EN中文

地球信息科学学报 >

2017 , Vol. 19 >Issue 6: 808 - 817

DOI: https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2017.00808

地球信息科学理论与方法

山东半岛城市群交通网络载流能力评估与优化研究

  • 王振波 , 1 ,
  • 杨励雅 , 2, * ,
  • 梁龙武 1 ,
  • 张蔷 1
展开
  • 1. 中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101
  • 2. 中国人民大学公共管理学院,北京 100872
*通讯作者：杨励雅（1978-）,女,博士,研究方向为城市交通规划。E-mail:

作者简介：王振波（1980-）,男,硕士生导师,研究方向为城市与区域规划、城镇化与环境效应。E-mail:

收稿日期: 2016-12-05

  要求修回日期: 2017-03-07

  网络出版日期: 2017-06-20

基金资助

国家自然科学基金重大项目(41590842)

国家自然科学基金重点项目(71433008)

收起

Study on Carrying Capacity Evaluation and Optimization of Traffic Network in Shandong Peninsula Urban Agglomeration

  • WANG Zhenbo , 1 ,
  • YANG Liya , 2, * ,
  • LIANG Longwu 1 ,
  • ZHANG Qiang 1
Expand
  • 1. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Science, Beijing 100101, China
  • 2. School of Public Administration, Renmin University of China, Beijing 100872, China
*Corresponding author: YANG Liya,E-mail:

Received date: 2016-12-05

  Request revised date: 2017-03-07

  Online published: 2017-06-20

Copyright

《地球信息科学学报》编辑部 所有
Fold

摘要

在总结城市群交通网络运输方式多元化、交通节点等级化、结构运行高效化等基本特征的基础上,本文基于GIS空间分析平台构建了城市群交通网络载流模型（Traffic Network Flow-carrying Model, TNFM）,以山东半岛城市群为研究案例区,综合评价和对比了交通网络及各类型交通线路的理论与实际载流能力,得出各行政单元交通线路的缺口指数,并据此提出城市群交通网络的优化与提升方案。研究结果表明：TNFM模型可以有效地评价城市群交通网络的载流能力并得出各行政单元和道路类型的缺口里程,为城市群交通体系规划提供科学依据;山东半岛城市群国道、省道和铁路建设不足,部分城市主干道分流不畅,60%的县市存在各级道路短缺,但高铁和县乡道可以满足载流需求;未来应重点加强上述4类交通线路的建设,完善交通线路间的接口系统,充分发挥高铁和县道的分流作用。

关键词： 城市群; 交通网络; 交通优化; 国土系数模型; 山东半岛; TNFM

本文引用格式

王振波 , 杨励雅 , 梁龙武 , 张蔷 . 山东半岛城市群交通网络载流能力评估与优化研究[J]. 地球信息科学学报, 2017 , 19(6) : 808 -817 . DOI: 10.3724/SP.J.1047.2017.00808

Abstract

Based on the summary of the diversified modes, multi-level traffic nodes, efficient operation and structure, the evaluation model of the flow-carrying capacity of the urban agglomeration traffic network is constructed with GIS platform. Take Shandong Peninsula urban agglomeration （SPUA） as a case, this study aims to evaluate and optimize the comprehensive transportation network in urban agglomerations with traffic network flow-carrying model （TNFM）. First, the contrast analytical matrix was constructed, in which the practical flow-carrying values for traffic lines can be compared with their theoretical values. Second, using the spatial analysis tool of GIS, the performances of comprehensive traffic network as well as every type of traffic lines were evaluated. The national road, provincial road and railway of the urban agglomeration is inadequate. Diversion of some urban trunk road is poor. 60% of the administrative units at all levels have shortage of road. High-speed rail and county road can meet the current carrying requirements. In the future, SPUA should focus on strengthening the construction of the above four types of traffic lines, improve the traffic interface system, and give full diversion to the role of high-speed rail and county road.

Key words： urban agglomeration; traffic network; traffic optimization; territory coefficient model; Shandong peninsula; Traffic Network Flow-carring Model

1 引言

在经济全球化背景下,全球正在成为一个以不同国家和地区的超特大城市为节点,以跨国公司为载体,以资本、商品、科技、信息、服务为纽带,相互依赖,相互作用的网络。城市群已成为国家参与全球竞争与国际化分工的基本地域单元,成为区域空间未来发展的重要增长点[1]。城市群指在特定地域范围内,以1个特大城市为核心,由至少3个以上大城市为基本构成单元,依托发达的交通通信等基础设施网络形成的空间组织紧凑、经济联系紧密, 最终实现高度一体化和同城化的城市群体[2]。中央城镇化工作会议和《国家新型城镇化规划（2014-2020年）》明确指出以城市群为推进城镇化的主体形态,符合中国资源环境承载能力的基本特征。交通网络基础设施是城市之间经济社会要素流动与联通的纽带与载体,是城市群形成和发展的基础条件[3]。合理的城市群交通网络可以高效地促进城市间经济社会要素集聚与扩散,助推城市群的规模增长、结构优化与均衡发展[4];而不合理的交通网络则会因载流量过大而对要素流动产生阻塞或载流量不足而造成资源浪费,进而阻碍城市群的健康有序发展。
城市群交通体系融合了规划、设计、控制和管理等系统过程,是城市群其他要素一体化的基础[5]。市群交通网络是节点等级完整的分层联动体系。城市群等级、规模稳定的城镇体系,必须与其相适应的交通网络体系为支撑[6]。城市群以特大城市为中心,以各级城市为节点,依托交通干线,拓展与集结多类型、多等级的交通线路,以实现城市群各节点之间人流、物流、资金流的无障碍流通,形成组织有序、功能互补、分工协作、轴向集聚的城市群交通网络体系。城市群交通网络是匹配区域经济兼顾城乡均衡的高效交通体系。城市群效益是指通过交通网络体系带动城市节点之间的要素流动与资源整合,实现“1+1>2”的群体效益[7]。与城市经济水平发展相协调的交通网络可以有效拉动城市群体和城乡国土空间的有序发展,而交通网络密度过低则会阻碍经济发展,密度过高则会造成资源浪费。因此,城市群的交通网络应以满足城市群全域发展需求为目标,与节点和城乡经济发展水平相适应的高效交通体系。
交通问题是城市群发展过程中普遍存在的重大问题。从国际经验看,针对城市群不同发展阶段面临的交通问题不同而采取的解决方案亦有不同的侧重点[8-9]。对于发展初期或中期的城市群交通系统,应着重从供给侧方面,利用工程及规划技术,通过优化城市群交通网络结构,合理分配不同类型路段载流来提升城市群交通网络综合承载能力;对于发展较为成熟的城市群交通系统,则应着重从需求侧方面,利用市场或行政手段,对交通流进行组织调配和优化引导来缓解交通供需之间的矛盾。山东半岛城市群在国家“十三五”规划重点建设的19个城市群中位居第四,被列为重点优化提升的发展中城市群,存在交通网络载流能力与载流量错位、交通网络类型难以适应城市发展等矛盾。因此,交通网络优化正是山东半岛城市群发展为国家级城市群的重点内容和基础条件。
国外学者很早开展城市群交通的研究,但多聚焦于交通需求预测方法[10-12]以及运输服务与规模经济的关系上[13-14]。国内学者针对城市群交通网络进行了大量的研究工作,主要涉及交通网络的布局模式[15-16]、分形特征[17]、综合评价[6]、城市空间与经济的带动效应[18-21]等。城市群交通网络的优化研究只限于城际铁路[22]和交通枢纽[23]的优化,通过供给侧和需求侧的定量对比进行城市群多类型交通网络优化的研究较少。1984年,MIT和剑桥的Magnanti等[24]教授等在网络设计与交通规划研究中发现,区域道路密度与人口密度的平方根成正比,国家干线公路网线路长度与该地区的交通需求成正比,与建设及养护费用成反比,并依此提出了国土系数模型,同时测算出各种模型参数。该模型被广泛应用于国内外区域综合交通网络的优化研究与实践分析中[25-27]。
本文针对城市群综合交通网络的特征与国土系数模型的特点和不足,以实现综合交通网络的均衡发展为目标,对传统的国土系数模型加以修正。首先,采用交通网络拥挤度作为修正系数,构建区域交通网络理论载流与实际载流的对比矩阵,建立了城市群交通网络载流模型（TNFM）和交通网络载流缺口指数（TNCGI）;然后,利用GIS空间分析工具对研究结果进行可视化分析,对综合及单类交通网络的承载能力进行深入的评价与差异对比;最后,以山东半岛城市群为研究案例,提出其交通网络的优化与提升方案,以期对正在编制与实施的全国各城市群总体规划的交通网络优化内容提供借鉴。

