基于空間句法的城鎮(zhèn)路網(wǎng)規(guī)劃研究
——以靈璧縣黃灣鎮(zhèn)為例

李才能，王 琳

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的發(fā)展，城鎮(zhèn)的道路交通網(wǎng)絡(luò)與其功能結(jié)構(gòu)布局之間的矛盾日益顯著，道路網(wǎng)絡(luò)不能很好地適應(yīng)功能結(jié)構(gòu)布局[1]。但是，道路交通網(wǎng)絡(luò)與功能結(jié)構(gòu)之間始終相互促進(jìn)、相互發(fā)展[2]。道路網(wǎng)絡(luò)是城鎮(zhèn)交通的“骨架”，是城鎮(zhèn)生活生產(chǎn)的“動(dòng)脈”，道路網(wǎng)絡(luò)的合理性關(guān)系到了人民的安居樂業(yè)[3]，也對(duì)城鎮(zhèn)未來的發(fā)展有著非常重要的影響。

對(duì)道路網(wǎng)絡(luò)的研究通常采用幾何方法進(jìn)行定量分析與評(píng)價(jià)，它是以距離與時(shí)間來衡量道路合理性與可達(dá)性。近年來空間句法理論越來越多地被用于研究道路網(wǎng)絡(luò)[4]，不同與以往的是空間句法用于計(jì)算道路可達(dá)性時(shí)考慮到了道路空間的相對(duì)位置即幾何屬性與其拓?fù)潢P(guān)系，計(jì)算結(jié)果具有較大的可靠性與科學(xué)性[5]?？臻g句法理論注重變量分析和圖示表達(dá)，有助于路網(wǎng)研究的定量化和可視化，為路網(wǎng)研究提供了有力的支持。

本文以靈璧縣黃灣鎮(zhèn)為例，通過定性分析和定量分析相結(jié)合的方法編制路網(wǎng)規(guī)劃，采用“量化分析—方案構(gòu)建—比較擇優(yōu)”的技術(shù)路線，為城鎮(zhèn)路網(wǎng)研究提供更為科學(xué)、精確、可靠的分析方法與實(shí)踐路徑。

1 區(qū)域概況與研究思路

1.1 區(qū)域概況

1.1.1 整體情況

黃灣鎮(zhèn)隸屬于安徽省宿州市靈璧縣，鎮(zhèn)域面積145 km2，下轄14個(gè)行政村，東與韋集鎮(zhèn)相鄰，南隔河與固鎮(zhèn)相望，西與婁莊鎮(zhèn)相接，北與靈璧縣城相連。黃灣鎮(zhèn)區(qū)位于宿州市靈璧縣城西南20 km處，2019年末建成區(qū)面積約82.7 ha，鎮(zhèn)區(qū)人口6988人。省道S201穿鎮(zhèn)區(qū)而過，鎮(zhèn)區(qū)目前只有一條東西向的主干道——小康路，小康路南部路網(wǎng)相對(duì)完善，而北部道路通達(dá)性相對(duì)較差。

1.1.2 現(xiàn)狀交通問題

2019年11月，通過實(shí)地調(diào)研觀察、問卷調(diào)查了解黃灣鎮(zhèn)區(qū)現(xiàn)狀道路交通的基本情況。通過定性分析，認(rèn)為現(xiàn)狀交通問題主要表現(xiàn)在：

1) 現(xiàn)狀道路不成網(wǎng)絡(luò)：鎮(zhèn)區(qū)的東西向道路少，盡端路、斷頭路較多，通達(dá)性較差；

2) 道路存在擁堵情況：現(xiàn)狀道路較為擁堵的路段為小康路中段、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)南段和學(xué)府路南段，車輛的亂停、亂放和小學(xué)的上學(xué)和放學(xué)家長(zhǎng)接送是造成道路擁堵的主要原因。

1.2 研究思路

首先，用空間句法軸線模型對(duì)黃灣鎮(zhèn)的現(xiàn)狀路網(wǎng)進(jìn)行測(cè)算，以集成度(整合度)、協(xié)同度、可理解度(智能度)為測(cè)算指標(biāo)，分析現(xiàn)狀路網(wǎng)的集成度(整合度)，再結(jié)合集成核軸線的分布，推導(dǎo)黃灣鎮(zhèn)區(qū)的空間結(jié)構(gòu)特征、存在問題與發(fā)展趨勢(shì)。與實(shí)地觀察、問卷調(diào)查的結(jié)果相比較，驗(yàn)證現(xiàn)狀道路空間模型的準(zhǔn)確性。

