第五章 模式建構與求解設計
第一節 模式建構
四、 限制式
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四、 限制式
（一）通盤檢討變更可行性限制
變更可行性限制係將各規劃單元視為變更基準單元，並規範使用分區 間變更前（ ）與變更後（ ）用地面積之配置規模與變更關係，以避免 不合理變更（高地租轉變成低地租使用）造成民眾財產暴損之情形發生，
進而確保通盤檢討變更之合理性與可行性。
其中式 5-15 至式 5-19 限制組係規範地租高之使用不得變更為地租低之 使用，然為避免公共設施服務品質降低，並違反實務規劃之操作（見前章 課題說明），式 5-20 則進一步對公共設施用地之變更進行限制，以確保其 配置規模，然模式設計並未對公共設施用地間之轉用關係進行限制，以 提供彈性調整之空間。基於前述說明，式 5-15 至式 5-20 限制組即可得前章 課題分析歸納之使用分區變更關係（見表 4-1）。
式 5-15 式 5-16 式 5-17 式 5-18 式 5-19 式 5-20
（二）區位限制
配置區位限制係規範住宅區與工業區不得相鄰配置，其定義如式 5-21 所示。若 i 規劃單元配置有工業區（ ），則與 i 單元相鄰（邊角相鄰，
且含 i 規劃單元本身）之規劃單元（ ）將不得配置有住宅區（ ），
以避免不相容配置引發之外部成本。
式 5-21
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（三）規模與容量限制 1. 土地使用與公共設施
土地使用與公共設施配置規模限制可分為「規劃單元」與「規劃範圍」
兩類。其中式 5-22 與式 5-23 表示規劃單元限制，前者係限制規劃單元內各 使用分區樓地板面積配置規模（ ）經容積率（ ）轉換為用地面積1並 加總後需與各規劃單元總面積（ ）相等；後者則規範各使用分區可配置 之最小經濟規模，若用地配置面積（ ）小於該使用分區之最小 配置規模（ ）則不允許配置（式 5-23 上式），否則無此項限制（式 5-23 下式），該限制關係並可以式 5-24 與式 5-25 表示，其中 為輔助變數，並 表示 i 規劃單元是（ ）否（ ）配置有 k 使用分區樓地板面積。
式 5-22
， ＜
， 式 5-23
式 5-24
式 5-25 式 5-26 則屬規劃範圍限制，其係依據使用分區間之組合關係，限制各 使用分區配置總量（
）之上、下限（ 、 ），以確保都市機能正常 運作。其中受規範之土地使用分區種類（k）需視相關法令規定後決定之。
式 5-26
2. 大眾運輸系統
大眾運輸系統容量限制係為避免捷運系統之任一路段因土地使用過度 配置導置衍生旅運需求超過捷運系統容量。基於前章課題分析基礎，式 5-27 表示尖峰小時行經單一路段 a 之雙向捷運旅運需求（ ） 不得超過捷運系統路段 a 之雙向容量上限（ ）。其中 表由第 f 個捷運 站區到第 g 個捷運站區之每日捷運旅運需求； 則表示捷運系統尖峰小時
1包含開放空間用地與可發展用地，見基本假設第三點說明。
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載客量占全日載客量之比率。式 5-28 與式 5-29 則限制捷運站區間捷運旅運 需 求 需 符 合 旅 次 分 佈 守 衡 關 係 ， 即 各 站 區 到 達 其 餘 站 區 之 旅 次 總 數
（ ） 需 等 於 該 站 區 土 地 使 用 配 置 產 生 之 捷 運 旅 運 需 求
（ ），同時其餘站區進入該站區之旅次總數（ ） 則需與該站區土地使用配置吸引之捷運旅運需求（ ） 相等。
式 5-27
式 5-28
式 5-29
3. 分散式水資源設施
基於前章課題分析基礎，本研究係彙整水資源設施配置之相關限制，
並以式 5-30 至式 5-32 表示其規模與容量限制，三限制並需藉由輔助變數 協助決策，其表示 i 規劃單元 k 使用分區是（ ）否（ ） 配置水資源設施。其中式 5-30 表「樓地板面積規模」之限制條件，若 ， 則式 5-30 將限制設施配置分區之樓地板面積（ ）不小於規範之規模下限
（ ）；式 5-31 與式 5-32 則分別限制水資源設施配置規模（ ）不得 違反「設施配置評估基準」之下限規範與「再生水使用用途」之上限規範。
反之若 ，則式 5-30 恆成立，使用分區樓地板面積（ ）將不受 設施配置最小規模限制，此時水資源設施配置規模因需同時滿足式 5-31 與 式 5-32 限制，規劃上將不予配置（ ）。前述「設施配置評估基準」
之下限規範可由各使用分區之總用水量與法定之再生水利用基準比率（ ） 推估；「再生水使用用途」上限規範則可由各使用分區之總用水量與雜用水 占總用水量之比例（ ）進行推估；其中總用水量係由使用分區樓地板 配置規模（ ）與各使用分區單位樓地板面積年用水量（ ）推估而得。
式 5-30
式 5-31
式 5-32
