高速公路交通流網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空特征與城市空間關(guān)聯(lián)研究——以江蘇省為例.pdf

1、城市間的相互作用關(guān)系和強(qiáng)度在時(shí)空維度上持續(xù)的進(jìn)行著動(dòng)態(tài)演化，對(duì)其進(jìn)行特征解析與結(jié)構(gòu)模式挖掘是人文地理學(xué)研究的核心內(nèi)容之一。本文依賴江蘇省高速公路連續(xù)觀測(cè)的海量交通流數(shù)據(jù)，綜合利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)、計(jì)量建模、GIS空間分析、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析和數(shù)據(jù)挖掘等多種方法，在對(duì)交通網(wǎng)絡(luò)要素與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性特征解析基礎(chǔ)上，引入多維時(shí)空分析的張量分解方法挖掘城市相互作用關(guān)系的時(shí)空耦合結(jié)構(gòu)，基于流動(dòng)韻律進(jìn)行空間演進(jìn)機(jī)理分析與城市關(guān)聯(lián)模式提煉，論文嘗試為城市相互作用的時(shí)

2、空網(wǎng)絡(luò)分析提供新的理論工具與可行路徑。
　　江蘇高速收費(fèi)站近年來(lái)呈現(xiàn)數(shù)量不斷增加的趨勢(shì)，“短距離”上的空間聚集是江蘇高速收費(fèi)站節(jié)點(diǎn)分布的基本特征。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上，江蘇高速公路網(wǎng)絡(luò)規(guī)模提升明顯，但網(wǎng)絡(luò)的發(fā)育水平仍較低，發(fā)展?jié)摿^大等特點(diǎn)。疊加流量的江蘇高速公路收費(fèi)站節(jié)點(diǎn)具有明顯“少數(shù)節(jié)點(diǎn)集中多數(shù)流量，多數(shù)節(jié)點(diǎn)承擔(dān)少數(shù)流量”的偏斜分布特征。空間格局上則表現(xiàn)出典型“南高北低”的分異特征，空間聯(lián)系的主導(dǎo)方向?yàn)闁|南-西北向，隨時(shí)間演進(jìn)這一時(shí)空特

3、征保持相對(duì)穩(wěn)定。以收費(fèi)站為節(jié)點(diǎn)，流量為邊權(quán)的交通流網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為小世界網(wǎng)絡(luò)且日趨復(fù)雜，整體網(wǎng)絡(luò)的頂層結(jié)構(gòu)已有發(fā)育，但層次結(jié)構(gòu)仍處于分化中的特征。總體而言，從高速公路設(shè)施網(wǎng)絡(luò)與交通流網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)要素和網(wǎng)絡(luò)特性揭示出高速公路網(wǎng)絡(luò)具有顯著的復(fù)雜性特征，且隨時(shí)間演進(jìn)日益復(fù)雜。
　　江蘇高速公路交通流網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空結(jié)構(gòu)特征，大致呈現(xiàn)為倒“不”字型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在時(shí)間模式和空間模式上具有顯著的時(shí)空耦合特性。具體為，提取得到的基本不變特征、漸變特征

4、和突變特征三種時(shí)間模式有各自對(duì)應(yīng)的空間模式，即時(shí)間的基本不變特征突出了江陰大橋的主通道作用，且過(guò)江陰大橋沿京滬線的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)是倒“不”字型的縱軸之一;漸變特征凸顯了滬寧線在蘇南地區(qū)城市空間聯(lián)系的重要作用，且沿滬寧線的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)是倒“不”字型的橫軸;突變特征體現(xiàn)的分別是以“常熟-南通”和“揚(yáng)州-鎮(zhèn)江”為最高聯(lián)系層級(jí)建構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，且過(guò)潤(rùn)揚(yáng)大橋沿?fù)P溧線與過(guò)蘇通大橋沿沈海線的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)是倒“不”字型的另兩縱軸。
　　江蘇高速公路交通流網(wǎng)絡(luò)時(shí)空結(jié)構(gòu)

5、具有明顯的階段性演進(jìn)特征，可用于長(zhǎng)尺度理論模型的提煉。從時(shí)間上可劃分為200401-200504、200505-200806和200807-201212的三個(gè)階段，對(duì)應(yīng)整體網(wǎng)絡(luò)的空間結(jié)構(gòu)則大致呈現(xiàn)出由倒“T”字型向倒“下”字型，再向倒“不”字型演變。隨新增過(guò)江大橋的建成通車，時(shí)空結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出時(shí)間模態(tài)的增加與變動(dòng)以及空間結(jié)構(gòu)的演變等特征，昭示不同區(qū)位上過(guò)江通道的定位與功能差異是要素流動(dòng)空間分異及網(wǎng)絡(luò)時(shí)空結(jié)構(gòu)塑造的重要影響因素。高速交通網(wǎng)絡(luò)