2 研究方法

合理的城市群交通网络格局既需要多种交通方式和多层次交通节点相互协调,是实际承载能力与实际需求相适应的格局。本研究通过调研交通现状得出区域交通网络的实际承载能力,基于国土系数模型[24-27]构建城市群交通网络截流模型,从社会发展的需求出发,计算区域交通网络的理论（合理）和实际承载能力。在此基础上,运用ArcGIS空间分析模型对比交通网络的实际与理论载流能力之间的差异,得出交通线路承载能力的缺口程度,从而区分出交通网络结构中的合理区域与问题区域,结合区域经济社会发展情况,提出优化交通网络结构的可行措施。

2.1 交通网络载流模型（TNFM）

（1）假设条件
随着高铁的普及,陆路交通已经成为城市群内部交通网络的主要方式。本文假设区域内同一类型的交通线路具有相同的最大载流能力,而且各类交通线路均达到了适合经济发展的最大运行状态。以城市群内的县道为基准对其他交通线路类型的里程数值进行折算,即某类型交通线路程值=线路长度×载流权重。根据已有研究成果[26],假设县道载流权重为1,则确定高速铁路、高速公路、铁路、国道、省道、城市主干道载流权重比为15:10:8:5:3:2,对城市群43个行政单元同类交通线路赋予相同载流权重进行对比分析。
（2）求解理论载流值
国土系统理论认为区域道路长度与人口和面积的平方根及其经济指标系数成正比,国土系数模型是预测现代化道路网络理论值的较为成熟的方法,其具体公式为：
L i = K i × P i × A i （1）
式中： L i 是指城市交通网络理论载流值/km; K i 是指城市经济发展水平系数; A i 是指城市国土面积/km2; P i 是指城市人口数/千人。
（3）修正国土系数模型
该模型没有涉及城市交通网络的潜在经济价值,这对还没有充分挖掘经济潜力的落后地区不利;该模型也没有涉及子区域交通网络的服务水平,不能体现出公路建设的需求程度。经过修正,该模型所预测的结果才能够更加符合实际情况。
子区域发展潜力的修正系数 ε 计算公式为：
ε = 1 + qγ g （2）
式中：q指潜在经济价值,即区域内预测年份可挖掘的潜在水资源、能源资源、土地资源以及林业资源的经济价值;g指预测年份的GDP; γ 指交通网络里程对GDP的弹性系数。
采用交通网络拥挤度作为计算子区域发展程度的修正系数 δ ,其计算公式为：
δ = 1 + α l - 1 λ ∑ l = 1 λ α l （3）
式中： λ 指子区域数量, α l 指子区域 l 的交通网络拥挤度,即公路负荷交通量和通行能力之比。
经过修正,用国土系数法求解的交通网络理论载流值 L ig 为：
L ig = K i P i A i εδ w i w i = ∑ l = 1 λ w il L il L is （4）
式中： w i 指综合等效系数,通常把二级公路等效系数作为标准,并依据各道路等级的等效系数进行加权平均; L is 指各子区域交通网络里程总值。本文运用回归分析模型来确定 K 值,即对山东半岛场 城市群1980-2014年人均国民生产总值与交通网长度的数据进行回归分析,其表达式为：K=6.87+ 0.0067 GNPpc,GNPpc为人均国民生产总值（美元）,模型的相关系数R=0.98,这说明该模型具有较强的可信度。
实证结果表明,修正后的国土系数法模型能够更加有效地确定区域交通网络的均衡规模配置,预测出更符合实际的交通网络理论载流值,使结果更适合指导交通网络规划的实践。
（4）求解实际载流值
县市单元内某类型交通线路 j ( j = 1,2 , ⋯ , m ) 的实际载流值 O ij ( j = 1,2 , ⋯ , m ) 为该类型交通线路的实际里程 R ij ( j = 1,2 , ⋯ , m ) 与其对应的实际载流权重（ Q ij ）的乘积,各类交通线路实际载流程值之和为该单元实际载流总值（ M i ）,求解公式如下：
M i = ∑ j = 1 m O ij = ∑ j = 1 m R ij × Q ij ( j = 1,2 , ⋯ , m ) （5）
（5）求解实际与理论载流差值
运用ArcGIS空间分析模块构建载流对比矩阵,求得理论载流权重与实际载流权重差值的绝对值 H i ,其求解公式为：
H i = ∑ j = 1 m R ij Q ij - K i × P i × A i ( j = 1,2 , ⋯ , m ) （6）
式中：Hi表示研究单元内部道路载流的满足程度。如果 H i > 0 ,则表明交通比较紧张;如果 H i < 0 ,则表明交通比较松缓。

2.2 交通网络载流缺口指数（TNCGI）

（1）交通网络载流能力缺口指数测度
综合承载能力缺口是行政单元内理论载流权重与实际载流权重比较的区域化效果的直观显示,表明载流超标的相对程度,其值大小可作为线路调整的重要参考依据。
N i = H i M i = ∑ j = 1 m R ij Q ij - K i × P i A i ∑ j = 1 m R ij Q ij ( j = 1,2 , ⋯ , m ) （7）
式中： N i 是指区域交通网络综合承载能力缺口指数; H i 是指该区域缺口里程数;Mi为该区域实际载流程值。
（2）求解单类交通实际载流值
各单元内单类交通实际载流值（ O ij ）占单元内单类交通实际载流总值（ M i ）的比例为相应承载量的比例,乘以该类型交通线路的实际载流权重（ Q ij ）,再除以城市群理论载流值（ L i ）与实际载流值（ M i ）之比,从而得到某类型交通线路合理载流权重 P i 。
P ij = O ij M i × Q ij × L i M i ( j = 1,2 , ⋯ , m ) （8）
通过对比城市群尺度和县（市）域尺度2个层面的载流理论和实际载流比率,获得的某类型线路的理论载流权重,反映了基于各县市区行政单元总人口和总面积的区域载流合理需求。

2.3 交通网络载流优化分析

依据单类交通载流能力的缺口值对单类型交通线路进行评价与优化,公式为：
T ij = ∑ j = 1 n H i × O ij ∑ j = 0 n O ij × L i ( j = 1,2 , ⋯ , m ) （9）
式中： T ij 是指研究单元i第j类型交通线路交通网络承载力缺口指数;Hi是指研究单元i交通网络的载流权重差值的均值;Oij是指研究单元i第j类型交通线路实际载流; L i 是指研究单元i交通网络理论载流。若研究单元内Tij>0,则表明该类交通不能满足现状需求,应该加强建设与分流;若研究单元内Tij<0,则表明整体满足需要,但不排除局部紧张、结构不完善等问题,需要通过分流来平衡不同紧张程度的交通线路流量。

