烏魯木齊市交通運(yùn)輸與城市空間擴(kuò)展關(guān)聯(lián)性分析

王保力 蘇向輝 馬瑛

摘? ? 要：城市交通運(yùn)輸在各個(gè)方面都與城市空間擴(kuò)展存在很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，探究城市交通運(yùn)輸與城市空間擴(kuò)展的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，對(duì)城市空間布局合理發(fā)展至關(guān)重要。首先在前人研究基礎(chǔ)上通過專家咨詢法分別從宏觀視角構(gòu)建烏魯木齊市城市空間擴(kuò)展和交通運(yùn)輸指標(biāo)體系，然后采用近10年的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過灰色關(guān)聯(lián)分析法測(cè)度兩系統(tǒng)各指標(biāo)間的灰色關(guān)聯(lián)度，對(duì)城市交通運(yùn)輸與城市空間擴(kuò)展的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性進(jìn)行比較分析，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建城市交通運(yùn)輸與城市空間擴(kuò)展關(guān)聯(lián)性概念模型。研究結(jié)果表明，烏魯木齊市交通運(yùn)輸系統(tǒng)與城市空間擴(kuò)展系統(tǒng)絕大部分指標(biāo)間關(guān)聯(lián)度都在0.7～0.9之間，說明兩系統(tǒng)之間存在很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)的交通基礎(chǔ)設(shè)施子系統(tǒng)與城市空間擴(kuò)展系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)和土地利用子系統(tǒng)密切相關(guān)，客運(yùn)子系統(tǒng)主要與社會(huì)子系統(tǒng)密切相關(guān)，貨運(yùn)子系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)密切相關(guān)。

關(guān)鍵詞：交通運(yùn)輸;城市空間擴(kuò)展;灰色關(guān)聯(lián)分析;烏魯木齊市

中圖分類號(hào)：F572.88? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2020.09.008

Abstract：? Urban transportation has strong correlation with urban spatial expansion on all aspects， and it is very important to explore the inner correlation between urban transportation and urban spatial expansion， which is very important for urban spatial development. Firstly， on the basis of former studies， through expert consultation method constructed the urban spatial expansion index system and the transportation index system of Urumqi City from macroscopic perspective， and then with related data in recent 10 years， the gray correlation degree between the two systems was calculated by gray relational analysis method， and then analyzed the inner correlation between urban transportation and urban spatial expiation， on the basis of which， constructed the correlation conceptual model between transportation system and the urban spatial expansion system. The results showed that the correlation degree between transportation system and the urban spatial expansion system in Urumqi was between 0.7 and 0.9， which indicated that there was a strong correlation between the two systems. The traffic infrastructure subsystem of the urban transportation system was closely related to the economic subsystem and the land use subsystem of the urban spatial expansion system， and the passenger transport subsystem was mainly related to the social subsystem， the freight subsystem was closely related to the economic subsystem.

Key words：transportation; urban spatial expansion; gray relational analysis; Urumqi City

交通運(yùn)輸和城市空間擴(kuò)展屬于城市規(guī)劃學(xué)科的兩大重要研究課題，而隨著交通運(yùn)輸系統(tǒng)的不斷完善和城市空間擴(kuò)展的演變，交通運(yùn)輸與城市空間擴(kuò)展關(guān)聯(lián)性的相關(guān)研究也成為了這一領(lǐng)域新熱點(diǎn)[1]。國(guó)外學(xué)者指出城市空間擴(kuò)展發(fā)生在多個(gè)維度，市場(chǎng)的力量導(dǎo)致城市空間擴(kuò)展，城市交通運(yùn)輸在其中發(fā)揮著至關(guān)重要作用[2-3]。為了解決城市空間擴(kuò)展所帶來的城市中心衰退、交通擁堵、環(huán)境污染等問題，要注重城市交通與城市空間擴(kuò)展的關(guān)聯(lián)性研究，以公共交通為導(dǎo)向引導(dǎo)城市空間健康有序擴(kuò)展[4]。國(guó)內(nèi)學(xué)者指出交通運(yùn)輸發(fā)展是城市空間擴(kuò)展的重要驅(qū)動(dòng)力[5]，城市發(fā)展與交通運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展二者相互依賴[6]，城市空間重構(gòu)以交通運(yùn)輸發(fā)展為前提[7]。早期研究主要集中在理論性分析方面[8-10]，之后定量分析才較為普遍地出現(xiàn)[11-13]，但缺乏定量分析基礎(chǔ)之上的定性研究。交通運(yùn)輸在后期開始受到重視，關(guān)注重點(diǎn)由原先的城市空間擴(kuò)展轉(zhuǎn)變成注重交通運(yùn)輸與城市空間擴(kuò)展關(guān)聯(lián)性方面的研究[14-15]，研究的方式以介紹概況為主，缺乏充分的有關(guān)實(shí)證分析的研究。

