编者按：

2015年5月23日至24日，由中国城市规划学会承办的中国科协年会分会场“大数据与城乡治理”研讨会于广州举行。同济大学建筑与城市规划学院副教授钮心毅作了题为《从就业居住空间关系分析上海市域城市空间结构：基于手机数据的研究》的报告。钮心毅副教授分析了手机信令数据与时空行为、城市空间结构的关系，对职住平衡的概念、通行圈概念作了新的诠释，指出利用手机大数据可以对规划中依赖的土地出让和土地开发的数据进行修正和补充，可以对传统的规划方法进行补充。呼吁从体制、法律多方面架起规划行业与通信行业沟通的桥梁。

一、手机信令数据--时空行为--城市空间结构

手机信令数据为什么可以做城市空间，这是因为手机信令数据反映了时空行为。手机信令数据有几个特点：

第一，大样本，被动性。与微博数据相比，从覆盖的人群来说，被调查者是无法干扰这个信号的产生，一个人一天下来在记录里留下几十个足迹，除非你整天关机。

第二，连续、动态。手机信令数据可以跟GIS的分布产生关系，连续动态反映手机持有者空间位置。我们认为时空结构和人的行为是密切相关的，不同时段数据与即时人口空间分布相对应。如果能够研究人在不同时间段的行为，就可以看到不同的城市功能在什么地方实现。我们最近做的工作，调研就业点和居住点，根据手机信令研究职住关系到底怎样。

二、上海中心城通勤区识别

图1

图1是上海的土地使用现状图，上海6340平方公里，现在已经完全建设用地超过45%，这里有一个上海的外环，大概有660平方公里，一般来说上海外环以内是中心城区，这个圈以外叫做郊区，但是事实上，大家可以看到这个建设用地是在连绵发展的，在外环线以外的区域和外环以内区域几乎差距不大，连绵程度向西走，一直到昆山，基本上是连成一片的。我们有一些疑问，当建设用地在现在如此连绵的情况下，人的活动是不是在连绵活动，人的职住空间是不是要分离这么大的程度。

另外在上海的总体规划当中一直有这么一个问题，上海历年规划编制的标准，编制的体系是两个层次，中心城一个层次，郊区一个层次，中心城一个指标，郊区一个指标。很多人认识到是不是要在市域里增加一个城市，是不是存在着一个中间城市，这个中间城市既不是郊区，也不是中心城，存在着这么一个中间状态。我们想能不能通过人的通勤关系，研究一下在中心城工作的人，最集中在哪里，或者到中心居住的人，日常的工作在哪里，能不能通过这个通勤联系把中心城紧密联系挖出来，形成一个中间层次，我们把它叫空心区，这个范围有多大。

我们把上海的手机信令数据做了这样一个计算，看每个手机用户在白天工作时间内在一个基站附近经常出现的概率是多少，在10个工作日之内有6次在固定时间内在固定地方出现，我们认为他在这个地方工作。同样一个方法也可以做夜间，夜间休息时间，我们从11点之后到第二天早上5点之间，如果在一个基站周边反复出现，大于60%，10个工作日里出现6次，我们认为他住在附近，从这两个层面的数据识别出800多万的用户的居住点和就业点，由于数据质量不一样，数据采集的方式不一样，作出的数据有一些差异，但是总的量都是非常大的，大概占到采集到的用户数的50%左右，我们在2011年找到849万居民的日夜居住地和工作地，在2014年的数据里我们找到了740万居民的居住地，我们不光是知道他们的常住地和经常的工作地，我们还知道它们两者的联系，同一个人是怎样经过他经常的活动空间。用这个方法来想想中心城的研究范围有多大。

