Кіріспе
Қалалық аумақта сапар тудыратын әрекеттердің таралуын және қарқындылығын болжау. Жер пайдалануды болжау қалалық аумақта сапар тудыратын әрекеттердің таралуын және қарқындылығын болжауға бағытталған. Іс жүзінде, жер пайдалану модельдері сұранысқа негізделеді, жиынтық экономикалық болжау арқылы алынған өсім туралы жиынтық ақпаратты кіріс ретінде пайдаланады. Жер пайдалану бағалаулары көлік жоспарлау процесіне енгізіледі. Алдағы жер пайдалануды болжау туралы талқылау Чикаго аймақтық көлік зерттеуінің (CATS) жұмысын қарастырудан басталады. CATS зерттеушілері қызықты жұмыс жасады, бірақ ауыстырылатын болжау моделін жасаған жоқ, ал басқа зерттеушілер модельдерді әзірлеуге тырысты. CATS жұмысын қарастырғаннан кейін, талқылау кеңінен танылған және үлгі ретінде алынған алғашқы модельге – Ира С. Лоури Питтсбург аймақтық экономикалық зерттеуде жұмыс істеген кезде жасаған Лоури моделіне бұрылады. Лоури модельдерінің екінші және үшінші буындары қазір қолжетімді және кеңінен қолданылады, сондай-ақ кеңінен қолданылмаған модельдердегі қызықты мүмкіндіктер де бар. Бүгінде, қалалық жоспарлау ұйымдарына қарасты көлік жоспарлау қызметі аймақтық жер пайдалану модельдерін күтіп-баптау және дамыту орталығы болып табылады. АҚШ-та модельдерге қызығушылық пен қолдану, шектеулі қолданылған ұзақ кезеңнен кейін қарқынды өсуде. Еуропа және басқа да елдерде де үлкен қызығушылық бар. АҚШ-тағы көптеген қалалық жоспарлау агенттіктері ресми жер пайдалану модельдерін қолданбаса да, біз бұл мәселені түсінуіміз керек: түсініктер мен талдау құралдары жер пайдалану/көлік мәселелерін қалай қарастыруды және басқаруды анықтайды; маңызды дамулар болған зерттеу қауымдастығында үлкен қызығушылық бар; және 1990 жылдардан бері LEAM және UrbanSim сияқты жер пайдалану модельдерінің жаңа буыны пайда болды, олар бұл жиынтық модельдерден өзгеше, дискретті таңдау модельдеу, микросимуляция, динамика және географиялық ақпараттық жүйелердегі жаңалықтарды қамтиды.
Land use forecasting undertakes to project the distribution and intensity of trip generating activities in the urban area. In practice, land use models are demand driven, using as inputs the aggregate information on growth produced by an aggregate economic forecasting activity. Land use estimates are inputs to the transportation planning process. The discussion of land use forecasting to follow begins with a review of the Chicago Area Transportation Study (CATS) effort. CATS researchers did interesting work, but did not produce a transferable forecasting model, and researchers elsewhere worked to develop models. After reviewing the CATS work, the discussion will turn to the first model to be widely known and emulated: the Lowry model developed by Ira S. Lowry when he was working for the Pittsburgh Regional Economic Study. Second and third generation Lowry models are now available and widely used, as well as interesting features incorporated in models that are not widely used. Today, the transportation planning activities attached to metropolitan planning organizations are the loci for the care and feeding of regional land use models. In the US, interest in and use of models is growing rapidly, after an extended period of limited use. Interest is also substantial in Europe and elsewhere. Even though the majority of metropolitan planning agencies in the US do not use formal land use models, we need to understand the subject: the concepts and analytic tools shape how land use/transportation matters are thought about and handled; there is a good bit of interest in the research community where there have been important developments; and a new generation of land use models such as LEAM and UrbanSim has developed since the 1990s that depart from these aggregate models, and incorporate innovations in discrete choice modeling, microsimulation, dynamics, and geographic information systems.
