基于AHP法的烏魯木齊市地下空間開(kāi)發(fā)利用潛力研究

張雅 王承武 林曉東

摘要：采用層次分析法評(píng)價(jià)烏魯木齊市地下空間的開(kāi)發(fā)利用潛力。選擇烏魯木齊市7個(gè)區(qū)作為評(píng)價(jià)單元，根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建的原則，建立烏魯木齊市地下空間開(kāi)發(fā)潛力的指標(biāo)體系，從經(jīng)濟(jì)、人口、交通、土地資源、市政、城市區(qū)位6個(gè)方面著手，使用層次分析法計(jì)算每個(gè)評(píng)估因子的權(quán)重，并計(jì)算評(píng)估單元中每個(gè)指標(biāo)的得分，分別求出7個(gè)評(píng)估單位的指數(shù)和，確定烏魯木齊市7個(gè)區(qū)的地下空間開(kāi)發(fā)利用潛力水平。根據(jù)評(píng)價(jià)得出，沙依巴克區(qū)、天山區(qū)、新市區(qū)為一級(jí)區(qū)域;頭屯河區(qū)、水磨溝區(qū)為二級(jí)區(qū)域;米東區(qū)為三級(jí)區(qū)域;達(dá)坂城區(qū)為四級(jí)區(qū)域。

關(guān)鍵詞：地下空間;開(kāi)發(fā)利用;潛力評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：C93? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2019）10-0035-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.10.009? ? ? ? ? ?開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Abstract： The development and utilization potential of Urumqi underground space was evaluated using AHP. The research selected 7 districts of Urumqi as evaluation unit. According to the principle of the construction of the evaluation index system， it established the index system for the development potential of underground space in Urumqi from such six perspectives as economy， population， transportation， land resources， municipality and urban location. The weight of each evaluation factor was calculated by using analytic hierarchy process， and each factor score in the different evaluation unit was determined， final core of each evaluation unit was found. According to the evaluation score， the development and utilization potential of 7 districts of Urumqi at four level areas was listed： Shayibak district， Xinshi area and Tianshan district were belonged to the first level; Toutunhe district and Shuimogou district were belonged to the secondary level; Midong District was belonged to the third level; Dabancheng District was belonged to four-level area of development and utilization potential.

Key words： underground space; development and utilization; potential evaluation

在城市化水平提高和社會(huì)經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展的情況下，城市土地資源供不應(yīng)求，城市交通問(wèn)題嚴(yán)重，城市空間十分擁擠。為了緩解上述情況，政府開(kāi)始將目光轉(zhuǎn)移到地下空間資源的開(kāi)發(fā)利用上。土地資源開(kāi)發(fā)由地面擴(kuò)張向地底深入或空中發(fā)展，由于城市密度越來(lái)越高，社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展且新的地下空間開(kāi)發(fā)技術(shù)越來(lái)越豐富與成熟，從而形成了多樣的地下空間利用形式，如地下商場(chǎng)、地下軌道交通及其站點(diǎn)、地下供排水管道、人防工程、地下倉(cāng)庫(kù)和地下停車場(chǎng)等。烏魯木齊市城市地下空間的利用開(kāi)始于國(guó)防戰(zhàn)備建設(shè)時(shí)期，主要以人員疏散的人防工程為主。隨著烏魯木齊市城市化現(xiàn)代化的推進(jìn)，少量的人防工程被改造成了停車場(chǎng)，也有部分用于商業(yè)的地下建筑的開(kāi)發(fā)建設(shè)。利用地下空間資源是很有必要的，地下空間已成為城市建設(shè)的戰(zhàn)略性資源。烏魯木齊市地下空間的主要類型是地下建筑工程、地下人防工程（地下人行道）、單一地下工程和地下綜合管道，還有一些地下空間用于地下停車場(chǎng)和地下商場(chǎng)。隨著城市軌道交通線路的建成，地下空間的開(kāi)發(fā)利用增加了地鐵站和地鐵軌道。計(jì)劃中的軌道交通1、2號(hào)線的第一階段長(zhǎng)度約47.9 km。1號(hào)線從三屯碑到機(jī)場(chǎng)，全程約為26.5 km，有21個(gè)車站，2號(hào)線的一期長(zhǎng)約21.4 km，有16個(gè)站點(diǎn)。烏魯木齊市新客運(yùn)站南廣場(chǎng)地下空間為10.51萬(wàn)m2。

