成渝地區(qū)城市間交通可達性演變分析

何 紅,李孝坤

(重慶師范大學(xué) 地理與旅游學(xué)院，重慶 401331)

1 引言

可達性或通達性，通常表示使用一種交通工具從某個特定城市通往另一個城市的便捷程度[1]。可達性是一個常用概念，在城市規(guī)劃和交通規(guī)劃、經(jīng)濟學(xué)和地理學(xué)領(lǐng)域被廣泛使用，可達性作為有效分析的綜合性指標(biāo)，在衡量交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有效性、測度區(qū)域獲取發(fā)展機遇及市場影響強度等方面是重要影響要素之一，因此成為國內(nèi)外研究的熱點內(nèi)容[2,3]。Linneker和 Spence在研究區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的有效影響機制中表明，倫敦M25環(huán)形公路所引起的交通可達性變化促進所經(jīng)區(qū)域經(jīng)濟快速發(fā)展[4]?？蛇_性對某種社會服務(wù)的接近度也會有影響，Gimpel和 Schuknecht在研究居民參與政治投票的意愿與投票箱可達性之間的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)，到投票箱的可達性與居民參與政治投票率呈正比[5]。國內(nèi)學(xué)者在可達性研究方面頗有建樹，金風(fēng)君等學(xué)者基于我國航空網(wǎng)絡(luò)的空間拓展和鐵路網(wǎng)的空間演變，對我國不同區(qū)域可達性進行研究，結(jié)果表明交通網(wǎng)的完善推動我國區(qū)域間經(jīng)濟交流與合作，縮小區(qū)域經(jīng)濟差異[6,7]。交通網(wǎng)的完善也代表該區(qū)域有更多的機會、更大的潛力與其他區(qū)域進行經(jīng)濟技術(shù)和社會文化交流[8]，同時可以擴大供應(yīng)商的選擇區(qū)域和投資范圍，促使區(qū)域內(nèi)企業(yè)獲得更大范圍其他地區(qū)的知識和技術(shù)[9～11]。

有多種方法測算可達性，成熟的方法如最小距離法、緩沖區(qū)分析法、空間插值法等計算方法，但由于實際交通網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性使得以上方法度得出的區(qū)域交通可達性與實際情況之間誤差較大[12,13]。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐漸打破了地形、氣候等因素的限制，交通網(wǎng)絡(luò)漸趨網(wǎng)絡(luò)化、復(fù)雜化，交通工具更加多樣化；隨研究不斷深入發(fā)展，在區(qū)域經(jīng)濟、城市物流、跨區(qū)域旅游等領(lǐng)域均有可達性的相關(guān)研究，可達性的測度方法也更加多元。加之諸多數(shù)理方法的引入與GIS技術(shù)的不斷完善普及，GIS技術(shù)成為有效且簡便的分析可達性的有力工具[14]，雖然計算量大，時耗長，但是所得結(jié)果與實際值差異較小，使得研究更具價值。

分析城市間的可達性，通常以區(qū)域間最短路徑旅行時間作為交通可達性評價指標(biāo)，其不僅影響該區(qū)域內(nèi)空間經(jīng)濟角色定位與調(diào)整，也是促使區(qū)域經(jīng)濟不平衡的眾多因素之一[15]。在其他要素不變的情況下，區(qū)域可達性越好，經(jīng)濟發(fā)展水平越高，城市間經(jīng)濟交流與合作更加頻繁深入。本研究將研究區(qū)內(nèi)各市(區(qū)/縣)人民政府抽象地視為交通網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點，借助ArcGIS10.4軟件計算出2010年、2015年、2019年各人民政府間交通最短旅行時間，進而對比分析城市間的可達性狀況。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 研究對象