3 案例分析

3.1 研究范围与数据来源

山东半岛城市群位于中国部沿海脐部的东经116º41′~122º39′,北纬35º39′~38º 09′之间,总面积7.47万km2,辖济南、青岛、烟台、淄博、威海、潍坊、东营、日照8个设区城市（图1）。2014年,山东半岛城市群总人口4069万人,GDP总量31 051亿元,形成了以青岛、济南-淄博、烟台为核心的三足鼎立的经济发展格局。本文以山东半岛城市群43个县、市和市区（将现有市区合并为一个单元）为研究单元展开研究。研究数据主要包括统计数据和空间矢量数据。统计数据包括各县（市）的地域面积、人口、GDP等指标,主要来源于1980-2014年山东省统计年鉴;空间数据包括山东半岛城市群各县（市）1:100万行政区边界矢量数据,以及包括高铁、铁路、高速公路、国道、省道、县乡道和市内交通道路的综合交通网络矢量数据,主要来源于2014年道路交通的卫星导航系统。
Fig.1 The area coverage of Shandong Peninsula urban agglomeration

图1 山东半岛城市群范围图

3.2 山东半岛城市群交通网络载流分析

3.2.1 交通网络实际载流分析
山东半岛城市群地形以平原为主,城市分布集中。8个地级市中,济南、淄博、潍坊、青岛沿胶济 铁路分布,东营、烟台、威海和日照由沿海高速公路相连;21个县级市中,6个城市位于胶济铁路沿线,10个城市位于沿海高速公路沿线。2014年,一般铁路通车里程2119 km,公路通车里程105 963 km,其中高速公路占公路总里程的2.5%,二级及以上公路占19.4%。根据城市群交通线路的实际载流权重,计算各县市各类型线路的实际载流程值（图2）。
Fig. 2 The spatial distribution of actual flow-carrying value in Shandong Peninsula urban agglomeration in 2013

图2 2013年山东半岛城市群各县（市）交通网络实际载流值分布图

从截流量来看,高速公路、城市主干道和省道是山东半岛城市群的主要载流线路,占到城市群载流总程值的75.8%（分别占33.5%、20.71%和21.61%）,铁路和国道位居其后,高速铁路仅占2.8%。从载流值空间分布来看,山东半岛城市群的载流总程值形成了以青岛和济南为核心,以胶济铁路线为轴带,以地级市市区为节点的空间格局。地级市市区是城市群载流总值的主要承载单元,8个城市市区占到载流总值的41.6%;青岛和济南2个副省级城市载流值分别占9.4%和8.3%;其次为淄博,占6.1%;潍坊、烟台、日照、东营位居其后,威海因地处半岛顶端,程值最小,仅占1.66%。
3.2.2 实际与理论载流权重分析
通过式（2）计算得出山东半岛城市群交通网络载流程值的理论与实际比率B=2.0986,表明城市群实际载流量和理论载流量存在较大的差距。表1显示了不同行政单元内不同类型交通线路的理论与实际载流权重。山东半岛城市群高速铁路和高速公路的Q与P值差距不大,原因是高速铁路载流量占城市群的总载流量较小,而高速公路分布又较为均匀;一般铁路、国道和省道的Q与P值差距均值为4.51、4.19和4.13,表明研究单元对一般铁路、国道和省道的需求缺口较大;城市主干道差距均值为17.49,载流负荷较为严重,城市群普遍存在城市主干道不能满足当地人车流量的现象。相比之下,包括县乡道在内的其他道路的差距均值为负（-0.55）,表明县乡道整体状态良好,可以满足当地农村居民的出行需要,反映出国家和山东省村通公路工程的良好效果。
Tab.1 The actual and reasonable flow-carrying value of roads in Shandong Peninsula urban agglomeration

表1 2013年山东半岛城市群单类交通线路合理载流权重与实际载流权重对比表

县市区 高速铁路 高速公路 一般铁路 国道 省道 城市主干道 其他道路
Q1 P1 Q2 P2 Q3 P3 Q4 P4 Q5 P5 Q6 P6 Q7 P7
济南市区 15 15 10 10 8 15 5 12 3 10 4 17 1 0.6
平阴县 15 15 10 10 8 18 5 11 3 22 4 30 1 0.5
济阳县 15 15 10 10 8 9 5 6 3 7 4 18 1 0.4
商河县 15 15 10 10 8 8 5 5 3 3 4 6 1 0.2
章丘市 15 15 10 11 8 13 5 10 3 7 4 20 1 0.4
青岛市区 15 15 10 10 8 12 5 8 3 6 4 13 1 0.4
胶州市 15 15 10 11 8 16 5 14 3 10 4 29 1 0.6
即墨市 15 15 10 10 8 14 5 10 3 7 4 25 1 0.6
平度市 15 15 10 10 8 20 5 13 3 9 4 29 1 0.6
莱西市 15 15 10 10 8 13 5 9 3 7 4 18 1 0.7
淄博市区 15 15 10 11 8 11 5 10 3 7 4 17 1 0.4
桓台县 15 15 10 10 8 13 5 10 3 6 4 21 1 0.4
高青县 15 15 10 10 8 15 5 9 3 5 4 21 1 0.4
沂源县 15 15 10 10 8 21 5 13 3 8 4 73 1 0.4
东营市区 15 15 10 10 8 11 5 7 3 5 4 8 1 0.5
垦利县 15 15 10 10 8 10 5 7 3 4 4 11 1 0.2
利津县 15 15 10 10 8 17 5 11 3 7 4 21 1 0.4
广饶县 15 15 10 10 8 17 5 10 3 6 4 21 1 0.3
烟台市区 15 15 10 10 8 13 5 9 3 6 4 15 1 0.6
长岛县 15 15 10 10 8 8 5 5 3 3 4 7 1 0.3
龙口市 15 15 10 10 8 11 5 8 3 7 4 15 1 0.3
莱阳市 15 15 10 10 8 11 5 9 3 9 4 22 1 0.4
莱州市 15 15 10 10 8 12 5 10 3 8 4 36 1 0.5
蓬莱市 15 15 10 10 8 12 5 8 3 7 4 15 1 0.4
招远市 15 15 10 10 8 12 5 8 3 6 4 16 1 0.3
栖霞市 15 15 10 10 8 15 5 12 3 9 4 50 1 0.6
海阳市 15 15 10 10 8 13 5 10 3 7 4 20 1 0.5
潍坊市区 15 15 10 11 8 12 5 9 3 7 4 13 1 0.7
临朐县 15 15 10 10 8 8 5 6 3 3 4 21 1 0.2
昌乐县 15 15 10 11 8 11 5 8 3 8 4 24 1 0.5
青州市 15 15 10 12 8 13 5 12 3 9 4 46 1 0.6
诸城市 15 15 10 10 8 13 5 10 3 7 4 20 1 0.4
寿光市 15 15 10 10 8 12 5 10 3 6 4 14 1 0.5
安丘市 15 15 10 10 8 8 5 5 3 4 4 8 1 0.3
高密市 15 15 10 12 8 13 5 13 3 8 4 15 1 0.4
昌邑市 15 15 10 11 8 15 5 13 3 11 4 23 1 0.6
威海市区 15 15 10 10 8 9 5 6 3 4 4 11 1 0.8
荣成市 15 15 10 10 8 8 5 5 3 3 4 13 1 0.3
文登市 15 15 10 10 8 11 5 8 3 6 4 30 1 0.4
乳山市 15 15 10 10 8 12 5 10 3 9 4 40 1 0.5
日照市区 15 15 10 10 8 13 5 10 3 7 4 13 1 0.5
五莲县 15 15 10 10 8 8 5 7 3 5 4 20 1 0.2
莒县 15 15 10 10 8 13 5 10 3 11 4 21 1 0.3