1? 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1? 研究區(qū)概況

烏魯木齊市是新疆維吾爾自治區(qū)的首府，位于天山山脈中段北麓，亞歐大陸中心，準(zhǔn)噶爾盆地南緣，轄七區(qū)一縣，分別為沙依巴克區(qū)、新市區(qū)、米東區(qū)、天山區(qū)、頭屯河區(qū)、水磨溝區(qū)、達(dá)坂城區(qū)和烏魯木齊縣。轄區(qū)總面積約為13 783.10 km2。烏魯木齊市的7個(gè)區(qū)有不同的定位和不同的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，沙依巴克區(qū)、水磨溝區(qū)、新市區(qū)和天山區(qū)是烏魯木齊市的4個(gè)主要中心城區(qū)，是政治、經(jīng)濟(jì)、文化和金融中心;頭屯河區(qū)、達(dá)坂城區(qū)和米東區(qū)是主要的制造核心區(qū)域和物流區(qū)域，交通便利，以工業(yè)為主。

1.2? 數(shù)據(jù)來(lái)源

主要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包括人口數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、社會(huì)建設(shè)狀況等，主要反映了烏魯木齊市的人口、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)狀況。數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《2017年烏魯木齊市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》以及《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒2018》《2018年烏魯木齊統(tǒng)計(jì)年鑒》等。

2? 影響烏魯木齊市地下空間開(kāi)發(fā)利用潛力的因素分析

2.1? 經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r因素

2017年烏魯木齊市的地區(qū)生產(chǎn)總值為2 743.82億元，按可比價(jià)計(jì)算，比上年增加8.1%。第一、第二和第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比為1.1∶30.2∶68.7;按照常住人口統(tǒng)計(jì)，2016年全年人均GDP為6.96萬(wàn)元，增長(zhǎng)3.6%。當(dāng)人均收入在3 000美元以上時(shí)，該市具有大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用地下空間資源的經(jīng)濟(jì)實(shí)力[1]。烏魯木齊市2017年人均已超過(guò)3.7萬(wàn)元，所以烏魯木齊市有開(kāi)發(fā)利用城市地下空間資源的必要，具備大規(guī)模的開(kāi)發(fā)條件?！?018年烏魯木齊統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)顯示，天山區(qū)的區(qū)域生產(chǎn)總值為321.91億元，沙依巴克區(qū)的區(qū)域生產(chǎn)總值為330.89億元，新市區(qū)的區(qū)域生產(chǎn)總值為1 005.27億元，水磨溝區(qū)的區(qū)域生產(chǎn)總值為281.31億元，頭屯河區(qū)的區(qū)域生產(chǎn)總值為444.71億元，米東區(qū)的區(qū)域生產(chǎn)總值為301.76億元，達(dá)坂城區(qū)的區(qū)域生產(chǎn)總值為22.97億元。城市地下空間資源有地域性，不同的區(qū)域地下空間資源價(jià)值不同，經(jīng)濟(jì)繁華的區(qū)域地下空間資源的價(jià)值相對(duì)較高，在經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后的區(qū)域，地下空間資源的價(jià)值比較低。

2.2? 人口狀況因素

2017年，烏魯木齊市轄區(qū)總?cè)丝跒?22.62萬(wàn)人（包括烏魯木齊縣），城鎮(zhèn)人口為198.20萬(wàn)人，農(nóng)村人口為24.41萬(wàn)人，人口城鎮(zhèn)化率約為89.03%。《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒2018》數(shù)據(jù)顯示，天山區(qū)年末人口為47.33萬(wàn)人，新市區(qū)年末人口為50.08萬(wàn)人，沙依巴克區(qū)年末人口為46.98萬(wàn)人，水磨溝區(qū)年末人口為22.92萬(wàn)人，頭屯河區(qū)年末人口為18.46萬(wàn)人，米東區(qū)年末人口為27.37萬(wàn)人，達(dá)坂城區(qū)年末人口為3.41萬(wàn)人。城市人口的組成結(jié)構(gòu)、人口分布密度以及總體規(guī)模等狀況對(duì)城市地下空間的需求程度以及利用方式和效果有著很大的影響。其中，人口密度是城市土地資源利用緊張綜合表現(xiàn)的重要指標(biāo)之一。人口密度越大，地下空間開(kāi)發(fā)利用的價(jià)值就能反映得更多[2]。在當(dāng)今快速發(fā)展的城市中，人口密度越大，地下空間資源開(kāi)發(fā)利用的潛在價(jià)值和需求也會(huì)越大。城市人口規(guī)模也將決定城市地下空間開(kāi)發(fā)和利用的需求強(qiáng)度[3]。根據(jù)常住人口設(shè)定一定的人防標(biāo)準(zhǔn)面積是人防工程必須達(dá)到的。在居民區(qū)，交通設(shè)施和公服用地使用指標(biāo)規(guī)劃也會(huì)根據(jù)人口密度來(lái)制定。

