鄭州市中心各區(qū)道路網(wǎng)評價(jià)研究

黃 文, 職曉曉, 馬 云, 劉朋杰, 吳越兒

(河南理工大學(xué)建筑與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，河南焦作 454002)

2016年2月國務(wù)院《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》正式發(fā)布，意見明確指出要優(yōu)化道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)街區(qū)的建設(shè)和規(guī)劃，原則上不再建設(shè)封閉式小區(qū)，對于建成小區(qū)要逐步打開，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部道路的公共化。理清城市道路網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀，對于城市建成區(qū)內(nèi)部道路的開放和指導(dǎo)新建開放社區(qū)的建設(shè)具有重大意義。董振華等(2017)、范科紅等(2011)、石民豐等(2013)學(xué)者分別對內(nèi)蒙古、重慶市、武漢市的道路密度進(jìn)行了空間分異特征分析，發(fā)現(xiàn)道路密度的空間分布具有明顯的聚集性。田旺(2017)，李陽等(2019)則對城區(qū)道路網(wǎng)的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理性評價(jià)研究。但是道路的快速建設(shè)也帶來了很多問題，研究發(fā)現(xiàn)道路網(wǎng)的建設(shè)加劇了區(qū)域景觀的破壞(黃夢娜等，2019)。隨著規(guī)劃理念的不斷更新，街區(qū)制的推行，現(xiàn)代學(xué)者逐漸開始研究“密路網(wǎng)，小街區(qū)”模式下的路網(wǎng)規(guī)劃(王煦立，2017；常樂，2017)。但是過往研究的區(qū)域尺度較大，沒有分析城市內(nèi)部各個(gè)分區(qū)道路網(wǎng)絡(luò)的相互關(guān)系，對下一步的城市社區(qū)開放(姚佳豐，2018)與城市建設(shè)很難提供較好的指導(dǎo)。

本文選取鄭州市中心各區(qū)為基本研究單元，分析了鄭州市中心各區(qū)的城市道路網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀。

1 研究區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

鄭州市是河南省省會(huì)城市，地處華北平原南部，下轄6區(qū)一縣五市，是我國重要的綜合交通樞紐，總面積7 446 km2。本文選區(qū)鄭州市市轄區(qū)內(nèi)的金水區(qū)、二七區(qū)、中原區(qū)、惠濟(jì)區(qū)、管城回族區(qū)五區(qū)為研究對象，總面積825.66 km2。截止2018年年底鄭州市中心區(qū)“井+環(huán)”的城市快速路系統(tǒng)基本建成，全市道路規(guī)模為1 932 km，較2010年增長約45 %，而鄭州市全市一級公路建設(shè)里程為471 km，二級公路建設(shè)里程為1 879 km，三級公路建設(shè)里程為1 189 km，四級公路建設(shè)里程為6 592 km。

1.2 數(shù)據(jù)來源

城市道路數(shù)據(jù)來源于Openstreemap，通過GIS矢量化并運(yùn)用Google地圖校準(zhǔn)。行政邊界，各區(qū)面積等數(shù)據(jù)來自于各區(qū)政府官方網(wǎng)站。

2 研究方法

2.1 疊加分析

疊加分析是GIS中的一項(xiàng)空間分析方法，是將兩個(gè)或兩個(gè)以上要素層進(jìn)行疊加從而得到一個(gè)新的要素層(范科紅等，2011)。本文中利用GIS的疊加功能將鄭州市中心區(qū)的城市快速路，城市主干道，城市次干道以及城市支路的矢量數(shù)據(jù)和鄭州市中心地圖疊加在一起得到鄭州市中心城區(qū)道路網(wǎng)分布圖(圖1)。

圖1 鄭州市中心城區(qū)道路網(wǎng)分布

2.2 構(gòu)建指標(biāo)評價(jià)體系

選取道路密度、道路等級結(jié)構(gòu)、人均道路面積、車均車行道面積、路網(wǎng)連接度為評價(jià)指標(biāo)對鄭州市中心道路網(wǎng)進(jìn)行合理性評價(jià)。

本次鄭州市中心區(qū)道路網(wǎng)評價(jià)調(diào)查總共向城鄉(xiāng)規(guī)劃系與建筑系大學(xué)老師以及城市規(guī)劃設(shè)計(jì)院專業(yè)人員發(fā)放12份問卷，收回8份有效問卷。根據(jù)收回的問卷整理得到結(jié)果見表1。

表1 鄭州市中心道路網(wǎng)合理性評價(jià)各項(xiàng)指標(biāo)專家評分匯總

2.3 確定各個(gè)指標(biāo)權(quán)重

綜合多位專家打分，采用層次分析法確定各指標(biāo)權(quán)重。使用Santy等人提出的一致矩陣法構(gòu)建判斷矩陣：

通過計(jì)算：CI=0.0882，因此判斷矩陣具有滿意的一致性。得到權(quán)重W1= (0.3507、0.1858、0.1493、0.2012、0.1130)=(道路密度、路網(wǎng)連接度、道路等級級配、人均道路面積、車均車行道面積)

