基于城市空間分析的區(qū)域鐵路交通網(wǎng)絡(luò)研究

基于城市空間分析的區(qū)域鐵路交通網(wǎng)絡(luò)研究

國家“五個(gè)五年”規(guī)劃的重點(diǎn)功能區(qū)將北京和天津納入優(yōu)化發(fā)展區(qū)，從國家戰(zhàn)略的角度來看，它是一個(gè)提高國家競(jìng)爭力的重要地區(qū)、人口和經(jīng)濟(jì)一體化的重要區(qū)域，也是一個(gè)促進(jìn)民族經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的共同基金?！熬┙蚣蕉际腥Α钡暮诵膬?nèi)容是促進(jìn)京津冀區(qū)域城市的和諧發(fā)展,謀求建立在一個(gè)較大區(qū)域范圍內(nèi)13城市和諧對(duì)話的機(jī)制。京津冀都市區(qū)域范圍包括:北京、天津兩直轄市和秦皇島市、唐山市、廊坊市、保定市、石家莊市、滄州市、張家口市、承德市等10個(gè)城市,基于區(qū)域研究內(nèi)容的完整性和協(xié)調(diào)性,論文將研究范圍擴(kuò)展到北京市、天津市和河北省所轄的11個(gè)地級(jí)市,即增加了衡水市、邯鄲市和邢臺(tái)市。京津冀區(qū)域近10年來一直是學(xué)者們研究的重要區(qū)域,國內(nèi)學(xué)者從區(qū)域戰(zhàn)略及規(guī)劃、區(qū)域發(fā)展現(xiàn)狀、區(qū)域空間結(jié)構(gòu)、區(qū)域產(chǎn)業(yè)合作[12,13,14,15,16,17,18]、旅游發(fā)展定位等多方面對(duì)其進(jìn)行過全面深入的研究,但從空間結(jié)構(gòu)和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)區(qū)域鐵路交通條件進(jìn)行評(píng)價(jià)的成果較少。交通設(shè)施作為都市圈經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先行和基礎(chǔ),為區(qū)域合作、區(qū)域要素集聚提供便利條件。加快構(gòu)筑現(xiàn)代化的區(qū)域綜合交通網(wǎng)絡(luò)體系,盡快形成聯(lián)系區(qū)域內(nèi)主要城市間的快速交通大通道主骨架,是經(jīng)濟(jì)一體化最重要的基礎(chǔ)。軌道交通具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),是人們城際出行的重要選擇。受首都區(qū)位的影響,京津冀區(qū)域交通客流量占全國交通客流總量的比重相對(duì)較高,2005年為5.1%,2006年為4.81%,2007年為5.02%。其中京津冀區(qū)域公路、鐵路和水路3類旅客交通出行方式中,鐵路出行方式被選擇的比重較高且相對(duì)穩(wěn)定。論文在京津冀區(qū)域現(xiàn)有鐵路網(wǎng)和出行列車狀況的基礎(chǔ)上,借助城市規(guī)劃的空間句法模型和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析法,對(duì)京津冀區(qū)域鐵路交通網(wǎng)絡(luò)的空間結(jié)構(gòu)和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)特征進(jìn)行分析,空間句法模型指標(biāo)借助城市節(jié)點(diǎn)間鐵路距離里程,評(píng)價(jià)京津冀區(qū)域鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的合理性;社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法通過城際間列車聯(lián)結(jié)次數(shù),評(píng)價(jià)了13個(gè)城市節(jié)點(diǎn)間聯(lián)系的密切度。最后結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展概況,對(duì)京津冀區(qū)域鐵路交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡易的擬合驗(yàn)證,總結(jié)其在實(shí)踐運(yùn)行中存在的問題,為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與交通規(guī)劃的有效整合提供科學(xué)參考。1分析北京、天津和河北之間的鐵路交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.1京津冀城市空間特征分析空間句法通過分析空間模式之間的關(guān)系,定量描繪城市空間的各種模式特征,控制形態(tài)變量分析城市功能,評(píng)估城市空間相互之間的通達(dá)性和集成程度。已有的空間句法模型主要應(yīng)用于城市內(nèi)部,從空間整體上把握京津冀城市群、研究此區(qū)域13個(gè)城市節(jié)點(diǎn)特征,對(duì)實(shí)現(xiàn)區(qū)域一體化和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。論文以京津冀都市圈為背景,在京津冀區(qū)域一體化基礎(chǔ)上選擇連接值、控制值、平均深度值、集成度等指標(biāo),假設(shè)區(qū)域鐵路線為軸線,城市為節(jié)點(diǎn),對(duì)京津冀區(qū)域鐵路網(wǎng)絡(luò)空間特征進(jìn)行評(píng)價(jià)。