基于空間句法的合肥老城區(qū)道路網(wǎng)優(yōu)化研究

程志剛　曲璐璐

摘 要：基于空間句法理論，利用句法模型對(duì)合肥市老城區(qū)的道路系統(tǒng)進(jìn)行量化描述，并分析老城區(qū)道路系統(tǒng)形態(tài)變量數(shù)據(jù)，挖掘城市道路網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的內(nèi)在邏輯和組構(gòu)關(guān)系。觀察句法模型線段分布圖，提煉出集成度和智能值的特征點(diǎn)，為優(yōu)化老城區(qū)交通問(wèn)題的決策提供圖像和數(shù)據(jù)支持。最后在優(yōu)化后的道路網(wǎng)形態(tài)基礎(chǔ)上，利用空間句法進(jìn)行反證分析，論證了方案的可行性，同時(shí)也更加說(shuō)明了空間句法在針對(duì)如何優(yōu)化老城區(qū)道路網(wǎng)形態(tài)的研究上，是比較有效而且可靠的量化分析技術(shù)。

關(guān)鍵詞：空間句法 道路系統(tǒng) 老城區(qū) 形態(tài)變量 特征點(diǎn) 可行性

隨著中國(guó)特色社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化調(diào)整，城市化進(jìn)程速度加快，致使城市空間形態(tài)發(fā)生著劇烈的變化，主要體現(xiàn)在城市空間的外向型擴(kuò)張和內(nèi)部空間的重組。原因在于近年來(lái)城市人口爆發(fā)式的增長(zhǎng)導(dǎo)致大量城市問(wèn)題出現(xiàn)，如功能布局紊亂、道路交通網(wǎng)構(gòu)成不合理、人口密集分極化、配套基礎(chǔ)設(shè)施和住房不足等。尤其是老城區(qū)道路的發(fā)展一直保持建城初始狀態(tài)，沒(méi)有與擴(kuò)張的城市道路綜合發(fā)展，使得老城區(qū)內(nèi)部道路與外部道路的聯(lián)系脫節(jié)，嚴(yán)重阻礙了城市的交通綜合發(fā)展。城市道路網(wǎng)作為城市的骨骼，支撐著整個(gè)城市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，道路系統(tǒng)是否合理，直接影響著整個(gè)城市交通效益的發(fā)揮。同時(shí)，在城市內(nèi)部空間重組的背景下，老城區(qū)的城市更新項(xiàng)目都在逐個(gè)啟動(dòng)，交通問(wèn)題成為首個(gè)凾待解決的?；诖耍鞘幸?guī)劃過(guò)程中急需對(duì)多維度的空間結(jié)構(gòu)和城市交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行綜合的量化評(píng)測(cè)，數(shù)字化的研究分析現(xiàn)有道路網(wǎng)絡(luò)與相關(guān)規(guī)劃的合理性和差異性，從而對(duì)路網(wǎng)進(jìn)行有效的規(guī)劃和修改。本文以合肥市老城區(qū)為研究對(duì)象，在空間句法技術(shù)方法的支持下，量化研究城市道路網(wǎng)形態(tài)的合理性，探索老城區(qū)的道路網(wǎng)系統(tǒng)形態(tài)優(yōu)化策略。

1理論概述

空間句法是基于拓?fù)鋵W(xué)的一種空間分析方法，在對(duì)城市空間進(jìn)行分析時(shí)，將復(fù)雜的城市空間簡(jiǎn)化成拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過(guò)分析拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)參數(shù)和其間的函數(shù)關(guān)系，從而對(duì)城市空間系統(tǒng)組構(gòu)進(jìn)行量化分析。句法模型是一種描述現(xiàn)代城市模式和城市空間的新“計(jì)算語(yǔ)言”，其作為重要的空間表達(dá)手段和情境分析方法，可以對(duì)具有社會(huì)意義的空間構(gòu)成關(guān)系進(jìn)行量化分析?？臻g句法自問(wèn)世到目前經(jīng)過(guò)了近40載的發(fā)展，并取得了顯著的成果，國(guó)內(nèi)外學(xué)者大量的實(shí)證成果表明其是描述和分析城市街道空間形態(tài)、組構(gòu)關(guān)系的一把利器。主要的空間分割方法有三種：軸線法、凸多邊形法和視域法。

2研究區(qū)域概況

老城區(qū)作為合肥市最早形成的城區(qū)，位于環(huán)城河以?xún)?nèi)，總面積5.9平方公里，東西向長(zhǎng)約3.1km，南北向長(zhǎng)約2.3km。省市兩級(jí)主要行政機(jī)關(guān)、三孝口、城隍廟、淮河路步行街、四牌樓、各大教育機(jī)構(gòu)、醫(yī)院等其它公共設(shè)施云集于老城區(qū)，使其成為一個(gè)政治、金融貿(mào)易、文化娛樂(lè)、郵政、信息、旅游、醫(yī)療、教育等功能的城市綜合服務(wù)中心。近年外圍新城區(qū)建設(shè)及老城區(qū)城市更新，市級(jí)行政部門(mén)遷址政務(wù)文化新區(qū)。整個(gè)老城區(qū)以長(zhǎng)江中路為軸，呈東西向帶狀發(fā)展，環(huán)城公園宛若一條翡翠項(xiàng)鏈環(huán)繞四周。長(zhǎng)江中路被譽(yù)為“安徽第一路”、“翡翠項(xiàng)鏈上的金絲帶”。