其次，基于路網(wǎng)的現(xiàn)狀情況和空間結(jié)構(gòu)特征，結(jié)合黃灣鎮(zhèn)區(qū)未來發(fā)展需要，構(gòu)建多個(gè)規(guī)劃路網(wǎng)方案，以期實(shí)現(xiàn)黃灣鎮(zhèn)區(qū)空間形態(tài)的優(yōu)化。

最后，通過空間句法軸線模型對(duì)規(guī)劃路網(wǎng)再次進(jìn)行測(cè)算，以集成度(整合度)、協(xié)同度、可理解度(智能度)為指標(biāo)，進(jìn)行多方案比較，再進(jìn)行優(yōu)化，得出最終方案。以此保證規(guī)劃路網(wǎng)的科學(xué)合理性(圖1)。

圖1 技術(shù)路線

2 空間句法在現(xiàn)狀路網(wǎng)分析中的應(yīng)用

2.1 現(xiàn)狀空間結(jié)構(gòu)的分析

采用Depth Map空間句法軟件，構(gòu)建黃灣鎮(zhèn)區(qū)現(xiàn)狀路網(wǎng)的空間結(jié)構(gòu)模型。通過對(duì)集成度(整合度)、協(xié)同度以及可理解度(智能度)的分析，得出路網(wǎng)空間結(jié)構(gòu)特征、存在問題及未來發(fā)展趨勢(shì)。

2.1.1 集成度(整合度)分析

集成度(整合度)，表示系統(tǒng)中某一空間與其他空間的集聚程度，包括全局集成度和局部集成度兩類。全局集成度表示節(jié)點(diǎn)與整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)聯(lián)系的緊密程度，而局部集成度是表示節(jié)點(diǎn)與其附近3步或10步內(nèi)的節(jié)點(diǎn)間聯(lián)系的緊密程度[6]。

如圖2所示，根據(jù)空間句法軸線模型的測(cè)算結(jié)果，省道S201、小康路和學(xué)府路中段顏色較深，表示其集成度較高；農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)路次之。黃灣鎮(zhèn)區(qū)平均集成度數(shù)值僅為1.077，空間對(duì)象布局相對(duì)比較集中，聯(lián)系的緊密程度較差。

圖2 全局集成度分析

研究將現(xiàn)狀集成度值大于1.2的軸線作為集成度的集成核。其中，省道S201的集成度為1.746，農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)路為1.265，學(xué)府路為1.434，小康路為1.689。集成核主要分布在小康路、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)路和學(xué)府路等路段，依托省道發(fā)展形成了“兩縱一橫”的集成核軸線分布，集成核軸線相對(duì)較少，并且小康路以南的集成度比小康路以北的高。

現(xiàn)實(shí)中小康路和學(xué)府路南段是鎮(zhèn)區(qū)主要的商業(yè)街，服務(wù)較完善、活力較高，為鎮(zhèn)區(qū)主、次生活大街。農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)路雖然在道路北段建有農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，但是北段是斷頭路，道路相對(duì)較為封閉、擁擠，所以整體活力不如道路南段。

2.1.2 協(xié)同度分析

協(xié)同度是描述局部集成度與全局集成度之間相關(guān)性的變量，可以衡量局部空間在整體空間系統(tǒng)中的“中心性”程度[7]。協(xié)同度高的空間結(jié)構(gòu)往往呈現(xiàn)出單核心的組構(gòu)特征，反之則呈現(xiàn)多核心的組構(gòu)特征。協(xié)同度高表示局部中心能較好地融入到整個(gè)空間系統(tǒng)中。

用橫軸表示全局集成度，縱軸表示局部集成度。再將兩者的擬合關(guān)系轉(zhuǎn)化為散點(diǎn)圖。通過全局集成度與局部集成度之間的散點(diǎn)圖擬合關(guān)系數(shù)值R2來衡量協(xié)同度的大小。0.5≤R2<0.7時(shí)，認(rèn)為相關(guān)性一般；R2≥0.7時(shí)，認(rèn)為可以用直線去近似模擬散點(diǎn)分布，兩者呈高度的相關(guān)性。