2.3? 城市交通狀況因素

2017年，烏魯木齊市機(jī)動(dòng)車保有量年末達(dá)到105.50萬(wàn)輛，比上一年增加11.8%。隨著烏魯木齊市地鐵的建設(shè)，交通擁堵將得到改善。但是，中心城區(qū)主干道路和交叉路口飽和度基本超過(guò)了1.0，早晚高峰經(jīng)常交通擁堵。根據(jù)西方發(fā)達(dá)國(guó)家總結(jié)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，城市地下空間的開(kāi)發(fā)利用，地下公共交通系統(tǒng)即地鐵的大規(guī)模建設(shè)，地鐵一體化是有效解決城市交通擁堵問(wèn)題的重要途徑。交通運(yùn)輸是城市功能最活躍、最關(guān)鍵的因素，便捷的交通系統(tǒng)將極大地促進(jìn)城市的發(fā)展[4]。如今，交通擁堵已成為中國(guó)許多地區(qū)的主要弊病之一，已開(kāi)始采取各種地上措施，例如建天橋和增加交通方式，但這些措施仍然無(wú)法有效地轉(zhuǎn)移人流量。建設(shè)城市地下交通系統(tǒng)是城市交通的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)和主要發(fā)展方向，各種地下交通方式，如地鐵、地下公路、行人通道和地下停車場(chǎng)等，與地面行駛相比，地下交通不僅具有順暢、便捷的特點(diǎn)，而且可以減少大氣和噪聲污染。大量實(shí)例證明，地鐵線和地鐵站周邊地區(qū)是地下空間開(kāi)發(fā)利用最具潛力和最有價(jià)值的區(qū)域。烏魯木齊市地鐵1號(hào)線北段已由2018年10月25日開(kāi)通試運(yùn)營(yíng)，其地下站點(diǎn)配套商業(yè)也將逐步發(fā)展起來(lái)。

2.4? 土地資源狀況因素

烏魯木齊市的行政面積約為13 788 km2，其中建成區(qū)面積約為436 km2。天山區(qū)的行政面積為171.0 km2;沙依巴克區(qū)的行政面積為422.5 km2;水磨溝區(qū)的行政面積為277.6 km2;新市區(qū)的行政面積為262.5 km2;米東區(qū)的行政面積為3 407.42 km2;頭屯河區(qū)的行政面積為275.59 km2;達(dá)坂城區(qū)的行政面積為4 759.20 km2。烏魯木齊市的基準(zhǔn)地價(jià)一級(jí)住宅為2 400元/m2，一級(jí)商業(yè)為4 000元/m2，一級(jí)工業(yè)為670元/m2。可供利用的土地資源比較豐富，但中心城區(qū)相對(duì)較擁擠。土地交易價(jià)格與土地資源質(zhì)量和短缺密切相關(guān)，全面反映了土地資源利用價(jià)值和附加值的水平和潛力。

2.5? 市政狀況因素

市政設(shè)施設(shè)備占地面積大且與周圍環(huán)境相對(duì)較矛盾。大多數(shù)市政公用設(shè)施都埋于地下，占據(jù)了部分地下空間資源[5]。與城市地下空間密切相關(guān)的市政設(shè)施主要包括供水和排水系統(tǒng)及能源系統(tǒng)：自來(lái)水生產(chǎn)和供應(yīng)設(shè)施;污水處理、雨水排放和下水道管道;供應(yīng)變電站設(shè)施、天然氣、煤氣等管道?？梢钥闯?，這些市政管線是整個(gè)城市的血脈，種類多且十分重要，因此，城市地下空間應(yīng)該是市政設(shè)施的主要容納空間。評(píng)估地下空間開(kāi)發(fā)利用潛力的另一個(gè)指標(biāo)是市政管道密度。當(dāng)一個(gè)城市對(duì)市政基礎(chǔ)設(shè)施的利用需求不斷增長(zhǎng)時(shí)，對(duì)地下空間開(kāi)發(fā)利用的需求也將增長(zhǎng)。隨著這些管線數(shù)量的增加，如果不能合理規(guī)劃這些市政管線，將會(huì)嚴(yán)重阻礙城市的發(fā)展。

