南昌市區(qū)際聯(lián)系貫通性時(shí)空分布特征

南昌市區(qū)際聯(lián)系貫通性時(shí)空分布特征

1城市內(nèi)部路網(wǎng)的通達(dá)性城市道路交通包括城市內(nèi)部的公共交通和城市外部的公共交通。這是城市發(fā)展的前提。城市內(nèi)部公路交通是連接城市各組成部分的道路總稱,根據(jù)道路在公路系統(tǒng)中的地位和交通功能,城市內(nèi)部公路分為快速路、主干路、次干路和支路。城市對(duì)外公路交通是指城市之間以及城市與周圍城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村之間的公路交通,按行政等級(jí)可分為國(guó)道、省道以及縣鄉(xiāng)道。目前,一方面城市對(duì)外交通尤其是高速公路和國(guó)道等高等級(jí)公路的建設(shè)使城市間的連通性日益提升;另一方面由于城市交通需求的日益加大,使得城市內(nèi)部交通擁擠嚴(yán)重,大大減弱了城市內(nèi)部交通的服務(wù)水平,從而進(jìn)一步導(dǎo)致在區(qū)際聯(lián)系中,城市內(nèi)部消耗時(shí)間所占比重不斷加大。因此,城市內(nèi)部公路交通網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展水平已成為制約區(qū)際聯(lián)系的重要因素之一。通常用通達(dá)性來(lái)評(píng)價(jià)交通網(wǎng)絡(luò)的地域發(fā)展水平。通達(dá)性是指利用特定的交通系統(tǒng),從某一區(qū)位到達(dá)指定區(qū)位的便捷程度。當(dāng)前學(xué)術(shù)界對(duì)交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性的研究已較為成熟,研究成果頗為豐富。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)區(qū)域公路網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性的研究主要是以最短距離、加權(quán)距離和交通成本等為指標(biāo),分析區(qū)域通達(dá)性的時(shí)空分異特征。然而,國(guó)內(nèi)關(guān)于區(qū)際聯(lián)系通達(dá)性的研究大多將城市抽象為一個(gè)節(jié)點(diǎn),沒(méi)有考慮到城市內(nèi)部通達(dá)性的差異。從空間尺度、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和指標(biāo)選取等三個(gè)方面看,現(xiàn)有研究大多有以下特點(diǎn):(1)盡管研究尺度逐漸由國(guó)家及省域?qū)用嫦蚩h域、鄉(xiāng)鎮(zhèn)層面轉(zhuǎn)變,但研究范圍通常是以行政區(qū)劃或經(jīng)濟(jì)區(qū)劃來(lái)界定,忽視了交通網(wǎng)絡(luò)的功能差異;(2)公路交通網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建并未包括低等級(jí)道路,無(wú)法保證定量分析的精確性;(3)交通狀態(tài)對(duì)行車速度具有一定的基礎(chǔ)性作用,而現(xiàn)有研究大多是理論上的、無(wú)障礙的通達(dá)性,沒(méi)有計(jì)算城市道路的交通狀態(tài)變化對(duì)通達(dá)性產(chǎn)生的影響。鑒于此,以南昌市區(qū)公路交通網(wǎng)絡(luò)為例,以快速路、主干道、次干道、支路等城市內(nèi)部各等級(jí)道路和高速公路、國(guó)道、省道、縣鄉(xiāng)道等城市對(duì)外各等級(jí)公路構(gòu)建南昌市區(qū)區(qū)際聯(lián)系公路交通網(wǎng)絡(luò),結(jié)合不同時(shí)段道路交通狀態(tài)的分析,探究南昌市區(qū)區(qū)際聯(lián)系通達(dá)性時(shí)空分布特征,為區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。