據(jù)此，本研究采用定性與定量、理論與實(shí)證分析相結(jié)合的方法，根據(jù)我國(guó)西部城市的特點(diǎn)，選取烏魯木齊市為例，首先選取若干代表性指標(biāo)，從宏觀視角構(gòu)建城市空間擴(kuò)展指標(biāo)體系和交通運(yùn)輸指標(biāo)體系，然后以烏魯木齊市2010—2019年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為樣本，采用灰色關(guān)聯(lián)分析方法得出兩系統(tǒng)各指標(biāo)之間關(guān)聯(lián)度，并對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分析，在此定量分析基礎(chǔ)上構(gòu)建兩系統(tǒng)間關(guān)聯(lián)性概念模型，最后得出結(jié)論。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)域概況

烏魯木齊，舊稱“迪化”，是新疆維吾爾自治區(qū)首府和政治、文化、商貿(mào)中心，經(jīng)緯度位置是86° 37' 33″-88° 58' 24″ E，42° 45' 32″-44°08'00″ N，東、西、南三面環(huán)山，地處天山北麓中段，準(zhǔn)噶爾盆地南邊，地勢(shì)南高北低，烏魯木齊市人口中，世居民族主要包含維吾爾、漢、哈薩克、蒙古、回、滿、錫伯、塔吉克、塔塔爾等13個(gè)民族，文化藝術(shù)底蘊(yùn)豐厚，具有典型的西域特色。海拔最高處5 445 m，最低處482 m，市區(qū)內(nèi)最高920 m，最低680 m[16]。烏市行政區(qū)劃面積為1.38×104 km2，其中建成區(qū)面積為412.26 km2，下轄7區(qū)1縣。

1.2 指標(biāo)體系構(gòu)建

以研究目的為核心，以科學(xué)性、代表性、系統(tǒng)完整性和現(xiàn)實(shí)可操作性為基本原則，力圖構(gòu)建系統(tǒng)、完備、科學(xué)的城市空間擴(kuò)展和交通運(yùn)輸指標(biāo)體系。根據(jù)研究目的，參考前人研究成果[1，17-18]，從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)3個(gè)方面，盡量選用復(fù)合型指標(biāo)構(gòu)建初步的城市空間擴(kuò)展指標(biāo)體系，從交通設(shè)施、交通工具、運(yùn)輸能力和交通服務(wù)四個(gè)方面構(gòu)建初步的交通運(yùn)輸指標(biāo)體系。2017年8月—12月期間，通過專家咨詢法將2個(gè)指標(biāo)體系做成專家咨詢表，分兩輪向新疆維吾爾自治區(qū)建筑設(shè)計(jì)研究院、新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)管理學(xué)院、新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院、新疆大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院等機(jī)構(gòu)從事城市規(guī)劃、規(guī)劃與建筑設(shè)計(jì)、城市地理學(xué)等方面研究的12名專家（副高級(jí)職稱以上專家占83.3%，平均從事相關(guān)專業(yè)研究年限為13年），通過面對(duì)面或電子郵件的方式分發(fā)專家咨詢表。專家根據(jù)指標(biāo)的重要性和合理性進(jìn)行打分，分?jǐn)?shù)范圍為1～5，得分越高，指標(biāo)的重要性和合理性也越高。若指標(biāo)重要性得分小于3，則將指標(biāo)刪除掉;若指標(biāo)合理性得分小于3，則修改該指標(biāo)。

第一輪表格收回之后，搜集總結(jié)專家意見，根據(jù)專家的意見修改指標(biāo)體系，然后分發(fā)第二輪的專家咨詢表，每一個(gè)專家對(duì)每一個(gè)指標(biāo)的評(píng)分均大于3且無任何反對(duì)意見，最終完成指標(biāo)體系構(gòu)建（表1和表2）。

1.3 灰色關(guān)聯(lián)分析模型構(gòu)建

1.3.1 原始數(shù)據(jù)矩陣 表1中的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)用如下矩陣表示：

式中，xij表示第j年第i個(gè)指標(biāo)的原始數(shù)值。

表2中的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)用如下矩陣表示：

式中，yij表示第j年第i個(gè)指標(biāo)的原始數(shù)值。

1.3.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法? 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。采用均值法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，公式如下：

