living and working built environment: Dissecting interaction effects from varied supply and demand masses. Applied Geography, 172, 103430. https://doi.org/10.1016/j.apgeog.2024.103430
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