壹、研究緣起
　　台灣地區經濟快速成長使經濟結構轉變，工業化與都市化相互
刺激進行，此種現象尤以都會區為顯著同時，郊區化運動，都市間
相互作用頻仍等均為都會區空間結構的特有現象，如何去瞭解此等
現象激起了筆者研究動機。
　　貳、研究目的與步驟
　　都會區的問題值得正視，吾等規劃師在回顧、瞭解、與目標的
形成過程中去發現急待解決的問題，針對著這些問題，去發展各種
可能行動的途徑；然而面對不同的行動途徑加以選擇時規劃師就顯
得軟弱無力，仍因規劃師在選擇之前，必需先預期不同的行動有那
些不同的結果與影響，此為不易做到的；同時，往往真真的選擇決
定權屬於決策者，規劃師只不過提供決策者一個判斷的參考而已；
因此規劃師所需注重的方向之一便是如何去提供一個架構而對不同
的行動途徑能預期其結果，比較其影響，並能很快的與決策者交換
意見，促使決策者做一合理的、較佳的決定；當然上述的過程是循
環的，對不同的狀態與問題，規劃師亦能很迅速地利用其架構，使
行動的選擇能逐漸朝最佳的途徑。
　　本研究即嚐試去建立如此一個架構，使從瞭解，說明都會區的
空間結構，進而預測未來的空間結構；同時藉著此架構更可進一步
對吾人所擬採取的各種行動比較，分析其影響，提供決策者的選擇
參考。
　　研究的步驟約略如下：
　　1.由觀察中確定研究的必要性。
　　2.由瞭解中發現都會區空間結構的複雜性。
　　3.確定研究方法與工具的運用。
　　4.比較模型的種類、功能，並選擇綜合模型的發展方向。
　　5.比較國外不同綜合模型的特徵，選擇Lowry模型為主要架構。
　　6.分析國外Lowry模型的演進與國內研究情況。
　　7.建立本研究模型的理論與架構。
　　8.實例驗證範圍的選擇與各種所需資料的分析、搜集。
　　9.實例模型的建立測度與運用。
　　參、研究方法
　　在處理一個非常複雜的都市系統時似乎最好藉用系統分析等的
技術以提供一個研究架構；以科學的實驗方法，設定一些假設，建
立些理論，然後驗證這些假設；然而吾人對真實現象的實驗結果往
往因活動與空間轉變過程的時間太長，而不可得，因此必需藉用數
學模型所代表的系統來從事研究，並用電腦做為“實驗室”。
　　肆、內容大要
　　研究方向的瞭解與研究目的形成。
　　1.首先明瞭都市計劃技術與科學化的方向，必需利用系統計劃
等的技術去尋求一個較適宜的規劃過程；而由都市系統的複雜，需
從辨認系統中的組成部份開始，且利用系統分析等方法加以研究。
　　2.都市空間結構為人活動分佈過程的一個結果，而此過程可說
由兩個相互影響的因素(存量與活動的區位)而形成，活動與存量的
變動影響到對存量的需求而成為活動區位選擇的限制條件(其相互
關係見P.7圖1.6)。由此規劃師(實質規劃師)去瞭解人的活動與土地
使用的結構，便能解決問題與控制都市。
　　3.台灣地區都會區的問題已經形成，為匡導都會區合理成長，吾
人可有不同的發展政策，諸如開發新市鎮，各種建設的配合，種種
鼓勵措施限制辦法等使人口產業的分佈與各種相互作用能趨於合理。
　　4.本研究嚐試建立一個架構，從明瞭並解釋都會區空間結構的現
象開始，並使能預測未來的空間結構，進而規劃師可利用此架構預
測不同政策下的都會區空間結構，以提供決策者的判斷依據。
　　空間結構分析方法與建立模型策略：
　　以模型來代表都會區空間結構，能使問題明晰，並從模型的驗
證過程做為判斷基礎；同時複雜動態的都市狀態需賴數學模型經簡
化而抽象的觀念來代表，並藉電腦處理大量資料以協助我們模擬都
市的成長與可能的發展。
　　建立模型的先決策略可由選擇理論的方向，聚合與分類程度，
求解的方法與時間的處理等因素，形成不同的替選方法，因此一些
較著名的都市空間結構模型所採取的策略可由圖2.6(P.14)看出其
不同方向。
　　本文建立空間結構模型所採的策略如圖2.7(P.16)所示從社會物
理學理論發展，細分模型與變數，動態的處理時間因素，以數字嚐
試錯誤方式求解。
　　空間模型理論的建立
　　國外建立空間互動模型有兩個主要的方向，一為引力模型，另
一為發生機會模型，兩者有相通之處，均有共同的基本理論，只是
強調的重點不同，而以引力模型較具繁衍力。
　　引力模型的基本結構可表示成：
　　相互作用＝常數(或一組常數)×量(i)×量(j)×距離函數