Чикаго аймағының көлік зерттеуіндегі жерді пайдалануды талдау
Қысқаша айтқанда, 1950 жылдардағы CATS талдауы – «ақыл-ой және қолмен» өсуді тарату болды. Нәтижесінде, ережелерге негізделген процестің арқасында карталар жасалды. Жерді пайдалануға бөлу ережелері сол кездегі ең озық білім мен түсініктерге негізделген, сондықтан CATS-ті осы тұрғыдан кінәлау қиын. CATS Колин Кларктың қала орталықтары маңындағы халық тығыздығының таралуы туралы жасаған кең ауқымды зерттеулерін пайдаланды. Қала құрылысының теориялары, әсіресе секторлар мен концентрлік шеңберлер тұжырымдамалары қолданылды. Чикаго және Мичиган университеттерінде қалалық экология туралы көзқарастар маңызды болды. Чикаго университетінің социологтары мен демографтары экологиялық сипаттағы аудандық зерттеулер сериясын бастады. CATS директоры Дуглас Кэрролл Мичиган университетіндегі қалалық эколог Амос Хоулимен бірге оқыған. Колин Кларк көптеген қалалардың халық тығыздығын зерттеді және суреттегілерге ұқсас белгілерді тапты. Тарихи деректер жылдар бойы тығыздық сызығының қалай өзгергенін көрсетеді. Болашақты болжау үшін, параметрлердегі өзгерістерді уақыт функциясы ретінде пайдаланып, тығыздықтың болашақтағы пішінін, мысалы, 20 жылдан кейін болжауға болады. Қала мұздық сияқты таралады. График астындағы аудан халық санының болжамымен анықталады. CATS Чикаго қалалық жоспарлау комиссиясының жұмысын пайдаланып, жерді пайдалану және қызметтерді кең ауқымды зерттеу жүргізді. Хоктың болжамдау жұмысы тығыздық қисығының астында қандай жерді пайдалану түрлері орналасатынын көрсетті. Жерді пайдалану туралы деректер қима бойынша ұйымдастырылды. Жерді пайдалану қазіргі үлгіге сәйкес бөлінді. Зерттеу аймағы көлік талдау аймақтарына бөлінді: белсенділік жоғары шағын аймақтар және басқа жерлердегі үлкен аймақтар. CATS-тің бастапқы схемасы Иллинойс штатымен байланысын көрсетті. Аймақтар қаладан шалқары орналасқан. Аймақтар халық санағы деректерін блоктар мен кіші әкімшілік бөлімдер деңгейінде пайдалану үшін анықталды. Олар сондай-ақ біртекті жерді пайдалану және қалалық экологиялық сипаттамаларға ұмтылды. CATS-те жерді пайдаланудың алғашқы болжамдары көрсетілгендей, «қолмен» әдістерді қолдана отырып дамуды реттеді. Біз «қолмен» әдісті кінәламаймыз – сол кездегі компьютерлер мен деректер жүйелері оны талап етті. Бұл ережелерге негізделген жерді пайдалануды бөлу болды. Өсім, экономикалық зерттеуден алынған мәліметтер сияқты, мәжбүрлеу факторы болды. Өсім халық тығыздығының қабылдауы өзгеруі керек екенін көрсетті. Қызметтердің араласуынан туындаған жерді пайдалану «жердің қай жері бар?» және «қазіргі жерді пайдалану қандай?» деген сұрақтарға жауап беру арқылы бөлінді. Белгілі бір қызмет түрлерін бөлу оңай: болат зауыттары, қоймалар және т.б. Теориялық тұрғыдан алғанда, бөлу ережелері маңызды болып көрінеді. Қалалық жерді пайдалануда кеңістіктік автокорреляция жоғары, оны тарихи тәуелділік тудырады: мұндай нәрсе осы жерде басталып, одан әрі де сол сияқты дамиды. Бұл автокорреляция «қолмен» аналитикалық модельдерге ауысу кезінде біршама жоғалды. CATS процедурасы жаңадан пайда болған қалалық көлік жоспарлау саласының мамандары тарапынан жақсы қабылданбады, ал 1950 жылдардың соңында аналитикалық болжамдау процедураларын дамытуға қызығушылық пайда болды. Сонымен қатар, қалаларды қайта дамыту және кәріздік жүйелерді жоспарлау қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін ұқсас мүдделер пайда болды, сондай-ақ саяси ғылым, экономика және географияда аналитикалық қалалық талдауға қызығушылық артты.
