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中国区域综合交通可达性研究关注点与方法评述

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第28卷第4期 2016年8月 云南地理环境研究 YUNNAN GEOGRAPHIC ENVIRONMENT RESEARCH Vo1.28.No.4 Aug.,2016 中国区域综合交通可达性研究关注点与方法评述 顾秋丽 ,李亚飞 (1.中国民航大学计算机科学与技术学院,天津300300;2.中国民航大学空中交通管理学院,天津300300) 摘要:随着中国综合交通运输网络的不断建设与发展,区域综合交通可达性的研究受到学界和规划界的广泛关 注。在研究综合交通发展历程的基础上,从单一交通可达性着手,梳理近20年国内外区域交通可达性的研究进 展,进而扩展到陆路综合交通可达性、空铁联运以及包含公路、铁路、港口和航空的区域综合交通可达性的研 究,并判断未来国内相关研究方向。研究发现,区域综合交通可达性的空间格局与时空演变仍是现在乃至未来的 国内外研究热点问题,区域交通可达性研究正向综合性和微观尺度发展,区域可达性评价方法和指标逐渐完善, GIS成为区域交通可达性的主要研究工具。考虑实际交通以及从需求角度来研究区域可达性将成为可达性新 的研究热点。 关键词:交通规划;综合交通;可达性;交通基础设施 中图分类号:U491.1 22 文献标识码:A 文章编号:1001—7852(2016)04—0022—09 提升网络层次结构。高速公路建设增幅迅猛;港口 0 引言 可达性是人文地理学中的一个重要概念,指从 一建设向着大型化、现代化的方向发展;铁路在客运 提速、货运重载等方面取得重大进展,高速铁路、 客运专线、城际铁路建设全面展开,作为中国客运 和货运的主要运输方式,其网络的完善促进了区域 空间可达性的变化,造成不同铁路网络范围内区域 个地方到另一个地方的容易程度,因此也称通达 性。可达性的概念最早是由Hansen 提出的,他将 其定义为交通网络中各节点相互作用机会的大小。 目前,有关地理空间的可达性研究大体上可分为以 下四个方面:交通网络空间格局演变对区域发展影 经济发展环境的变化,推动中国国民经济的快速发 展以及空间布局的变化 j。特别是随着中国高速铁 路的大规模建设,形成了覆盖全国的高速铁路网 响;新建交通基础设施的区域经济效应评价;选址 分析与区位评价研究;园林与建筑设计、景观规划 研究。从研究地域尺度划分,可达性研究包括城市 公共服务设施可达性与区域交通可达性。本研究从 区域交通可达性的角度出发,重点对区域综合交通 可达性研究进行评述。 络,大大提升了不同区域间的交通可达性,缩短了 区域经济活动的时间和空间距离,促进了地区间的 经济联系 ;民航方面基本完成了大型枢纽机场、 主要干线机场的改建、扩建和新建,支线机场也有 较大发展。随着中国民航业的快速发展,以及人们 出行时间观念的增加,民用机场作为公共基础设施 的重要组成部分,其空间布局的合理性和可达性的 优劣将直接影响居民出行的机会与便捷程度,机场 20世纪中国交通运输的整体发展水平低下,运 输方式比较单一,主要以公路和铁路运输为主,21 世纪后,各种运输方式进一步加快完善网络布局、 可达性的研究逐渐成为人们关注的热点。  收稿日期: 2016—05—31;修订日期:2016—07—19.基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金项目(41501430). 顾秋丽(1988一),女,辽宁省沈阳市人,助教,硕士,研究方向为空中交通管理及地理信息系统. 作者简介: 李亚飞(1983一),另,河南省三门峡市人,讲师,博士,研究方向为交通运输规划与管理及地理信息 通债作者 第4期 顾秋丽等:中国区域综合交通可达性研究关注点与方法评述 23 随着区域交通基础设施的不断建设,区域综合 可达性就是这些门户的便捷程度。 1.1公路交通可达性研究 交通网络日益完善。综合交通的发展需求驱动了国 内外综合交通可达性研究的发展,使之成为交通地 在目前的国内外公路可达性的研究中,研究人 理学研究的热点问题。综合交通运输网络的建设和 发展是交通运输发展到一定阶段的必然产物,其重 要特征主要表现为“综合性”和“集成性”,因 此,当任何一种运输方式都不能满足区域间快速、 高效、经济和安全的运输需求时,构建综合运输网 络就成为交通运输发展的必然趋势,也是区域经济 发展进程中的客观要求,当前各国已将其确定为发 展交通运输业的基本策略 。 本文主要关注除管道运输外的综合交通运输网 络系统。