運用空間句法、層次分析地鐵站點的合理性

劉 怡,武紅芳（.華北水利水電大學,鄭州 450003;.河南省汝州市質量技術監(jiān)督檢驗測試中心,河南 汝州 467500）

運用空間句法、層次分析地鐵站點的合理性

劉 怡1,武紅芳2
（1.華北水利水電大學,鄭州 450003;2.河南省汝州市質量技術監(jiān)督檢驗測試中心,河南 汝州 467500）

論文通過研究地鐵規(guī)劃合理性的評價標準，首先從整體上通過可達性對地鐵規(guī)劃的合理性進行評價，進而建立綜合評價函數。并利用空間句法建立可達性模型，對地鐵的整體規(guī)劃進行了合理性分析，對不合理的設計提出了改動方案。在層次分析法的基礎上，從人口、商業(yè)及產業(yè)的分布三個方面建立綜合評價模型，通過對綜合評價指標的劃分對每條線路的合理性進行了定性的描述，并根據實際情況提出了建議。

空間句法;可達性;層次分析

論文從人口分布、產業(yè)及商業(yè)分布的現狀與趨勢，分析當前地鐵規(guī)劃的合理性及需要改動的地方，并選擇某市地鐵中的一條線路，建立合適的評價體系對其站點設置的合理性進行評價。結合乘坐地鐵更關心換乘次數的特點，利用可達性指標建立評價模型，并對地鐵的整體規(guī)劃進行評價，指出規(guī)劃不合理的地方。以表示人口、產業(yè)和商業(yè)分布的有代表性的建筑物，求得它們的權重，計算每條線路上的人口、產業(yè)、商業(yè)的相對數目，根據站點求出平均值，通過建立評價模型對線路設計的合理性進行評價。

1 對地鐵的整體評價

1.1 模型的建立：可達性模型-----空間句法

可達性是城市規(guī)劃、土地開發(fā)、房地產投資、交通管理等領域必須考慮的重要因素，同時也是考察整個地區(qū)交通網絡合理性的一個重要標準。論文采用空間句法中平均深度值的形態(tài)，對某市的17條地鐵線路構成的地鐵網絡的可達性進行了分析，從而整體上把握地鐵網絡的合理性。

深度值:規(guī)定兩個鄰接節(jié)點間的距離為一步,則從一節(jié)點到另一節(jié)點的最短路程（即最少步數）就是這兩個節(jié)點間的深度值。深度值是空間句法中最重要的概念之一,它主要表達空間轉換的次數,而不是指實際距離。

平均深度值:系統(tǒng)中某個節(jié)點到其他所有節(jié)點的最短路程（即最少步數）的平均值,即稱為該節(jié)點的平均深度值。某節(jié)點的平均深度值大表示從此節(jié)點到其他所有節(jié)點需要轉換的次數多,便捷程度差;其平均深度值小表示從此節(jié)點到其他所有節(jié)點需要轉換的次數少,則便捷程度好。因此,平均深度值可表示該節(jié)點所居位置便捷度的比較值。

n為關系圖解中所有點的個數，dij為地鐵i號線與地鐵j號線的深度值。

不對稱性值:由于平均深度值的大小在很大程度上決定于系統(tǒng)中節(jié)點的數目。為剔除系統(tǒng)中元素數量的干擾,P.Steadman改進了計算方法,用相對不對稱值來將其標準化。

由于計算出來的RAi值比較小，本文以=1/RAi來作為評判可達性的指標。由以上分析可以知道，越大，平均深度值越小，也即人們搭乘地鐵的換乘數越小，可達性越高。

1.2 模型的求解

統(tǒng)計某市各條地鐵線路之間的換乘情況：1號線與2、5、9、10號線和八通線；2號線與1、4、6、5、8號線和機場線；4號線與1、2、6、9、10、13號線和大興線；5號線與1、2、6、10、13號線和亦莊線；6號線與2、4、5、8、9、10號線；8號線與2、6、10、13號線和昌平線；9號線與1、4、6、10、14號線和房山線；10號線與1、4、5、6、8、9、13、14號線和機場線、亦莊線；13號線與2、4、5、8、10、15號線與昌平線、機場線；14號線與9、10號線；15號線與13號線；八通線與1號線；昌平線與8、13號線；房山線與9號線；亦莊線與5、10號線；機場線與2、10、13號線；大興線與4號線。

求出各條地鐵線路之間的深度值與平均深度值，進而求出可達性評價指標：根據公式求出平均深度值和不對稱性值，最終求出可達性評價指標如下：1號線:10；2號線:10.90909091；3號線:13.33333333；4號線:10；5號線:10；6號線:10；7號線:10；8號線:8.571428571；7號線:10；8號線:20；9號線：12；10號線：6.315789474；11號線:4.8；八通線：4.444444444；昌平線：5.217391304；房山線：4.44444444；亦莊線：6.315789474；機場線：7.5；大興線：5。

