基于手機(jī)信令的重慶市渝中區(qū)職住空間關(guān)系研究

徐 巍,戴技才

(1.重慶師范大學(xué)地理與旅游學(xué)院,重慶 401331; 2.地理信息系統(tǒng)應(yīng)用研究重慶市高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶 401331)

0 引言

職住空間關(guān)系包括居住地分布、工作地分布及通勤聯(lián)系,是解構(gòu)城市空間布局的重要手段[1]。通勤聯(lián)系分為內(nèi)部通勤、內(nèi)向通勤與外向通勤。在某一地區(qū)內(nèi)居住且工作的人口通勤稱(chēng)為內(nèi)部通勤,在外圍地區(qū)具有穩(wěn)定居住地的人口至中心城區(qū)工作稱(chēng)為內(nèi)向通勤,在中心城內(nèi)具有穩(wěn)定居住地的人口至外圍地區(qū)工作稱(chēng)為外向通勤[2]。職住空間關(guān)系是城市地理學(xué)、經(jīng)濟(jì)地理學(xué)等領(lǐng)域的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容之一,涉及一系列城市現(xiàn)象,如交通情況、居民通勤時(shí)間、通勤人群幸福感等[3-5]。研究職住空間關(guān)系有助于解釋職住失衡現(xiàn)象,剖析“城市病”根源,對(duì)減少居民通勤時(shí)間、縮短居住-工作地距離及居民收入等具有重要參考價(jià)值。

國(guó)外學(xué)者對(duì)職住空間關(guān)系的研究源于城市化導(dǎo)致的居民通勤時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、居住地隔離等問(wèn)題。霍華德(Howard)提出“田園城市”概念,認(rèn)為居民應(yīng)在住宅的步行范圍內(nèi)工作,這是職住空間關(guān)系研究的最初萌芽[6]。二戰(zhàn)后開(kāi)始的城市空間重構(gòu)與新一輪郊區(qū)化使職住空間關(guān)系日趨復(fù)雜[7]。1968年,凱因(Kain)提出“空間錯(cuò)位假說(shuō)”,認(rèn)為就業(yè)機(jī)會(huì)的郊區(qū)化等是造成內(nèi)城居民高失業(yè)率、低收入與通勤時(shí)間偏長(zhǎng)的主要原因[8],此后大量學(xué)者開(kāi)始關(guān)注職住空間關(guān)系。20世紀(jì)80年代后,相關(guān)研究由居住地隔離擴(kuò)展到職住關(guān)系研究[9]。進(jìn)入21世紀(jì),城市建設(shè)趨于穩(wěn)定,職住關(guān)系研究的熱度有所減弱,學(xué)者開(kāi)始重點(diǎn)關(guān)注職住空間分離對(duì)中低收入人群的影響,發(fā)現(xiàn)職住空間分離帶來(lái)的長(zhǎng)距離通勤對(duì)城市中低收入人群的就業(yè)與收入造成負(fù)面影響,低技能工人向富裕社區(qū)的居住流動(dòng)對(duì)就業(yè)有積極意義[10-12]。

國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)職住空間關(guān)系的研究起步較晚。20世紀(jì)80年代,我國(guó)傳統(tǒng)的“職住合一”單位制大院被打破,職住空間分離程度加劇[13]。20世紀(jì)90年代,由于體制改革、土地與房地產(chǎn)市場(chǎng)化及公共資源配置不均衡,城市內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)從均質(zhì)化走向異質(zhì)化,職住空間關(guān)系逐漸由“職住接近”向“職住分離” 轉(zhuǎn)變[14]。住房的郊區(qū)化加劇了職住空間的分離程度,導(dǎo)致通勤時(shí)間與通勤距離增加。我國(guó)有關(guān)職住空間關(guān)系的研究源于2004年周江評(píng)對(duì)空間錯(cuò)位假說(shuō)的引入[15]。隨后,職住空間關(guān)系逐漸引起國(guó)內(nèi)學(xué)者的重視,除梳理國(guó)外研究進(jìn)展,國(guó)內(nèi)學(xué)者開(kāi)始關(guān)注我國(guó)職住空間的分布特征、通勤模式及影響因素,融合分析出行問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù)與時(shí)空軌跡數(shù)據(jù),探究不同屬性居民的職住特征差異成為研究熱點(diǎn)[16-20]。

