动态互动框架与模型构建：创意产业时空过程模拟

2023-08-10 理论教育版权反馈

【摘要】：然而，对基于多主体建模而言，这一框架依然显得过于复杂和抽象。为此，在第5章开篇，以利于基于多主体建模为目标，根据这一动态框架提出了简化但更加翔实的互动机制框架。1）简化的动态互动框架虽然城市居民作为一个重要的利益主体，在城市用地的动态变化过程中具有重要意义。图7.1简洁版的各行为主体的动态互动框架在上述基本假设和前提条件下，本书的第5章提出了相应的各行为主体的互动框架。图7.1是该框架的简洁版本。

根据社会调查的结论，在第4章最后提出了描述各个行为主体相互作用的动态框架。然而，对基于多主体建模而言，这一框架依然显得过于复杂和抽象。为此，在第5章开篇，以利于基于多主体建模为目标，根据这一动态框架提出了简化但更加翔实的互动机制框架。在此基础上，第5章分别介绍了模型所涉及的行为主体的行为规则以及在NetLogo环境下的模型实现。

1）简化的动态互动框架

虽然城市居民作为一个重要的利益主体，在城市用地的动态变化过程中具有重要意义。但是为了简化模型，本书提出的模型并未将其包含在内。这一决定主要基于如下几点考虑：① 调查显示，超过90%以上的城市居民愿意接受城市政府提出的用地规划方案，只要城市政府能够给出基于市场价格的补偿。因此，在模型中我们假设城市政府能够满足所有居民的上述要求，这也就要求模型中城市政府在每个月能够开展拆迁补偿的数量有一定限制（因为财政预算不可能无限大）。② 当前城市政府的拆迁补偿日趋规范（公开了拆迁补偿的相关法规、条例），因此也使得受到影响的城市居民的合作意向大大增加。③ 从土地相关法律框架以及行政体制上来讲，城市居民在用地上的权利非常有限，因此其影响力也相当有限。

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图7.1　简洁版的各行为主体的动态互动框架

（注：详细版参见第5章图5.1）

在上述基本假设和前提条件下，本书的第5章提出了相应的各行为主体的互动框架。图7.1是该框架的简洁版本。可以看到，城市土地处于中央位置，是一个联系上文所述的3个行为主体的界面平台。在模型中，每一块土地都有一组描述它自身特征的变量（如所有区位因素的得分、土地利用类型、基础设施类型、可用性、建筑质量等）。随着创意企业和创意工人的空间移动，这些属性也发生相应变化，这些变化反过来又将影响创意企业、创意工人的空间区位选择，以及政府政策的空间安排。

政府的调控作用主要通过两个方面实现：支持性政策和土地利用规划。为了简化模型，我们假设三项政策均被政府作为一种调控手段来发展特定的城市地段。也就是说，这些政策会被分送到具体地块，只有那些进入此地块的企业才能获得相应支持。在此假设前提下，政府政策制定分两步：第一，制定政策包，也就是将现有的三项政策进行组合；第二，根据发展规划，将组合好后的政策包配发到不同的地块。土地利用规划主要涉及四个方面：①城市更新。那些建筑质量较低的地块更容易被政府作为被改造更新对象。② 城市土地征用。那些原为保护用地或农业用地的地区，如果政府认定为可开发，这些地块将被转换为城市建设用地，予以开发。③ 城市用地密度控制。为了防止过度开发，政府将对每一地块可用土地的最大密度进行定义。④ 城市土地资源控制。城市土地不是无限拥有，因此政府将定义保护绿地、农用地等。只有那些被定义为可开发的城市用地的土地才能被开发，以满足创意产业的发展需要。

从互动框架中也可以看到创意企业和创意工人之间存在相互依存的关系：创意企业需要创意工人为其服务并创造利润；创意工人，反过来需要创意企业提供工作岗位，进而获得工资报酬以支持生活。企业获得利润后方能有足够资本支付办公用地租金；而工人只有获得工资报酬才能应付住房支出。工人的住房选择和企业的办公用地选择，都会改变其所涉及的地块属性。这些属性的改变，反过来又会影响其他企业和工人的区位选择决定。

在系统运行过程中，有些工人可能无法找到合适的工作岗位或合适的住房。如果这一失利状态过久，那么这些工人将退出该系统。同样地，如果企业无法找到办公地的时间过久，或者其所有资本用尽，也将退出该系统。与这些个体死亡（个体退出系统）相对应，在某些情况下，也会有新的企业或工人加入该系统：如果就业率高到一定水平，新的工人将加入该系统；如果创意产品的需求大于总产出一定幅度，新的企业将会诞生并加入该系统。

2）行为主体的行为规则

基于上述动力系统框架，3个行为主体分别遵循如下行为规则。

（1）城市政府

在模型中，城市政府只有在变量“policy-support”不等于“none”的时候才实施政策支持。当政策包设定完成后，政府将根据参数“prior-area”的数值，对这些政策包进行空间分配。例如，如果“prior-area”设定为“inner-suburb”，那么大部分支持政策将布置于内郊区。此外，每一个政策包都有其有效期限，其大小由“mean-tenure”定义。当这一期限到期后，政府将立即收回这一政策支持包，并进行新的政策包设计。随后依据相关参数，将这一新的政策包布置到城市某个地块。

