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特 别 关 注The Special Focus

“华夏奖”年刊

主要完成单位 主要完成人

城市居住用地和公共服务设施空间配置定量支持技术与集成应用

清华大学

中国城市规划设计研究院

合肥市规划设计研究院

2015年“华夏建设科学技术奖”获奖项目（二等奖）

郑思齐、吴 璟、张英杰、孙 聪、张 博、卢华翔、

王 忠、刘洪玉、孙伟增、徐杨菲、张索迪、王 璞

一、立项背景

城市中住房和公共服务设施在数量上是否充足、在空间分布

上是否合理，是决定居民生活质量的关键因素。作为落实“实现

居住空间宜居适度”、“促进基本公共服务均等化”等新型城镇

化战略的重要举措，在住房和城乡建设部的大力倡导下，各城市

近年来纷纷启动对住房建设和公共服务设施两个专项规划的编制

工作，并将其作为打造宜居城市的重要抓手。

然而，如何准确预测城市人口及其构成，进而识别各类居民

家庭的差异化需求特征，既是两项专项规划编制的出发点，也是

长期以来的难点。传统的需求预测主要依靠趋势外推等较为简单

的线性分析方法，对需求行为中的反馈机制等非线性因素及家庭

需求结构的差异化因素考虑不足，定量分析手段也较为单一。基

于这种传统技术取得的需求预测结果编制专项规划，可能造成供

给与需求在总量或空间上的失配，导致土地和公共服务设施等公

共资源的浪费和社会成本的上升。由此可见，定量支持技术的不

足已成为制约两个专项规划科学性和精确性的关键瓶颈，针对上

述重大现实需求和关键瓶颈，开展了本项目的研究与实施工作。

二、项目简介

项目团队依托6项国家自然科学基金课题和多项规划及研究项

目长期攻关，通过集成创新，形成了“考虑居住用地和公共服务

设施反馈机制的城市人口规模与结构预测技术”、住房和公共服

务设施的“需求量差异的精细化识别技术”和“需求空间差异的

精细化识别技术”三项核心技术，为住房建设专项规划，以及公

共服务设施专项规划提供需求端的定量支持，促进居住用地和公

共服务设施在数量和空间分布两个维度上实现与居民需求的更好

匹配。

技术1和技术2的综合运用主要解决需求总量问题，即针对不

同类型家庭对居住用地和公共服务设施需求量的差异性，应用住

房特征价格模型加以精细化识别，并结合对城市人口总量及结构

的预测结果，确定城市层面居民对居住用地和公共服务设施的需

求总量；技术2和技术3的综合运用主要解决空间布局问题，即针

对不同类型家庭对各类公共服务设施偏好的差异性，应用居住选

址模型加以精细化识别，并结合对城市人口总量和结构的预测结

果，确定家庭对城市中不同区位的需求强度，即城市居住用地和

公共服务设施需求的空间布局。在此基础上，项目团队还基于对

三项技术的集成开发，形成了“城市空间要素配置定量支持集成

系统平台”，直接服务于住房建设和公共服务设施两项专项规划

的编制需要。

三、详细科学技术内容

1、考虑居住用地和公共服务设施反馈机制的城市人口规模

与结构预测技术

在人口总量预测方面，考虑到中国城市快速发展过程中人口

增长及其迁移的特殊性，本项目构建了考虑公共服务反馈机制和

居住用地供给弹性的人口流动模型，实现对城市人口总量的更精

准预测（将人口预测误差从10%左右降低到3%左右）。在人口结

构预测方面，综合考虑到人口迁移、出生死亡模式及不同收入群

体的收入增长模式，实现了对城市人口年龄与收入结构的预测，

可以将不同时期城市分城区人口年龄结构和收入结构分布绘制成

年龄金字塔。

2、住房和公共服务设施需求量差异的精细化识别技术

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二等奖

本技术基于显示性偏好法，通过商品（例如住房）的价格

来反推居民对于各个区位的支付意愿。因为区位质量是居民在住

房选择所考虑的关键性因素，当控制了住房面积和房龄等住房本

身的特征后，不同区位间的住房价格差异可以被用于反映人们对

于各个区位的偏好差异。相比于现行规划和管理决策所使用的意

愿调查法一般依赖于问卷调查或访谈，并依据研究者的经验判断

直接设定居民对各区位特征偏好的相对权重的做法，由于住房价

格是人们实际支付的成本（而并非在问卷中“只说不做”的成