2研究范圍基本形成“三元”的道路骨架網(wǎng)南昌市地處江西中部偏北。作為長(zhǎng)江中游城市群中心城市之一,南昌在國(guó)家空間格局中起著“承東啟西、溝通南北”的關(guān)鍵作用。南昌市區(qū)際交通聯(lián)系便利,105國(guó)道、316國(guó)道、320國(guó)道、南昌繞城高速、昌九高速、德昌高速、福銀高速以及滬昆高速使南昌直通湖南、湖北、安徽、浙江、福建和廣東等鄰省各地。但是,南昌市內(nèi)的交通狀況卻隨著機(jī)動(dòng)車保有量以及出行機(jī)會(huì)的不斷攀升而逐漸惡化。雖然近年來(lái)政府部門已加強(qiáng)對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),但仍難以滿足交通需求的日益增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì),南昌市上路行駛的機(jī)動(dòng)車總數(shù)已逾70萬(wàn)輛,而南昌市人均擁有道路面積僅為8.9m2,低于全國(guó)平均水平(13.75m2)。此外,南昌市“水城共生”的城市形態(tài)使得交通問(wèn)題更加突出。繞城高速公路在交通系統(tǒng)中起樞紐作用,連接城市對(duì)外干線公路及城市內(nèi)道路,也是城市內(nèi)部公路交通和對(duì)外公路交通的分界線。將南昌繞城高速所圍成的區(qū)域,作為研究南昌市市區(qū)區(qū)際通達(dá)性的研究范圍(圖1),東外環(huán)高速公路為東北兩向的邊界,西外環(huán)高速公路為西部邊界,生米大橋—昌南大道為南部邊界。研究范圍內(nèi)基本形成了“三環(huán)十一射”的城區(qū)道路骨架網(wǎng)?！叭h(huán)”是指城市中環(huán)、城市外環(huán)和高速外環(huán)。城市中環(huán)由洪都大道、解放西路、洪城路、南昌大橋、麥廬大街、洪都英雄大橋組成,城市外環(huán)由昌東大道、昌南大道、生米大橋、西環(huán)路、北環(huán)路組成,高速外環(huán)即南昌市繞城高速公路,由東外環(huán)、西外環(huán)以及待建的南外環(huán)組成?！笆簧洹笔侵竻^(qū)內(nèi)聯(lián)系外圍城鎮(zhèn)組團(tuán)及城市出入口的11條放射狀主干路,分別為北京路—艾溪湖大橋—紫陽(yáng)大道—瑤湖大橋、解放路、昌南大道、井岡山大道—南蓮路、迎賓大道、桃花路、昌九南大道、長(zhǎng)征路、昌灣大道、昌九北大道、機(jī)場(chǎng)路。研究區(qū)通過(guò)福銀高速、滬昆高速、大廣高速等高速公路,G105、G316、G320等國(guó)道,S101省道及縣鄉(xiāng)道等各級(jí)對(duì)外公路實(shí)現(xiàn)區(qū)際聯(lián)系。同時(shí),贛江、撫河、玉帶河、青山湖、艾溪湖、瑤湖、象湖、前湖等眾多河流湖泊以及京九鐵路、昌九城際鐵路等鐵路線也是影響南昌城市交通的重要因素。3研究方法和數(shù)據(jù)來(lái)源3.1交通量數(shù)據(jù)分析主要以南昌市區(qū)公路網(wǎng)絡(luò)空間分布數(shù)據(jù)、交通量數(shù)據(jù)和江西省基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源。公路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包括研究區(qū)內(nèi)的高速公路、快速路、主干路、次干路、支路數(shù)據(jù)以及實(shí)現(xiàn)區(qū)際聯(lián)系的高速公路、國(guó)道、省道、縣鄉(xiāng)道數(shù)據(jù)。