參考《成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈建設(shè)規(guī)劃綱要》規(guī)劃范圍，考慮成渝地區(qū)城市經(jīng)濟發(fā)展聯(lián)系的復(fù)雜性及保證研究區(qū)域的完整性，本文選擇四川省15個完整地級市(成都、德陽、綿陽、雅安、樂山、眉山、宜賓、瀘州、自貢、內(nèi)江、資陽、南充、遂寧、達州、廣安)，和重慶市中心區(qū)等21個區(qū)縣(重慶中心城區(qū)、合川、豐都、璧山、云陽、潼南、忠縣、大足、綦江、榮昌、銅梁、南川、江津、長壽、永川、梁平、涪陵、開州、墊江、萬州、黔江)作為研究對象，共36個研究單元。

2.2 數(shù)據(jù)來源

以2011年、2016年和2020年四川省和重慶市的公路圖(《中國公路交通史叢書、四川交通年鑒、重慶交通年鑒》)，及2016年、2021年全國高鐵規(guī)劃圖作為基礎(chǔ)地圖，對地圖進行空間校正、投影處理和矢量化，處理后得到3個年份的交通路網(wǎng)數(shù)據(jù)作為本研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.3 研究方法

本研究使用ArcGIS10.4軟件對成渝地區(qū)內(nèi)36個研究單元進行可達性測算，并構(gòu)建成渝地區(qū)城市可達性O(shè)D時間成本矩陣。操作步驟如下：對地圖空間校正、高斯——克呂格投影轉(zhuǎn)換和矢量化處理，獲取3個年份的城市交通路網(wǎng)數(shù)據(jù)(包括高鐵/動車、高速、鐵路、國道、省道、縣鄉(xiāng)道)，形成交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，進而參照國家道路限速標(biāo)準(zhǔn)和川渝地區(qū)交通行駛情況，對不同層級的交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)賦相應(yīng)的時間成本值，最后借助OD成本分析模型，計算每個城市與其他城市的最短路徑可達性時間，建立OD成本矩陣。受地形影響，截至2019年川渝地區(qū)高鐵行駛速度在300 km/h左右，加上動車和城際列車行車速度可達250～300 km/h，故研究區(qū)內(nèi)部分城市雖沒有通高鐵，但是開通城際列車或動車的，行駛線路也算在高鐵一類，各類交通通行速度如表1所示。

表1 川渝各類交通通行速度 km/h

3 節(jié)點城市交通網(wǎng)絡(luò)分析

交通是區(qū)域聯(lián)系的重要媒介，道路網(wǎng)絡(luò)的完善程度與城市間的通行時間呈負(fù)相關(guān)，節(jié)點間通行時間越短可達性越高，交通網(wǎng)絡(luò)是城市間要素流通的橋梁，完善的交通網(wǎng)絡(luò)能夠增強要素流通的便捷性，并導(dǎo)致集聚城市群內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展分布格局變化[16]。基于此，本研究運用ArcGIS10.4軟件，將2010年、2015年、2019年3個年份成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈內(nèi)36個研究單元的道路路網(wǎng)分布圖進行可視化，如圖1所示。

圖1 交通網(wǎng)絡(luò)