2.6? 城市區(qū)位因素

城市土地位置包含絕對(duì)概念和相對(duì)概念。絕對(duì)區(qū)位是在評(píng)估系統(tǒng)中起決定性作用的空間區(qū)位，而相對(duì)區(qū)位是基于形成特定空間位置的絕對(duì)區(qū)位。城市的大多數(shù)行政、商業(yè)中心和交通樞紐都可視為絕對(duì)區(qū)位。與行政、商業(yè)中心、交通發(fā)達(dá)等區(qū)域聯(lián)絡(luò)的時(shí)間越少、距離越短，土地的價(jià)值將會(huì)更高，反之亦然。土地價(jià)值對(duì)地下空間開(kāi)發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值有著非常直接的影響[6]。城市行政中心往往具有優(yōu)越的地理位置，租金較高，周邊環(huán)境質(zhì)量和城市面貌都很優(yōu)越。開(kāi)發(fā)利用地下空間資源以主要滿足社會(huì)需求和環(huán)境需求，經(jīng)濟(jì)效益大，潛在的發(fā)展價(jià)值更高。此外，城市的其他一些文化場(chǎng)所，如旅游中心和會(huì)議中心，也是人流量大、交通便利的地方。土地租金普遍較高，地下空間開(kāi)發(fā)利用價(jià)值也很高。

根據(jù)烏魯木齊市經(jīng)濟(jì)社會(huì)等因素，綜合分析經(jīng)濟(jì)、人口、交通、土地資源、市政、城市區(qū)位特征及其對(duì)地下空間開(kāi)發(fā)利用的影響，根據(jù)不同類別的影響因素對(duì)地下空間開(kāi)發(fā)利用影響的程度建立分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表1。

3? 地下空間開(kāi)發(fā)利用潛力評(píng)價(jià)

3.1? 評(píng)價(jià)思路

地下空間資源開(kāi)發(fā)利用受多種因素影響，除了與水文地質(zhì)、區(qū)位、工程地形地貌等因素有關(guān)以外，還與城市發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素等密切相關(guān)。本文主要考慮烏魯木齊市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，以其經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)烏魯木齊市地下空間資源開(kāi)發(fā)利用潛力作出評(píng)價(jià)，客觀合理地評(píng)價(jià)烏魯木齊市地下空間資源開(kāi)發(fā)利用潛力情況[7]。

3.2? 構(gòu)建原則

以社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件為基礎(chǔ)，充分結(jié)合城市地下空間開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀，以服務(wù)于地下空間規(guī)劃為目標(biāo)。

3.3? 評(píng)價(jià)方法

影響地下空間資源開(kāi)發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)因素相互關(guān)聯(lián)，相互制約。鑒于影響因素的復(fù)雜性和多層次性，使用準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)模型來(lái)求出每個(gè)影響因子的權(quán)重向量比較困難。一般多采用層次分析法（Analytical hierarchy process，AHP）來(lái)解決該類問(wèn)題，層次分析法的評(píng)分標(biāo)度及含義見(jiàn)表2。

3.4? 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

影響地下空間資源開(kāi)發(fā)利用的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素主要包括經(jīng)濟(jì)條件、人口因素、城市交通狀況、城市地價(jià)因素、城市區(qū)位因素和市政條件。通過(guò)咨詢相關(guān)行業(yè)專家，確定了地下空間資源開(kāi)發(fā)利用潛力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[8]，指標(biāo)層包括經(jīng)濟(jì)狀況、人口狀況、交通狀況、土地資源狀況、市政狀況、城市區(qū)位狀況。

4? 指標(biāo)的量化

4.1? 權(quán)重參數(shù)的確定

經(jīng)過(guò)專家調(diào)查進(jìn)行提取，確定主題層，根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建判別矩陣，按照評(píng)分標(biāo)度確定各因素之間的重要性，比較并結(jié)合專家意見(jiàn)來(lái)賦值，求出權(quán)重值并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)[9]，具體情況見(jiàn)表3。

運(yùn)用MATLAB軟件計(jì)算出結(jié)果，權(quán)重W =（0.295 3? 0.295 3? 0.179 7? 0.076 5? 0.042 2? 0.111 1），最大特征值λmax=6.097 4，一致性檢驗(yàn)CI=0.019 5，隨機(jī)一致性比率CR=0.002 17<0.1，即通過(guò)檢驗(yàn)。