如圖3所示，全局集成度和局部集成度兩者的散點(diǎn)圖分布近似是一條直線，其R2=0.797。即黃灣鎮(zhèn)區(qū)的現(xiàn)狀道路協(xié)同度為0.797，兩者的相關(guān)性較好，意味著局部中心能較好地融入到整個(gè)鎮(zhèn)區(qū)空間系統(tǒng)中，鎮(zhèn)區(qū)形成單核心的組構(gòu)特征。

圖3 協(xié)同度分析

2.1.3 可理解度(智能度)分析

可理解度(智能度)是衡量從一個(gè)空間所看到的局部空間形態(tài)是否有助于建立起整個(gè)空間系統(tǒng)的圖景，即能否作為其看不到的整個(gè)空間形態(tài)的引導(dǎo)[8]。它是描述局部集成度與連接值之間相關(guān)性的變量，可通過局部集成度與連接值之間的散布點(diǎn)圖擬合關(guān)系數(shù)值來衡量大小。

如圖4所示，全局集成度與連接值兩者的散點(diǎn)圖分布并不像協(xié)同度散點(diǎn)圖那樣呈現(xiàn)隨機(jī)分布狀態(tài)，其R2=0.633，兩者的相關(guān)性一般，說明鎮(zhèn)區(qū)道路系統(tǒng)的可理解性一般。

圖4 可理解度(智能度)分析

這可能是因?yàn)辄S灣鎮(zhèn)區(qū)現(xiàn)狀的道路過于簡(jiǎn)單，沒有形成道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。除了現(xiàn)狀小康路、學(xué)府路與農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)路等主要道路比較容易感知周邊空間外，鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)的斷頭路、丁字路口較多，導(dǎo)致了部分空間不能很好地融入到整個(gè)空間系統(tǒng)中，因此造成了人們對(duì)整個(gè)鎮(zhèn)區(qū)空間感知比較困難。

2.2 空間結(jié)構(gòu)特征總結(jié)

黃灣鎮(zhèn)區(qū)現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)形態(tài)趨于南部單核心發(fā)展結(jié)果，不能有效拉結(jié)整個(gè)鎮(zhèn)區(qū)空間，帶動(dòng)鎮(zhèn)區(qū)集中發(fā)展。鎮(zhèn)區(qū)形成了一條東西向(小康路)、兩條南北向(農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)路、學(xué)府路)集成核軸線，鎮(zhèn)區(qū)空間向外發(fā)展的態(tài)勢(shì)已然比較明顯。

從定量分析結(jié)果來看，省道S201的集成度也相對(duì)較高。但是，空間句法并沒有考慮到省道S201所承載的道路性質(zhì)。省道S201作為省級(jí)公路，既不能承載諸如小康路等鎮(zhèn)區(qū)道路的集聚功能，又不能接受多節(jié)點(diǎn)、大規(guī)模的跨越交通。故而定性分析認(rèn)為不能將省道S201作為潛在的發(fā)展軸線考慮。

3 空間句法在路網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用

3.1 雙方案的構(gòu)建

由于黃灣鎮(zhèn)沒有新一輪的國(guó)土空間總體規(guī)劃可用于指導(dǎo)城鎮(zhèn)建設(shè)，根據(jù)《靈璧縣黃灣鎮(zhèn)概念性規(guī)劃》，預(yù)計(jì)至2035年黃灣鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)人口在12 000人以內(nèi)，鎮(zhèn)區(qū)建設(shè)用地不超過140 ha。在對(duì)現(xiàn)狀路網(wǎng)定量、定性分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合鎮(zhèn)區(qū)未來發(fā)展需要與3條集成核軸線，制定了向西、向北發(fā)展兩種對(duì)比方案。兩個(gè)方案一種是依據(jù)對(duì)現(xiàn)狀小康路商業(yè)活力(實(shí)地觀察、問卷調(diào)查)的定性分析，另一種是根據(jù)空間句法測(cè)算集成核軸線(農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)路、學(xué)府路)的定量分析。

3.1.1 向西發(fā)展(方案A)

