基于空間句法的西安地鐵網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)分析

崔 敏， 曹榮林， 蔣 偉

(南京大學(xué)地理與海洋科學(xué)學(xué)院， 江蘇 南京 210093)

0 前 言

圖1 西安地鐵近期規(guī)劃圖(來源：http://xian.abang.com/od/xianlv you/a/xianditie.p1,htm)

空間句法產(chǎn)生于20世紀70年代末，由Hillier及其領(lǐng)導(dǎo)下的工作小組首次提出并使用[1]，它是一種關(guān)于建筑與城市空間解析的系統(tǒng)理論，強調(diào)任何一個城市系統(tǒng)都存在相互聯(lián)系的自由空間和空間物體，人們對自由空間的認識決定于其形態(tài)結(jié)構(gòu)，從而反作用于空間行為.近年來，人們已通過空間句法模型，構(gòu)建城市空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓撲關(guān)系，分析空間形態(tài)演變規(guī)律，評價交通網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的合理性[2-5].目前，國內(nèi)大部分學(xué)者對交通網(wǎng)絡(luò)的研究是從分形角度考慮交通結(jié)構(gòu)和特征，側(cè)重于從宏觀角度進行大尺度研究，難以應(yīng)用于城市內(nèi)部復(fù)雜的交通網(wǎng)絡(luò)，基于分形理論的城市交通網(wǎng)絡(luò)分維數(shù)只能提供很少有價值的信息.因此，本文依托空間句法原理，運用Arcview3.3和axwoman3以及spss統(tǒng)計分析軟件，對城市交通網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)進行定量分析，從微觀角度對其剖析，旨在解決城市交通網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計問題，以期得到新的啟示和突破.

1 基于空間句法的西安地鐵網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)分析

城市交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在城市發(fā)展中占有至關(guān)重要的地位，對城市空間形態(tài)的演變起著骨架性作用，交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的智能度高低，反映了空間形態(tài)的關(guān)聯(lián)性強弱以及空間演變的合理性趨勢.

1.1 研究區(qū)概述

西安作為舉世聞名的世界四大文明古都之一，是中國歷史上最大的都城，當(dāng)今的西安又是中國中西部重要的中心城市，隨著快速的城市建設(shè)發(fā)展，作為重要支撐體系的交通系統(tǒng)也開始大規(guī)模的改建和完善.

1994年，西安市人民政府在《西安城市總體規(guī)劃(1995～2010)》中，首次正式提出興建4條地鐵線路，1999年獲得國務(wù)院的批復(fù)；2004年，在重新編制的《西安市城市快速軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃》中，西安市政府將地鐵線路增加到6條.圖1所示為西安地鐵近期規(guī)劃圖.

1.2 研究方法介紹[6]

空間句法將空間的相互聯(lián)系抽象為連接圖，再按圖論的基本原理，對軸線或特征點各自的空間可達性進行拓撲分析，最終導(dǎo)出一系列的形態(tài)分析變量[7].

表1 空間句法量化指標[8]

1.3 西安地鐵線路網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)分析

以圖1為基礎(chǔ)，在Arcview3.3中用軸線表示地鐵線路，其基本原理是：首先畫一條最長的軸線來代表一條地鐵線路，然后畫第二長的軸線與第一線相交，直至整個地鐵線路圖由一系列軸線相連接，所畫的軸線圖稱作軸線地圖.然后，運行axwoman3插件中的DOIT工具，得到地鐵網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的一系列形態(tài)分析變量數(shù)據(jù)，將獲得的變量數(shù)據(jù)通過SPSS13.0統(tǒng)計分析軟件，選取全局整合度(Integration)和局部整合度(Integration_3)的數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析.以西安市地鐵網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)為例，得出的全局整合度和局部整合度的相關(guān)性系數(shù)為0.951(如圖3所示)，說明地鐵網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的智能度很高，交通網(wǎng)絡(luò)空間整體性強，地鐵線路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)績效突出.

圖2 智能度擬合曲線 圖3 全局整合度與局部整合度相關(guān)性(智能度)

由圖4可以看出，貫穿南北的地鐵2號線以及東西向1號線城區(qū)路段的全局整合度和局部整合度均較高，1號線穿越西安城區(qū)的東西，通過市區(qū)最繁華的地區(qū)和人口最稠密的地區(qū)，同時，線路連接主城東西軸和上城西客運站、西安客運站、康復(fù)路批發(fā)市場、長樂路客支站、半坡客運站等大型客流集散點和長途客運樞紐,且2號線位置為西安市南北向主客流走廊，線路將鄭州至西安高速鐵路北客站、張家堡廣場、城市中心北大街及鐘樓、南郊省體育場、小寨商業(yè)文化中心、西安國際展覽中心、長安區(qū)等大型客流集散點串聯(lián)起來，沿途分布有張家堡客運站、城北客運站、明德門客運站等長途客運樞紐.由此可知二號線與一號線構(gòu)成軌道交通線網(wǎng)中的十字骨架，是線網(wǎng)中的骨干線，利用十字軸向發(fā)展模式拉大城市骨架，引導(dǎo)城市向外圍伸展，支撐城市空間發(fā)展多元化，最終促進城市空間形態(tài)合理演變.