3合肥老城區(qū)道路網(wǎng)形態(tài)句法評(píng)價(jià)分析

3.1確定研究范圍

嚴(yán)格依照空間句法理論要求和方法規(guī)定，繪制現(xiàn)狀道路形態(tài)軸線圖，步驟如下：①繪制CAD軸線圖，選取最新一版合肥市測(cè)繪地形圖并且結(jié)合最新的google衛(wèi)星圖作為底圖，按照空間句法理論的軸線提取法則“數(shù)量最少，長(zhǎng)度最長(zhǎng)”，繪制好CAD線段地圖。②將繪制好的CAD線段地圖（DXF格式），導(dǎo)入depthmap空間句法分析軟件，按照欲研究對(duì)象的特性，進(jìn)行正確的操作分析軟件，計(jì)算出空間句法軸線模型。③在句法軸線模型基礎(chǔ)上，輸出與之相關(guān)的一系列空間句法定量指標(biāo)，通過(guò)分析道路網(wǎng)的集成度指標(biāo)值的統(tǒng)計(jì)特征，獲取道路網(wǎng)系統(tǒng)通達(dá)性的結(jié)構(gòu)特征。

如圖所示，環(huán)城公園以?xún)?nèi)的空間句法軸線模型，軸線模型上線段最紅的意味著此路段集成度數(shù)值最高，線段最藍(lán)的集成度數(shù)值最低。也就是線段顏色偏暖的是高數(shù)值，顏色偏冷的是低數(shù)值。在相關(guān)性分析中，y=x意思是用y=ax+b的形式表示這條直線，R?被稱(chēng)為“擬合度”。就是用一條假設(shè)的曲線，去模擬散點(diǎn)圖的走勢(shì)，參考對(duì)比吻合度的情況，意在說(shuō)明變量之間的線性相關(guān)程度。當(dāng)R?≥0.8時(shí)，視為高度相關(guān)，被認(rèn)為用直線去近似模擬散點(diǎn)圖分布；當(dāng)0.5≦R?<0.8時(shí)，視為中度相關(guān)；當(dāng)0.3≦R?<0.5時(shí)，有較低的相關(guān)性；當(dāng)R?<0.3時(shí)，說(shuō)明變量之間的相關(guān)程度極弱，可視為不相關(guān)。

在實(shí)際情況中，長(zhǎng)江中路為老城區(qū)的主要發(fā)展軸也是城區(qū)東西向的交通大動(dòng)脈，與之相交的各等級(jí)道路有22條。南北向的為徽州大道-阜陽(yáng)路、金寨路-蒙城路為縱向的主要道路，主要道路通行能力好，集成度應(yīng)當(dāng)相對(duì)較高，從軸線模型上看，集成核主要在長(zhǎng)江中路中間段和宿州路北段，與實(shí)際路網(wǎng)現(xiàn)象存在差異。其主要原因是，在使用句法模型分析城市空間時(shí)會(huì)產(chǎn)生“邊界效應(yīng)”，即沿著特定軸線的人流車(chē)流主要是受到軸線在更大的范圍內(nèi)的城市網(wǎng)絡(luò)中的位置決定的。當(dāng)不清楚分析范圍內(nèi)外的行人活動(dòng)模式或其他城市功能指標(biāo)是如何相互影響的情況下，越臨近區(qū)域邊界，研究對(duì)象的空間指標(biāo)就越不能反映人流活動(dòng)模式或其他城市功能指標(biāo)的真實(shí)狀況。所以軸線地圖范圍應(yīng)當(dāng)比所研究區(qū)域范圍適當(dāng)擴(kuò)大，研究區(qū)域邊界應(yīng)當(dāng)選擇一些自然地理界限例如：河流、城市主干道，這樣對(duì)自由活動(dòng)的人流阻隔性最大，最終才能獲取較準(zhǔn)確的句法數(shù)據(jù)。因此，在此次研究中我們將軸線地圖范圍擴(kuò)大到以一環(huán)路為界，軸線地圖覆蓋整個(gè)一環(huán)內(nèi)的城市空間。