注：Qi为道路实际载流权重;Pi为道路的理论载流权重

3.2.3 载流能力缺口指数分析
根据式（3）计算山东半岛城市群交通网络载流能力缺口指数N0。图3显示了山东半岛城市群交通问题紧张程度,颜色越深,交通压力越大。城市群43个行政单元交通网络的平均载流能力缺口指数为1.04,表明各行政单元交通网络的平均载流能力不能满足现状需求。其中,26个行政单元的缺口指数大于1,12个单元位于0.7到1的区间,只有临朐、东营市区、长岛、商河和安丘5个行政单元小于0.7。从空间上看,缺口指数大于1.2的单元主要位于地级市的接壤区位,如青州市、乳山市、栖霞市和莱州市;缺口指数大于0.9的城市主要位于烟台、青岛和胶济沿线的地级市区;缺口指数小于0.9的城市整体交通压力相对较小,主要位于包括东营在内的城市群中部地区。
Fig. 3 The spatial distribution of flow-carrying gap index in Shandong Peninsula urban agglomeration in 2013

图3 2013年山东半岛城市群交通网络载流能力缺口指数分布图

4 山东半岛城市群交通网络优化与 提升

根据式（4）计算不同行政单元内单类型线路的载流能力缺口指数T（表2）。除县乡道和高速铁路外,其他类型线路T值均为正,表明山东半岛城市群交通网络总体承载能力紧张,一般铁路、国道、省道、城市主干路等线路类型均无法满足经济发展的需要。城市主干道和省道缺口里程最多,其次为国道和一般铁路,县乡道（T值为负）可以满足载流需求。高速铁路缺口指数为0,表明其状态良好,同时也与其在交通体系中所占份额较小有关系;高速公路承载力为0.02,表明高速公路在城市群交通体系中基本处于饱和状态。总体来看,山东半岛城市群国道、省道和铁路建设不足,城市主干道分流不畅,未来应从全局层面加强该类基础设施建设,完善各类交通线路的接口系统,充分发挥高铁和县道的分流作用。
Tab.2 The flow-carrying gap index of roads in Shandong Peninsula urban agglomeration in 2013

表2 2013年山东半岛城市群单类交通线路载流能力缺口指数

类型 高速铁路 高速公路 铁路 国道 省道 城市主干道 其他道路
缺口里程/km 0 138 752 1495 6101 6769 -4102
实际里程/km 321 5848 2119 3362 12 049 9429 3642
载流能力缺口指数T 0.00 0.02 0.35 0.44 0.51 0.72 -1.13
通过计算每个行政单元单类型线路的缺口里程,可以得出山东半岛城市群43个行政单元中单类线路需提升的里程数（表3）。整体来看,高速铁路呈现良好的承载状态,可以满足基本交通出行需求,近期无需优化;高速公路整体饱和,需要在交通载流量集中的胶济铁路沿线地级市区实施适当优化方案,如济南、青岛、淄博和潍坊均需要增加部分里程（图4（a））。一般铁路除对胶济线实施电气化改造与升级之外,还需要在沿海地区增加青岛至烟台和威海城际铁路、青岛至日照城际铁路,以满足沿海城市之间的交通需求（图4（b））。国道的缺口主要集中在济南、淄博、潍坊、青岛等地级市区,需要加强国道与城市主干道的对接工程建设,另外胶济铁路沿线和半岛南部沿海地的国道亟需升级（图4（c））。省道缺口较大,青岛与烟台南部县市、烟台与威海、济南-淄博-潍坊等地区需要对省道进行重点升级与改造（图4（d））。城市主干道缺口主要集中在地级市区,青岛和济南更为突出,其次为淄博、潍坊、日照、烟台和东营市区,需要实施城市主干道优化与升级工程（图4（e））。以县乡道为主的其他道路整体可以满足出行需求,但同样存在较大的空间差异,以青岛为中心的城市群中东部地区县乡道体系较为富裕,而整体沿海地区和城市群西部边界地区县乡道基本处于载流与需求平衡状态（图4（f））。
Fig. 4 The spatial distribution of gap mileage in Shandong Peninsula urban agglomeration in 2013

图4 2013年山东半岛城市群单类型线路提升里程格局分布

Tab. 3 The gap mileage of roads in Shandong Peninsula Urban Agglomeration in 2013

表3 2013年山东半岛城市群单类交通线路优化里程表（km）

县市区 高速铁路 高速公路 一般铁路 国道 省道 城市主干道 其他道路 总计
济南市区 0 17 85 204 211 645 -49 1113
平阴县 0 0 0 50 3 42 0 95
济阳县 0 0 0 20 62 71 0 152
商河县 0 0 0 0 0 50 -4 46
章丘市 0 14 22 33 169 161 -5 394
青岛市区 0 18 36 108 546 855 -222 1339
胶州市 0 16 57 31 224 141 -90 379
即墨市 0 2 27 40 312 168 -158 391
平度市 0 0 8 65 350 124 -290 257
莱西市 0 0 17 52 187 158 -125 288
淄博市区 0 14 76 71 428 463 -85 967
桓台县 0 0 9 3 73 55 -2 138
高青县 0 0 0 0 60 43 -9 94
沂源县 0 0 0 0 142 22 -30 134
东营市区 0 0 10 18 101 368 -17 479
垦利县 0 0 1 5 61 112 -2) 176
利津县 0 0 0 9 97 82 0 188
广饶县 0 0 0 0 130 99 -37 192
烟台市区 0 0 31 58 281 380 -89 661
长岛县 0 0 0 0 0 10 0 9
龙口市 0 0 6 44 84 125 -67 192
莱阳市 0 0 16 50 90 68 -201 21
莱州市 0 0 24 66 216 89 -62 334
蓬莱市 0 0 0 33 84 120 -16 222
招远市 0 0 6 11 90 73 -368 -187
栖霞市 0 0 22 29 176 46 -37 236
海阳市 0 0 15 33 130 103 -129 151
潍坊市区 0 14 34 100 197 404 -51 698
临朐县 0 0 0 0 34 39 -174 -102
昌乐县 0 3 7 34 91 62 -36 161
青州市 0 14 40 42 219 76 -15 376
诸城市 0 0 21 46 158 130 -223 132
寿光市 0 2 30 0 157 220 -84 325
安丘市 0 0 0 7 42 70 -740 -621
高密市 0 10 33 0 70 123 -191 45
昌邑市 0 14 34 48 95 90 -125 157
威海市区 0 0 2 0 72 164 -6 233
荣成市 0 0 0 0 29 120 -68 81
文登市 0 0 12 43 230 104 -60 330
乳山市 0 0 24 51 165 63 -38 265
日照市区 0 0 33 39 134 316 -61 463
五莲县 0 0 0 8 57 34 -124 -26)
莒县 0 0 13 45 44 82 -10 175
总计 0 138 752 1495 6101 6769 -4102 11 153