公路網(wǎng)絡(luò)空間數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)2010年8m分辨率高清遙感影像數(shù)字化,并綜合道路等級(jí)、設(shè)計(jì)通行速度等信息建立。交通量數(shù)據(jù)主要來(lái)源于對(duì)典型路段的實(shí)地調(diào)研。按照城市居民出行規(guī)律,對(duì)各典型路段交通量統(tǒng)計(jì)分為三個(gè)峰值區(qū):高峰期(07∶30-09∶30、17∶30-20∶30),平峰期(09∶30-17∶30)和低峰期(00∶00-07∶30、20∶30-24∶00)。為了保證每個(gè)峰值區(qū)交通量數(shù)據(jù)的可靠性,通過(guò)取四組數(shù)據(jù)平均值的方式獲取。研究區(qū)內(nèi)河流湖泊及鐵路線的空間分布來(lái)源于江西省基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)。3.2江及廣東的公路南昌市區(qū)區(qū)際聯(lián)系的渠道包括高速公路、國(guó)道、省道、縣鄉(xiāng)道。其中,高速公路連通湖北、湖南、福建、浙江及廣東;國(guó)道連通宜春、九江、撫州以及吉安;省道連通上饒;縣鄉(xiāng)道連通新建、南新、蔣巷、幽蘭、豐城、涇口、灣里以及梅嶺。因此,本文選擇南昌東出入口、西出入口等5個(gè)高速出入口,4個(gè)國(guó)道出入口,1個(gè)省道出入口,8個(gè)縣鄉(xiāng)道出入口,總計(jì)18個(gè)重要出入口作為研究南昌市區(qū)區(qū)際聯(lián)系通達(dá)性的節(jié)點(diǎn)。3.3德國(guó)的一般分析以區(qū)域內(nèi)任一區(qū)位到各研究節(jié)點(diǎn)的最短時(shí)間距離之和表征該區(qū)位的區(qū)際聯(lián)系通達(dá)性。3.3.1m10m網(wǎng)格把總面積為663.93×104m2的南昌市區(qū)劃分為10m×10m的網(wǎng)格,共計(jì)6611018個(gè)。每個(gè)網(wǎng)格的面積為100m2,相對(duì)于全區(qū)來(lái)說(shuō)各網(wǎng)格內(nèi)部的通達(dá)性幾乎沒(méi)有差別,因此可以把每個(gè)網(wǎng)格看作通達(dá)性均質(zhì)的點(diǎn)。3.3.2區(qū)際出入口節(jié)點(diǎn)的識(shí)別選擇最短時(shí)間距離為評(píng)估通達(dá)性的指標(biāo),原因有二:一是受道路等級(jí)及交通狀況等因素的影響,相同交通距離下所花費(fèi)的時(shí)間距離不盡相同,且交通設(shè)施的建設(shè)更多考慮的是時(shí)間的優(yōu)化而不是距離的優(yōu)化;二是區(qū)域內(nèi)任意區(qū)位與指定區(qū)位的最短時(shí)間距離可以直觀表明其聯(lián)系的便利程度,距離越小,聯(lián)系越方便,通達(dá)性越好。區(qū)域內(nèi)任一網(wǎng)格i的通達(dá)性值的計(jì)算公式為:式中:Ai表示網(wǎng)格i的通達(dá)性值;j為研究節(jié)點(diǎn);Wij為網(wǎng)格i到達(dá)最近公路網(wǎng)絡(luò)的距離;Lij為公路網(wǎng)絡(luò)上離網(wǎng)格i最近的點(diǎn)到j(luò)節(jié)點(diǎn)的最短距離。由于高速公路、隧道、過(guò)江大橋等都是封閉的,對(duì)通達(dá)性的影響必須通過(guò)出入口起作用,因此在計(jì)算Wij的過(guò)程中對(duì)高速公路、隧道、過(guò)江大橋所處位置的交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行裁切?？