基于空間句法的上海城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)

張?chǎng)?/p>

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.14.167

摘 要：交通可達(dá)性是城市規(guī)劃、土地開發(fā)、交通管理等領(lǐng)域的重要因素之一。不同于傳統(tǒng)的交通可達(dá)性分析，軌道交通有其特殊性。居民在乘坐地鐵時(shí)比較關(guān)心從始發(fā)地到目的地需要乘坐的站點(diǎn)數(shù)據(jù)、換乘次數(shù)，而并非地鐵實(shí)際運(yùn)行距離。該文通過構(gòu)建空間句法線段模型，量化評(píng)價(jià)上海市軌道交通線及軌道交通站點(diǎn)的可達(dá)性，以期為城市軌道交通規(guī)劃、相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的配套提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：軌道交通 空間句法 上海市 可達(dá)性

中圖分類號(hào)：U231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）05（b）-0167-02

交通可達(dá)性（Accessibility）即交通的便捷程度，是城市規(guī)劃、土地開發(fā)、交通管理等領(lǐng)域的重要因素之一。城市軌道交通具有速度快、載客量多、安全、準(zhǔn)點(diǎn)、節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)，是世界公認(rèn)的低能耗、少污染的“綠色交通”，對(duì)于實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義。上海市城市交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)，截至2014年12月，上海軌道交通共開通線路15條（1-13號(hào)線、16號(hào)線、磁懸浮），構(gòu)成了以軌道交通為骨干的城市公共交通系統(tǒng)。

空間句法是由Bill Hillier教授創(chuàng)立的可以用于城市空間結(jié)構(gòu)和形態(tài)分析的技術(shù)。該模型重點(diǎn)關(guān)注系統(tǒng)中各個(gè)空間要素之間相互制約的關(guān)系，著眼于建筑空間內(nèi)在抽象的結(jié)構(gòu)規(guī)律，因此所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即關(guān)聯(lián)性和連通性?；诳臻g句法的可達(dá)性研究方法適用于較為精細(xì)的空間尺度，常用于城市尺度下的地鐵線路、城市內(nèi)部街區(qū)或者公園等空間以及建筑物內(nèi)部空間的可達(dá)性度量。國(guó)內(nèi)外對(duì)此進(jìn)行了大量的理論基礎(chǔ)、方法創(chuàng)新以及實(shí)證研究，特別是發(fā)展形成了較為系統(tǒng)明確的描述空間形態(tài)的分析方法和形態(tài)變量應(yīng)用于交通結(jié)構(gòu)與形態(tài)特征、城市空間形態(tài)等研究中。

不同于傳統(tǒng)的交通網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性分析，軌道交通有其特殊性。居民在乘坐地鐵時(shí)比較關(guān)心從始發(fā)地到目的地需要乘坐的站點(diǎn)數(shù)據(jù)、換乘次數(shù)，而并非地鐵實(shí)際運(yùn)行距離。因此，該文通過構(gòu)建空間句法線段模型，量化評(píng)價(jià)上海市15條軌道交通線及軌道交通站點(diǎn)的可達(dá)性，以期為城市軌道交通規(guī)劃、相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的配套提供一定的參考。

1 數(shù)據(jù)與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

利用網(wǎng)絡(luò)資源，獲取上海市軌道交通站點(diǎn)分布，并進(jìn)行空間矢量化和預(yù)處理。

（1）軌道交通站點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)處理。

每個(gè)軌道交通點(diǎn)分別添加字段，分別表示所屬的軌道交通線路及所在軌道交通線路的第幾個(gè)站點(diǎn)；軌道交通換乘站，不同軌道交通的點(diǎn)在空間上需保持重合。

（2）擬合軌道交通線數(shù)據(jù)預(yù)處理。

由于空間句法并不考慮節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的距離，因此利用預(yù)處理好的軌道交通站點(diǎn)，根據(jù)一定規(guī)則將點(diǎn)與點(diǎn)直線連接，擬合生成軌道交通線路。

（3）對(duì)比驗(yàn)證。

由于上海市軌道交通網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜，利用其他資料對(duì)擬合的線路進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，從而確保擬合正確。

1.2 空間句法的形態(tài)分析變量

（1）深度值（Depth Value）。

規(guī)定兩個(gè)鄰接節(jié)點(diǎn)間的距離為一步，則從一節(jié)點(diǎn)到另一節(jié)點(diǎn)的最短路程（即最少步數(shù)）就是這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的深度值。深度值表達(dá)空間轉(zhuǎn)換的次數(shù)，而不是指實(shí)際距離。

（2）平均深度值（Average Depth Value）。

系統(tǒng)中某個(gè)節(jié)點(diǎn)到其他所有節(jié)點(diǎn)的最短路程（即最少步數(shù)）的平均值，即稱為該節(jié)點(diǎn)的平均深度值。其中，n為關(guān)系圖解中所有節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)；dig為節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間的深度值。

（3）不對(duì)稱性值（Relative Asymmetry）。

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(diǎn)的數(shù)目。為剔除系統(tǒng)中元素?cái)?shù)量的干擾，P.Steadman改進(jìn)了計(jì)算方法，用相對(duì)不對(duì)稱值來將其標(biāo)準(zhǔn)化。