圖4 全局整合度與局部整合度

1.4 西安地鐵重要站點可達性分析

表2 起始站、換乘站的可達性

可達性不僅僅體現(xiàn)在交通線路整體拓撲關(guān)系上，從微觀的角度，交通換乘也是影響出行時間和金錢耗費的主要原因.因此，不僅每條地鐵線路的可達性各不相同，同一條地鐵線路上面不同站點之間的可達性也有較大的差異.

本文選取了6條地鐵線路的起始站點、換乘點共計30個站點進行分析，利用深度值推算出各站點的可達性指標，并按照可達性從大到小的順序排列，計算結(jié)果如表2所示.

根據(jù)表2，位于西安城墻內(nèi)的站點可達性普遍較高，而位于城市遠郊的站點可達性較低：北大街、五路口的可達性最好，韋曲科技產(chǎn)業(yè)園曲、韋曲南、會展中心、雁南路的可達性最差.同時，同一條地鐵線上的換乘點可達性并不相同，主要原因是基于空間句法的可達性評價從整體上考慮了與換乘點連接的各線路的連接度(connectivity)，各換乘點的可達性是各條線路連接度的綜合疊加.

位于地鐵1號線上的北大街、五路口有較高的可達性，西安地鐵線路規(guī)劃充分考慮到了重要地段的交通需求，與現(xiàn)狀道路流量的實際狀況相當(dāng)吻合.然而位于地鐵2號線上的鐘樓、小寨以及位于地鐵4號線上的大差市同樣是交通需求旺盛的地區(qū)，它們的可達性卻并不高，其主要原因在于地鐵3、4、6號線的連接度不高，換乘點較少.而城東北方向甚至沒有換乘點，這嚴重限制了地鐵分流東北部交通流量的作用.另外，作為城市對外集散中心的火車站，只有一條地鐵線路通過，并且不是換乘點，可達性較差，難以滿足火車站高人流量對交通的需求.

2 西安地鐵交通與常規(guī)公交的整合研究

城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、城際協(xié)作、一體化的交通線網(wǎng)規(guī)劃對于區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，因此，城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃要在考慮充分發(fā)揮地鐵作用的前提下，盡力將地面常規(guī)公交線網(wǎng)整合運作[9]，實現(xiàn)“方便換乘、點對點、門到門”的交通服務(wù).

以西安公交線網(wǎng)為基礎(chǔ)，采用上述相同的空間句法原理和方法對西安常規(guī)公交線路進行網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)分析，分析結(jié)果如圖5所示.

圖5 西安公交線路整合度

與上述地鐵拓撲結(jié)構(gòu)分析相比較，常規(guī)公交線路的全局整合度與地鐵線網(wǎng)全局整合度相似，均是在北大街、五路口、大差市沿線的可達性最好，雖然這在一定程度上分擔(dān)了地鐵線路部分客流，但是對于地鐵可達性較差的韋曲科技園區(qū)、紡織城、長安副中心，常規(guī)公交并沒有起到彌補作用.

由此推論，地鐵與地面常規(guī)公交線網(wǎng)整合主要從協(xié)調(diào)合作的角度出發(fā)，在軌道交通沿線適當(dāng)取消重合較長的常規(guī)公交線路，反設(shè)在地鐵線路服務(wù)半徑外的地區(qū)，彌補地鐵的服務(wù)盲區(qū)；為快速疏解客流，地鐵出入口應(yīng)盡量設(shè)置在常規(guī)公交樞紐站，方便交通方式換乘，實現(xiàn)點對點的交通服務(wù).同時，在城市繁華地段，單靠地鐵交通難以完全承擔(dān)大流量客運，常規(guī)公交同時要起到分流輔助作用，但應(yīng)注意重合段不宜過長，避免浪費交通設(shè)施.

3 結(jié)束語

通過對西安地鐵線路網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的分析， 總結(jié)了地鐵規(guī)劃線路以及重要站點的分布特征和可達性.在此基礎(chǔ)上，分析了當(dāng)前常規(guī)公交線路發(fā)展存在的問題，提出軌道交通與常規(guī)公交整合建議，同時作為本文研究的技術(shù)支撐，空間句法的實證研究不僅可定量分析城市交通網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計問題，而且對于探討交通方式結(jié)構(gòu)具有重要意義.但是，由于軌道交通與地面交通研究的空間層次不同，不能將地鐵軸線與常規(guī)公交線路簡單疊加分析，只能從各自效應(yīng)出發(fā)進行主觀邏輯推導(dǎo)，因此分析結(jié)果表達還不夠清晰，有待于進一步研究.

參考文獻

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