1.2網(wǎng)絡(luò)查詢與gis空間量算相似點(diǎn)的空間特性以京津冀區(qū)域?yàn)楸尘?將京津冀區(qū)域13城市抽象為空間節(jié)點(diǎn),研究中鐵路網(wǎng)地圖資料來源于中國公路鐵路地圖冊(cè)最新版(2010年),以城市間的鐵路聯(lián)結(jié)作為軸線,規(guī)定兩個(gè)鄰接節(jié)點(diǎn)(這里表示軸線)間的距離為一步,城市距離里程通過網(wǎng)絡(luò)查詢與GIS空間量算近似處理,計(jì)算得出相應(yīng)的空間句法指標(biāo)值(表3)。分析表明,京津冀都市圈鐵路網(wǎng)連接度平均水平為3,控制值均值為1.06,平均深度值高于50的城市節(jié)點(diǎn)占85%,說明鐵路交通軸線具備較強(qiáng)控制力和聯(lián)動(dòng)性。其中平均深度值較大的城市節(jié)點(diǎn)包括秦皇島市、承德市、邯鄲市、邢臺(tái)市等,這些節(jié)點(diǎn)的平均深度值大,表示從這些城市節(jié)點(diǎn)到其他所有城市節(jié)點(diǎn)需要轉(zhuǎn)換的次數(shù)多,便捷程度差;北京、天津、廊坊、保定等城市節(jié)點(diǎn)平均深度值相對(duì)較小,表示這些節(jié)點(diǎn)到其他所有節(jié)點(diǎn)需要轉(zhuǎn)換的次數(shù)少,則便捷程度相對(duì)較好。整體呈現(xiàn)以北京、天津?yàn)楹诵?C≥5,Ctrl≥1.8,MD≤55),其他節(jié)點(diǎn)為外圈層的空間特征。2分析了北京和天津鐵路網(wǎng)絡(luò)的社會(huì)結(jié)構(gòu)特征2.1網(wǎng)絡(luò)交通出行網(wǎng)絡(luò)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)指標(biāo)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析從關(guān)系的角度研究各節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系,研究采用UCINET6來分析數(shù)據(jù),使用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)效能、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)約束性、節(jié)點(diǎn)中間度三個(gè)結(jié)構(gòu)洞指標(biāo)和網(wǎng)絡(luò)密度來對(duì)區(qū)域游客鐵路出行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)。社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)指標(biāo)通常包括網(wǎng)絡(luò)中心性、結(jié)構(gòu)洞、整體網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模、密度、網(wǎng)絡(luò)中心勢(shì)、直徑和核心邊緣模型等。本文選擇網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中心性、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)洞、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)密度三大指標(biāo)對(duì)其特征進(jìn)行分析。2.2京津冀鐵路出行網(wǎng)絡(luò)對(duì)周邊節(jié)點(diǎn)的依賴程度京津冀鐵路出行網(wǎng)絡(luò)總體聯(lián)系密度為0.673,說明京津冀區(qū)域各節(jié)點(diǎn)鐵路出行線路聯(lián)系比較密切。節(jié)點(diǎn)中間度指標(biāo)顯示,在京津冀鐵路出行網(wǎng)絡(luò)中,北京、石家莊有較高中間度的特殊網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),與大部分節(jié)點(diǎn)均有聯(lián)結(jié),具有較強(qiáng)的中介作用和輻射作用,承德與衡水的中間度較小,在鐵路出行網(wǎng)絡(luò)中相對(duì)孤立,建議增加列車班次來平衡其聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)。在結(jié)構(gòu)洞指標(biāo)中,石家莊市的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)效能最高,說明其在鐵路列車出行網(wǎng)絡(luò)中,與周邊的聯(lián)結(jié)優(yōu)于北京,北京市、廊坊市、保定市網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)約束性值為0.304、石家莊市為0.302,相對(duì)較小,說明這些節(jié)點(diǎn)在選擇鐵路線路出行時(shí),對(duì)周邊節(jié)點(diǎn)的依賴性小;承德為0.354,相對(duì)較大,表明其對(duì)周邊節(jié)點(diǎn)的依賴性大。Ucinet軟件核心邊緣模型分析顯示京津冀區(qū)域鐵路出行網(wǎng)絡(luò)北京、天津、石家莊為核心區(qū),廊坊市、保定市、唐山市、秦皇島市、滄州市、張家口市、衡水市、邯鄲市、邢臺(tái)市、承德市為邊緣區(qū)節(jié)點(diǎn),其中承德市在鐵路出行網(wǎng)絡(luò)中等級(jí)最低。