紤]到各類等級(jí)對(duì)外公路交通出入口對(duì)區(qū)際聯(lián)系的影響有所不同,因此將出入口節(jié)點(diǎn)分為四類:高速公路出入口、國(guó)道出入口、省道出入口和縣鄉(xiāng)道出入口。由于以時(shí)間距離來(lái)衡量通達(dá)性,因此根據(jù)各類出入口連接公路的通行速度來(lái)設(shè)置出入口節(jié)點(diǎn)的權(quán)重,分別為:0.35、0.3、0.2、0.15。區(qū)域內(nèi)任一網(wǎng)格i的綜合通達(dá)性Ri為:式中:Ri表示網(wǎng)格i的綜合通達(dá)性;Aix表示網(wǎng)格i到達(dá)x類節(jié)點(diǎn)(x取1~4分別表示高速公路、國(guó)道、省道、縣鄉(xiāng)道出入口)的通達(dá)性值;ωx表示x類出入口的權(quán)重。3.3.3合理設(shè)定通行速度按照《中華人民共和國(guó)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTGB01-2003)》規(guī)定的公路設(shè)計(jì)速度,結(jié)合實(shí)際情況,將理想狀態(tài)下各等級(jí)道路的通行速度設(shè)定為:高速公路100km/h、快速路80km/h、主干路60km/h、次干路40km/h、支路20km/h,沒(méi)有公路但可通過(guò)區(qū)域的通行速度設(shè)定為10km/h。3.4影響路段通行速度分析道路的通行速度受交通狀態(tài)影響,與理想狀態(tài)下的通行速度相比有一定的衰減。根據(jù)現(xiàn)有的研究成果,引入路網(wǎng)飽和度模型,并將飽和度值分為五類(表1),對(duì)道路的交通狀態(tài)進(jìn)行分析。飽和度的計(jì)算公式為:式中:S為道路的飽和度,表示道路的交通負(fù)荷程度;V為單位時(shí)間內(nèi)該道路的交通量;C表示道路的通行能力。實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn),受交通狀態(tài)影響通行速度變化明顯的主要是南昌市老城區(qū)。老城區(qū)作為南昌市人口最密集的區(qū)域,交通問(wèn)題尤為突出,因此選擇老城區(qū)51條主干道作為典型路段對(duì)其交通狀態(tài)進(jìn)行分析。老城區(qū)包括西至富大有路—沿江大道一線,東至洪都大道,南至洪城路的合圍區(qū)域。根據(jù)中國(guó)《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》,主干道單車道的理論通行能力為1690輛標(biāo)準(zhǔn)車/h;結(jié)合老城區(qū)51條主干道交通量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),利用路網(wǎng)飽和度模型,對(duì)老城區(qū)主干道的通行狀態(tài)進(jìn)行分析,得到不同時(shí)段老城區(qū)主干道的通行速度(表2)。低峰期老城區(qū)主干道飽和度都在0~0.2之間,交通狀態(tài)良好,其通行速度可達(dá)主干道的設(shè)定速度60km/h。平峰期南昌大橋、洛陽(yáng)路、八一大橋等10個(gè)路段飽和度介于0.4~0.6之間,為輕度擁擠路段,通行速度為設(shè)定速度的75%,約45km/h;其余路段飽和度介于0.2~0.4之間,為一般通暢路段,通行速度為設(shè)定速度的90%,約55km/h。高峰期南昌大橋、洛陽(yáng)路、八一大橋等10個(gè)路段飽和度大于0.8,屬于嚴(yán)重?fù)頂D路段,通行速度為設(shè)定速度的50%,約30km/h;其余路段飽和度介于0.6~0.8之間,為一般擁擠路段,通行速度為設(shè)定速度的65%,約40km/h。