图2

图2说明在中心城在日常移动当中，平均移动距离多大，在中心城就业的人如果是出去回到家，通勤范围多大，另外是居住和就业之间距离多大，这个数据做出来跟上海调查的数据比较接近。尽管上海的活动范围非常大，最远的居民跑到70公里甚至到100公里，每天来回，但是绝大多数居民都是短距离出行者，5公里到6公里占到了大多数，这是两个基站之间的直线距离，你算了这个道路距离的话，甚至可以是10公里到8公里，所以上海的通勤距离其实是非常大的。

图3

图3是中心城日间就业人口的夜间居住地分布，大家可以看到日间在中心城内部的人，夜间散布在城市的各个地方，每个区、每个县、每个镇都有在中心城区工作的人，但是我们可以看到分布的密度有一个显然的突变，绝大多数的都是在外环线以内，出了外环线之后急剧下降，这个平缓的变化从这个区域开始。我们通过密度的衰变规律来讲，用数学方法做了一下测算，不管是日间工作的人夜间在哪里，或者是夜间在中心城居住的人白天在哪里，都反映出这么一个规律，出了中心城之后，还是存在一个密集区，但是这个密集区离中心城不远，然后出现一个突然下降的趋势，非常平缓的变化趋势一直到市域的边缘为止。

图4

从图4的值来说，比如说看2011年的数据，在中心城这个范围内把这个全计算出来之后，在圈内活动的，日夜在圈内的可以达到98%，在圈外的只占到1.8%。我们看看中心城的居民白天的就业的范围，这个范围更小一些，也可以算得出来是97%和2.8%的关系。这个大致证实了我们的猜测，尽管建设用地在蔓延，但是人的活动范围并非蔓延得非常厉害，大多数人的就业岗位或者生活还是集中在中心城区周围。我们把它放大来看，发现这个圈里面的走向跟地铁的走向比较吻合，不能说上海地铁建得非常好，完全有可能是这边居住区开发之后，地铁的建设才跟上去的，这个不能作为地铁建设完全的依据，也可以讲交通方式的变化使我们的通勤圈的角度在拉大。

我们把两个线叠加在一起，可以得到所有通行圈的范围，2014年和2011年的范围有所变化，但是数字变化不是很大，2011年算出来面积是1087，我们知道上海中心城是664平方公里，中心城之外还有400多平方公里的范围，这个范围的人活动的规律跟中心城区居民其实一样的，而且它的规律是在上海的西侧和南侧出现得非常多。这4年之内上海居民的活动范围没有发生很大的变化，这个跟这4年当中土地政策完全收紧有一定的关系。这个圈内大概97%的居民在这个圈内生活和工作，这个圈外的人跑到中心城里面工作和居住的只占到3%，尽管这个面积非常大，5000多平方公里，这个衰减规律非常有意思。我们把它又折算到这张图，折算到行政区划范围，如果一个镇落到这个圈内30%，我就认为是进入了中心城的直接影响范围，这样画出来两个边界是一模一样的。上海市域是不是有两个圈层还是三个圈层呢？我们从人的活动角度来说应该存在于一个中间圈层，这个中间圈层是中心城660平方公里和市域6300平方公里之间有没有存在1240平方公里的范围，这个范围局部超出中心城非常远，把所谓的宝山新城和闵行新城完全包括在里面，这个范围内大多数居民实现了职住平衡。这个作用不光是回答了刚才的问题，我们今后想对上海总体规划的编制或者是对规划的政策制定应该都有参考意义。我把这个结果在上个月跟上海市规划部门交流，他们非常感兴趣，因为他们从建设用地密集程度也测算了一个指标，数字差不多，范围跟我有出入，主要的出入在南侧，我说不能看建设用地，我们要去看人的活动，当两个综合来看，是划定上海的拓展区。其实从人口密度来说，中心城区1.8万，通勤区0.6万，郊区0.3万，大概是3倍的关系，这个角度来证明这个测算成果，也是有一定的可行性。