现代化的综合交通网络系统是区域间的铁 路、公路、水运和航空等运输方式与城市内的公 交、BRT、轨道、小汽车、步行等交通方式的有机 组合,并以合理的结构组成、合理的线路班线及规 模适当的换乘枢纽共同组成综合交通网络,以适应 现代交通通畅、便捷、安全、舒适的服务需求。交 通运输网络是实现空间运输联系的必要基础,也是 区域联系的重要载体 ,其发展演化对区域间的联 系产生较大的影响。在众多交通网络评价的方法 中,可达性被认为综合有效的评价指标 国内外 学者对于交通可达性的研究很多,早期主要集中研 究单一交通方式的可达性。随着高速公路、高速铁 路、航空运输以及港口的等基础设施的不断发展, 国内外学者对综合交通可达性的研究逐渐增加,主 要研究陆路交通、空铁联运以及包含公路、铁路、 港口和航空的区域综合交通运输。 但目前,国内外对于综合交通可达性的研究尚 处于起步阶段,相关研究正在迅速展开。本研究在 评述综合交通发展历程的基础上,先从单一交通可 达性人手整理了近20年区域交通可达性的研究进 展,进而扩展到陆路综合交通运输可达性、水陆空 综合交通可达性、空铁联运可达性的研究,总结了 国内外综合交通可达性的发展历程和特点,对比了 国内外研究中存在的差异,希望为今后的综合交通 发展以及城市基础设施建设提供参考。 1 区域单一交通可达性研究 关于公路交通可达性,主要是研究公路交通运 输网络的便捷程度。而对于铁路、水运和航空运输 的交通可达性主要是研究站点的可达性,其站点是 区域对外联系的门户,因此研究这3种交通方式的 员主要探讨了全国、跨省区与省区内的公路网络演 化与可达性空间格局及其演变特征,以及对区域经 济的影响 J。 目前国外对于区域公路交通可达性的影响主要 在大尺度范围内,通过区域公路交通可达性分析, 获得公路发展对区域空间格局及社会发展的相关定 量指标,为区域发展服务,但高精度、小尺度的精 细化研究较少,较少考虑交通需求方面口。。”J。 国内学者对于中国公路网络交通可达性的研究 较为深入,在国家尺度和区域尺度都进行了深人的 分析,并分析了区域公路网络可达性的时空格局演 变,得到了较为可信的研究结论_l ,认为公路 可达性一般呈现“核心一外围”环形结构,沿主要 干线突出,公路网络的发展提高了区域可达性的均 衡程度,推动了区域经济的均衡发展。但尚未考虑 交通设施中转时间和拥挤时间对城市交通可达性的 影响 5,11,13]。 1.2铁路交通可达性研究 国外学者对于铁路可达性进行了深入的研究, 研究尺度包括国家尺度与区域尺度;研究范围广 泛,不仅包括区域可达性的时空演变、区域交通网 络的改变,还包括对区域经济、人口分布、房价、 办公地点的影响,更有学者研究了交通基础设施的 不断扩建所导致的空间溢出效应的研究 。 国内主要是引用已有的评价模型对不同尺度的 区域的可达性空间格局及其时序演变规律进行分析 和评价,主要针对全国层面 、中尺度区域层 面和省内层面上 卜 研究了铁路交通网络的发展 及可达性空间格局的演变,总体上中国省际可达性 在空间格局上呈中心一外围模式。随着铁路的不断 提速和高速铁路的发展,学者们又分析了铁路提速 和高速铁路对可达性空间格局的影响,以及在交通 网络优化中给不同城市带来的不同收益。中国铁路 网络的不断扩展和完善,铁路提速和高铁建设带来 了显著的“空间收敛”效应,同时加快形成沿线经 济发展走廊,吸引新行业和旅游者进入沿线城 市 42 J,增加就业机会,形成了重要经济轴带。 国内外研究人员对于铁路交通可达性的研究尺 度较为相似,基本集中在国家尺度和区域尺度,特 别是区域尺度,国内外学者都进行了大量的实证研 究。但国外学者主要集中在交通机场设施对区域发 24 云南地理环境研究 第28卷 展的影响和空间溢出效应,国内学者对于空间溢出 效应的研究相对较少,可以作为未来研究的重点。 1.3航空交通可达性研究 时间、交通成本的平均值、交通成本的加权评价 值、机会可达性和日可达性等 J。这些模型计 算的结果比较易于解释,但存在考虑因素较少、受 区域范围等缺点。为了克服上述缺点,潜能模 总结目前学者的研究成果,机场可达性主要包 含2个方面的含义:(1)机场陆路交通网络可达 性,即出行者由出发地利用道路或轨道交通到达机 型_4 被发展起来,它考虑的由于吸引力是节点自身 潜能的影响,具体如表1所示。 表1 目前可达性评价方法的优缺点比较 场及航站楼的便利程度,可用距离、时间或金钱成 本来表示。(2)机场航线可达性,即出行者经由机 场利用航班到达目的地机场的便利程度,可用通航 机场数、航班密度和通航里程来表示 。 国外学者深入探讨机场可达性的研究较少。早 期,很多学者主要研究区域内机场选择和机场之间 的竞争关系 。由于国外与国内生活方式的差 异,国外学者关于机场可达性方面的研究多基于小 汽车出行方式,主要以通达时间或距离来衡量,尚 未考虑多种方式的融合以及旅客出行舒适性方面的 需求。 随着中国民航运输的不断发展,民航机场的建 设与扩建,国内学者对机场可达性研究关注度不断 提高。