在每一轮（每个月）中，政府也将检查每个地块的可用性。如果有新的可用地块，政府将对这些新地块的相关属性，例如容许的最大容积率等进行定义。政府对可用的土地资源的控制由“newsubflat”控制。在模型运行中，用户可以根据需要，进行控制。在按下此按钮后，原属于保护用地的土地（例如农业用地、非建设用地等）将转换为可开发用地，进入流转市场。此外，政府的城市更新计划也可通过按钮“plot-renew”实现。只有那些建筑质量低于0.5（建筑质量范围标尺为[0，1]，0表示完全无法使用，1表示全新）的地段才有可能被更新改造。

（2）创意企业

对创意企业而言，首先必须找到合适的办公地。其基本假设是：在企业每个月所能了解的范围内，将选择能够为其带来最大区位效用的地点作为最终入驻地。其区位效用的计算参照上文所述的8个重要区位因素。在寻找办公地的过程中，每个企业可以允许一定的失败时间。如果这一时间持续超过某个限度（阈值，可以被用户设置），其将被从系统中剔除。

其次，企业必须尽最大努力招募工人为其服务，从而获取利润。如果企业的总资产变为负数，该公司将立刻宣布破产，并被剔除出该系统。同时，如果企业能够创造较高的利润率，其将扩大经营规模并招收更多的创意工人。如果其利润率过低，甚至为负增长，其将通过裁员和削减办公面积以应对这些不利状况。

由于在系统运行过程中，城市土地价值具有升值倾向。因此，模型中假设，如果办公用地的支出成本超过一定限额（超过销售总额某一个百分比），该公司将离开此地，寻求新的较为便宜的地段。企业的迁入/迁出会对其所在地块和相邻地块的属性（如建筑质量、办公租赁价格、企业地理临近性、交易氛围等）产生影响，这一变化，反过来影响其他企业和工人的空间区位行为。

这些企业产出的服务产品的供需关系，是潜在企业是否会进入该领域的市场信号。如果需求大于供给一定幅度，那么新的企业将加入该系统的运行中；否则，将没有新的企业加入该系统。

（3）创意工人

作为创意产品的生产者，创意工人需要在创意企业中寻找属于自己的工作岗位。在寻找就业机会的过程中，每个工人每个月可以尝试的次数限定于一定的数值。这一数值代表了一个工人一个月可能掌握的市场就业信息和可以参加的面试次数。在所有这些所知范围内，工人将选择可以为其提供最高工资的企业工作。但是，在此过程中，工人也有可能连续多个月无法找到合适的工作。在此情况下，当这种失败超过一定限度时，该工人将被迫放弃该行业，而此工人也将被系统剔除。

此外，作为城市居民，所有的创意工人需要找到住所。首先，工人必须努力收集有关住房的市场信息，然后在其所知范围内，选择一个区位最优的地方作为其最终居住地点。其最优计算参考上文所述的6个重要因素（在模型中实际上为5个，具体细节参见第5章第5.2.3节）。如果该工人不能在预定的时间内找到合适的住所，其将被迫退出该系统。

即使工人找到了合适的居住地，其在后续过程中也有可能面临再次搬迁的可能，因为其所居住地的房屋租赁价格将会有上涨趋势。在系统中，我们假定：如果住房成本超过该工人工资收入的一半，那么该工人将离开此地，重新寻找较为便宜的地段。工人的迁入/迁出，对其所在地块和周边地块的属性都会造成影响，这主要包括房价、建筑质量、人才库、交通等。

是否有新的创意工人加入系统，则要参考系统的实时就业率。如果就业率高于所设定的阈值（“w-num-increase-critical-employ-rate”），那么新的创意工人将加入该系统；如果就业率低于该值，将不会有新的创意工人加入。

3）基于NetLogo的编程与建模

根据模型设计，本书紧接着介绍了如何利用NetLogo实现这一模型设计。NetLogo是一款免费、简单易学的模拟复杂系统的开发软件，在其中默认的行为主体为“海龟（Turtle）”（Wilensky，1999）。在本书中，模型考虑的行为主体有3个：创意企业、创意工人和城市政府。而城市空间则采用NetLogo中的“世界（World）”来表示。在模型中，“世界”的尺度为200方格×200方格，每一方格代表面积为100 m×100 m，因此模型所表示的实际城市空间面积为400 km2。

完成后的模型主要由两部分构成：输入系统和输出系统，两者均采用了图形用户界面（Graphical user interface）。输入系统的参数可以分成4个类型（参见第5章第5.3.1节）：① 定义城市空间的地理参数，通过改变这些参数的值，可以生成不同类型的城市空间。② 定义支持性政策的参数，这些参数定义了城市支持性政策的数量、有效期以及城市政府重点发展的城市地段等。③ 定义模型初始规模的参数，包括行为主体的规模和产品总需求的大小。④ 影响行为主体行为的阈值参数，这些参数类似于触发器，当行为主体的行为触发这些阈值后，行为主体的状态将发生变动。

模型的输出系统包括3种呈现类型：“世界”（World）、“监视器”（Monitor）和“图表”（Plot）。“世界”可以以非常直观的动态呈现模型的输出结果，但不能给读者准确的数据结果。“监视器”和“图表”则弥补了这一不足。“监视器”主要用来实时反映系统中各种行为主体的数量。“图表”则主要记录行为主体的时空特点以及城市空间结构的变动情况。记录行为主体的空间集聚特点的统计变量有两个，分别为：基于样方分析方法的VMR统计变量，以及基于最近邻分析方法的R统计变量。

动态互动框架与模型构建：创意产业时空过程模拟

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