（4）可達(dá)性評(píng)價(jià)指標(biāo)（Accessibility Index）。

該模型采用集成度作為可達(dá)性評(píng)價(jià)指標(biāo)。集成度可以分為局部集成度和整體集成度。其中整體集成度表示某節(jié)點(diǎn)和整個(gè)系統(tǒng)中所有其他節(jié)點(diǎn)之間聯(lián)系的緊密程度；而局部集成度則表示某節(jié)點(diǎn)與附近幾步內(nèi)的節(jié)點(diǎn)之間聯(lián)系的緊密程度，該文選取三步范圍的局部集成度作為可達(dá)性評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

利用預(yù)處理后的軌道交通站點(diǎn)數(shù)據(jù)，構(gòu)建模擬軌道交通線。通過對(duì)比現(xiàn)有的真實(shí)上海市軌道交通線情況，可以驗(yàn)證在幾何關(guān)系上基本符合實(shí)際情況，同時(shí)滿足模型統(tǒng)計(jì)分析的要求。（如圖1所示）

2.1 軌道交通線的聯(lián)通關(guān)系分析評(píng)價(jià)

根據(jù)模擬生成的上海的軌道交通網(wǎng)絡(luò)圖，繪制出上海軌道交通網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，圖中的節(jié)點(diǎn)表示不同的線路，線段表示他們之間的聯(lián)通關(guān)系及線路之間可以換乘。（如圖2所示）

上海市軌道交通1、2、3、4、6、8、9、10、11號(hào)線之間換乘網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)，基本可以實(shí)現(xiàn)線路與線路之間的換乘；軌道交5、12、13、16號(hào)線和磁懸浮的換乘線路則相對(duì)較少，僅能和特定的3～4條軌道交通線換乘，主要是由于這幾條線為近年開通的線路，或僅有部分路段開通，聯(lián)通性相對(duì)較差。

利用空間句法模型，對(duì)軌道交通線路的可達(dá)性進(jìn)行量化評(píng)價(jià)。2號(hào)線、4號(hào)線的空間可達(dá)性最好；其次為7號(hào)線、8號(hào)線和11號(hào)線；可達(dá)性較差的為5號(hào)線、12號(hào)線、13號(hào)線、16號(hào)線和磁懸浮，與其他軌道交通的換乘并不方便。（如表1所示）

2.2 軌道交通站的聯(lián)通關(guān)系分析評(píng)價(jià)

上節(jié)以上海市每條地鐵線作為最小研究單元，評(píng)價(jià)了各條線路的可達(dá)性情況，但事實(shí)上每條地鐵線上不同的站點(diǎn)（如起點(diǎn)站、換乘站）之間可達(dá)性的也有較大的差異。中心城區(qū)范圍內(nèi)的軌道交通站點(diǎn)密集，可達(dá)性較高；遠(yuǎn)郊地區(qū)的軌道交通站點(diǎn)可達(dá)性較差。同一條軌道交通線上各站點(diǎn)可達(dá)性情況不盡相同，位于軌道交通線兩端的，空間可達(dá)性相對(duì)較差，位于軌道交通線中間的，空間可達(dá)性相對(duì)較好。

將上海城市中心城區(qū)的范圍內(nèi)軌道交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行放大，疊加軌道交通站點(diǎn)如圖3所示。軌道交通線顏色越偏深色，代表該區(qū)間段可達(dá)性越高，顏色越淺，代表該區(qū)間段可達(dá)性越低；淺灰色代表兩條線路可換乘站點(diǎn)，黑色代表非換乘站?？梢钥闯?，一般可換乘站的空間可達(dá)性越高，如，人民廣場(chǎng)、徐家匯等，非換乘站點(diǎn)中，以交通網(wǎng)絡(luò)為中心，空間可達(dá)性呈輻射狀減小。

3 結(jié)論與討論

該文利用空間句法模型，對(duì)上海市軌道交通線、軌道交通站點(diǎn)以及歷史風(fēng)貌保護(hù)區(qū)周邊的軌道交通站點(diǎn)進(jìn)行了分析。傳統(tǒng)的基于交通網(wǎng)絡(luò)密度的方法一般僅考慮格網(wǎng)單位面積上交通線路的數(shù)目，而沒有考慮各交通線路本身的可達(dá)性，而基于空間句法的可達(dá)性評(píng)價(jià)從整體上考慮了與站點(diǎn)連接的各線路的可達(dá)性，對(duì)于上海市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的評(píng)價(jià)具有一定的參考意義。當(dāng)然，該文也有可改進(jìn)的部分，比如：進(jìn)一步搜集地鐵客流量、地鐵票價(jià)等社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，豐富空間句法模型的真實(shí)度和貼切度。根據(jù)該文的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，對(duì)上海市的軌道交通網(wǎng)絡(luò)提供幾點(diǎn)建議：（1）可達(dá)性高，意味著人流量越大，應(yīng)通過合理規(guī)劃分散流量；（2）加大城郊結(jié)合地區(qū)的軌道交通站點(diǎn)的規(guī)劃分布，方便城鎮(zhèn)居民出行。

參考文獻(xiàn)

[1] 程昌秀，張文嘗，陳潔，等.基于空間句法的地鐵可達(dá)性評(píng)價(jià)分析—以2008年北京地鐵規(guī)劃圖為例[J].地球信息科學(xué)，2007，9（6）：31-35.

[2] 周群，馬林兵，陳凱，等.一種改進(jìn)的基于空間句法的地鐵可達(dá)性演變研究——以廣佛地鐵為例[J].經(jīng)濟(jì)地理，2015，35（3）：100-107.