中国学者对于机场可达性的研究比较深入与 广泛。从整体上研究了中国民用机场可达性与服务 水平,以及溢出情况。从航线可达性角度,建立了 区域航空运输可达性指标,研究了机场空间布局; 从机场地面交通可达性方面,主要研究了基于通达 成本的可达性 J。由于中国机场密度不高,机 场与机场之间的竞争较少,然而对于同一机场的地 面交通选择却是一个亟待研究的问题。第二,关于 如何促进机场可达性水平的研究较多_5 ∞J,但对 可达性与机场发展关联性这一基本问题分析深度 较差。 1.4水路交通可达性研究 对于水路交通,特别是港口的可达性研究,国 内外研究较为相似,主要集中在普通港口和集装箱 港口体系空间结构转型及其形成机制[61-65]。由于 港口地理位置的特殊性,以及它在交通运输中主要 承担着货运功能,因此国内外学者很少单一对港口 可达性进行研究,主要针对以港口为中心的区域综 合交通可达性的研究,研究内容主要是港口的可达 性及空间格局以及对区域发展和经济的影响[66-69]。 2 区域综合交通可达性研究 2.1 区域综合交通可达性的研究方法 经典的可达性评价方法主要有进入经济中心的 Tab.1 Comparison of several commonly used appraisal methods for accessibility 目前综合交通可达性研究通常将经典的可达性 评价方法中的几种可达性方法相结合,并采用GIS 技术为基础的网络分析法和成本加权栅格法 -83] (表2)。 2.2 区域综合交通可达性的影响研究 随着中国经济的飞速发展,基础设施不断的完 善,各类交通运输的高速发展,综合交通可达性的 研究受到广泛关注,主要包括研究陆路交通可达 性、空铁联运可达性以及综合公路、铁路、航空、 水运4种交通方式的可达性。空铁联运是指铁路网 络与航空网络之间协作的一种联动运输方式,主要 的参与者包括铁路公司、航空公司和民航机场等。 它可以充分整合铁路和航空资源,有效衔接现有的 铁路网络和航空运输网络,为旅客提供更加便利报 销的综合运输服务,从而实现综合交通运输系统的 共赢发展,高铁与航空运输的联合,对区域交通的 可达性及其区域格局产生了重要影响。 2.2.1 陆路交通综合可达性 陆路交通综合可达性主要考虑区域内的高速公 路网络和铁路网络来研究区域内外的交通可达 性 。在已有的研究中,大多研究人员在不同 区域描述已有各类交通基础设施的可达性空间特 征,分析新建交通基础设施对区域空间可达性的影 响,通过比较不同时期或时间段的可达性空间变化 第4期 顾秋丽等:中国区域综合交通可达性研究关注点与方法评述 25 在网络数据集基础上采用0一D成本矩阵 基于GIS 网络分析法 分析模块,计算得到网络上不同节点间 的最短距离的方法,目前广泛应用于交 通可达性研究 一精度显著提高 元相同,无法描述不通行  基于GIS成本 加权栅格法 在栅格数据上运用最短路径法计算每个 面状空间数据的 由于网络上每个单元都与周围的单 栅格到某个目的网络的最短加权距离 情况,研究该区域可达性空间演变趋势和变化规 律。可达性格局演变的时间尺度从几年、几十年到 性研究转变,综合交通可达性研究将成为未来研究 的热点,同时研究范围不断细化,从国家、省级区 域向微观尺度深入;在研究方法上,从简单评价指 标模型向综合模型方法转变。 3.1可达性研究趋势 3.1.1 可达性研究内容从单一向综合转变 几百年不等。还有些学者利用区域交通规划方案, 预测未来区域交通网络的可达性格局;从空间尺度 看,研究者更多关注不同空间范围内整体的交通网 络发展模式对区域交通可达性的空间格局影响。 2.2.2水陆空综合交通可达性 国内外学者研究交通可达性的交通方式上,由 单一公路、铁路、水运、航空交通方式的可达性逐 渐研究陆路综合交通可达性、空铁联运交通可达性 以及综合以上四种方式的交通可达性。张莉等 采用时间最短的路径选择的算法,基于长江三角洲 水陆空综合交通可达性研究的交通方式通常包 括公路、铁路、水运以及航空四种运输方式,通过 综合考虑以上四种交通方式来研究区域内外的交通 可达性_9 呻。,已有综合交通可达性的研究方法多 采用加权平均旅行时间为指标;研究尺度多元化, 包括省级尺度,如研究长江三角洲区域、江苏省、 福建省、安徽省、湖北省、山东省;也包括地级市 尺度和县级市尺度研究,如武汉市和淮安市;研究 的时间跨度广,从几十年到几百年;研究内容由区 域系统内可达性评价转向区域系统内、外的可达性 的系统评价,主要包括综合交通可达性的评价以及 对所研究区域经济发展等的影响。 