職住空間關(guān)系研究主要采用問(wèn)卷調(diào)查、人口經(jīng)濟(jì)普查等方法[21-22]。問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù)獲取費(fèi)時(shí)費(fèi)力,受被調(diào)查者主觀(guān)因素影響較大,時(shí)間不連續(xù)且更新周期長(zhǎng),獲得問(wèn)卷結(jié)果后需調(diào)查者主觀(guān)判斷問(wèn)卷是否有效。人口普查數(shù)據(jù)更新時(shí)間慢、周期長(zhǎng),且政府公布的人口普查數(shù)據(jù)不包含街道、鎮(zhèn)、鄉(xiāng)尺度,只能獲取較大尺度數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)研究方法相比,移動(dòng)大數(shù)據(jù)不受被調(diào)查者主觀(guān)因素干擾、樣本量大、分布均衡、統(tǒng)計(jì)單元精度高[23-25]。有學(xué)者使用公交IC卡刷卡數(shù)據(jù)、微博位置數(shù)據(jù)等研究上海、廣州等平原城市的職住空間關(guān)系[26-28],這些城市為圈層式結(jié)構(gòu),就業(yè)空間向中心集聚,人口居住呈郊區(qū)化[29]。

渝中區(qū)是重慶市政治、經(jīng)濟(jì)、文化及商貿(mào)流通中心,位于嘉陵江與長(zhǎng)江交匯處的狹長(zhǎng)半島形陸地,又稱(chēng)渝中半島。重慶市主城區(qū)以渝中區(qū)解放碑為主中心,形成以沙坪壩、觀(guān)音橋、楊家坪、南坪為副中心的組團(tuán)式多中心結(jié)構(gòu)。根據(jù)重慶市第七次人口普查結(jié)果,渝中區(qū)常住人口為58.87 萬(wàn)人,面積約20.34 km2[30]。

作為山地城市,渝中區(qū)呈現(xiàn)職住人口多中心化分布特征,已有文獻(xiàn)缺乏對(duì)山地城市核心區(qū)與外圍地區(qū)職住空間關(guān)系的測(cè)度。以重慶市渝中區(qū)為例,剖析多中心組團(tuán)式山地城市核心區(qū)的職住空間關(guān)系,采用手機(jī)信令大數(shù)據(jù)定位職-住地位置,旨在厘清渝中區(qū)職住關(guān)系,促進(jìn)山地城市核心區(qū)空間優(yōu)化、減少職工通勤時(shí)間、提升居民幸福感。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

以2021年6月中國(guó)聯(lián)通的重慶市主城區(qū)手機(jī)信令大數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)來(lái)源。手機(jī)信令在人口稠密地區(qū)為250 m格網(wǎng)數(shù)據(jù),在人口稀疏地區(qū)為1000 m格網(wǎng)數(shù)據(jù)。利用Python編程剔除工作地與居住地在主城區(qū)外的人口數(shù)據(jù),分別清洗出就業(yè)與居住均在渝中區(qū)內(nèi)、就業(yè)在但居住不在渝中區(qū)、就業(yè)不在但居住在渝中區(qū)的人口。聯(lián)通用戶(hù)數(shù)量占總手機(jī)用戶(hù)的18%,根據(jù)該市場(chǎng)份額計(jì)算將擴(kuò)樣后的人數(shù)作為用戶(hù)整體,得到2021年6月在重慶市主城區(qū)同時(shí)具有穩(wěn)定工作、居住地的人口有477萬(wàn)人。每條數(shù)據(jù)包括格網(wǎng)位置、年齡段、人口數(shù)量等信息。

1.2 研究方法

利用多距離空間聚類(lèi)分析渝中區(qū)內(nèi)外通勤職工的職-住地空間集聚特征,采用職住比、空間錯(cuò)位指數(shù)及就業(yè)自足性測(cè)度職住平衡特征。

1.2.1 多距離空間聚類(lèi)分析法

多距離空間聚類(lèi)分析法使用Ripley’s K函數(shù),反映空間集聚或空間擴(kuò)散如何隨鄰域大小的變化而發(fā)生改變[31]。使用該方法對(duì)比分析不同尺度下內(nèi)向、外向通勤集聚的規(guī)模及強(qiáng)度,公式如下:

(1)

式中,K(d)代表鄰居個(gè)數(shù)除以平均點(diǎn)密度,n為研究區(qū)域內(nèi)職位或居住人數(shù),A為研究區(qū)域面積,d為距離尺度,dij為格網(wǎng)i與格網(wǎng)j之間的距離。