僅從河北省內(nèi)鐵路出行網(wǎng)絡(luò)來看,網(wǎng)絡(luò)總體聯(lián)系密度為0.570,其中石家莊市、保定市、邯鄲市、邢臺(tái)市為核心區(qū),其他為邊緣區(qū)。3各城市鐵路網(wǎng)絡(luò)布局與經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合關(guān)系鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與建設(shè)最終服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展。初步選取京津冀區(qū)域各城市2006—2008年人均GDP值和2008年三大產(chǎn)業(yè)人均產(chǎn)值(對(duì)數(shù)值作標(biāo)準(zhǔn)化處理)、空間句法分析中的節(jié)點(diǎn)整體集成度指標(biāo)、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析中的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)效能指標(biāo),形成三大指標(biāo)的數(shù)值曲線,通過曲線起伏變化,試初步分析目前京津冀區(qū)域鐵路交通網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)與各節(jié)點(diǎn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)性。結(jié)果表明,除廊坊市、衡水市、邯鄲市3節(jié)點(diǎn)外,整體集成度曲線與各城市2006—2008年人均GDP值曲線起伏基本保持相關(guān)性和一致性,說明各節(jié)點(diǎn)鐵路網(wǎng)整體規(guī)劃現(xiàn)狀和連接格局與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平耦合性相對(duì)較好;結(jié)構(gòu)效能指標(biāo)曲線與2006—2008年人均GDP曲線的耦合狀態(tài)也基本保持一致,說明除秦皇島市、承德市外,各城市節(jié)點(diǎn)間的聯(lián)系水平與經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r基本保持相關(guān)性和一致性。考慮各城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特征,選取2008年各城市三大產(chǎn)業(yè)人均GDP值,與鐵路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征指標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步擬合,結(jié)果顯示,從各城市鐵路網(wǎng)絡(luò)布局與第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值發(fā)展關(guān)系看,北京市、天津市鐵路網(wǎng)絡(luò)整體集成度與第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值曲線擬合狀態(tài)較差,城市鐵路布局的高等級(jí)與其第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的低貢獻(xiàn)不一致;唐山市鐵路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)效能與第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值曲線擬合狀態(tài)較差,鐵路網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的低水平與第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的高貢獻(xiàn)率不一致。從各城市鐵路網(wǎng)絡(luò)布局與第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值發(fā)展關(guān)系看,除唐山市外,鐵路網(wǎng)絡(luò)整體集成度與第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值擬合狀態(tài)均比較差,其中北京市、石家莊市、保定市和衡水市鐵路網(wǎng)絡(luò)布局等級(jí)較高,而第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)率相對(duì)較低,其他城市則相反。同時(shí)天津市和唐山市鐵路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)效能曲線與第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值曲線擬合性較差,說明其聯(lián)系水平與第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值貢獻(xiàn)率耦合狀態(tài)差。