2.2.3 空铁联运交通综合可达性 的陆路交通网,从时间距离的角度对长江三角洲内 l6个地级市目前和未来的区内可达性和区外可达性 进行了评价;蒋海兵等_8 利用日常可达性、潜力 值与加权平均时间,比较有无京沪高铁两种情景下 京沪地区中心城市陆路可达性空间格局变化,探讨 高铁对中心城市可达性的影响;Hou et al_8 采用平 均旅行时间、经济潜能指数和日常可达性指数探讨 了高速公路和城市内的轨道交通对泛珠三角地区陆 路交通可达性的影响;吴威等 l9 基于区域经济系 总结目前国内外学者对于空铁联运的研究,多 集中在竞争区间分析、市场份额计算、硬件软件分 析和成功范例的总结,还没有学者研究空铁联运下 区域交通的可达性,但是空铁联运的运输模式,无 论在理论上,还是实践上都促进了区域交通的可达 性。通过提供更加便捷的换乘方式、更好地一站式 服务,使乘客能够节省换乘时间;通过高铁代替部 统的开放性,以县域为研究单元,采用加权平均旅 行时间指标,分析了长江三角洲区域剖析了区域综 合交通可达性格局及其时空演化。这些研究都是考 虑多种交通运输方式来评价区域的交通可达性及其 演化规律,从综合交通的角度,能够更加全面的认 识区域交通可达性及其发展策略,是未来可达性的 主要研究方向。 3.1.3 可达性研究范围不断细化 分中远距离航空运输,缓解空中交通拥挤。 国外学者在研究交通可达性的尺度上更加关注 3 区域交通可达性研究趋势与展望 从上述研究进展综述可知,目前可达性的研究 内容已从单一交通方式可达性研究向综合交通可达 微观尺度,重视区域内部可达性的变化,国内学者 对于可达性的研究尺度也在不断细化,已有很多学 者研究县域尺度,重视研究区域内外可达性的变 化。陈松林等 以福建省为研究区域,县(市) 云南地理环境研究 第28卷 为研究单元,采用加权平均旅行时间指标,分析综 素等 , 。 合交通方式及区域综合交通网络的可达性空间格 3.2可达性研究展望 局,并探讨各交通网络空间分布的均衡性;沈惊宏 通过归纳与总结国内外相关研究进展,判断未 等_9 从安徽省省域、县域、省域内地区间的开放 来国内对于交通可达性的研究方向如下: 性、两种费用成本以及考虑区域社会经济因素的吸 (1)基于可达性分析的交通基础设施投资的空 引机会六种角度评价安徽省城镇可达性,得到了安 间溢出效应研究。随着地方开始成为交通基础 徽省城镇的综合可达性空间格局;刘传明等 完 设施投资和运营的承担主体,中国交通投资的空间 善了不受分析空间尺度大小影响的综合交通可达性 溢出效应将会显著。因此,科学地评估溢出效应将 赋值测度法,并以此测算湖北省79个县域的综合 是我国交通基础设施研究的重点。 交通可达性,结合系统聚类分析法揭示其空间差异 (2)城市交通可达性的基于时间序列的动态演 规律。微观尺度的交通可达性研究能够挖掘区域内 变规律,交通基础设施可达性变化对城市空间结构 部交通状况的空间异质性,对于区域交通规划具有 的影响研究。城市交通基础设施可达性变化对城市 重要意义,也是未来可达性的一个研究方向。 经济、社会的影响研究。 3.1.2可达性评价方法和指标 (3)交通设施中转时间和拥挤时间对城市交通 国外学者对于可达性的研究方法和评价指标更 可达性的影响研究,随着可达性研究尺度的精细 加丰富,国内学者在借鉴国外学者的研究理论、模 化,可以更加精细化的模拟城市基础设施的可达性 型、技术方法及研究思路基础上,也在不断创新研 特征,为区域交通可达性提供更加规范的参考。 究方法、完善评价指标,也取得了一定的发展。 (4)交通干预与交通需求等关键因素 如,旅行时间、经济潜力、日常可达性、经济潜 影响下的经济成本可达性的研究。目前国内交通可 力、加权平均最短旅行时间和可达性指数等可达性 达性研究大多从交通供给的角度来研究各地的时间 评测指标。罗鹏飞等采用有效评价旅行时间、经济 可达性,很少有学者在研究中考虑实际的交通 潜力、日常可达性3类分析指标分析了沪宁高铁建 的干预以及从需求角度来研究费用可达性,交通调 设将导致的沿线地区可达性变化 ,孟德友还采 控是区域交通可达性的重要组成部分,理清交通调 用加权平均最短旅行时间为度量指标探讨了高铁对 控在区域交通可达性的作用是未来研究的重 河南省内和省际间的可达性和空间经济联系的变化 点 叭 ∞J。因此,在今后的研究中,需综合考虑不 状况 J,蒋海兵等应用可达性指数与标准交通经 同社会群体的消费水平、各地经济发展的实际情况 济成本参数,测度2020年规划高铁通车前后全国 以及各地的交通管理,从供需两个方面研究区 陆路可达性的空间格局与变化,探究高速铁路与出 域可达性的时空格局与演变。 行成本影响下陆路可达性的特征 。 同时可达性是一个反映空间技术的影响指标, 4结论 地理信息系统(Geography Information System)具有 强大的空间数据处理能力,随着GIS技术的普及和 交通可达性是区域发展的重要驱动力,区域交 众多数理方法的引入,为可达性研究提供了简便、 通可达性研究发展迅速。国外研究人员基于综合交 精确和有效的工具。