埃爾杰(Esag)提出用L(d)取代K(d),并對(duì)K(d)作開(kāi)平方的線(xiàn)性變換,以保持方差穩(wěn)定。

(2)

式中,L(d)為觀(guān)測(cè)值。使用ArcGISPro軟件多距離空間聚類(lèi)分析工具生成距離d、觀(guān)測(cè)值L(d)、聚集置信區(qū)間、離散置信區(qū)間、d與L(d)差值。若L(d)處于聚集置信區(qū)間,則就業(yè)地點(diǎn)顯著聚集分布;若L(d)處于離散置信區(qū)間,則就業(yè)地點(diǎn)顯著離散分布。當(dāng)L(d)值大于(或小于)生成距離d且差值越大時(shí),就業(yè)地點(diǎn)空間分布聚集(離散)程度越強(qiáng)。L(d)值與d差值最大時(shí)對(duì)應(yīng)的d值表示空間聚集的特征空間尺度,用于度量聚集規(guī)模。d為輸入要素周?chē)钚⊥饨泳匦巫畲蠓秶L(zhǎng)度的25%,該長(zhǎng)度分為十份,聚類(lèi)次數(shù)增加,空間尺度也隨之增加。

1.2.2 職住比

職住比是某一區(qū)域內(nèi)就業(yè)人口數(shù)量與居住人口數(shù)量的比值,能夠顯示該區(qū)域的職住均衡程度,是測(cè)度職住空間關(guān)系常用的指標(biāo)[33]。分析渝中區(qū)職住比使用的基本單元為街道,其計(jì)算公式如下:

(3)

式中,Ji為某單元的工作崗位數(shù),Hi為該單元的從業(yè)居民人數(shù),JHRi為職住比。其結(jié)果處于0.8～1.2時(shí)表面其職住關(guān)系平衡,在合理區(qū)間。

1.2.3 空間錯(cuò)位指數(shù)

空間錯(cuò)位指數(shù)采用小尺度數(shù)據(jù)源測(cè)度大尺度區(qū)域內(nèi)就業(yè)地與居住地的空間錯(cuò)位程度[34],從資源配置均衡程度的視角計(jì)算職住規(guī)模的差異,公式如下:

(4)

式中,SMIj為研究范圍j的空間錯(cuò)位指數(shù)。Pij為研究范圍j(渝中區(qū))內(nèi)空間統(tǒng)計(jì)基本單元i(渝中區(qū)各街道)的居住人數(shù),Pj為研究范圍j的居住人口總數(shù),n為單元i的個(gè)數(shù),eij為研究范圍j內(nèi)i研究單元的就業(yè)人口數(shù),Ej為j的就業(yè)人口總數(shù)。SMIj越小,職住平衡程度越高;反之錯(cuò)位程度越高。SMIj=0表示職-住絕對(duì)平衡,SMIj=1表示職住關(guān)系完全不匹配。

1.2.4 就業(yè)自足性指數(shù)

就業(yè)自足性指數(shù)指某一區(qū)域內(nèi)居住的就業(yè)人數(shù)與該區(qū)域所有就業(yè)人數(shù)之比[35],公式如下:

(5)

式中,Wij代表在區(qū)域i居住與工作的人數(shù),Wj代表在區(qū)域i工作的人數(shù)。本地就業(yè)比例越高,代表職住關(guān)系越平衡。

2 研究結(jié)果

2.1 渝中區(qū)通勤聯(lián)系

2.1.1 內(nèi)部通勤特征

18～35歲青年人是在渝中區(qū)內(nèi)部通勤的主要人群,36～60歲的中年人次之。其中20～24歲年齡段勞動(dòng)力人口最多,內(nèi)部通勤人口數(shù)量自35歲以后出現(xiàn)明顯下降。詳見(jiàn)圖1。

圖1 不同年齡段內(nèi)部通勤人數(shù)Fig.1 Number of introverted commuters of different age groups

2.1.2 內(nèi)向及外向通勤特征對(duì)比

30～34歲是喻中區(qū)內(nèi)向通勤人數(shù)最多的年齡段,20～24歲、25～29歲、30～34歲這3個(gè)年齡段的內(nèi)向通勤人數(shù)上升明顯。30-34歲也是外向通勤人數(shù)最多的年齡段,20～24歲、25～29歲、30～34歲這3個(gè)年齡段的外向通勤人數(shù)差距不大。通勤人數(shù)自35歲后出現(xiàn)明顯下降。詳見(jiàn)圖2。