4分析了南昌市區(qū)域連通性的分析4.1通達(dá)性一般區(qū)利用空間分析方法,分析南昌市區(qū)低峰期、平峰期及高峰期的區(qū)際聯(lián)系通達(dá)性,結(jié)果顯示通達(dá)性值在低峰期、平峰期和高峰期均集中在15~60min之間。把南昌市區(qū)通達(dá)性分為五類,小于20min為通達(dá)性優(yōu)等區(qū),20~25min為通達(dá)性良好區(qū),25~30min為通達(dá)性一般區(qū),30~40min為通達(dá)性有待提升區(qū),大于40min為通達(dá)性急待提升區(qū)(圖2)。從圖2可知:(1)通達(dá)性優(yōu)等區(qū)基本分布在中心區(qū),這除了與地理區(qū)位優(yōu)勢(shì)有關(guān)以外,還與中心區(qū)路網(wǎng)密集有關(guān)。(2)通達(dá)性急待提升區(qū)和有待提升區(qū)位于研究區(qū)邊緣地區(qū),瑤湖、撫河的周邊地區(qū)以及京九鐵路與昌九城際鐵路周邊地區(qū),這與郊區(qū)道路網(wǎng)絡(luò)稀疏且道路等級(jí)較低以及鐵路、河流湖泊對(duì)陸路交通的阻隔有關(guān)。(3)對(duì)比南昌市區(qū)在低峰期、平峰期及高峰期的通達(dá)性格局變化可以發(fā)現(xiàn):高峰期通達(dá)性優(yōu)等區(qū)范圍明顯小于平峰期和低峰期,尤其是老城區(qū)通達(dá)性下降明顯。這主要是由于老城區(qū)人口密集,高峰期道路通行狀況較差,而紅谷灘新區(qū)通達(dá)性整體的降低則是因?yàn)楦叻迤诎艘淮髽?、南昌大橋的交通壓力增?擁堵嚴(yán)重。4.2道路鄰近度分析鄰近度可以描述地理空間中兩個(gè)地物距離相近的程度,用道路鄰近度分析研究區(qū)內(nèi)各網(wǎng)格與道路的遠(yuǎn)近程度,以反映公路網(wǎng)絡(luò)的疏密程度。計(jì)算公式為:式中:Pi表示i網(wǎng)格的道路鄰近度,P值越小表示網(wǎng)格距離道路越近,道路越密集;Diy表示i網(wǎng)格到達(dá)y種公路網(wǎng)絡(luò)(y取1~4分別表示城市快速路、主干道、次干道、支路)的最短距離。分析南昌市區(qū)道路鄰近度(圖3),結(jié)果顯示:(1)區(qū)域整體道路鄰近度較好,大部分區(qū)域距離最近公路小于200m;但區(qū)域差異較大,道路鄰近度最差區(qū)域距離最近公路大于1km,主要分布在南昌市區(qū)邊緣部分郊區(qū)地帶,如樂(lè)化、揚(yáng)子洲等。說(shuō)明南昌市區(qū)公路整體尤其是中心地區(qū)較為密集,但是邊緣區(qū)道路較為稀疏。(2)對(duì)比圖2發(fā)現(xiàn),通達(dá)性較低的區(qū)域路網(wǎng)都比較稀疏,而通達(dá)性較高的區(qū)域路網(wǎng)密集,說(shuō)明區(qū)域通達(dá)性與路網(wǎng)的密度有一定相關(guān)性。5達(dá)性值變化最大的區(qū)域是“利益區(qū)域”通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),各時(shí)段南昌市區(qū)區(qū)際聯(lián)系通達(dá)性最好的區(qū)域均為“雙核”區(qū)域,通達(dá)性值變化最大的區(qū)域也是“雙核”區(qū)域?！半p核”是在“一江兩岸,雙核擁江”的城市發(fā)展總體思路下,以紅谷灘中心區(qū)、舊城中心區(qū)為核心的城市核心區(qū)域,東起洪都大道,西至鳳凰中大道,北起陽(yáng)明路—廬山南大道,南至南斯友好路—洪城路。5.1交通運(yùn)行狀態(tài)的影響(1)南昌市核心區(qū)到高速出入口通達(dá)性較好,大部分區(qū)域通達(dá)性值小于20min,且紅谷灘中心區(qū)通達(dá)性優(yōu)于舊城中心區(qū)(圖4)。這主要是由于南昌市區(qū)際聯(lián)系交通網(wǎng)絡(luò)中高速公路網(wǎng)絡(luò)較為完善,至各個(gè)方向均有高速公路,尤其是西側(cè)的楓生高速和西環(huán)線,使紅谷灘中心區(qū)的通達(dá)性更為優(yōu)越。