例如采用神经网络、贝叶斯估 通网络体系,从微观尺度出发,结合更为有效的评 计方法、空间相互作用模型对空间网络、流数据、 价因子,对区域交通可达性的时空变化趋势进行了 网络自相关等进行研究,以及引入矩阵方法,构造 深入分析,并分析交通可达性对区域经济社会发展 网络中的加权最短距离来衡量可达性的变化 J。 的影响和对周边区域的溢出效应,取得了丰硕的成 但由于目前交通数据网络数据所限,有些研究中数 功。中国交通可达性研究,起步较晚,在各个研究 据处理量有限 弼J、可达性精度较低、空间测算 领域与国际存在一定的差距,特别在交通可达性的 模型有待完善、公平性评价指标较为单一、传统统 溢出效应和交通干预对于区域可达性的影响研究方 计分析在地域效应研究中未排除空间自相关因 面,今后应加强对交通可达性的各领域研究。 参考文献: [1]Hansen W G.How accessibility shapes land use[J].Journal of the Ameircan Institute of Planners,1959(25):73—76 第4期 顾秋丽等:中国区域综合交通可达性研究关注点与方法评述 27 [2]Edward J Taaffe,Howard L Gauthier.Geography of Transportation(2nd Edn.)[M].Prentice Hall,1996:44—72. 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RESEARCH HoTPoINT AND METHODS oN ACCESSIBILITY oF REGIoNAL CoMPREHENSIVE TRANSPoRT GU Qiu—li .LI Ya—fei (1.College of Computer Science and Technology,Civil Aviation University of China,Tianjin 300300,China 2.College ofAir Traic fManagement,Civil Avmtwn Universiyt ofChina,Tianifn 300300,China) Abstraet:Wit}l the continuous construction and development of the comprehensive transportation network of our country,the research on accessibility of regional comprehensive transportation has been widely concerned by the academic and the planning sessions.Based on the study of the coupe of comprehensive transportation develop— ment,this paper studies the development of regional traffic accessibility in the recent 20 years from the single traf- ic accessibiltity at the beginning,and then extends to the study on the comprehensive transportation accessibility of the land and the air rail transport and the regional integration of roads,railways,ports and aviation.In addition to determine the future direction of domestic related research.It is found that the spatial pattern and temporal and spatial evolution of regional comprehensive transportation accessibility is still a hot issue at home and abroad nOW and even in the future. Key words:transportation planning;comprehensive transportation;accessibility;transportation infrastructure 

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