5 结论与讨论

结构合理、载流合理的交通运输网络是支撑城市群发展的先导条件。《国家新型城镇化规划（2014-2020）》将“建设以铁路、高速公路为骨干,以普通国道、省道为基础的综合交通运输网络”作为城镇群发展战略的重要内容。随着经济社会的迅速发展,山东半岛城市群的交通问题凸显,现有交通网络难以满足日益增长的交通需求。本文以山东半岛城市群交通网络为研究对象,通过构建理论载流权重与实际载流权重的对比矩阵模型,利用GIS空间分析模块,综合评价山东半岛城市群交通网络及各类型交通线路的载流能力,并依据载流缺口指数模型计算出山东半岛城市群各行政单元的各类交通类型的缺口里程与提升路径,最后基于研究结论提出城市群交通网络的优化与提升方案。
山东半岛城市群各行政单元交通网络建设不足,其平均载流能力不能满足现状需求。在未来的建设中需要重点加强“一轴两带多圈”的交通网络提升框架,即胶济铁路沿线电气化铁路、高速公路、国道等综合提升轴、半岛沿海地区国道提升带、地级市边界区省、县、乡道提升带和大城市（济南、淄博、潍坊、青岛）外环线与国道提升圈。具体来讲,城市群60%的行政单元存在各级道路缺口,尤其是地级市的接壤区和烟台、青岛和胶济沿线的地级市区问题较为明显。高速铁路和县乡道近期无需优化,胶济铁路线需要实施电气化改造与升级,建议增加青岛至烟台和威海城际铁路、青岛至日照城际铁路,以满足沿海城市之间的交通出行需求;高速公路需要在胶济沿线地级市适当加密,济南、淄博、潍坊、青岛等大城市需要重视国道与外环线的对接工程,胶济铁路沿线和半岛南部沿海地区需要实施国道升级工程;青岛和济南等地级市区需要实施城市主干道的优化与升级工程。
文章的模型是基于经典的国土系数理论所构建的,只考虑了经济发展与交通线路长度的关系,而没有考虑出行者的实际选择行为,限于宏观区域出行数据的获取难度,将其作为未来研究的重点内容。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
[1]
王振波,罗奎,宋洁,等. 2000年以来长江经济带城市职能结构演变特征及战略思考[J].地理科学进展,2015,34(11):1409-1418.基于城市职能的专业化部门、职能规模和职能强度三要素,利用全国第五次和第六次人口普查数据,分析了2000-2010年长江经济带城市职能结构与演变特征。结果显示:1工业、建筑业、商业、房地产、科研和其他服务业部门是长江经济带的基本职能部门;2长三角地区是长江经济带的工业重心,城市群和大城市的工业化进程显著,产业梯度转移已经取得显著效果,但尚缺少国家层面分区分级的调控引导机制,生态环境安全面临巨大压力;3建筑和房地产业职能正在由下游向上中游转移,并拉动包括商业、科研、金融、社会服务、其他服务业等生产性和生活性服务业的迅猛发展,但城市产业同构现象严重,中心城市集聚能力不足;4交通通信业职能下降,难以支撑长江经济带国家战略的顺利实施。针对以上特征与问题,建议以管理机制创新培育流域一体化城市(群)职能分工体系,以流域产业准入标准保障协同发展的绿色城市职能体系,以城市群战略和国家级新区链接城市职能互协互补网络体系,以长江经济带综合立体交通走廊优化沿江城市资源配置格局。

DOI

[ Wang Z B, Luo K, Song J, et al.2015. Characteristics of change and strategic considerations of the structure of urban functional divisions in the Yangtze River Economic Belt since 2000[J]. Progress in Geography, 2015,34(11):1409-1418. ]

[2]
方创琳,关兴良.中国城市群投入产出效率的综合测度与空间分异[J].地理学报,2011,66(8):1011-1022.中国城市群是中国未来经济发展格局中最具活力和潜力的核心地区,是中国主体功能区划中的重点开发区和优化开发区,在全国生产力布局格局中起着战略支撑点、增长极点和核心节点的作用.但城市群高密度的聚集导致高强度的相互作用,在拉动城市群高速度成长的同时,造成了高风险的生态环境威胁.如何客观评价城市群高密度集聚的效果？基于这一问题,本文从投入产出效率视角,构建城市群投入产出效率指标体系,采用CRS模型、VRS模型和Bootstrap-DEA方法,综合测算了中国城市群投入产出效率、变化趋势及空间分异特征.结果表明,中国城市群投入产出效率总体较低且呈下降趋势,2002年、2007年中国城市群投入产出综合效率为0.853和0.820,分别达到最优水平的85％和82％,平均综合效率下降了0.033；基于Bootstrap-DEA纠偏后的中国城市群投入产出效率更低,但更可靠有效；城市群投入产出综合效率、纯技术效率和规模效率总体表现为东部高于中部,中部高于西部的区域空间格局,呈现出与中国东、中、西区域经济发展格局相似的特征；2002-2007年中国城市群规模效率指数微弱上升,全要素生产率指数、综合效率指数、技术效率变化指数以及纯技术效率指数下降趋势显著.该研究旨在为评估我国城市群高密度集聚的效果提供定量的测算依据,进而为提高中国城市群的投入产出效率与空间集聚效率奠定科学的决策基础.

DOI

[ Fang C L, Guan X L.Comprehensive measurement and apatial distinction of input-output efficiency of urban agglomerations in China[J]. Acta Geographica Sinica, 2011,66(8):1011-1022. ]

[3]
杨丽华,孙桂平.京津冀城市群交通网络综合分析[J].地理与地理信息科学,2014,30(2):77-81.为优化城市群交通网络结构,促进京津冀城市群交通一体化与经济一体化的发展,从交通建设度、交通运输度、交通通行度及关联度等方面构建交通网络总体建设水平的评价指标体系,并运用SPSS模型对城市群内的交通节点进行分级,然后运用交通联系度模型对各城市间的交通网络联系进行了定量分析,从而构建了京津冀城市群交通网络联系的基本结构.研究表明,京津冀城市群各节点城市交通网络综合实力的两极分化现象严重;交通网络的联系不健全,存在南北不对称的松散结构;交通网络呈现以北京市为中心的放射式格局并形成以京津为核心的三条主要联系通道.

DOI

[ Yang L H, Sun G P.Comprehensive Analysis of the Beijing-Tian-Hebei City cluster transportation network[J].Geography and Geo-Information Science, 2014,30(2):77-81. ]

[4]
劳昕,王彦博,沈体雁.基于交通网络和经济网络的中国城市体系空间结构对比研究[J].经济体制改革,2015(3):49-55.本文综合运用交通网络和经济网络来研究中国城市体系的空间结构,并在此基础上对二者进行对比分析,为中国城市体系网络研究提供了新思路。研究结果表明：我国目前已形成以北京、上海、广州、重庆为中心的菱形城市网络基本骨架,城市间的空间联系呈现由中心城市向外依次递减的空间圈层结构;相对而言,交通网络有助于推进区域均衡发展,经济网络则有助于形成经济集聚,将二者结合起来研究,可为促进中国经济发展“在集聚中走向平衡”提供理论参考。

[ Lao X, Wang Y B, Shen T Y.A comparative research on the spatial structure of China's urban system between the transportation network and the economic network[J]. Reform of Economic System, 2015,3:49-55. ]