結(jié)果顯示：路網(wǎng)漸趨完善、密集程度不斷提高，核心——邊緣的放射狀結(jié)構(gòu)明顯，路網(wǎng)“空心區(qū)”和邊緣區(qū)交通條件有待改善。①由圖1可知，近10年來，成渝地區(qū)道路交通快速發(fā)展，交通網(wǎng)絡(luò)體系和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不斷完善，網(wǎng)絡(luò)密度漸趨增大；結(jié)合表1數(shù)據(jù)，隨著交通網(wǎng)絡(luò)的完善和道路通行路況改善，公路和鐵路通行速度不斷提高，川渝地區(qū)整體交通建設(shè)成效顯著；②成渝地區(qū)道路網(wǎng)絡(luò)空間格局呈現(xiàn)出以成都和重慶中心區(qū)為中心，網(wǎng)絡(luò)密度和網(wǎng)絡(luò)體系完善程度向外逐漸遞減的放射狀模式，呈明顯“核心——邊緣”結(jié)構(gòu)；③在交通網(wǎng)絡(luò)漸趨完善的過程中，內(nèi)江、遂寧、南充、涪陵、合川等節(jié)點城市在交通網(wǎng)絡(luò)中的中介節(jié)點地位越來越突出，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面逐漸擴大，然而地處研究區(qū)東北片區(qū)的達州、云陽、開州，西部片區(qū)的雅安和南部片區(qū)的瀘州等城市網(wǎng)絡(luò)分布覆蓋度低，處在邊緣地帶；同時，圖1顯示，成渝中軸線附近高速路網(wǎng)和鐵路網(wǎng)分布均較稀疏，路網(wǎng)仍存在“空心區(qū)”，故邊緣區(qū)和成渝中軸線附近地區(qū)交通網(wǎng)絡(luò)有待進一步完善。④從鐵路分布來看，鐵路網(wǎng)絡(luò)漸趨完善，綿陽、內(nèi)江、遂寧、永川、涪陵等城市成為鐵路網(wǎng)絡(luò)中的重要次級樞紐，是鐵路網(wǎng)絡(luò)重要中轉(zhuǎn)城市；從高速公路分布來看，高速路網(wǎng)完善程度比鐵路更高，密集程度更高，靈活性更強，成為短距離城市間聯(lián)系的重要選擇。

4 節(jié)點城市交通平均可達性時間

借助ArcGIS10.4軟件，對成渝地區(qū)的36個研究單元進行以時間成本為阻抗的OD成本分析，測算了匯總后的各單元平均可達性時間如表2所示，并將其可視化如圖2所示。

圖2 平均可達性時間

表2 各城市平均可達性時間 min

從成渝地區(qū)各研究單元3個年份平均可達性時間表中可以得出：隨著各城市高速公路、高鐵、城際列車、動車的開通運營，各城市間的可達性不斷提高。①2010年、2015年、2019年3個年份成渝地區(qū)各個城市平均可達性時間匯總值分別為7585.12 min、4547.92 min、3318.30 min，數(shù)據(jù)顯示2010～2019年交通平均可達性時間不斷降低，2019年相比2010年總平均時間減少了4266.82 min，減少幅度大于56%，這與成渝地區(qū)高速路網(wǎng)完善、鐵路路網(wǎng)完善和路況改善提升運行速度，及諸多城市開通運營城際列車和動車息息相關(guān)，鐵路和高速路網(wǎng)的完善大大降低了城市間通行時間；②2015年比2010年總平均可達性時間減少了3037.21 min，降幅大于40%，其中降低最多的是德陽、綿陽、眉山、樂山、資陽等高鐵、動車或城際列車開通運營的城市，以及雅安、開州、黔江、云陽、忠縣等高速開通的城市，還有豐都等鐵路投運的城市，這些城市在道路完善的過程中克服了城市間的空間距離，縮短了與其他城市的通行時間。③2019年比2015年總平均可達性時間減少了1229.61 min，降幅為27%，降幅從40%到27%，表明成渝地區(qū)城市在前期大力修建高速公路、鋪建鐵路道路，較短時間內(nèi)道路從無到有，最直接的影響就是提高了城市間的可達性，后期路網(wǎng)不斷延伸、加固、拓寬，可達性時間降幅自然降低；同時還有諸多城市路網(wǎng)完善程度較高，如遂寧、南充、達州、宜賓等動車、城際列車或高鐵開通的城市，渝萬動車沿線城市，以及成渝客運專線沿線城市總平均時間有不同程度降低。以上說明，隨著高鐵、城際列車、動車、高速的開通運營，對成渝地區(qū)城市的交通可達性產(chǎn)生“乘數(shù)效應(yīng)”，同時，高速公路、高鐵、城際列車、動車對研究區(qū)內(nèi)城市可達性影響程度相當(dāng)高，是區(qū)域整體可達性提升的中堅力量。

