系统工程在城市规划定量分析中的应用

——基于引力模型对京津冀地区分析为例

陈舒怡

2008301540029 08 级城规一班

【摘要】：本文简要阐述系统工程学在城市规划中定量分析使用的意义及作用，

并通过引力模型对京津冀地区主要城市的分析

,来举例说明引力模型对该地区定量分析

以界定京津地区的引力影响范围，为规划决策提供有力参考建议。

【关键词】：城市系统工程学，引力模型，京津冀城市群

随着全球城市化进程的加速

,城市已日益成为人们共同关注的焦点。一个健康发展

的城市

,其各个组成要素应紧密联合,表现出较强的综合性、系统性等特点。城市规划不

仅要研究空间、资源配置等物质实体，还要研究其间的相互作用、影响因素，同时还
要做出一系列的决策。并且，根据国民经济发展计划

,在全面研究区域经济发展的基础

上

,尊重城市的历史和自然条件,对组成城市系统的各个要素进行合理配置,使之互相配

合

,协调发展,为城市居民创造出良好的城市环境,提供优美的城市空间。可以说,城市是

一个由多部门组成

,受多因素影响,具有多种功能的综合的复杂系统。而在这个庞大系统

内的因素繁多，要协调好它们之间的关系，单纯依靠定性描述的手段显然不够。社会
学、文化学、经济学、管理学等多学科的交叉融合使城市研究的领域逐渐拓宽

,研究的

手段逐渐从定性研究发展到定性研究和定量研究相结合。科学发展的历史也已经指明，
科学技术定量化是科学发展的必然历史趋势，必须采用定性与定量分析相结合的方法。
因此，在规划过程中采用数学模型，进行定量化决策是提高城市规划准确性的重要手
段。以前，进行的大多数城市规划分析大多停留在对现状描述上，运用统计分析等统
计学方法进行的定性与定量分析相结合的手段和技术还非常薄弱。随着计算机技术的
广泛应用及运筹学等相关学科的发展，研究的手段也逐渐从定性迈向定性和定量的结
合，即先定性分析城市规划的影响因素及城市运动变化规律，然后运用系统工程的定
量化、模型化手段建立综合数据库和应用模型，从而推动了定量分析与模拟在城市规
划中的应用与发展。也只有在定量模拟的基础上，才能准确地预测城市的发展变化与
持续服务能力。这种变化说明了城市规划学科正从注重表向的研究深入到本质的探索，
努力揭示事物内在的机制和运动规律。系统工程学理论的基本点就是要求人们对研究
对象作完整的、系统的、全面的考察、分析，而系统工程学的方法论就是要求人们既
定性又定量地研究分析对象。城市规划方案、城市建设管理措施的优化显然是我们竭
力追求的目标，系统工程通过对城市有关大量资料、数据的整理加工，进行统计分析
可以提示城市系统各要素的内在联系和发展规律，预测城市的发展，为规划提供科学
的依据。

城市系统工程定量分析方法有引力模型法、专家调查法、头脑风暴法、

SWOT 分

析法、城市空间分布测度法、系统评价法、规划支持系统等。下面我将以其中的引力
模型为例，分析京津冀城市圈的核心城市引力辐射范围，并由此得出区域规划发展决
策依据。

一、理论综述

引力模型源于物理学中的万有引力定律，物理学的公式应用到经济学的研究中，

使得经济学的研究更加严谨，数据分析逻辑性强。特别是将引力公式应用到区域经济
和城市经济的研究当中，拓展了该领域的研究视野和方法。国内外很多专家学者都曾
将引力模型应用到区域经济以及城市空间经济的研究当中，并得出了非常有意义的研
究成果。引力模型是根据牛顿万有引力定律推导出来的。该模型认为，两个城市间的
相互作用与这两个城市的人口规模（表示城市的质量）成正比，与它们之间的距离成
反比。其一般形式如下：