Лоури үлгісі
CATS жұмысының ізінен бірнеше агенттіктер мен зерттеушілер аналитикалық болжамдау техникаларын зерттеуге кірісті, ал 1956 мен 1960 жылдардың басында бірқатар модельдеу әдістері қалыптасты. Ирвин (1965) жаңа пайда болатын модельдердің жағдайын қарастырады. Модельдердің бірі – Лоури моделі кеңінен қабылданып алынды. Алғашқыда жергілікті ұйымдар қолдаған, кейіннен Форд қорының RAND корпорациясына берген грантының арқасында Айра С. Лоури Питтсбург қалалық аймағында үш жылдық зерттеу жүргізді. (RAND-тегі жұмыс туралы кейінірек айтылатын болады.) Орта деректерге толы болды, сонымен қатар Эдгар М. Гувер басшылығымен Питтсбург университетінің экономика факультетіндегі жер және аймақтық экономикаға артықшылық беріліп, жақсы кәсіби байланыстар мүмкіндігі болды. Лоури моделінің құрылымы ағын схемасында көрсетілген. Ағын схемасы Лоури моделінің логикасын көрсетеді. Модель сұранысқа негіделген. Біріншіден, модель негізгі жұмыспен қамтудың өсуіне жауап береді. Содан кейін ол қызмет көрсету саласына тигізетін әсерлерге жауап береді. Лоури моделін қарастырғандай және ағын схемасы көрсеткендей, модель итерация арқылы шешіледі. Бірақ модельдің құрылымы итерацияның қажеттілігін жоққа шығарады. Модельді негіздеуге арналған тіл экономикалық тіл болғанымен және Лоури экономист болса да, модель экономикалық модель емес. Бағалар, нарықтар және басқа да факторлар ескерілмейді. Лоуридің жарияланымдарына шолу жасау оның тәсілінің кеңінен қабылдану себептерін көрсетеді. Бұл жарияланым модельдің, деректерді талдау және өңдеу мәселелерінің, сондай-ақ есептеулердің толық әзірленген алғашқы нұсқасы болды. Лоуридің жазуы өте жақсы. Ол ашық және ойын анық түсіндіреді. Басқа жерде Лоуриді оқып, "Иә, мен мұны істей аламын" деп ойлаған аналитиктерді көзге елестетуге болады. Модельдің инновациялық таралуы қызығушылық тудырады. Лоури консалтингпен айналыспады, ал көліктік сала мамандарымен ауызша байланыстары өте шектеулі болды. Оның қызығушылығы тұрғын үй экономикасына қатысты. Лоуридің өнін "сатуға" тырысқан жоқ. Жақсы жазуға және уақыты келген идеяға адамдардың назар аударатынын білеміз. Модельде гравитациялық немесе қашықтықпен кемитін өзара әрекеттесу функциялары кеңінен қолданылады. Лоури моделін әзірлеген кезде "гравитациялық модель" идеяларын қолдану кең таралған еді. Шындығында, гравитациялық модель идеясы сол кезде кем дегенде 100 жыл бұрын пайда болған. Лоуридің жұмысы кезінде ол көптеген жақсартуларға ұшырады. Алан Вурхис, Морт Шнайдер, Джон Гамбург, Роджер Крейгон және Уолтер Хансен сияқты мамандар маңызды үлес қосты. (Карротерс, 1956 жылды қараңыз). Лоури моделі көптеген жерлердегі жұмыстар үшін бастапқы нүкте болды. Голднер (1971) оның әсерін және жасалған өзгерістерді бақылайды. Пенсильвания университетінің Стивен Путнам оны PLUM (жобалық жер пайдалану моделі) және I (көбейту) PLUM әзірлеу үшін пайдаланды. Біздің бағалауымызша, Лоуридің туындылары көптеген МПО зерттеулерінде қолданылады, бірақ бүгінгі жұмыс істейтін мамандардың көпшілігі Лоуридің мұрасын тани алмайды, себебі туындылар аналық логикадан бір-екі қадам қашықтықта.
The diffusion of innovations of the model is interesting. Lowry was not involved in consulting, and his word of mouth contacts with transportation professionals were quite limited. His interest was and is in housing economics. Lowry did little or no “selling.” We learn that people will pay attention to good writing and an idea whose time has come. The model makes extensive use of gravity or interaction decaying with distance functions. Use of “gravity model” ideas was common at the time Lowry developed his model; indeed, the idea of the gravity model was at least 100 years old at the time. It was under much refinement at the time of Lowry's work; persons such as Alan Voorhees, Mort Schneider, John Hamburg, Roger Creighon, and Walter Hansen made important contributions. (See Carrothers 1956). The Lowry model provided a point of departure for work in a number of places. Goldner (1971) traces its impact and modifications made. Steven Putnam at the University of Pennsylvania used it to develop PLUM (projective land use model) and I(incremental)PLUM. We estimate that Lowry derivatives are used in most MPO studies, but most of today's workers do not recognize the Lowry heritage, the derivatives are one or two steps away from the mother logic.