三、上海郊区新城的建设评估

1. 上海郊区新城建设历程

上海的郊区新城是什么概念？这个词是上海专用的，很多城市不用这个词，上海在上一版总规提出来要建郊区新城，要建20万到30万，大概在“十一五”期间明确提出9个新城，宝山、闵行、嘉定、青浦、松江、奉贤南桥、金山等等，大家可以看到这个规律，每个区一个，每个区在原来的区政府所在地建成一个新城，这个规模从最早的20万到30万，拓展到20万到100万，最大的闵行新城规划人口100万，最小的崇明20万，大多数是60万到80万，从“十一五”到现在已经有10年时间了，这10年的建设越来越重视，尤其是“十二五”提出来要把城市建设重点转向新城，在最近的五年上海的规划重点就是在这9个点上。

2. 从职住空间关系分析上海郊区新城的建设成效

我们想做的事情也是想与上海总体规划新的研究可以挂钩。新城建设成效用什么来评估？我们通常的办法是看人口普查数据，或者是看新城聚集了多少人口，如果聚集的人口越多，我们认为新城建设得越成功。我们想知道就业方面，到底新城可以吸引多少人就业，在新城就业的人，多少在就地就业，多少在中心城区就业，多少在其他范围就业，无从去获取，这就是人口普查的数据。从人口普查数据中，我们可以看到人口的情况，但是无法看到就业的情况，更加看不到就业跟居住空间的关系是怎样的。我们设想到这个郊区新城的一个口号叫产城融合，上海喊得非常响。我理解所谓产城融合指的是新城建设不光吸引人口，应该有就业岗位导向，既有产业，又有居住，这才是我们新城合理的发展方向。我们提出这么一个假设，我们是否可以验证一下郊区新城是不是形成了市域就业的次中心，郊区新城的职住空间关系到底怎么样，多少人是在郊区内居住，然后到中心城来工作，如果是完全这样的话，恐怕不是一个非常成功的新城建设的思路。

图5

我们还是用手机信令数据来说，多少居民在新城内部形成职住关系，多少居民分离在中心城和郊区两端。我们把前面800多万用户做了筛选，日夜都在同一个范围之内经常出现，可能是退休人士，也有可能是非常短距离的就业，我们把这些人剔除掉之后，看到所谓的相对长时间出现的，我们找到了大概534万的数据。我们把它放到全市域范围内，日间是什么样的，夜间是什么样的，我们得到了两张地图（如图5），一张是日间的人口分布图，一张是夜间的人口分布图，我认为日间的人口分布图就是一个就业岗位的分布图，夜间分布图就是一个居住用地的分布图，当然只针对这534万居民。大家可以看到在这些蓝线范围内，这几个点上，中心城夜间比白天要亮，郊区都是夜间比白天要淡一些，郊区新城的就业岗位数日间是比较少，居住人口相对更多。

图6

我们把人口普查数据做一个对比，我们可以看到9个多边形，这9个多边形是9个新城的规划范围，有大有小，有的是100多平方公里，小的大概是几十平方公里的范围。从这张图可以看到离中心城区越近的这两个，宝山的人口密度是最高的，越远越淡。大家可以看到这个排序发生了很大的变化，比如中心城的宝山和闵行在这个数字上非常接近，0.65和0.33，但是在日间就业率估算出来，一个是0.2，一个是零点零零几，两个值差得非常大。我可以很清晰地讲，宝山新城的就业岗位是很差的，或者是就业岗位密度非常低，这个跟我们通常的认知是一样的，这两个的差别可能到50%以上。一个是松江新城的人口密度比这两个低多了，0.4，我们看日间值大概是0.21，跟最中心的两个新城排到了第二位，很多人质疑松江新城的规划建设，说它内部职住分离太远，我觉得这个是对的，但是整体来说，提供的就业岗位是所有新城里发展最好的。所以我们换一个视角可能得到不同的结论。