成渝地區(qū)大部分城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)獲得了較大成功，交通網(wǎng)絡(luò)漸趨完善，城市間平均可達性顯著增強，重要次級交通樞紐漸趨形成；而可達性較低的城市多分布在研究區(qū)四周，交通發(fā)展建設(shè)不均衡的局面并未打破，成渝中軸線附近地區(qū)和邊緣地區(qū)交通條件改善力度總體較弱。圖2顯示，隨著時間的發(fā)展，成渝地區(qū)城市平均可達性顯著提高，其中值得注意的是，2010年成都和重慶中心區(qū)可達性是區(qū)域內(nèi)高水平區(qū)，但隨著交通條件的完善，成渝中部大部分城市可達性反超成渝兩大核心城市，成為重要次級交通樞紐，如內(nèi)江、永川、合川、遂寧、長壽等城市，這與成渝兩大核心城市所處的地理位置密切相關(guān)，由于這兩個城市并非處于研究區(qū)中間位置，故到各城市的距離自然增加，從而導(dǎo)致其并非是可達性值最高區(qū)域；但是，地處成渝中部的城市，如資陽、大足、潼南等城市，平均可達性并不高，出現(xiàn)可達性“空心區(qū)”，這與交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖相吻合。所以，在今后的建設(shè)中，仍需提高川西、川北、川東南、川渝東北以及中軸線附近地區(qū)城市的交通便捷度，加強可達性邊緣地帶城市的交通建設(shè)，完善交通體系，將1 h出行圈向外圍拓展，切實促進中心城市與周邊城市的聯(lián)系，從而推動整體實力提升。

5 結(jié)論與討論

交通要素是連接各城市的橋梁，是經(jīng)濟活動主體進行經(jīng)濟聯(lián)系不可或缺的載體，本文選擇各城市作為經(jīng)濟活動主體，通過ArcGIS10.4軟件對成渝地區(qū)路網(wǎng)進行處理，并借助OD成本模型，對2010年、2015年、2019年成渝地區(qū)36個行政單元交通平均可達性進行測度，進而分析各城市間交通要素的演變特征。

研究結(jié)果顯示：①近10年來，成渝地區(qū)道路交通建設(shè)快速發(fā)展，道路通行路況改善，交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不斷完善，特別是鐵路網(wǎng)絡(luò)和高速公路網(wǎng)絡(luò)的完善，為整個交通網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)了網(wǎng)絡(luò)骨架，網(wǎng)絡(luò)漸趨復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)密度逐漸增大，為城市間聯(lián)系提供了良好的條件。②“核心—邊緣”結(jié)構(gòu)凸顯，道路網(wǎng)絡(luò)空間格局呈現(xiàn)明顯雙極核分布模式，成都和重慶中心區(qū)始終為區(qū)域交通樞紐城市，交通網(wǎng)絡(luò)以兩大核心城市為中心呈放射狀空間布局，但受地理位置限制，兩大核心城市并非始終是可達性最高的區(qū)域，且成渝中軸線附近路網(wǎng)仍存在“空心區(qū)”，導(dǎo)致該區(qū)域平均可達性低于周圍城市。所以，在建設(shè)核心城市對外交流渠道的同時，成渝中軸線地區(qū)交通網(wǎng)絡(luò)急需構(gòu)建和完善，才能進一步打造成渝合作通道。③隨高鐵、城際列車、動車、高速的開通運營，對成渝地區(qū)城市的交通可達性產(chǎn)生“乘數(shù)效應(yīng)”，交通平均可達性時間不斷降低，形成重要次級交通樞紐，加強了城市間交流；但是處于邊緣區(qū)的城市，要真正完全融入到成渝整體發(fā)展格局中，提高其與周邊城市乃至核心城市的交通通達性至關(guān)重要，這樣才能擁有更多的資源、更廣闊的市場，以發(fā)展自身經(jīng)濟，進而參與到更高層級的競爭中。