Каин үлгісі
1960 жылы Форд қоры қалалық көлік мәселелерін зерттеу үшін RAND корпорациясына грант берді. (Лоуридің жұмысы осы гранттың бір бөлігі болды.) Бұл жұмыс RAND-тің логистикалық бөлімінде жүргізілді, онда RAND экономистері орналасқан еді. Бұл бөлімнің басшысы Чарльз Цвик болды, ол бұрын көлік тақырыптарымен айналысқан. RAND-тың жұмысы жаңа технологиялар мен туннель салу құнынан бастап, қала құрылысы модельдеріне және саяси тұрғыдан маңызды талдауларға дейін қамтыды. RAND-тағы зерттеушілердің кейбіреуі штаттық қызметкерлер болды, бірақ көпшілігі қысқа мерзімге шақырылған. Жұмыстар бірнеше форматта жарияланды: бастапқыда RAND P және RM серияларында, содан кейін ғылыми басылымдарда немесе кітап түрінде. Көбінесе бір зерттеу жұмысы әртүрлі формада әртүрлі жерлерде қол жетімді болады. Тақырыптар мен жұмыс стилінің алуан түрлілігіне қарамастан, RAND жұмысының ортақ тақырыбы – экономикалық саясатты анықтауға бағытталған ізденіс болды. Бұл тақырыпты де Нёйвилль мен Стаффорд талқылаған Каиннің (1962) еңбегінде көруге болады, ал сурет олардың кітабынан алынған. Каиннің моделі тікелей және жанама әсерлерді қарастырды. Мысалы, табыс артса, бұл жол жүру уақытына тікелей әсер етеді, ал жерді пайдалану, автокөліктің болуы және көлік құралын таңдау арқылы жанама әсер етеді. RAND-та қолдау көрсетілген жұмыс Мейер, Каин және Вулдің (1964) еңбегін де қамтыды. RAND-тағы осы жұмыстардың бөліктері кейінгі талдауларға елеулі әсер етті (бірақ тәжірибеге емес, саясатқа көбірек). Джон Мейер Ұлттық экономикалық зерттеулер бюросының президенті болды және оның жұмысының бағыттарын қайта бағыттауға ұмтылды. Каин стиліндегі қалалық талдау бірнеше жылдық күш-жігердің ядросын құрады және кітап түрінде жарияланған еңбектерге әкелді (мысалы, Г. Инграм және т.б., NBER қалалық модельдеу моделі, Колумбия университетінің баспасы, 1972). Әуе күшінде қызметтен кейін Каин Гарвардқа көшті, алдымен Қалалық жоспарлау бөлімін қайта құру үшін. Кейін ол Кеннеди мектебіне ауысты, онда Хосе А. Гомес Ибанес, Джон Мейер және К. Ингрампен бірге экономикалық саясатты талдау стилінде көптеген жұмыстар атқарды. Мартин Вул RAND-тан кейін Карнеги Меллон университетіне көшті, онда ол өзінің жұмыс стилін жалғастырды (мысалы, Вул 1984).
Саясатты ойнату
Қалалық дамуға саясаттың әсерін модельдеу мүмкіндігі туралы түсінік 1960 жылдардың басында Корнелл университетінде өткен конференцияның тақырыбы болды; коллегиялар құрылды, бірнеше жұмыс ағыны пайда болды. Бірнеше адам қазіргі көзқараспен қарапайым симуляциялық ойындар жасады. Жерді пайдалануды дамыту гравитациялық күштердің нәтижесі болды, ал мәселе жоспарлаушылар өсімге аралассан, құрылыс салушылар мен жоспарлаушылар арасындағы қақтығыстарды шешуге байланысты болды. CLUG және METROPOLIS – осы жұмыс ағынынан шыққан екі танымал өнім (олар өз заманында SimCity сияқты болды); саяси контексте осындай жиырма немесе отыз басқа жоспарлаушы мен құрылыс салушы арасындағы ойындар болуы мүмкін. Environmetrics фирмасындағы жұмысты қоспағанда, осы ойындарды саясатты қалыптастыру және шешім қабылдау үшін пайдалануды талдауға көп күш жұмсалмады. Корнелл конференциясының қатысушыларының бірі Питер Хаус 1960 жылдардың басында Environmetrics құрды. Ол да қарапайым ойын идеясымен басталды. Шамамен он жыл ішінде ойын құралдарының мүмкіндіктері біртіндеп жақсарды және басқа ойын тәсілдерінен айырмашылығы, көлік олардың құрылуында маңызды рөл атқарды. Environmetrics жұмысы Қоршаған ортаны қорғау агенттігіне көшті және EPA Вашингтонның қоршаған ортаны зерттеу орталығында біраз уақыт жалғасты. "Өзен бассейні" деп аталатын модель GEM (жалпы экологиялық бағалау моделі) ретінде жалпыланды, содан кейін SEAS (стратегиялық экологиялық бағалау моделі) және SOS (SEAS-тың ұлы) пайда болды. Модельдер жалпыланған сайын көптеген өзгерістер болды, оларды мұнда талқылауға болмайды. Ең қызықтысы – модельдерді қолдану тәсілінің өзгеруі. Пайдалану "ойын ойнау" позициясынан "федералды саясаттың әсерін бағалау" позициясына ауысты. Модель (теңдеулер мен деректер) жалпыланған қала немесе қалалар ретінде қарастырылады. Ол мына сұраққа жауап береді: Ұсынылған саясаттың қалаларға қандай әсері болады? Жалпыланған сұрақтарға жауап берудің мысалы – LaBelle және Moses (1983). La Belle және Moses бірнеше саясаттың әсерін бағалау үшін әдеттегі қалаларда UTP процесін іске асырады. Бұл тәсіл не үшін қолданылғаны түсінікті. Хаус ЭҚҚ-дан Энергетика министрлігіне (DOE) ауысты, ал зерттеу оның кеңсесі үшін дайындалды.