2.4 模糊評價(jià)法

模糊評價(jià)法被廣泛應(yīng)用于城市道路網(wǎng)合理性評價(jià)研究中，對城市道路的現(xiàn)狀具有較科學(xué)合理評價(jià)(陳光輝等，2001)，本文也選擇此方法。

(1)設(shè)定評語集V={極合理|較合理|合理|不合理|極不合理}={V1|V2|V3|V4|V5}

rjv分別表示第j個(gè)指標(biāo)評級為v級的隸屬度(田旺，2017)，本文由專家評價(jià)直接確定rjv。見式1。

(1)

式中：qjv為專家評價(jià)j因素為v級的人數(shù)；Q為參加評價(jià)的專家人數(shù)。

由表1計(jì)算得到評價(jià)指標(biāo)的模糊轉(zhuǎn)換矩陣：

(3)對評價(jià)指標(biāo)權(quán)重W1和判斷矩陣R1進(jìn)行模糊運(yùn)算，得到綜合評判：

B=W1×R1=(0.023、0.140、0.334、0.393、0.111)

(4)對評語集進(jìn)行賦值V=(極合理|較合理|合理|不合理|極不合理)=(5|4|3|2|1)得出的評價(jià)得分：0.023×5+0.140×4+0.334×3+0.393×2+0.111×1=2.574。對比評語集的值,結(jié)論是鄭州市中心區(qū)的道路合理性評價(jià)在不合理區(qū)間內(nèi)。

3 鄭州市道路現(xiàn)狀分析

選取道路網(wǎng)密度、道路網(wǎng)等級結(jié)構(gòu)、人均道路用地面積、車均車行道面積、路網(wǎng)連接度等指標(biāo)對鄭州市中心各區(qū)道路網(wǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行研究。

3.1 道路網(wǎng)密度

道路密度是指某一區(qū)域內(nèi)道路總里程和該區(qū)域總面積之間的比值，是評價(jià)某一地區(qū)交通狀況的常用指標(biāo)(董振華等，2017),計(jì)算公式見式2。

(2)

式中：D為道路密度(km/km2)；L為道路總里程數(shù)(km)；S為面積(km2)。

從Openstreemap提取出鄭州市中心各區(qū)2018年道路數(shù)據(jù)后在GIS中進(jìn)行處理，然后在GIS中分別提取鄭州市中心各區(qū)城市快速路、城市主干道、城市次干道、城市支路的道路長度，結(jié)果見表2。

表2 鄭州市中心各區(qū)各級道路長度 km

由表(2)以及鄭州市中心各區(qū)面積，得出鄭州市中心道路網(wǎng)密度為4.78 km/km2以及鄭州市中心各區(qū)快速路、主干道、次干道、支路的道路密度(表3)。

表3 鄭州市中心各區(qū)各級道路密度 km/km2

由表3可以看出以下幾點(diǎn)。

(1)鄭州市中心各區(qū)各等級道路密度差距很大，道路分布非常不均勻。

(2)鄭州市中心道路密度較小，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定城市中心區(qū)道路密度應(yīng)大于8 km/km2。

隨著社區(qū)的開放，我國城市新區(qū)的路網(wǎng)規(guī)模將會(huì)得到顯著提高。在中國，傳統(tǒng)的車本位思想，導(dǎo)致我國大量采用大街區(qū)的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)(葉彭姚，2018)，城市建成區(qū)存在著大量小區(qū)內(nèi)部道路和單位內(nèi)部道路，因此中國道路密度較西方國家較小(陸建等，2004)。近年來國家提出打通城市斷頭路和開放小區(qū)內(nèi)部道路，這些措施會(huì)很大改善中國城市建成區(qū)路網(wǎng)規(guī)模不足的問題。鄭州市中心區(qū)的道路密度也將得到很大改善。

3.2 道路網(wǎng)等級結(jié)構(gòu)

道路網(wǎng)等級級配指建成區(qū)內(nèi)城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市支路的里程數(shù)比例(田旺，2017)。計(jì)算表達(dá)式見式3。

N1∶N2∶N3∶N4

(3)

式中：N1是城市快速路總里程數(shù)；N2是城市主干道總里程數(shù)；N3是城市次干道總里程數(shù)；N4是城市支路總里程數(shù)。

依據(jù)表2與式3得出鄭州市中心各區(qū)的道路網(wǎng)等級級配表4。

表4 鄭州市中心各區(qū)道路等級級配及各區(qū)各級道路占比 %

標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定干線道路占比應(yīng)為15 %～20 %，集散道路占比應(yīng)為5 %～15 %，支線道路占比應(yīng)為65 %～70 %。由表(4)看出鄭州市中心五區(qū)中僅有金水區(qū)，中原區(qū)干線道路占比處于合理區(qū)間，而集散道路占比僅有二七區(qū)處于合理區(qū)間，其它四區(qū)均大于標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間值上限。鄭州市中心五區(qū)支線道路占比均小于或剛剛達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間值的下限，表明鄭州市中心各區(qū)應(yīng)加大支線道路的建設(shè)，優(yōu)化道路體系結(jié)構(gòu)。