建立評價機制：各地鐵線路平均深度在1.5至2.0間既能達到節(jié)約地鐵線路的修建成本，又能使地鐵網絡的可達性比較高，算得此時可達性評價指標處于7.5至15之間。建立如下評價機制來評價北京地鐵網絡：在0～7.5之間（不含7.5），則線路的可達性較差，設計不合理；在7.5～15之間，則線路設計較為合理；大于15則線路設計可達性高，但在一定程度上浪費了資源。

合理性分析及需要改動的地方：1.大興線、亦莊線、房山線、昌平線、八通線、15號線、14號線可達性較差，設計不合理，需要增設一些換乘站來提高線路可達性。2.1號線、2號線、4號線、5號線、6號線、8號線、9號線、13號線設計較為合理。3.10號線設計可達性高，但在一定程度上浪費了資源，也是一種不合理的表現，可以適當的減少站點數目。

2 從人口、商業(yè)、產業(yè)的分布進行分析

2.1 模型的建立：綜合評價模型

地鐵規(guī)劃合理性的評價指標：人口：包括小區(qū)和小學; 商業(yè)：包括商場；產業(yè)：包括大廈、醫(yī)院、酒店和公園及旅游景點。

分析合理性的評價指標:

n（ii=1、2、3） 人口、商業(yè)、產業(yè)的折合值；n1（jj=1、2） 小區(qū)、學校的數目；n21商場的數目；n3j（j=1、2、3、4）大廈、醫(yī)院、公園及旅游景點、酒店的數目；（j=1、2） 利用層次分析法得到的小區(qū)、學校的權重；利用層次分析法得到的商場的權重；（j=1、2、3） 利用層次分析法得到的大廈、醫(yī)院、公園及旅游景點、酒店的權重；（i=1、2、3） 站點人口密度、站點商業(yè)密度、站點產業(yè)密度；（j=1、2） 利用層次分析法得到的人口、商業(yè)、產業(yè)的權重；（i=1,2,3…..17） 每條地鐵線所擁有的站點個數；（i=1,2,3…..17）每條地鐵線路的綜合評價指標

站點人口（商業(yè)、產業(yè)）密度：Pi 每條線上的人口（商業(yè)、產業(yè)）折合值與站點數目的比，表達式如下：

Pi=ni/Ni

綜合評價指標：站點人口（商業(yè)、產業(yè)）密度Pi與其利用層次分析法求得的權重的乘積和，表達式如下：

2.2 模型的求解：

利用層次分析法求解權重 數字表示各因素所占比重

人口0.6420=小區(qū)0.1070+學校0.5350

商場0.1177

產業(yè)0.2404=酒店0.0256+大廈0.0792+公園及旅游景點0.0173+醫(yī)院0.1182

綜上 ：合理0.6195 ；一般0.3092；不合理0.0713

將以上數據帶入公式求出各個線路的折合值和站點人口密度，得出各條線路的綜合評價指標如下：1號線:1.38204776；2號線:1.50617002；4號線：2.62063693；5號線:1.55443582；6號線:1.384345；8號線:1.11382885；9號 線:1.50687942；10號 線:2.524385；13號線:4.43003846；14號線:0.22512444；15號線:2.47776346；八通線：2.62991875；昌平線：3.216505626；大興線：2.79319772；亦莊線：1.45723458；房山線：2.83219596；機場線：12.0756726。

3 建立評價機制

綜合評價指標在1.5至3間既能達到使地鐵線路的修建成本較少，又方便地鐵周圍的常住人口與流動人口的出行。所以建立如下評價機制來評價北京地鐵網絡：

評價標準和結果分析如下：Z在0～1之間（不包含1），14線路，站點數多浪費資源；Z在1.5～3之間，1、2、4、5、6、8、9、10、13、15、八通線、大興線、亦莊線、房山線，設置較為合理；Z大于3，13、昌平線、機場線，站點數目少不便出行。

合理性分析及需要改動的地方：1. 14號線的線路設計相對不合理，站點數目稍多，浪費資源，需要減少站點數目。2. 1號線、2號線、4號線、5號線、6號線、8號線、9號線、10號線、13號線、15號線、八通線、大興線、亦莊線、房山線的線路設計相對合理。3.13號線、昌平線、機場線的線路設計相對不合理，站點數目較少，不方便出行，需要多增加一些站點。

[1]許樹柏.實用決策方法-層次分析法原理.天津大學出版社,2011（07）.

劉怡（1995-）,女，河南汝州人,華北水利水電大學2012級本科生,研究方向: 電氣工程及其自動化。