高速公路交通流網絡的時空特征與城市空間關聯研究——以江蘇省為例.pdf

1、城市間的相互作用關系和強度在時空維度上持續(xù)的進行著動態(tài)演化，對其進行特征解析與結構模式挖掘是人文地理學研究的核心內容之一。本文依賴江蘇省高速公路連續(xù)觀測的海量交通流數據，綜合利用數理統(tǒng)計、計量建模、GIS空間分析、復雜網絡分析和數據挖掘等多種方法，在對交通網絡要素與網絡結構復雜性特征解析基礎上，引入多維時空分析的張量分解方法挖掘城市相互作用關系的時空耦合結構，基于流動韻律進行空間演進機理分析與城市關聯模式提煉，論文嘗試為城市相互作用的時

2、空網絡分析提供新的理論工具與可行路徑。
　　江蘇高速收費站近年來呈現數量不斷增加的趨勢，“短距離”上的空間聚集是江蘇高速收費站節(jié)點分布的基本特征。拓撲結構上，江蘇高速公路網絡規(guī)模提升明顯，但網絡的發(fā)育水平仍較低，發(fā)展?jié)摿^大等特點。疊加流量的江蘇高速公路收費站節(jié)點具有明顯“少數節(jié)點集中多數流量，多數節(jié)點承擔少數流量”的偏斜分布特征。空間格局上則表現出典型“南高北低”的分異特征，空間聯系的主導方向為東南-西北向，隨時間演進這一時空特

3、征保持相對穩(wěn)定。以收費站為節(jié)點，流量為邊權的交通流網絡整體結構呈現為小世界網絡且日趨復雜，整體網絡的頂層結構已有發(fā)育，但層次結構仍處于分化中的特征?？傮w而言，從高速公路設施網絡與交通流網絡的節(jié)點要素和網絡特性揭示出高速公路網絡具有顯著的復雜性特征，且隨時間演進日益復雜。
　　江蘇高速公路交通流網絡的時空結構特征，大致呈現為倒“不”字型的網絡結構，在時間模式和空間模式上具有顯著的時空耦合特性。具體為，提取得到的基本不變特征、漸變特征

4、和突變特征三種時間模式有各自對應的空間模式，即時間的基本不變特征突出了江陰大橋的主通道作用，且過江陰大橋沿京滬線的聯系網絡是倒“不”字型的縱軸之一;漸變特征凸顯了滬寧線在蘇南地區(qū)城市空間聯系的重要作用，且沿滬寧線的聯系網絡是倒“不”字型的橫軸;突變特征體現的分別是以“常熟-南通”和“揚州-鎮(zhèn)江”為最高聯系層級建構的網絡，且過潤揚大橋沿揚溧線與過蘇通大橋沿沈海線的聯系網絡是倒“不”字型的另兩縱軸。
　　江蘇高速公路交通流網絡時空結構

5、具有明顯的階段性演進特征，可用于長尺度理論模型的提煉。從時間上可劃分為200401-200504、200505-200806和200807-201212的三個階段，對應整體網絡的空間結構則大致呈現出由倒“T”字型向倒“下”字型，再向倒“不”字型演變。隨新增過江大橋的建成通車，時空結構上表現出時間模態(tài)的增加與變動以及空間結構的演變等特征，昭示不同區(qū)位上過江通道的定位與功能差異是要素流動空間分異及網絡時空結構塑造的重要影響因素。高速交通網絡

6、階段性演進是整體網絡時空結構演化過程的重要組成部分，在長尺度上表現為趨勢的分段而在小尺度上表現為波動結構變化。在總結與歸納高速交通網絡受過江大橋建設、地區(qū)發(fā)展需求、區(qū)域發(fā)展政策、行政原則、投融資結構等主要驅動因素前提下，基于江蘇的研究實踐，給出了一個包含路網零散分布、局部網絡建構、區(qū)域初步成網、網絡發(fā)育延伸、網絡提升充實和網絡一體化的6階段演化過程理論模型。
　　城市空間關聯是城市節(jié)點的流入量、流出量以及城市間通行時間（距離）共同

7、作用的結果，江蘇省以高速公路網絡為載體的城市空間相互作用的關聯模型符合基于冪函數的牛頓型模型。關聯模型的空間阻尼系數值在四個時間節(jié)點的值均小于1，數值范圍在0.472～0.672之間波動，且有三個時點的值為0.645、0.672和0.649，總體表現出（時間）距離對城市關聯約束作用有限，以高速公路進行城市關聯對（時間）距離的敏感度一般。這一空間阻尼系數相對城市內部尺度出租車（公路）交通流、全國尺度鐵路交通流較低，與全國尺度的航空網絡交通

8、流接近。
　　江蘇省域范圍內提煉的城市關聯模式包含蘇北關聯系統(tǒng)、跨江關聯系統(tǒng)和蘇南關聯系統(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)空間結構存在耦合與差異。其中，蘇南關聯系統(tǒng)內部呈現出明顯的一體化聯系趨勢，蘇州、無錫、常州、南京等城市表現出顯著的中心性功能;跨江關聯系統(tǒng)以長江兩側形成的多個“雙核心結構”為主，主要用于連接蘇南系統(tǒng)與蘇北系統(tǒng)間的關系，具有明顯的“通道

9、效應”;蘇北關聯系統(tǒng)組團內部和組團之間的聯系在三個系統(tǒng)中最弱，淮安成為連接蘇北系統(tǒng)內部不同組團間的重要節(jié)點。提煉的關聯模式昭示以“多板塊協同發(fā)展”的思路布局與規(guī)劃江蘇省域范圍內的區(qū)域空間發(fā)展戰(zhàn)略應是優(yōu)先考慮的方案;在與兩個時期規(guī)劃的全省城鎮(zhèn)空間結構對比后，建議在原有規(guī)劃基礎上，修正與補充串聯“無錫-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)空間結構;并且不同方案之間的耦合性可為江蘇未來區(qū)內和