3.2老城區(qū)現(xiàn)狀交通網(wǎng)絡(luò)的句法特征點(diǎn)分析

通過(guò)depthmap計(jì)算得出軸線模型和散點(diǎn)圖，我們可以看出老城區(qū)的道路網(wǎng)形態(tài)，在句法模型上呈現(xiàn)出一些特征。如下：①老城區(qū)范圍內(nèi)紅色線段的道路為長(zhǎng)江中路、徽州大道、花園街、阜陽(yáng)路，較高集成核在老城區(qū)形成雙十字交叉的中心骨骼。這部分主要道路承載著車(chē)流人流，這些空間域的集成度高、智能值大，表明這里是合肥老城區(qū)道路網(wǎng)最優(yōu)的地帶，也是人類(lèi)活動(dòng)最劇烈的區(qū)域，也加速了該空間內(nèi)的空間積聚能力。②長(zhǎng)江中路的集成度在整個(gè)老城區(qū)最高為In=1.88098，意味著長(zhǎng)江中路承擔(dān)著市區(qū)內(nèi)部較大比重的過(guò)境來(lái)往交通流量，城區(qū)東西來(lái)往交通流造成老城區(qū)東西向交通走廊很大壓力。③老城區(qū)南北向的通勤交通量主要集中在徽州大道——阜陽(yáng)路、宿州路，集成度在In=1.78——1.83左右。④環(huán)城公園內(nèi)東西兩邊很到一部分道路空間集成度處于總集成度的最后兩個(gè)階梯，其中低最低值In=0.748059。⑤圖5散點(diǎn)圖In和I3的相關(guān)性，R?=0.833927，充分展示了合肥市老城區(qū)的全局和局部集成度的高度相關(guān)性。其結(jié)果合肥市老城區(qū)的交通實(shí)際情況對(duì)比，其結(jié)果與現(xiàn)狀基本吻合。

3.3道路網(wǎng)優(yōu)化措施：

長(zhǎng)期以來(lái)在道路規(guī)劃建設(shè)中，往往只重視干道拓寬、立交橋建設(shè)，忽視的城市道路交通系統(tǒng)可持續(xù)性的有序性、協(xié)調(diào)性原則，導(dǎo)致城市道路問(wèn)題越治越擁堵。國(guó)內(nèi)外案例研究表明，城市道路系統(tǒng)應(yīng)成網(wǎng)發(fā)展，各等級(jí)道路配置有序結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)在城市空間中車(chē)如流水，并穿梭自如。而合肥市老城區(qū)道路系統(tǒng)中斷頭路較多，道路通達(dá)性較差，所以完善支路和次干道的成網(wǎng)建設(shè)對(duì)緩解合肥老城區(qū)的交通壓力非常有必要。

從計(jì)算出的及城區(qū)分段信息中可以看出集成度從第1梯度至第5梯度的所有軸線段數(shù)量占整個(gè)老城區(qū)軸線軸線段的39%，此數(shù)據(jù)說(shuō)明老城區(qū)的整體通達(dá)性比較弱。結(jié)合前面總結(jié)的老城區(qū)道路網(wǎng)的句法特征點(diǎn)反應(yīng)的問(wèn)題，在優(yōu)化道路結(jié)構(gòu)中做以下調(diào)整建議。

道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，如下：廬江路西延至永紅路，東延至省委大院，北接紅星路延長(zhǎng)線；紅星路西延至永紅路接龔大唐巷，東延至環(huán)城東路；舒城路南延至環(huán)城南路；阜陽(yáng)路壽春路口斜接徽州大道淮河路處，形成貫穿南北的完整道路系統(tǒng)；吳山路北側(cè)繞古逍遙津內(nèi)側(cè)至壽春路；勤勞巷連接逍遙津菜市場(chǎng)平行于淮河路步行街西延連接安慶路；梳理博物館西側(cè)的巷道連接淮河西路，霍邱路西延至環(huán)城西路；益民街西延連接光明巷西至環(huán)城西路；金寨路三孝口處斜接蒙城路安慶路處，形成貫穿南北的完整道路系統(tǒng)。在局部區(qū)域無(wú)法添加直路網(wǎng)的，例如老城區(qū)東西兩側(cè)大片綠地——杏花公園、逍遙津公園，可適當(dāng)增加此區(qū)域的環(huán)城路道路寬度，達(dá)到車(chē)流高峰期時(shí)可增加局部通行力度。

5結(jié)論與展望

本文通過(guò)討論空間句法針對(duì)如何優(yōu)化合肥市老城區(qū)道路網(wǎng)形態(tài)的問(wèn)題，將優(yōu)化后的道路網(wǎng)句法模型和整體、局部集成度散點(diǎn)圖等信息進(jìn)行相應(yīng)比較，充分證明優(yōu)化后的道路網(wǎng)的整體通達(dá)度比優(yōu)化前有所提高。集成核也相應(yīng)提高，集成度高，連接性好，可理解度也高，所以城市整體空間的協(xié)同性和聚合度越來(lái)越高，可達(dá)性好，城市空間的社會(huì)性增強(qiáng)。

空間句法在針對(duì)城市道路網(wǎng)形態(tài)的優(yōu)化方面具有很強(qiáng)的實(shí)用性，提供了一種不同維度的城市空間形態(tài)、路網(wǎng)形態(tài)的新視角，即基于拓?fù)鋵W(xué)的圖論表達(dá)方式，數(shù)據(jù)的獲取也相對(duì)較容易，計(jì)算出來(lái)的結(jié)果穩(wěn)定且可靠性高。

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