(2)在通行狀態(tài)影響下,南昌市核心區(qū)的通達(dá)性都有所下降,其中舊城中心區(qū)尤為明顯,老福山附近更是出現(xiàn)大片低值區(qū)。這是因?yàn)槔细Ｉ阶鳛檫B接火車站的主要通道,車流量較多,交通通行狀態(tài)較差,尤其是高峰期與老福山連接的站前路和洛陽(yáng)路的擁堵,直接影響通達(dá)性。(3)舊城中心區(qū)到高速互通口的通達(dá)性有明顯的主干路指向性,但是高峰期這種指向性明顯減弱。這主要是因?yàn)榧t谷灘中心區(qū)作為新區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)于21世紀(jì)初,公路等級(jí)較高,而舊城中心區(qū)開(kāi)發(fā)較早,支路較多。高峰期主干道通行狀態(tài)差導(dǎo)致舊城區(qū)的通達(dá)性明顯減弱。5.2線周邊區(qū)域南昌市核心區(qū)到國(guó)道出入口的通達(dá)性較好,最優(yōu)區(qū)為南斯友好路區(qū)域以及洪城路與撫河路相交區(qū)域,最差區(qū)為京九線周邊區(qū)域(圖5)。受交通狀態(tài)影響,高峰期通達(dá)性相比平峰期和低峰期都有所下降,其中最為明顯的為京九線以東區(qū)域以及撫河海關(guān)橋周邊部分區(qū)域。這一方面是由于南昌市區(qū)際聯(lián)系交通網(wǎng)絡(luò)中的國(guó)道主要位于南面及西北方向,另一方面則是由于越過(guò)京九線主要通過(guò)洛陽(yáng)路、北京路、陽(yáng)明路隧道等主干道,而高峰期這些主干道擁堵嚴(yán)重。5.3交通通達(dá)性差南昌市核心區(qū)到省道出入口的通達(dá)性區(qū)域差異較大,以南北向條帶狀從東向西遞減;北京路一線通達(dá)性表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì),北京路以北地區(qū)的通達(dá)性優(yōu)于以南地區(qū);高峰期核心區(qū)整體通達(dá)性較平峰期和低峰期都有所下降,紅谷灘中心區(qū)通達(dá)性的降低比舊城中心區(qū)更為明顯(圖6)。造成這種現(xiàn)象的原因一是由于南昌市區(qū)際聯(lián)系交通網(wǎng)絡(luò)中省道僅在東側(cè)有一條昌萬(wàn)公路,北京路一線具有良好的區(qū)位優(yōu)勢(shì);二是紅谷灘中心區(qū)主要由南昌大橋、八一大橋通過(guò)贛江,而高峰期過(guò)江大橋較為擁堵,使贛江對(duì)交通的阻隔作用更為顯著。5.4抗交通狀態(tài)的影響南昌市核心區(qū)到縣鄉(xiāng)道出入口的通達(dá)性,最好的是廬山南大道及陽(yáng)明路一線,最差的是舊城區(qū)南部部分區(qū)域,整體呈現(xiàn)出由北向南遞減格局;受交通狀態(tài)影響,高峰期通達(dá)性相比平峰期和低峰期都有所下降,舊城中心區(qū)通達(dá)性的變化大于紅谷灘中心區(qū),尤其是北京路以南區(qū)域通達(dá)性降低更為明顯;高峰期通達(dá)性區(qū)域差異性增大(圖7)。這一方面是由于南昌市的區(qū)際聯(lián)系交通網(wǎng)絡(luò)中縣鄉(xiāng)道主要位于北部,南部?jī)H有一條通往豐城方向的縣鄉(xiāng)道;另一方面則是受舊城中心區(qū)高峰期交通通行狀態(tài)較差,尤其是洪城路、洛陽(yáng)路擁堵影響。5.5出入口通達(dá)性分析從綜合通達(dá)性來(lái)看,南昌市核心區(qū)整體通達(dá)性較好,通達(dá)性值均小于23min,說(shuō)明南昌市核心區(qū)對(duì)外聯(lián)系便捷度較好;區(qū)域通達(dá)性的布局尤其是舊城中心區(qū)有明顯的主干道路指向性。受交通通行狀態(tài)的影響,全區(qū)通達(dá)性均有所下降。從各類出入口通達(dá)性來(lái)看