我们还做了另外一个测算，在新城就业里，这些新城的日间工作者从哪里来，我们把它分成的三类，一类是在本区县，一类是在中心城，还有一类是中心城外的其他区县。为什么这么分？因为上海郊区新城建设的初衷，每个县一个，每个区一个，我理解每个区能够守住自己的老家，每个新城把自己的资源可以说守住，看看这个目标达到了没有，如果这个都没有守住，说明当年的建设是走到了另外一个方向，这个结果出来之后，大概都差不多，大多数新城是80%-90%以上，除了两家离中心城非常近的，这两个其实也不算新城，宝山和闵行的中心城比例非常高，因为它跟中心城太近了，它其实已经进入了中心城的通勤范围。我觉得值得关注的是这个指标，刨去中心城，从其他区县到本地就业的人数有多少，如果这个指标非常高的话，它的产业也值得关注。除了适应自身的范围，也使得其他周边区县到这里来就业，尽管这个指标都不高，但是我们看到这两个特点，闵行新城8%来自于其他区域，可能大部分来自于松江，来自于浦东，同样区位的宝山这个值非常低。我们看到松江达到4%多，也排在第二位，我们认为它很有可能吸引了金山来的居民，也可能吸引了青浦来的居民，它不光守住了自己，也吸引了从周边过来的就业者。    

我们把整个市域划成方格，每个格子算一下，这里的居民到10个目的地，也就是一个中心城，9个新城区，把它当做就业中心，到那边去的比例各占多少，如果一个方向占到了50%以上，我就认为它是属于这个就业中心的范围。我们看到中心城的吸力很强，不断在周边新城里吸取资源，它更多的腹地除了在浦东之外，其实在西面扩充非常多。在这个范围之内，这里面不属于任何一家，没有一个地方属于绝对优势的区域剔除出来，把它叫做争夺区（如图6），争夺区的多少大概代表了在这个新城里的本地就业吸引程度。红色的争夺区代表在这个区域内的居民，可以选择很多种地方就业，但是没有一个地方是占绝对多数，哪怕跟这个新城非常近，但是很多人是分散在各个区域。我们发现两个区域，一个是金山，有非常大的区域属于争夺区，大概占到了18%，远远超过其他区县，金山是上海重要的重工业区，也许就业门槛太高，不能容纳就地的城镇化和就地居民的城镇化，他们被迫跑到周边的松江等等地方，这个北部区域最多。我们想金山的产业，不能说它发展得不好，至少在本地城镇化这个角度来说是比较弱的。

到新城的居民，中心城的就业比例大概占多少，这是上海市非常关心的事。到底有多少居民随着这几年城市的动迁和旧城改造被疏解到中心城外，还有多少居民的职住分离在中心城市和郊区之间，我们做了这么一个测算，把他们的就业率分成了新城内、中心城内和其他，我们关心的是这个值大概是多少。我们发现大多数人还是就地居住，再低也有61%，高的地方有90%多。我们发现有两个特点，这两个临近的新城，因为它们太近了，已经进入了中心城的市域圈的范围，所以比例非常高，但是其他地方都没有超过5%，所以这种分离程度并不是太厉害，上海主要的职住分离在中心城内。

图7

这里给大家展示两个数据，怎么去判断一个区域的职住平衡程度，我们觉得不一定可以从图上看得出来，这是我们找的是嘉定新城的就业者和居住者的通勤距离曲线（如图7），大概平均值75%的人小于3000米，如果是居住者的，75%小于3100米，这个值比中心城小很多。我们看看嘉定新城的土地使用现状，大家看到五颜六色，有居住、有工业、有仓储，有各种各样的用地，混合程度非常高，提供了很多的居住和工作岗位。