以向西為主要發(fā)展方向，現(xiàn)狀小康路為主要的商業(yè)街，向西延伸小康路，作為鎮(zhèn)區(qū)的發(fā)展軸線。再將北部不連續(xù)的道路串通起來，形成東西方向道路，構(gòu)建鎮(zhèn)區(qū)向西發(fā)展的道路網(wǎng)絡(luò)。以充分利用現(xiàn)狀小康路的商業(yè)活力，使鎮(zhèn)區(qū)中心西移，減少與省道S201的相互干擾。

如圖5所示，向西發(fā)展(方案A)的道路平均集成度為1.300，主要的3條道路中農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)路集成度為1.426，學(xué)府路為1.460，小康路為2.033。與現(xiàn)狀道路相比都有較大的提升。

圖5 向西發(fā)展(方案A)的路網(wǎng)全局集成度分析

3.1.2 向北發(fā)展(方案B)

以向北為主要發(fā)展方向，依托鎮(zhèn)區(qū)南北向的集成核軸線(農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)路、學(xué)府路)，向北延伸農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)路、學(xué)府路作為鎮(zhèn)區(qū)的發(fā)展軸線。利用鎮(zhèn)區(qū)以北的村村通道路路基，增加?xùn)|西向道路。再將內(nèi)部的道路貫通，構(gòu)建鎮(zhèn)區(qū)向北發(fā)展的道路網(wǎng)絡(luò)，充分利用南北向的兩條集成核軸線拉結(jié)鎮(zhèn)區(qū)空間的能力，使鎮(zhèn)區(qū)集中發(fā)展。

如圖6所示，向北發(fā)展(方案B)的道路平均集成度為1.361，主要的3條道路中農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)路集成度為1.449，學(xué)府路為1.530，小康路為2.108。與現(xiàn)狀道路相比有較大的提升，并且其指標(biāo)數(shù)值較向西發(fā)展(方案A)相對(duì)優(yōu)越。

圖6 向北發(fā)展(方案B)的路網(wǎng)全局集成度分析

3.2 空間句法對(duì)方案的比較

運(yùn)用空間句法模型對(duì)A，B兩種方案的道路空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，得出兩種方案的集成度、協(xié)同度、可理解度的擬合函數(shù)等指標(biāo)參數(shù)?？梢钥闯鲆詢蓷l南北向的集成核軸線為發(fā)展基礎(chǔ)的方案B比以一條東西向的集成核軸線為發(fā)展基礎(chǔ)的方案A在集成度、協(xié)同度、可理解度的擬合值等方面更加適合黃灣鎮(zhèn)區(qū)的發(fā)展(表1)。

表1 空間句法對(duì)方案A，B的比較

3.3 小結(jié)

綜上所述，方案B無論是與方案A還是與現(xiàn)狀道路相比，集成度、協(xié)同度與可理解度的擬合值都得到一定的提升，方案B很好地聯(lián)系了整個(gè)鎮(zhèn)區(qū)空間以及前文中所提及的黃灣鎮(zhèn)區(qū)的空間形態(tài)問題。向北發(fā)展(方案B)也是在編制《靈璧縣黃灣鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)概念性規(guī)劃與設(shè)計(jì)》中最終確定的道路網(wǎng)絡(luò)(圖7)。

圖7 《靈璧縣黃灣鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)概念性規(guī)劃與設(shè)計(jì)》總平面

4 結(jié)束語

長(zhǎng)期以來，對(duì)于城鎮(zhèn)路網(wǎng)的相關(guān)研究多基于圖解，偏重于表象呈現(xiàn)、理論抽象和形式表達(dá)。本文以靈璧縣黃灣鎮(zhèn)為實(shí)證案例，采用空間句法作為量化手段進(jìn)行鎮(zhèn)區(qū)路網(wǎng)的規(guī)劃，為鎮(zhèn)區(qū)空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供建議。對(duì)鎮(zhèn)區(qū)現(xiàn)狀道路空間結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析，判斷其發(fā)展趨勢(shì)。結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行雙方案的構(gòu)建，通過比較擇優(yōu)，選擇最優(yōu)方案，以期為黃灣鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)的空間形態(tài)優(yōu)化以及城鎮(zhèn)的健康可持續(xù)發(fā)展提供建議。研究認(rèn)為空間句法可以在城鎮(zhèn)道路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中彌補(bǔ)定量分析的不足，量化現(xiàn)狀路網(wǎng)特征，比較多個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際的道路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與選擇中有著一定的作用。