[5]
潘竟虎,胡艳兴.中国城市群“四化”协调发展效率测度[J].中国人口资源与环境,2015,25(9):100-107.中国城市群是伴随国家新型工业化、城镇化、信息化和农业现代化(新"四化")发展到较高阶段的必然产物,城市群"四化"协调、同步发展应是未来中国推进新型城镇化的主体和"新常态"。但目前关于城市群"四化"协调的研究还很薄弱,亟需加强。"四化"协调发展不仅是现阶段的现实需求,也是推进城乡统筹发展、区域发展的重要战略方向,提供了识别区域问题和问题区域的新视角。以中国23个城市群为研究对象,构建了指标体系,运用数据包络分析(DEA)法和探索性空间数据分析(ESDA)技术,对2011年各城市群的"四化"协调发展及其效率的空间差异变化特征进行了分析。结果显示,中国城市群2011年"四化"协调发展综合指数、耦合度和协调度均存在显著的空间分异,各城市群在城镇化和信息化发展上相对于工农业发展水平更为滞后,城市群间的发展差异较大。城市群"四化"协调发展的整体水平不高,只有长三角和珠三角城市群属于"四化"高耦合且高协调的同步发展型城市群。兰西和黔中城市群内部"四化"协调发展最不平衡,呼包鄂、晋中、长三角等城市群内部各城市"四化"协调较为均衡。中国的城市群总体效率相对较低,23个城市群2011年"四化"协调发展综合效率的平均值仅为0.815,达到最优效率的81.5%,处于效率中等水平,达到DEA效率最优的只有海峡西岸、中原、天山北坡和兰西4个城市群。纯技术效率和规模效率的平均值分别为0.923和0.884,多数城市群仍处于规模收益递增阶段。东部城市群主要通过技术进步来提高"四化"协调发展效率,而西部城市群仍以粗放型的规模增长为主。旨在为评估我国城市群"四化"协调发展的效果提供定量的测算依据,进而为提高中国城市群的投入产出效率与空间集聚效率奠定科学的决策基础。

DOI

[ Pan J H, Hu Y X.Measurement of the efficiency of coordinated development of the four modernizations for urban agglomerations in China[J]. China Population,Resources and Environment, 2015,25(9):100-107. ]

[6]
杨丽华,孙桂平.京津冀城市群交通网络综合分析[J].地理与地理信息科学,2014,30(2):77-81.

[ Yang L H, Sun G P.Comprehensive analysis of the Beijing-Tianjin-Hebei city cluster transportation network[J]. Geography and Geo-Information Science, 2014,30(2):77-81. ]

[7]
肖京格,周廷刚,姚林虎,等.重庆市交通网络的可达性时空特征及其演化规律[J].地球信息科学学报,2015,17(1):54-61.lt;p>可达性是度量区域交通网络结构通达性的有效指标。本文以1997、2001、2004、2008 和2012 年为时间断面,以加权平均旅行时间为指标,对重庆市陆路交通网络中节点区县可达性时空特征及演化规律进行了研究。结果表明:重庆市交通可达性总体呈现以主城区为中心向外围区域递减的&ldquo;核心-边缘&rdquo;模式,可达性等值线大致呈不规则环状分布;随着路网的不断完善,可达性水平由中心向外围呈圈层式优化,各区县的可达性有大幅度的提升,但不同阶段可达性提升幅度不同,第1、2 阶段(1997-2004 年)可达性相对第3、4 阶段(2004-2012 年)而言优化程度更为显著。由于可达性值变化幅度与其初始值有关,所以,边缘地区可达性值提高幅度始终大于中心地区,区县可达性差异逐渐缩小,可达性分布趋于均衡。由于空间经济分布具有明显的不均衡性,可达性与经济发展之间具有一定的互动耦合关系,交通网络的区域效应显得更为复杂。交通网络如何与城市体系合理匹配,形成良性互动的&ldquo;交通-城市-经济&rdquo;复合系统,是未来区域交通建设规划应该重视的内容。</p>

DOI

[ Xiao J G, Zhou Y G, Yao L H, et, al. Spatial-temporal characteristics of Chongqing transport network accessibility and its Evolution Pattern[J]. Journal of Geo-Information Science, 2015,17(1):54-61. ]

[8]
董治,吴兵,王艳丽,等.中国城市群交通系统发展特征研究[J].中国公路学报,2011,24(2):83-88.针对中国城市化进程不断加速的趋势,面向“十二五”期间中国城市群发展对交通发展的影响和要求,运用系统分析、交通规划、城市规划、需求分析以及适应性的理论和方法,从城市群交通需求特征、网络结构以及交通模式3个方面全面分析中国城市群交通系统发展特征,提出了适应中国城市群交通发展的总体思路和发展对策。研究结果表明:中国城市群交通系统仍需不断完善,应重点关注城市群城际通道优化、城市出入口衔接、综合枢纽建设以及一体化管理体制的推进。研究结果能够为科学制定中国城市群交通发展规划及相关政策奠定基础。

[ Dong Z,Wu B, Wang Y L, et al.Research on development characteristic of transportation system of China urban agglomeration[J]. China Journal of Highway and Transport, 2011,24(2): 83-88. ]

[9]
陆化普. 城市交通供给策略与交通需求管理对策研究[J].城市交通,2012,10(3):1-6.城市交通拥堵问题已经成为城市发展的瓶颈,导致城市交通拥堵的根本原因是交通供需关系的不平衡.因此,需要探讨影响交通供需关系的主要因素,不同供给策略与需求管理对策的影响规律以及实现生态城市绿色交通系统的供需动态平衡策略.通过动力机制分析和经验总结,阐述了城市交通供给策略与交通需求管理对策当前存在的主要问题及其作用机理,提出了交通供给策略和交通需求管理对策的研究内容以及五维度综合分析法,并据此提出了城市交通供给策略与交通需求管理对策的制定框架和技术要点.解决交通供需不平衡的矛盾必须从供需两个方面同时采取措施,交通需求管理对策也不是权宜之计,而始终是实现交通供需关系动态平衡的不可或缺的重要方面.

[ Lu H P.Strategies of supply of urban transport infrastructure and travel demand management[J]. Urban Transport of China, 2012,10(3):1-6. ]

[10]
Gajjar R H.Application of time series techniques for forecasting truck traffic attracted by the Bombay metropolitan region[J]. Journal of Advanced Transportation, 1993,27(3):227-249.Abstract Knowledge of future traffic flow is an essential input in the planning, implementation and development of a transportation system. It also helps in its operation, management and control. Time series analysis techniques have been extensively adopted for this purpose in the fields of economics, social sciences and in other fields of technology. An attempt has been made in this study to apply the techniques of time series analysis to goods traffic, particularly truck traffic. Four predominant corridors, N.H.3, N.H.4, N.H.8 and Lal Bahadur Shastri Road (L.B. S. Rd.), accounting for majority of truck movement in the Bombay Metropolitan Region (BMR), have been considered for modeling. Raw data was processed initially, to obtain an insight into the structure of time series. Ten candidate models of the Auto-Regressive Moving Average (ARMA) and Auto-Regressive Integrated Moving Average (ARIMA) family are investigated to represent each of the four corridors. Models finally proposed, to represent each of the four corridors have been selected based on Minimum Mean Square Error (MMSE) and Maximum Likelihood Rule (MLR) criteria. Models ARIMA (2, 1, 0), ARMA (1.0), ARMA (1, 1) and ARIMA (1, 1, 0) are proposed for N.H.3, N.H.4, N.H.8 and L.B.S. Rd. respectively, based on significant weekly periodicity.

DOI

[11]
Kamarianakis Y, Shen W, Wynter L.Real-time roas traffic forecasting using regime-switching space-time models and adaptive LASSO[J]. Applied Stochastic Models in Business and Industry, 2012,28(4):297-315.Smart transportation technologies require real-time traffic prediction to be both fast and scalable to full urban networks. We discuss a method that is able to meet this challenge while accounting for nonlinear traffic dynamics and space-time dependencies of traffic variables. Nonlinearity is taken into account by a union of non-overlapping linear regimes characterized by a sequence of temporal thresholds. In each regime, for each measurement location, a penalized estimation scheme, namely the adaptive absolute shrinkage and selection operator (LASSO), is implemented to perform model selection and coefficient estimation simultaneously. Both the robust to outliers least absolute deviation estimates and conventional LASSO estimates are considered. The methodology is illustrated on 5-minute average speed data from three highway networks. Copyright (c) 2012 John Wiley & Sons, Ltd.