從各城市鐵路網(wǎng)絡(luò)布局與第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值發(fā)展關(guān)系看,張家口市、承德市鐵路網(wǎng)絡(luò)整體集成度曲線與第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值曲線起伏一致性較差,唐山市與邢臺(tái)市鐵路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)效能曲線與第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值曲線起伏一致性較差,說明張家口市,承德市鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)聯(lián)性不強(qiáng),唐山市、邢臺(tái)市鐵路網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系水平與第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)聯(lián)性較差。論文京津冀區(qū)域鐵路交通網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耦合初狀分析不能直接反應(yīng)兩者之間的因果關(guān)系,但對(duì)區(qū)域內(nèi)各城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展方向選擇具有啟示作用,同時(shí)也可為未來區(qū)域交通要素有針對(duì)性地促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。4京津冀鐵路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀使用空間句法模型和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法對(duì)京津冀區(qū)域鐵路交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià),有利于從整體上了解區(qū)域鐵路交通網(wǎng)絡(luò)的空間特征及其與社會(huì)發(fā)展之間的關(guān)系。在區(qū)域一體化背景下,將城市空間分析法應(yīng)用于區(qū)域,對(duì)了解區(qū)域中各重要節(jié)點(diǎn)鐵路交通特征,加強(qiáng)區(qū)域間合作和區(qū)域鐵路交通規(guī)劃有著重要的參考價(jià)值。結(jié)論及討論如下:第一,空間句法模型指標(biāo)借助城市節(jié)點(diǎn)間鐵路距離里程,評(píng)價(jià)京津冀區(qū)域鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的合理性;社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法通過城際間列車聯(lián)結(jié)次數(shù),評(píng)價(jià)了城市節(jié)點(diǎn)間聯(lián)系的密切度。空間句法指標(biāo)評(píng)價(jià)表明京津冀都市圈鐵路網(wǎng)連接度平均水平為3,控制值均值為1.06,平均深度值高于50的城市節(jié)點(diǎn)占85%,說明鐵路交通軸線具備較強(qiáng)控制力和聯(lián)動(dòng)性。其中北京、天津、廊坊、保定等城市節(jié)點(diǎn)平均深度值相對(duì)較小,便捷程度相對(duì)較好。社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析均表明京津冀區(qū)域鐵路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)以北京、天津、石家莊為核心,以唐山、秦皇島為次核心,其他城市節(jié)點(diǎn)為第三梯隊(duì)的格局。京津冀鐵路出行網(wǎng)絡(luò)總體聯(lián)系密度為0.673,說明京津冀區(qū)域各節(jié)點(diǎn)鐵路出行線路聯(lián)系比較密切。第二,京津冀區(qū)域鐵路網(wǎng)整體規(guī)劃現(xiàn)狀和連接格局、聯(lián)系水平等與各城市主要產(chǎn)業(yè)發(fā)展基本保持相關(guān)性和一致性。但在為整體經(jīng)濟(jì)服務(wù)方面無論是鐵路交通線布局,還是出行班次安排方面,仍需進(jìn)一步統(tǒng)籌和規(guī)劃。第三,建議在城市鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與增設(shè)鐵路線及班車的過程中,優(yōu)先考慮各城市產(chǎn)業(yè)特征和合作條件,如從旅游合作與發(fā)展的角度,增設(shè)石家莊至承德的列車班次,規(guī)劃承德與秦皇島間聯(lián)結(jié)線路等,以進(jìn)一步協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與鐵路網(wǎng)絡(luò)格局布局的關(guān)系,達(dá)到相互促進(jìn)。近期鐵路交通規(guī)劃中京滬、京石和京沈客運(yùn)專線,其中京沈高鐵在京津冀城市群中沿途?？空军c(diǎn)包括北京和承德,京石客運(yùn)專線在京津冀城市群中沿途停靠站點(diǎn)包括北京、石家莊、保定,京滬客運(yùn)專線在京津冀城市群中沿途站點(diǎn)包括北京、天津、廊坊和滄州站。但假定全線通車后按每條線路每天對(duì)發(fā)10對(duì)高速列車統(tǒng)計(jì),且假設(shè)其他班次保持不變,通過UCINET軟件,可得出其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)密度由原來的0.673,調(diào)整為0.713。京津冀區(qū)域鐵路出行網(wǎng)