6、階段性演進(jìn)是整體網(wǎng)絡(luò)時(shí)空結(jié)構(gòu)演化過(guò)程的重要組成部分，在長(zhǎng)尺度上表現(xiàn)為趨勢(shì)的分段而在小尺度上表現(xiàn)為波動(dòng)結(jié)構(gòu)變化。在總結(jié)與歸納高速交通網(wǎng)絡(luò)受過(guò)江大橋建設(shè)、地區(qū)發(fā)展需求、區(qū)域發(fā)展政策、行政原則、投融資結(jié)構(gòu)等主要驅(qū)動(dòng)因素前提下，基于江蘇的研究實(shí)踐，給出了一個(gè)包含路網(wǎng)零散分布、局部網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)、區(qū)域初步成網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)發(fā)育延伸、網(wǎng)絡(luò)提升充實(shí)和網(wǎng)絡(luò)一體化的6階段演化過(guò)程理論模型。
　　城市空間關(guān)聯(lián)是城市節(jié)點(diǎn)的流入量、流出量以及城市間通行時(shí)間（距離）共同

7、作用的結(jié)果，江蘇省以高速公路網(wǎng)絡(luò)為載體的城市空間相互作用的關(guān)聯(lián)模型符合基于冪函數(shù)的牛頓型模型。關(guān)聯(lián)模型的空間阻尼系數(shù)值在四個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的值均小于1，數(shù)值范圍在0.472～0.672之間波動(dòng)，且有三個(gè)時(shí)點(diǎn)的值為0.645、0.672和0.649，總體表現(xiàn)出（時(shí)間）距離對(duì)城市關(guān)聯(lián)約束作用有限，以高速公路進(jìn)行城市關(guān)聯(lián)對(duì)（時(shí)間）距離的敏感度一般。這一空間阻尼系數(shù)相對(duì)城市內(nèi)部尺度出租車（公路）交通流、全國(guó)尺度鐵路交通流較低，與全國(guó)尺度的航空網(wǎng)絡(luò)交通

8、流接近。
　　江蘇省域范圍內(nèi)提煉的城市關(guān)聯(lián)模式包含蘇北關(guān)聯(lián)系統(tǒng)、跨江關(guān)聯(lián)系統(tǒng)和蘇南關(guān)聯(lián)系統(tǒng)，且這一模式與《江蘇城鎮(zhèn)體系規(guī)劃(2001-2020)》和《江蘇城鎮(zhèn)體系規(guī)劃(2012-2030)》的全省城鎮(zhèn)空間結(jié)構(gòu)存在耦合與差異。其中，蘇南關(guān)聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)部呈現(xiàn)出明顯的一體化聯(lián)系趨勢(shì)，蘇州、無(wú)錫、常州、南京等城市表現(xiàn)出顯著的中心性功能;跨江關(guān)聯(lián)系統(tǒng)以長(zhǎng)江兩側(cè)形成的多個(gè)“雙核心結(jié)構(gòu)”為主，主要用于連接蘇南系統(tǒng)與蘇北系統(tǒng)間的關(guān)系，具有明顯的“通道

9、效應(yīng)”;蘇北關(guān)聯(lián)系統(tǒng)組團(tuán)內(nèi)部和組團(tuán)之間的聯(lián)系在三個(gè)系統(tǒng)中最弱，淮安成為連接蘇北系統(tǒng)內(nèi)部不同組團(tuán)間的重要節(jié)點(diǎn)。提煉的關(guān)聯(lián)模式昭示以“多板塊協(xié)同發(fā)展”的思路布局與規(guī)劃江蘇省域范圍內(nèi)的區(qū)域空間發(fā)展戰(zhàn)略應(yīng)是優(yōu)先考慮的方案;在與兩個(gè)時(shí)期規(guī)劃的全省城鎮(zhèn)空間結(jié)構(gòu)對(duì)比后，建議在原有規(guī)劃基礎(chǔ)上，修正與補(bǔ)充串聯(lián)“無(wú)錫-江陰-淮安-徐州”的軸線為“徐錫城鎮(zhèn)發(fā)展軸”，形成“一帶三軸，三圈一極”的“井”字型城鎮(zhèn)空間結(jié)構(gòu);并且不同方案之間的耦合性可為江蘇未來(lái)區(qū)內(nèi)和