將指標(biāo)實(shí)際值和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，確定烏魯木齊市7個(gè)區(qū)的評(píng)價(jià)單元內(nèi)各指標(biāo)的分值，具體情況見(jiàn)表4。

4.2? 計(jì)算各評(píng)價(jià)單元指數(shù)和

計(jì)算參評(píng)指標(biāo)的加權(quán)指數(shù)和，即指標(biāo)的權(quán)重乘以相應(yīng)的得分，公式如下：

R（j）=■Fi×Wi

式中，R（j）為第j個(gè)評(píng)價(jià)單元的綜合得分，F(xiàn)i、Wi分別是第i個(gè)參評(píng)指標(biāo)的分值和權(quán)重值，n為參評(píng)指標(biāo)的個(gè)數(shù)。

根據(jù)公式，計(jì)算沙依巴克區(qū)地下空間開(kāi)發(fā)利用潛力加權(quán)指數(shù)和，0.6×0.295 3 +0.8×0.295 3+1.0×0.179 7+0.8×0.076 5+1.0×0.042 2+1.0×0.111 1=0.807 62，即沙依巴克區(qū)地下空間開(kāi)發(fā)利用潛力加權(quán)指數(shù)和為0.807 62。依次計(jì)算可得，天山區(qū)、水磨溝區(qū)、新市區(qū)、米東區(qū)、頭屯河區(qū)、達(dá)坂城區(qū)的地下空間開(kāi)發(fā)利用潛力加權(quán)指數(shù)和分別為0.801 21、0.712 62、0.762 90、0.393 52、0.628 63、0.133 31。

4.3? 評(píng)價(jià)單元等級(jí)的確定

由“4.2”結(jié)果顯示，各區(qū)域評(píng)價(jià)單元的指數(shù)和都在0～1，得到梯度分段值，確定評(píng)價(jià)單元等別范圍，結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可知，一級(jí)，地下空間開(kāi)發(fā)利用的潛力很大;二級(jí)，地下空間開(kāi)發(fā)利用的潛力較大;三級(jí)，地下空間開(kāi)發(fā)利用的潛力一般;四級(jí)，地下空間開(kāi)發(fā)利用的潛力小。

綜上得出，沙依巴克區(qū)、天山區(qū)、新市區(qū)為一級(jí)區(qū)域;頭屯河區(qū)、水磨溝區(qū)為二級(jí)區(qū)域;米東區(qū)為三級(jí)區(qū)域;達(dá)坂城區(qū)為四級(jí)區(qū)域。

5? 小結(jié)與討論

本研究基于烏魯木齊市經(jīng)濟(jì)社會(huì)和地下空間資源的開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀條件，提出了地下空間資源開(kāi)發(fā)利用的潛力評(píng)價(jià)模型，利用該模型評(píng)價(jià)烏魯木齊市7個(gè)區(qū)的地下空間資源，得出以下結(jié)論。

1）影響烏魯木齊市地下空間開(kāi)發(fā)利用的因素總體上表現(xiàn)為經(jīng)濟(jì)狀況=人口狀況>交通狀況>城市區(qū)位狀況>土地資源狀況>市政狀況。

2）烏魯木齊市7個(gè)區(qū)的開(kāi)發(fā)潛力：沙依巴克區(qū)、天山區(qū)、新市區(qū)為一級(jí)區(qū)域;頭屯河區(qū)，水磨溝區(qū)為二級(jí)區(qū)域;米東區(qū)為三級(jí)區(qū)域;達(dá)坂城區(qū)為四級(jí)區(qū)域。

如今城市空間緊張，交通擁擠，大力開(kāi)發(fā)利用地下空間是改善這些問(wèn)題的關(guān)鍵。在實(shí)際開(kāi)展地下空間開(kāi)發(fā)利用時(shí)，還需充分考慮城市建設(shè)中的實(shí)際情況，對(duì)城市地下空間資源開(kāi)發(fā)利用潛力進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)價(jià)，從而提高土地資源利用率，確保實(shí)現(xiàn)土地資源可持續(xù)發(fā)展。由于地下空間資源的開(kāi)發(fā)利用潛力所受影響因素較多，僅從社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素考慮不夠全面，在今后的研究中可嘗試結(jié)合多種指標(biāo)進(jìn)行分析。

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