图8

我们再看看宝山新城（如图8），在宝山新城就业的人通勤范围非常小，50%集中在3公里以外，而在宝山新城居住的通勤距离非常大，这个值已经超过了中心城的平均值。我们是不是觉得宝山新城里提供的就业岗位太特殊了，而且非常少，它的居民大量跑到中心城区去上班，而吸引外面的人非常少，就业在本地解决之外，大多数人是出去的，而且出去得很远，看看这个现状图，一样是有居住、有就业、有仓储，就业岗位的类型、就业岗位的密度、对就业者的要求完全不一样，不能通过用地性质来达到这个目的。

我们还是讲职住平衡，我做了一个排名，把都在新城里居住的，或者是都在新城里工作的人算出来，在新城里完成职住平衡的比例是多少，我们给它排了序。按照一般的规律，郊区新城实现职住平衡的比例与中心城距离呈正比，离中心城越近，被中心城吸走的越多，职住平衡会下降一些，离中心城越远应该越高。第一个排序是距离比，远的超过50公里到60公里，近的十几公里，远的二三十公里，同样把职住平衡也排了一个队，这两个排队如果有显著差异，就是值得关注的区域。第一个值得关注的区域就是金山，按照距离排应该是在这里，但是它明显往前挪了，它的职住平衡比较差，它的就业和职住空间管理来说没有达到原来的要求，不符合这个规律。还有一个很有意思的是南桥，排在了前面，甚至跟宝山并列，这个计算结果可以解释，南桥的很多就业者在其区域范围内就业，它的工业园区非常分散，而在新城里基本上居住用地为主，工业用地很少，其他产业也很少，尤其在一个工业化为导向的区域，它的结果跟宝山的排名非常相似。我们看到的排名变化也是松江，相对来说做得比较好的区域。

如果从产城融合的角度来说，做上海郊区新城的发展评估，这个结论跟传统用人口普查做出来的结果有所差异，不能说哪一个对，哪一个错，这两个一起看，不同视角可以得到不同的结果，手机信令数据给我们一个新的视角，同时可以看到居民的居住点和就业点，尤其是在就业这一块，从原来的城市规划很少有数据可以获取，更无从说把就业和居住联系起来。从现在来看手机信令可能是最有效的途径，我们可以给各个新城一些具体的排名。

四、手机数据应用展望

我从去年5月份开始做，一年做下来有一些想法，到底有什么用，我觉得利用手机数据做现状分析是可以的，现在利用的也就是现状分析，在现状分析的基础上可以做规划实施评估，完全从规划实施评估角度去做这个事情。未来能不能做预测不好说，但现在做不到。我们想是否可以跟传统模型结合，把手机信令总结出的规律得出的重要参数放在传统模型中去，这样做是否可以，这也是下一阶段准备探索的思路。但是目前来说，做规划实施评估、做现状评估是最有可能得到且可以实际应用推广的，这是我们最近想推动的事，但是还有很多障碍。

我最近一段时间跟运营商接触多了之后，听到了他们的想法，数据在运营商手里，就运营商来说，我给它总结有两步，第一是有数据，第二他们有强烈的数据应用，用数据来提供服务的意愿，让数据可以产生更大的经济效益。但是他不知道规划院的需求，更不知道谁来做服务，也就是说他们其实不知道他们的服务对象是谁。对于我们来说，强烈的应用意愿有了，但是第一没有数据，第二没有技术，也没有适合于大数据的研究方法，就是没有人才，基本上大家都在黑暗里摸索，应该架通两者之间的桥梁，这个桥梁不光是技术上的桥梁、人才上的桥梁和方法上的桥梁，也需要体制上的桥梁、法律上的桥梁。我们要尽快对这种数据在什么情况下可以使用或者在什么情况下给谁使用，给予立法。这是桥梁里最重要的一步，其他的方法、技术和人才都是可以的，我们甚至可以依托于很多信息技术公司，现在他们已经做了非常多的工作，我们希望他们做技术的桥梁，我们来摸索方法，能够有体制的保障、法律的保障，如果这样可以实现的话，手机信令数据也许很快成为我们城市的基础数据之一。谢谢大家。

（根据速记整理，未经专家审阅）