圖2 不同年齡段內(nèi)向、外向通勤人數(shù)Fig.2 Number of introverted and extroverted commuters of different age groups

內(nèi)向通勤人數(shù)隨距離的變化呈偏態(tài)分布,在4 km處達(dá)到最高值。通勤距離在3～3.5 km的人數(shù)最多,通勤距離超過(guò)5 km后人群數(shù)量呈明顯下降趨勢(shì)。98.95%的人口內(nèi)向通勤距離在30 km以下,極少有長(zhǎng)距離通勤人口。內(nèi)向通勤平均距離為7.87 km。外向通勤人數(shù)隨距離的變化也呈偏態(tài)分布,在3.5 km處達(dá)到最高值。以每500 m為單位統(tǒng)計(jì)人數(shù),通勤距離在3～3.5 km的人數(shù)最多。通勤距離超過(guò)5 km后人群數(shù)量呈明顯下降趨勢(shì)。通勤距離在5 km以下的居民占41.02%。在前往其他行政區(qū)工作的渝中區(qū)居民中,近五成為近距離通勤。通勤距離30km以上的僅占1%,說(shuō)明渝中區(qū)居民極少長(zhǎng)距離通勤。外向通勤平均距離為8.05 km,可見(jiàn)重慶多中心發(fā)展格局并未造成職工往返于城市核心區(qū)的長(zhǎng)距離通勤。內(nèi)向通勤人數(shù)隨距離增加迅速減少。內(nèi)向通勤者在12～15 km的占比更多,外向通勤者在20～30 km的占比更多。內(nèi)向通勤人口受通勤距離的制約更大,其為追求更低的住房與其他生活成本,選擇遠(yuǎn)離城市核心區(qū)居住。詳見(jiàn)圖3。

圖3 內(nèi)向與外向通勤人數(shù)隨距離的變化趨勢(shì)Fig.3 Number of introverted and extroverted commuters varies with distance

對(duì)內(nèi)外通勤分布進(jìn)行多距離空間聚類(lèi)分析,不同空間尺度下兩類(lèi)通勤分布均大于隨機(jī)分布,顯著性全部通過(guò)檢驗(yàn),呈顯著聚集分布。分析兩種通勤方式在集聚強(qiáng)度與規(guī)模方面的差異性發(fā)現(xiàn),聚集強(qiáng)度隨距離尺度的增加呈先增強(qiáng)后減弱的態(tài)勢(shì),觀(guān)測(cè)值與預(yù)測(cè)值差值均在第6次聚類(lèi)時(shí)最大,且第6次聚類(lèi)時(shí)內(nèi)向通勤的空間尺度比外向通勤大,聚集強(qiáng)度更強(qiáng)。詳見(jiàn)圖4、表1。

表1 多距離空間聚類(lèi)峰值統(tǒng)計(jì)Tab.1 Statistics of multi-distance spatial cluster peak

圖4 內(nèi)、外向通勤多距離空間聚類(lèi)結(jié)果Fig.4 Multi-distance spatial clustering results of introverted and extroverted commuting

2.2 渝中區(qū)職住平衡特征

職住平衡指居住在一定區(qū)域內(nèi)的就業(yè)人口數(shù)量與工作崗位數(shù)量大致相等,大部分居民可就近工作。達(dá)到職住平衡并非對(duì)個(gè)體移動(dòng)施加限制,而是盡可能擴(kuò)大選擇的多樣性[36-37]。職住平衡包括數(shù)量及質(zhì)量的平衡:數(shù)量平衡指一定區(qū)域內(nèi)住房與就業(yè)崗位的均衡數(shù)量關(guān)系,質(zhì)量平衡即工作與居住地點(diǎn)處于同一區(qū)域[38]。