DOI

[12]
Stathopoulos A, Dimitriou L, Tsekeris T, Loukas. Fuzzy modeling approach for combined forecasting of urban traffic flow in metropolitan area[J]. Computer-aided civil and infrastructure engineering, 2008,23(3):521-535.

[13]
Knudson P T.Coalition formation and metropolitan contention: An analysis of the politics of light-rail transit in the twin cities of Minnesota[J]. City & Community, 2009,8(2):177-195.This article, by examining the planning, development, construction, and operation of the Hiawatha light-rail transit line in the Twin Cities of Minnesota, attempts to further the understanding of coalition-building between lawmakers in urban and suburban areas, as well as those at the local, state, and federal levels, and how this cooperation affects metropolitan areas. The analysis relies on primary and secondary data from local newspapers, radio transcripts, and organization websites and materials from 1995 to 2007 to examine the political processes surrounding the project. Previous research on coalition-building strategies and regionalism informs the theoretical approach of the article. Key findings suggest that traffic congestion acts as a powerful motivator for uniting urban and suburban interests. The research also supports previous findings that big-city mayors seldom take the lead in promoting regional cooperation. In addition, findings suggest that governor-brokered coalitions can be relatively unstable, and that the possibility for receiving federal funds promotes regional cooperation along the lines of transportation issues.

DOI

[14]
Sherer D, Aviram H.Incorporating agglomeration economies in transport cost-benefit analysis: The case of the proposed light-rail transit in the Tel-Aviv metropolitan area[J]. Regional Science, 2005,84(3):487-508.Abstract. The economic evaluation of transport projects relies primarily on the impact of the project on road users. Economic benefits are calculated from a reduction in the aggregate value of time saved by the users, as well as from savings on vehicle-operation and maintenance costs, reducion in traffic accidents, and more recently the negative environmental impacts that ensued. Most often the analysis assumes fixed demand. Major mass-transit systems, like the new Light Rail Transit (LRT) currently proposed for the Tel-Aviv Metropolitan Area (TAMA) in Israel, are expected to generate substantial new (induced) traffic. This development will most likely enhance the agglomeration forces at work in major urban concentrations. Agglomeration economies could lead to an upward shift in the production function of the metropolitan area, thus generating substantial additional benefits for the transport project. This article presents the methodology used to estimate the benefits derived from agglomeration economies induced by the aforementioned proposed new LRT in the TAMA. An estimate is made of the increase in the number of employees in the CBD owing to the proposed LRT and their potential contribution to the total annual production of the CBD. Agglomeration economies could add a significant amount of additional benefit to the transport project. In our case study the extent of these benefits increased the benefit-cost ratio from 1.15 to 1.40.

DOI

[15]
吕韬,姚士谋,曹有挥,等.中国城市群区域城际轨道交通布局模式[J].地理科学进展,2010,29(2):249-256.我国城市密集区与城市群的迅速发展,对交通网络化、现代化的需求 日益迫切,而城际轨道交通是城市群发展的重要条件和前提.国外发达国家发展的经验表明,城际轨道交通是城市群客流运输最佳的交通方式选择,两者相互影响、 互为促进,城市群区域和城际轨道交通之间的空间结构存在着必然的空间映射关系.基于此,本文根据我国城市群发展现状及其区域空间结构发展的5种模式,相应 提出放射型、钟摆型、串珠型和网络型等4种城际轨道交通布局形式,并阐述各自特点.在未来一定时期,国内城际轨道交通将蓬勃发展,必须根据城市群区域空间 结构发展模式,进行科学规划和布局形式的选择,以有效满足日益庞大的客流需求和推动城市群发展战略的实现.

DOI

[ Lv T, Yao S M, Cao Y H, et al.Layout patterns of the intercity rail transit of urban agglomerations in China[J]. Progress in Geography, 2010,29(2):249-256. ]

[16]
王振波,徐建刚,朱传耿,等.中国县域可达性区域划分及其与人口分布的关系[J].地理学报,2010,65(4):416-426.lt;p>可达性空间划分是交通地理学研究的重要领域。分析其与人口布局的关系,对当下中国的发展具有重要的理论与实践意义。借助GIS 软件平台,运用栅格成本加权距离算法,计算全国县 (市、区) 域单元的空间可达性并进行区域划分,进而探讨中国大区域交通可达性与人口分布的关系,揭示不同交通条件和不同区域类型中人口迁移与人口流动内在机制,为区域规划、交通规划和中国人口配置提供科学依据。研究表明,①栅格成本加权距离算法可以实现空间可达性概念从定性描述转向定量计算的精确转换;②中国县域可达性以低值为主,具有圈层状和&quot;反自然梯度&quot;空间结构,&quot;黑河&mdash;腾冲&quot;线为明显分界线;③中国大陆分为3大区:可达性高值区、可达性中值区、可达性低值区。可达性中值区又可分为东南诸省亚区、陕甘宁晋亚区、吉林亚区;可达性低值区分为云川渝亚区、蒙黑亚区、新疆亚区、青藏亚区;④国家区域范围内县域可达性与人口密度具有明显的相关性,2.5小时圈是目前中国可达性与人口集聚产生作用的最远距离;中国县域可达性越高的区域,可达性对人口集聚产生作用圈就越大,而可达性值与人口数量的相关性越小,说明交通条件对落后地区人口集聚所起到的作用远远大于发达地区。</p>

DOI

[ Wang Z B, Xu J G, Zhu C G, et al.The county accessibility divisions in China and its correlation with population distribution[J]. Acta Geographica Sinica, 2010,65(4):416-426. ]

[17]
方大春,杨义武.高铁时代长三角城市群交能网络空间结构分形特征研究[J].地域研究与开发,2013,32(2):52-56.宁沪杭高铁的开通缩短了长三角城市之间的交通时间.通过缩减交通时间拉近城市间空间距离,高速铁路的贯通对长三角城市群交通网络空间结构产生深远影响.城市间联系会因交通时间缩短而增强,以交通距离代替空间距离来研究城市群之间分形特征更具有科学性.从城市间高速时间距离和高铰时间距离对比角度,计算高铁开通前后长三角城市群交通空间聚集维数和空间关联维数,分析长三角城市群交通网络空间结构分形特征变化.结果表明:高铁下的长三角城市群交通网络空间向心性集聚分布更显著,空间关联性更强.不同级别交通网络相互叠加改变城市群交通网络分形特征.高铁开通优化了长三角城市群城市交通网络空间结构.

DOI

[ Fang D C, Yang Y W.Study on transportation spatial structure fractal characteristics of Yangtze River Delta city group in High-speed Rail Era[J]. Areal Research and Development, 2013,32(2):52-56. ]

[18]
林雄斌,杨家文,孙东波.都市区跨市公共交通规划与空间协同发展:理论、案例与反思[J].经济地理,2015(9):40-48.快速城市化和区域经济要素流动的背景下,跨市交通的规划与政策成为推进不同行政区之间空间发展的重要基础.然而,我国目前仍缺乏良好的协调框架推动跨市交通规划和政策的实施,以更好地促进空间协同发展.在都市区和同城化等理论分析的基础上,选取广州—佛山,深圳—东莞—惠州,杭州—德清等都市区为研究对象,重点分析跨市轨道交通、公共交通和交通政策,对各个地区的跨市交通规划与政策实施开展评估继而来理解跨行政区的空间协同发展.最后,从调整行政组织、加深协作程度和加强社会参与等方面提出推动跨市交通发展与空间管治的建议.