同理，用相同的方法對(duì)數(shù)據(jù)yij進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，y'ij表示yij經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理之后的數(shù)值。

1.3.3 關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算方法 原始數(shù)據(jù)經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理之后，計(jì)算xi與yi在k點(diǎn)的關(guān)聯(lián)系數(shù)，公式如下：

1.3.4? 關(guān)聯(lián)度計(jì)算方法 公式如下：

1.4 數(shù)據(jù)來源與處理方式

指標(biāo)原數(shù)據(jù)來源于2010—2019年《烏魯木齊統(tǒng)計(jì)年鑒》、烏魯木齊市房地產(chǎn)管理局內(nèi)部資料、烏魯木齊市交通局內(nèi)部資料、烏魯木齊市城市綜合交通項(xiàng)目研究中心內(nèi)部數(shù)據(jù)、烏魯木齊市公安局支隊(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)和烏魯木齊市公共交通集團(tuán)有限公司內(nèi)部數(shù)據(jù)。首先用EXCEL軟件對(duì)搜集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，然后采用MATLAB R2011b軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理和灰色關(guān)聯(lián)分析操作。

2 結(jié)果與分析

2.1 灰色關(guān)聯(lián)結(jié)果分析

采用MATLAB R2011b軟件，通過烏魯木齊市交通運(yùn)輸系統(tǒng)和城市空間擴(kuò)展系統(tǒng)各指標(biāo)2010—2019年的數(shù)據(jù)，按照以上公式對(duì)兩系統(tǒng)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，其中，為減少極值對(duì)計(jì)算的影響，分辨率系數(shù)ρ取值0.5[19]，得出兩系統(tǒng)各指標(biāo)間的灰色關(guān)聯(lián)度系數(shù)矩陣（表3）。從表3中可以看出，近10年間（2010—2019年），烏魯木齊市交通運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)城市空間擴(kuò)展系統(tǒng)各指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度系數(shù)基本都大于0.6，且絕大部分指標(biāo)間關(guān)聯(lián)度都在0.7～0.9之間，說明兩系統(tǒng)之間存在很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。

與Y1（道路網(wǎng)密度）關(guān)聯(lián)度較高的因素依次是：X18（萬元GDP水耗）（0.95）、X22（萬元工業(yè)產(chǎn)值二氧化硫排放量）（0.94）、X20（人均水資源量）（0.86）、X11（第二產(chǎn)業(yè)比重）（0.85）、X7（地均GDP）（0.81）、X13（地均固定資產(chǎn)投資）（0.80）、X24（建成區(qū)面積占市區(qū)面積比重）（0.80）。說明道路網(wǎng)密度與資源消耗量、污染排放量、第二產(chǎn)業(yè)比重、地均GDP、地均固定資產(chǎn)投資存在很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，關(guān)聯(lián)性依次減弱。又因?yàn)榈缆肪W(wǎng)密度是城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)中交通設(shè)施子系統(tǒng)的典型代表指標(biāo)，與道路網(wǎng)密度關(guān)聯(lián)性高的城市空間擴(kuò)展系統(tǒng)指標(biāo)是該系統(tǒng)中經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)和土地利用子系統(tǒng)的典型代表指標(biāo)，所以城市空間擴(kuò)展系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)和土地利用子系統(tǒng)與城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)的交通基礎(chǔ)設(shè)施子系統(tǒng)密切相關(guān)。

與Y9（客運(yùn)量）關(guān)聯(lián)度較高的因素依次是：X10（全社會(huì)勞動(dòng)生產(chǎn)率）（0.85）、X7（地均GDP）（0.84）、X1（城市人口密度）（0.84）、X15（實(shí)際利用外資總額）（0.84）、X2（每萬名高中生擁有學(xué)校數(shù)）（0.83）、X14（人均社會(huì)商品零售總額）（0.83）、X16（旅游外匯收入）（0.82），說明客運(yùn)量與全社會(huì)勞動(dòng)生產(chǎn)率、地均GDP、城市人口密度、實(shí)際利用外資總額、每萬名高中生擁有學(xué)校數(shù)、人均社會(huì)商品零售總額、旅游外匯收入之間有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，且關(guān)聯(lián)程度依次降低。而客運(yùn)量是城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)中客運(yùn)子系統(tǒng)的代表性指標(biāo)，與之關(guān)聯(lián)度高的指標(biāo)都是城市空間擴(kuò)展系統(tǒng)中社會(huì)子系統(tǒng)的代表性指標(biāo)，所以城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)的客運(yùn)子系統(tǒng)主要與城市空間擴(kuò)展系統(tǒng)的社會(huì)子系統(tǒng)密切相關(guān)。