2.2.1 數(shù)量平衡

渝中區(qū)的職住數(shù)量平衡特征為東北部與西北部街道職住比高,南部街道職住比低。2021年,渝中區(qū)整體職住比為1.34;其中5個(gè)街道職住比大于1.2,5個(gè)街道職住比介于0.8～1.2之間,1個(gè)街道小于0.8。可見(jiàn)渝中區(qū)11個(gè)街道中,5個(gè)街道的職住比在數(shù)量上保持平衡。解放碑街道作為重慶市中心商務(wù)區(qū),就業(yè)崗位繁多,職住比最高。朝天門(mén)街道的朝天門(mén)綜合交易市場(chǎng)被譽(yù)為“西部第一交易市場(chǎng)”,核心功能聚集,有大量外來(lái)工作人口。相對(duì)于工作人口,居民數(shù)量少的原因有以下兩點(diǎn):①解放碑與朝天門(mén)街道的土地供應(yīng)量不足,無(wú)法建立與之匹配的居民區(qū)。②外來(lái)人口無(wú)法支付高房?jī)r(jià)、高租金,傾向于分散至核心功能區(qū)外圍居住。渝中區(qū)南部的菜園壩、南紀(jì)門(mén)街道缺乏大型商圈,職住比低。2021年,渝中區(qū)SMI值為0.14,是主城九區(qū)中最高的。

2.2.2 質(zhì)量平衡

渝中區(qū)的職住質(zhì)量平衡在重慶主城九區(qū)中最低,跨區(qū)通勤明顯。渝中區(qū)的就業(yè)自足性指數(shù)為0.43,是主城九區(qū)中唯一不足五成的。渝中區(qū)作為重慶核心區(qū),其金融、商貿(mào)行業(yè)就業(yè)崗位吸引大量區(qū)外居民。重慶主城九區(qū)的就業(yè)自足性指數(shù)由渝中區(qū)向外逐漸升高,越靠近城市核心區(qū)職位越多,公路、軌道交通越發(fā)達(dá),就業(yè)者選擇就業(yè)地的機(jī)會(huì)就越多。大渡口區(qū)就業(yè)自足性偏低的原因?yàn)槠淠喜糠植贾蠖煽谏止珗@等綠地,人口稀疏。該區(qū)人口集中分布于北部,靠近渝中區(qū),交通便利,利于人口向其他區(qū)通勤;地鐵2號(hào)線(xiàn)與長(zhǎng)江為該區(qū)與其他行政區(qū)通勤提供了便利。整體上,重慶市核心都市區(qū)的就業(yè)自足性小于外圍區(qū)域。

3 結(jié)論與討論

基于手機(jī)信令數(shù)據(jù)表征的人口數(shù)量,以重慶市核心區(qū)——渝中區(qū)為例,探究其職住關(guān)系。采用多距離空間聚類(lèi)分析與通勤距離量度,深入分析山地城市核心區(qū)不同種類(lèi)通勤方式的異同。以渝中區(qū)內(nèi)外職住通勤聯(lián)系與職住平衡特征解構(gòu)職住關(guān)系,為后續(xù)山地城市建設(shè)規(guī)劃,提高城市交通效率及減少職工的通勤時(shí)間提供依據(jù)。

研究表明:①渝中區(qū)內(nèi)部通勤、內(nèi)向通勤與外向通勤人口主要分布于20～35歲年齡段,35歲以上人口的通勤人數(shù)明顯減少。②渝中區(qū)人口的內(nèi)向通勤聚集強(qiáng)度及規(guī)模大于外向通勤,但4 km后隨距離增加人數(shù)迅速減少。2021年,渝中區(qū)職工平均通勤距離為5.28 km,小于其他省會(huì)城市武漢市武昌區(qū)(6.21 km)、廣州市天河區(qū)(9 km)[39-40]。③重慶市渝中區(qū)職住數(shù)量不平衡、質(zhì)量不平衡,但指數(shù)好于平原圈層式城市。在數(shù)量上,渝中區(qū)整體職住比為1.34,以就業(yè)導(dǎo)向?yàn)橹?相較于2014年的1.87有所下降[41]。渝中區(qū)SMI值為0.14,與北京市東城區(qū)、北京市西城區(qū)、天津市和平區(qū)、鄭州市中原區(qū)相比,渝中區(qū)的SMI值更低,職住關(guān)系更平衡[42-45]。質(zhì)量上,渝中區(qū)的就業(yè)自足性?xún)H為0.43,即區(qū)內(nèi)不足一半就業(yè)人口來(lái)自渝中區(qū)。

未來(lái)可通過(guò)測(cè)度路網(wǎng)距離對(duì)大樣本下居民實(shí)際通勤情況進(jìn)行估計(jì)。后續(xù)研究可加入長(zhǎng)時(shí)間維度的探討,分析重慶市職住空間關(guān)系變化過(guò)程,進(jìn)行更深入討論。