3.3 人均道路用地面積

人均道路用地面積是指城市道路用地面積和城市總?cè)丝诘谋戎?。?jì)算公式為式4。

(4)

式中：A為人均道路用地面積(m2/人)；L為道路里程數(shù)(m)；D為道路寬度(m)；P為城市總?cè)丝?人)。

根據(jù)《鄭州市城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定》城市快速路寬度取40 m、城市主干道寬度取40 m、城市次干道取30 m、城市支路取14 m計(jì)算得到鄭州市各中心人均道路用地面積見表5。

表5 鄭州市中心各區(qū)人均道路用地面積 m2/人

標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定人均道路與交通設(shè)施用地面積不少于12.0 m2/人，鄭州市中心各區(qū)人均道路用地均大于標(biāo)準(zhǔn)值。

3.4 車均車行道面積

不同車輛行駛中占地面積見表6(徐吉謙，1998)。依據(jù)表中的數(shù)據(jù)對車均行車道面積進(jìn)行測算。計(jì)算表達(dá)式見式5。

(5)

式中：Av表示車均車行道面積(/veh)；Ci為第i種機(jī)動(dòng)車擁有量(veh)；Bi為第i種機(jī)動(dòng)車高峰小時(shí)平均出車率；Ti為第i種機(jī)動(dòng)車常速行駛時(shí)占用的道路面積(m2)。

小汽車高峰小時(shí)平均出車率分別為0.1(限制性)、0.2(競爭性)、0.3(鼓勵(lì)性)；公共汽車和出租車為0.9；社會(huì)大客車為0.5；摩托車為0.5(陳光輝等，2001)。

表6 不同車輛行駛中占地面積

由2018年鄭州市統(tǒng)計(jì)年鑒查取鄭州市中心各個(gè)類型機(jī)動(dòng)車擁有量，小汽車高峰小時(shí)平均出車率取0.2，結(jié)合表6計(jì)算得到鄭州市中心區(qū)車均車行道面積為22.56 m2/veh。

3.5 路網(wǎng)連接度

道路連接度反映了整體道路網(wǎng)絡(luò)成熟度，數(shù)值越高表明城市道路斷頭路少。路網(wǎng)連接度計(jì)算公式為式6。

(6)

式中：J為道路連接度；M為路網(wǎng)總邊數(shù)；N為路網(wǎng)總節(jié)點(diǎn)數(shù)。利用GIS計(jì)算出道路總節(jié)點(diǎn)數(shù)和路段數(shù)，結(jié)合式6，計(jì)算出鄭州市中心各區(qū)城市道路連接度見表7。

表7 鄭州市中心各區(qū)路網(wǎng)連接度

由表7可以看出鄭州市中心各區(qū)路網(wǎng)連接度較低，城市道路網(wǎng)絡(luò)不成熟，存在較多斷頭路，各個(gè)區(qū)路網(wǎng)連接度較為平衡。

4 結(jié)論

本文基于GIS的空間分析功能分析了鄭州市中心各區(qū)的道路網(wǎng)現(xiàn)狀及其聯(lián)系并采取層次分析法與模糊評價(jià)法對鄭州市中心區(qū)進(jìn)行了評價(jià)研究得出以下結(jié)論：

(1)研究發(fā)現(xiàn)鄭州市中心道路密度小于標(biāo)準(zhǔn)值,鄭州市中心各區(qū)需要加大道路建設(shè)的投資。

(2)鄭州市中心各區(qū)的道路等級級配極化嚴(yán)重，其中中原區(qū)與惠濟(jì)區(qū)城市快速路總里程遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于城市支路的總里程，其它各區(qū)的道路等級級配也不合理。

(3)鄭州市中心各區(qū)的人均道路面積遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn)，其中最小的為二七區(qū)為14.15 m2/人，其值也大于標(biāo)準(zhǔn)的推薦值12 m2/人，人均道路面積最大的為管城回族區(qū)40.21 m2/人，是標(biāo)準(zhǔn)值的3.35倍。

(4)鄭州市車均車行道面積為22.56 m2/veh。

(5)鄭州市中心各區(qū)道路連接度較低，各區(qū)道路連接度差距不大，其中金水區(qū)最大為2.92，管城回族區(qū)最小為2.70。

(6)鄭州市中心區(qū)道路網(wǎng)合理性評價(jià)為不合理。