與Y10（貨運(yùn)量）關(guān)聯(lián)度較高的因素依次是：X11（第二產(chǎn)業(yè)比重）（0.89）、X13（地均固定資產(chǎn)投資）（0.88）、X7（地均GDP）（0.87）、X10（全社會(huì)勞動(dòng)生產(chǎn)率）（0.86）、X22（萬元工業(yè)產(chǎn)值二氧化硫排放量）（0.83），說明貨運(yùn)量與第二產(chǎn)業(yè)比重、地均固定資產(chǎn)投資、地均GDP、全社會(huì)勞動(dòng)生產(chǎn)率、萬元工業(yè)產(chǎn)值二氧化硫排放量之間有很強(qiáng)關(guān)聯(lián)性，且關(guān)聯(lián)性程度依次降低。而貨運(yùn)量交通運(yùn)輸系統(tǒng)中貨運(yùn)子系統(tǒng)的代表性指標(biāo)，與之關(guān)聯(lián)性較高的指標(biāo)主要是城市城市空間擴(kuò)展系統(tǒng)中經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)的代表性指標(biāo)，所以城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)的貨運(yùn)子系統(tǒng)與城市空間擴(kuò)展系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)密切相關(guān)。

2.2 關(guān)聯(lián)性概念模型構(gòu)建

城市交通運(yùn)輸分為市區(qū)內(nèi)交通運(yùn)輸和城市對(duì)外交通運(yùn)輸，城市交通運(yùn)輸指標(biāo)體系分為交通設(shè)施、交通工具、運(yùn)輸能力和交通服務(wù)四方面因素，其中因城市內(nèi)部交通工具的數(shù)量主要受制于交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施的水平，所以可以通過道路網(wǎng)密度指標(biāo)來表征交通設(shè)施和市區(qū)內(nèi)部交通工具，通過客運(yùn)量和貨運(yùn)量指標(biāo)來表征運(yùn)輸能力和城市對(duì)外交通運(yùn)輸工具，所以交通運(yùn)輸指標(biāo)體系準(zhǔn)則層各因素可以通過客運(yùn)子系統(tǒng)、貨運(yùn)子系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施子系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)來表征，將城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)分為客運(yùn)子系統(tǒng)、貨運(yùn)子系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施子系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)。

城市空間擴(kuò)展處在不斷的動(dòng)態(tài)變化之中，最突出表現(xiàn)在3個(gè)方面：一是社會(huì)子系統(tǒng)中人口規(guī)模和結(jié)構(gòu)的變化，二是經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)中地區(qū)經(jīng)濟(jì)總量的增加及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，三是生態(tài)子系統(tǒng)中城市土地利用規(guī)模和結(jié)構(gòu)的變化?？稍谀Ｐ头治龌A(chǔ)上，構(gòu)建城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)與城市空間擴(kuò)展系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性概念模型，如圖1所示。

3 結(jié)論與討論

城市空間擴(kuò)展系統(tǒng)主要包括人口、經(jīng)濟(jì)和土地利用3個(gè)子系統(tǒng)，交通運(yùn)輸系統(tǒng)主要包括客運(yùn)、貨運(yùn)和基礎(chǔ)設(shè)施3個(gè)子系統(tǒng)。根據(jù)實(shí)證分析的結(jié)果可知，烏魯木齊市交通運(yùn)輸系統(tǒng)與城市空間擴(kuò)展系統(tǒng)之間有極強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，交通運(yùn)輸系統(tǒng)的交通基礎(chǔ)設(shè)施子系統(tǒng)與城市空間擴(kuò)展系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)和土地利用子系統(tǒng)密切相關(guān)，客運(yùn)子系統(tǒng)主要與社會(huì)子系統(tǒng)密切相關(guān)，貨運(yùn)子系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)密切相關(guān)。

研究結(jié)果與前人相關(guān)研究相比[1，17-18]，研究結(jié)果一致。囿于數(shù)據(jù)獲取的局限性，只能從宏觀視角構(gòu)建交通運(yùn)輸和城市空間擴(kuò)展指標(biāo)體系，故所得出的結(jié)論也主要是城市交通運(yùn)輸與城市空間擴(kuò)展在宏觀方面的關(guān)聯(lián)性，城市空間擴(kuò)展指標(biāo)體系與“空間”這一關(guān)鍵詞聯(lián)系緊密性不夠，沒有將政策和城市規(guī)劃的影響作為控制變量納入考量范圍，在以后研究中將加加強(qiáng)相關(guān)方面研究。

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