　　由於吾人對系統資料的掌握程度不同，可有四種不同的情況
(見P.20表3.1)部份(Partial)模型僅模擬一種活動與空間，雖對該
活動的過程有較深入的分析，但反映至整個都市系統時便有統合的
困難，故宜從綜合模型著手發展。
　　綜合模型有許多發展方式(見P.21表3.2)，但最常運用，試驗者
導源自Lowry的模型。該模型為最具綜合性者之一，且能具體地說明
次模型的相互作用，它提供更令人滿意而簡單又具發展潛力的架構，
本研究亦循其途徑以發展適用於台灣地區的都會區空間結構模型。
　　原始Lowry模型有幾個缺失：(1)不具互動觀念而以潛力分配活
動，(2)為需求面的模型，沒有具體考慮供給面，(3)分配總量有違
實際邊際成長的現象，(4)人口與就業的分佈忽略與其他部門的回饋
關係，(5)居住區位分佈方程式的假設不健全，(6)無法反映不同群組的次市場行為，(7)“均衡”的假設與缺少時間因素的考慮為只具
指述能力的模型等，後經Garin, Goldner, Crecine, Batty, Rogers,
Wilson等人及LUBFS等研究團體加以改良發展，並加運用。
　　國內的研究尚止於Garin-Lowry模型為架構，以實際觀測值做
模型的吸引力，如此則會導致“虛假”的測度(Bogus Calibration)，
經過此類模型深入的比較分析，(如分析存量提供吸引力因素，距離
函數，標準化方程式等性質)，並加強次模型，考慮時間因素，建立
了本研究模型的架構(見P.42圖3.12)。
　　模型的實例與運用
　　選擇台北都會區為模型實例驗證的範圍，經由人體尺度，都市
體系，都市化，問題空間，封閉系統，未來重大建設等因素及過去
研究報告所定義的都會區範圍綜合考慮後，範定本研究地區如附圖
一所示。
　　將上述地區所提供的資料加以分析，發現資料缺乏(有的沒資
料，有的缺乏時間序列資料)與不統一(時間、分區、定義上)，只
得簡化模型的變數，並以行政範圍為分的界線。
　　由產業關聯表估計北區區域的各產業基本量，並將全國各都市
依人口規模與都市階層關係對各產業的分佈加以分析，尋求各都市
各產業的輸出能力，以求各分區的基本就業數。
　　模型分基本就業分佈，存量分佈，居住區位分佈，服務中心分
佈四個次模型，距離函數以各期路網的空間距離衡量，其系統流程
可見圖4.12(P.66)所示，電腦程式如附錄十三(P.110)
　　基本就業與存量分佈次模型以Fibonanci方法求得使觀測值與
計算值x2最小時的參數值，而居住區位與服務中心分佈次模型以試
誤法使模型計算出的各區工作旅次與實際者誤差最小且滿足與實際
平均工作旅次長度的誤差在2分鐘之內的參數值；經初步測定結果，
顯示本模型充份具有說明都會區空間結構之能力。(見P.73表4.4)。
　　預測65年70年75年時首需將模型的輸入資料予以推測，並改變
各期路網；筆者分兩方面加以討論；倘維持目前趨勢，則因70年高
速公路已全線通車，使基隆的七堵、新莊、汐止、中壢等地人口增
加較顯著，而75年時則無大變化；又者75年時增加了都會區快速道
與環狀道系統將使平均工作旅次長度減為21.8分，人口的分佈以五
股與新莊增加顯著，此說明了路網對人口分佈的影響，而假設在其
他政策不變之下，不同道路系統對各地區會有不同的影響。
　　結論與建議
　　運用模型預測未來都會區空間結構時，限於時間未能將各種重
大建設的改變，□種都會發展政策與各有關因素一一分析，並納入
模型以預見其影響，但這也正是本模型可發展的潛力，繼此之後，
可有一系列的分析，吾人可從反覆的觀察實驗結果做為解□都會區
問題與匡導其成長的依據。在研究的過程中筆者覺得有待改進及模
型尚待改良仍有許多：
　　1.有關模型建立的基本研究工作例如以開放系統處理模型研究
的範圍；分區與空間系統應先予決定使模型應用能更具意義，而往
後資料的搜集也有共同依據；產業基本非基本宜更深入分析等。
　　2.本模型繼續的發展，可考慮不同分組人群的行為，細分模型
變數；次模型間延遲(lag)的影響，參數不同測定方法的比較；或
於模型中加入評估與求取最佳過程使發展成規劃或決策模型。
　　3.資料系統與資料庫的建立以支援龐大複雜的都市系統研究。
短期內應可以每五年的時間將各種調查(加工商普查、交通調查、
住宅普查等)相互配合，並將資料系統化貯存。