Солтүстік Каролина университеті
Чапел-Хиллдегі бір топ, негізінен Стюарт Чапиннің жетекшілігімен, жұмысын ойындарда қолданылатын қарапайым талдау құралдарына ұқсас құрылғылармен бастады. Нәтижелеріне Chapin (1965), Chapin және H. C. Hightower (1966) және Chapin and Weiss (1968) еңбектері жатады. Кейіннен бұл топтың назарында 1) жеке адамдардың тұрғын үй таңдау кезінде жасаған таңдаулары, 2) қала құрылысы процесіндегі құрылыс салушылардың рөлі және олардың қабылдаған шешімдері, және 3) сауалнамалар арқылы алынған таңдау туралы ақпарат болды. Лансинг пен Мюллер (1964 және 1967) Сауалнамалық зерттеу орталығында Чапел-Хилл тобымен бірлесіп осы ақпаратты дамыту бойынша жұмыс істеді. Алғашқы жұмыстар қарапайым, ықтималдық өсу модельдеріне қатысты болды. Бірақ бұл стильден тез арада тұрғын үйге деген қалауларды зерттеу үшін ойын сияқты сұхбаттарға көшті. Сұхбатқа қатысушыларға «ақша» және тұрғын үйдің сипаттамалары – тротуарлар, гараж, бөлмелер саны, жер учаскесінің көлемі және т.б. берілді. Олар осы ақшаны қалай жұмсайды? Бұл "The Sims" ойынының ерте нұсқасы. Сондай-ақ, бұл жұмыс құрылыс салушылардың мінез-құлқын зерттеуге бағытталды, жоғарыда айтылғандай. (Толық мәлімет үшін қараңыз: Kaiser 1972).
Сауалнамалар мен зерттеулер
CUE кездесулеріндегі және кәсіби жиындардағы баяндамалардан өзге, жерді пайдалану модельдеудегі прогресті қарастыру үшін бірнеше ұйымдастырылған күш-жігер жұмылдырылды. Алғашқы күш-жігердің бірі – Б. Харрис редакциялаған 1965 жылғы мамыр айындағы Америка Жоспарлаушылар Институтының журналы. Келесі маңызды күш-жігер 1967 жылғы маусымда өткен Автокөлік зерттеулер кеңесінің конференциясы (HRB 1968) болды, бұл өте құрылысшыл болды. Бұл сілтемеде Лоуридің шолу мақаласы, Чапин, Алонсо және басқалардың пікірлері бар. Айрықша қызығушылық тудыратын А қосымшасы – талдау құралдарының қолдануға бейімделуінің бірнеше жолын тізімдейді. Робинсон (1972) қалаларды жаңартуға бағытталған модельдеудің мәнін көрсетеді. Сондай-ақ, сынға ұшыраған баяндамалар да болды (мысалы, Брюер 1973, Ли 1974). Пак (1978) мекемелік тәжірибені қарастырады; ол төрт модельді және қолданылған бірқатар жағдайларды талдайды. (Сондай-ақ Zettel және Carll 1962, Пак және Пак 1977-ге қараңыз). Жоғарыда талқыланған модельдер негізінен тәжірибеге (Лоури) және теорияға (П. Дж. және т.б.) ең көп әсер еткендермен шектелді, ал шолуларда тағы да оннан астам модельдер аталады. Олардың кейбіреулері сауда және өнеркәсіп орналасуымен айналысады. Көлік мәселесі көтерілмейтін қалаларды жаңарту жобаларына бағытталған бірнеше модельдер де бар.