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（四）其他限制 1. 預算限制
基於前章課題分析結果，預算限制係規範通盤檢討後配置之公共設施 興闢成本不得超過政府投入預算（ ），其定義如式 5-33 所示，其中興闢 成本包含公共設施用地徵收與自行車道興闢成本，前者可由各規劃單元內 公共設施用地增加規模（ ）與單位用地徵收成本（ ）乘積 之總和進行估算；後者則可由捷運廊帶內規劃模式配置（ ）但現況 未配置有自行車道（ ）之節線長度（ ）與單位自行車道長度 興建成本（ ）推估，其中 表捷運廊帶內無向自行車道候選節線集合，
表示捷運廊帶內現況配置有自行車道之無向候選節線集合， 則表示 ij 節線之歐幾里得距離。
式 5-33 2. 運輸場站活動機能與自明性限制
為確保不同捷運站區間具有其場域自明性，本研究係界定商業型
（ ）、混合型（ ）與住宅型（ ）三類站區發展定位，並利用 業住比規範其發展導向與機能。其中為避免不合理之業住比指派導致通盤 檢討不具變更可行性，本研究僅對各類型站區之業住比層級關係進行規範，
以確保通盤檢討變更之彈性，其定義如式 5-34 至式 5-37 所示。其中式 5-34 為輔助變數（ ）之定義，其表示捷運站區 r 之業住比（Job-Housing Ratio），
並可由各站區內就業樓地板面積總合（ ）與住宅樓地板面積 總合（ ）之比值求得；而式 5-35 則規範商業型站區集合中最小之 業住比仍需大於混合型站區集合中最大之業住比；式 5-36 則規範混合型 站區集合中最小之業住比仍需大於住宅型站區集合中最大之業住比；而 式 5-37 則規範住宅型站區集合中最小之業住比仍需大於站區外業住比關係，
以確保土地使用配置延 TOD 廊地緊密發展，進而落實其規劃理念。
式 5-34
式 5-35
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式 5-36 式 5-37 3. 自行車道連續性限制
本研究係以流量守恆方式處理自行車道路網連續性問題，以確保捷運 廊帶內可被自行車道服務之節點皆能與捷運站所在節點連結，限制式定義 如式 5-38 至式 5-41 所示。其中 為輔助變數，其表示以 od 節點為起迄點 配對之路徑是（ ）否（ ）經過有向節線 ，起迄點配對與 有向節線則依捷運廊帶進行界定（見式 5-51 值域定義），其中起迄點配對 集合係以捷運站所在節點為起點、其餘候選節點為迄點進行配對，兩節點 是否被自行車道服務則由輔助變數 決定（見目標四說明）。
式 5-38 與式 5-39 係將起迄點配對路徑上之各個節點（ ），分成起點
（ ）、迄點（ ）與中間點（ ）進行探討，並以流量守恆法 探討各類型節點之流量特性。若有一起迄點配對之任一端點未受自行車道 服務（ ），則兩式恆成立。反之若有一起迄點配對皆可被自行車道 服務（ ），為確保兩端點間具有連續性，則對該組配對之起點（ ） 而言，進（ ）出（ ）節點之流量差為-1（兩式上式）；對 該組配對之迄點（ ）而言，進出節點之流量差則為 1（兩式中式）；而 對該組配對之所有中間點（ ）而言，進出節點之流量差為 0（兩式 下式），此外為確保流量之方向性，進入節點（i）與離開節點（h）不可為 相同之節點。
式 5-38
式 5-39 式 5-40 與式 5-41 則規範決策變數 與輔助變數 之關係，兩式概念 相同，其差別僅為 路徑中有向節線之方向性。若 ij 節線配置有自行車道
（ ＝ ），則對於某 od 配對而言，其可選擇經過（ ）或不經過
（ ）ij 節線；若 ij 節線未配置自行車道（ ＝ ），則 必等於 0。
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式 5-40
式 5-41
（五）決策變數與輔助變數值域宣告
決策變數值域宣告如式 5-42 與式 5-45。樓地板面積配置規模（ ）、 水資源設施之年設計處理容量（ ）為非負之連續實數；而 i、j 節點間是 否應配置自行車道（ ）則為 0-1 之二元變數，然為避免檢討後自行車道 路網規劃結果與現況衝突，規劃上因而需增加式 5-45，以確保現已配置有 自行車道之節線於檢討後亦能保持該配置結果。
式 5-42
式 5-43
式 5-44
式 5-45 輔助變數值域宣告則如式 5-46 至式 5-53 所示。捷運站間之旅次分佈數
（ ）為非負整數；樓地板面積配置與否（ ）、水資源設施配置與否
（ ）、捷運站區內使用分區配置與否（ ）、各節點是否受自行車道 服務（ ）、任一起迄配對路徑是否經過 ij 節線（ ）則屬於 0-1 型態之 二元變數；捷運站區內各使用分區樓地板面積占總樓地板面積之比率（ ） 則為 0 到 1 之連續實數；捷運站區內業住比（ ）則屬非負連續實數。
式 5-46
式 5-47
式 5-48
式 5-49 式 5-50
式 5-51
式 5-52
式 5-53
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