本），所以从中剥离出来的偏好差异更符合客观现实。

3、住房和公共服务设施需求空间差异的精细化识别技术

不同类型家庭对各类公共服务设施的需求具有显著差异，

而城市中的不同区位具有不同的公共服务设施供给水平，借助城

市经济学中的分析家庭居住选址行为的经典模型——离散选择模

型，可以定量测度在给定公共服务设施空间布局的情况下，不同

类型家庭对于各个区位的以选址概率度量的综合需求强度。这一

分析技术是以客观家庭的空间分布特征为分析对象，运用计量经

济学模型探索公共服务设施分布与家庭空间分布的内在关系。从

方法论角度来看，该技术和技术2的不同之处在于前者以住房价格

空间分布为分析对象，而本技术以居民真实空间分布对切入点。

四、创新点

项目的关键创新在于，依托城市科学领域有关居民选址行为

与公共服务需求的经典方法论与计量模型方法，以及城市家庭、

住房和公共服务设施的大量微观数据，提出对居民住房和公共服

务设施需求总量及空间结构进行精细化识别与预测的多项技术；

通过集成创新，形成三项核心技术，并开发了“城市空间要素配

置定量支持集成系统”；通过在绵阳和合肥的规划应用对技术集

成体系进行了完善和提升，为城市住房建设和公共服务设施专项

规划提供需求端的定量支持。

1、技术创新。团队依托长期学术研究形成一系列支撑技术，

特别是在以下三方面实现关键创新：

第一，首次将城市居住用地和公共服务设施的反馈作用引

入，形成考虑反馈机制的城市人口规模与结构预测技术；

第二，创新性的利用大样本住房交易信息与特征价格模型等

工具，形成住房和公共服务设施需求量差异的精细化识别技术；

第三，创新性的利用大样本微观家庭信息和居住选址行为模

型等工具，形成住房和公共服务设施需求空间差异的精细化识别

技术。

2、集成创新。基于一系列支撑技术的研发，团队集成了三

项核心技术，在此基础上开发了城市规划支持系统操作平台——

“城市空间要素配置定量支持集成系统”，该系统能够帮助规划

师更方便的将这些技术应用到专项规划的具体实践中。

3、应用创新。团队将三项核心技术和系统平台应用于城市住

房建设和公共服务设施专项规划实践，尤其是在需求总量预测与

空间布局分析两大关键问题上提供需求端的量化支撑。

五、应用情况

本项目的各项技术和集成系统平台能够有效支撑城市的住

房建设与公共服务设施专项规划编制实践，已在《绵阳市城市住

房建设规划》和《合肥市公共服务设施专项规划》进行了实践应

用，实现了对传统规划技术的延展，显著提升了两个专项规划的

预测和分析精度，得到了主管部门和业内专家的高度认可和积极

评价。

《绵阳市住房建设规划》在方法上采用了城市居住用地空间

配置定量支持技术，科学合理地预测了普通商品住房和保障性住

房的总需求和空间配置格局。这一规划作为典型案例已经被纳入

住建部编发的《城市住房发展规划编制指南》，在全国范围内有

重要的示范作用。

《合肥市公共服务设施专项规划》作为全国首批单独针对公

共服务设施配置标准和空间布局的系统性专项城市规划，“采用

了‘基于选址模型的城市居住用地和公共服务设施空间配置定量

支持技术’，并在清华大学开发的‘城市空间要素配置定量支持

系统’软件平台上进行了定量分析工作，相比传统规划手段具有

很强的创新性。该规划于2015年2月通过了国家发改委宏观经济

研究院组织的专家评审，专家认为该规划“在国内同类规划编制

中达到领先水平”，“对国内相关城市具有一定的借鉴与示范价

值”。

项目相关技术当前正在北京、成都和平湖等地进行应用调

试，以增强项目技术对不同类型城市的适用性，积累更多实践经

验；相信未来能够在更大的范围内推广，高效支撑我国新型城镇

化的建设。

六、社会效益

本项目应用“考虑居住用地和公共服务设施反馈机制的城市

人口规模与结构预测技术”，将人口预测误差从10%左右降低到

3%左右；同时结合“住房和公共服务设施需求量差异的精细化识

别技术”与“住房和公共服务设施需求空间差异的精细化识别技

术”，有效识别并避免了住房建设用地和公共服务设施的供需不

匹配问题，可以使总体供需匹配程度提高约10%~20%。通过上述

改进，本技术集成系统可在减少交通拥堵、缓解空气污染、避免

保障房建设空间错配等方面形成可观的社会效益。C