DOI

[ Lin X B, Yang J W, Sun D B.Metropolitan inter-jurisdictional public transportation and spatial coordinated development: Theory, cases and reflections[J]. Economic Geography, 2015,9:40-48. ]

[19]
何甜,朱翔,郑亮.基于运输通道场理论的长株潭城市群经济聚散效应分析[J].经济地理,2016(2):27-35.

[ He T, Zhu X, Zheng L.Economic accumulation and diffusion effect analysis of Changsha-Zhuzhou-Xiangtan urban agglomeration based on the transportation corridor field theory[J]. Economic Geography, 2016,2:27-35. ]

[20]
周恺,刘冲.可视化交通可达性时空压缩格局的新方法——以京津冀城市群为例[J].经济地理,2016(7):62-69.构建了一个利用“时间—空间图”来分析区域时空压缩的方法框架,并以京津冀城市群为对象,运用该技术研究由路网建设带来的交通可达空间变化.首先,分析通过网络抓取技术获取的各县市在公路网上的通行距离和时间数据.然后,再利用多维尺度分析算法将节点之间的邻近关系转化成几何关系,生成拟合可达关系的时空图,并检验拟合误差.最后,利用分层聚类划分区域城镇体系内部层域结构,利用空间统计方法来分析各聚类的水平位移平均方向、平均距离和圆方差.最后,以区域可达性均衡发展为出发点,给未来京津冀城市群交通网络建设公平发展提出政策建议,并给京津冀城市群未来的一体化发展提供分析基础.

DOI

[ Zhou K, Liu C.A New method to visualise the time-space compression effect in road network: A case study of Beijing-Tianjing-Hebei Region[J]. Economic Geography, 2016,7: 62-69. ]

[21]
焦利民,唐欣,刘小平.城市群视角下空间联系与城市扩张的关联分析[J].地理科学进展,2016,35(10):1177-1185.在城市群发展的不同阶段,城市扩张表现出不同的时空特征.从城市群视角研究城市扩张的时空规律,对于理解城市扩张与城市群网络化组织结构之间的复杂耦合关系具有重要意义.本文以长江三角洲城市群为例,基于交通网络、引力模型和空间句法模型,结合1980、1990、2000和2010年Landsat遥感影像提取建设用地扩张信息,计算城市扩张强度与速度指标;采用核心城市可达性与空间相互作用力强度分析城市的交通网络区位;采用空间句法模型计算城市交通网络的通达性和城市在城市群交通路网中的地位.结果表明:城市扩张强度与核心城市可达性、核心城市空间相互作用力强度、空间句法变量指标呈正相关关系.城市扩张速度与上述指标在第一阶段(1980-1990年)和第二阶段(1990-2000年)呈正相关关系;但在第三阶段(2000-2010年)整体表现为负相关,分布在城市群外围、交通路网联系程度较低的城市扩张速度更快,呈现出空间收敛的趋势.表明城市群中的城市空间联系在城市扩张中起到重要但又不断演变的作用,研究结果对于长三角城市群规划和其他城市群城市扩张调控具有借鉴意义.

DOI

[ Jiao L M, Tang X, Liu X P.Spatial linkage and urban expansion: An urban agglomeration perspective[J]. Progress in Geography, 2016,35(10):1177-1185. ]

[22]
黄超,刘苏,吕颖.基于网络演化方法的城市群城际铁路线网规划模型研究[J].交通运输系统工程与信息,2016,16(2):123-128.

[ Huang C, Liu S, Lv Y.Network evolution-based planning model for intercity railway network within urban agglomeration[J]. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 2016,16(2):123-128. ]

[23]
李婷婷,宋瑞,何世伟,等.基于分层布局的城市群综合客运枢纽优化模型[J].中国公路学报,2016,29(2):116-122.为优化城市群综合客运枢纽布局,提出了基于城市群的分层轴辐式综合客运枢纽网络,在分层枢纽选址模型的基础上,设计了更小规模的变量和约束描述该网络,加入枢纽覆盖范围约束和城市群枢纽数量约束,构建了综合客运枢纽分层布局优化模型,并用优化软件Cplex求解,最后以Turkey Data设计算例验证了模型的有效性。结果表明:考虑枢纽覆盖范围和城市群枢纽数量的限制能大大减少模型求解时间,所得的枢纽布局方案更具公平性并更符合实际;枢纽覆盖范围和通道固定成本对枢纽布局方案影响较大;枢纽规划部门应对枢纽覆盖范围和通道固定成本进行调研,以制定合理的枢纽布局方案。

[Li T T, Song R, He S W, et al.Optimization model of comprehensive passenger Hub in urban agglomeration based on Hierarchical layout[J]. China Journal of Highway and Transport, 2016,29(2):116-122. ]

[24]
Magnanti T L, Wong R T.Network design and transportation planning: Models and algorithms[J]. Transportation Science,1984,18(1):1-55.Numerous transportation applications as diverse as capital investment decision- making, vehicle fleet planning, and traffic light signal setting all involve some form of (discrete choice) network design. In this paper, we review some of the uses and limitations of integer programming-based approaches to network design, and describe several discrete and continuous choice models and algorithms. Our objectives are threefold--to provide a unifying view for synthesizing many network design models, to propose a unifying framework for deriving many network design algorithms, and to summarize computational experience in solving design problems. We also show that many of the most celebrated combinatorial problems that arise in transportation planning are specializations and variations of a generic design model. Consequently, the network design concepts described in this paper have great potential application in a wide range of problem settings.

DOI

[25]
郭晓峰. 国土系数法在公路网总里程预测中的应用[J].公路,2005(2):77-80.国土系数法是预测现代化时期公路网的规模指标的一种方法,但在应用中尚有许多不足和缺陷,从准现代化时期到现代化时期的预测结果不甚合理,预测结果需要结合其他方法进行调整.正确地应用国土系数法、合理地预测结果可给后续工作提供正确可靠的决策依据.最后给出了一个实例对其应用进行了说明.

DOI

[ Guo X F.Application of land coefficient method in the prediction of total mileage of highway network[J]. Highway, 2005,2:77-80. ]

[26]
乔家君,龚如阁.区域交通网络空间优化及实证研究[J].地理与地理信息科学,2006,22(2):64-68.

[ Qiao J J, Gong Ruge.Optimization of regional traffic network structure and empirical case[J]. Geography and Geo-Information Science, 2006,22(2):64-68. ]

[27]
梁国华,张景峰,雷剑,等.公路网均衡规模确定方法[J].交通运输工程学报,2013,13(6):83-89,106.基于公路网均衡规模的概念，以二级公路作为标准等级公路，提出了等效里程和等效系数的计算方法，建立了公路网地形起伏修正系数的回归模型。分析了传统方法如国土系数法和连通度法的特点和不足，对传统的公路网均衡规模计算方法加以修正，以最小公路网发展基尼系数作为判定条件，对均衡规模区间的范围进行修正，建立了均衡规模配比的计算流程，提出了系统的公路网均衡规模确定方法，并以云南省公路网为例进行实例验证。分析结果表明：曲靖市高速公路的地形起伏修正系数最小，为1．12，迪庆州四级与等外公路的地形起伏修正系数最大，为1．92；怒江市的均衡规模里程最小，为549 km，曲靖市的均衡规模里程最大，为4753 km；利用提出的方法计算的云南省公路网的人口、经济与面积的基尼系数分别为0．02、0．19、0．15，分别下降0．15、0．29、0．18，均达到绝对均衡标准。

DOI

[ Liang G H, Zhang J F, Lei J, et al.Determination method of equilibrium scale for highway network[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2013,13(6):83-89,106. ]

Options
文章导航

/

〈 〉