基于空間句法的上海城市軌道交通網絡評價

張雯

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.14.167

摘 要：交通可達性是城市規劃、土地開發、交通管理等領域的重要因素之一。不同于傳統的交通可達性分析，軌道交通有其特殊性。居民在乘坐地鐵時比較關心從始發地到目的地需要乘坐的站點數據、換乘次數，而并非地鐵實際運行距離。該文通過構建空間句法線段模型，量化評價上海市軌道交通線及軌道交通站點的可達性，以期為城市軌道交通規劃、相關基礎設施的配套提供一定的參考。

關鍵詞：軌道交通 空間句法 上海市 可達性

中圖分類號：U231 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）05（b）-0167-02

交通可達性（Accessibility）即交通的便捷程度，是城市規劃、土地開發、交通管理等領域的重要因素之一。城市軌道交通具有速度快、載客量多、安全、準點、節約能源等優點，是世界公認的低能耗、少污染的“綠色交通”，對于實現城市的可持續發展具有非常重要的意義。上海市城市交通網絡發達，截至2014年12月，上海軌道交通共開通線路15條（1-13號線、16號線、磁懸浮），構成了以軌道交通為骨干的城市公共交通系統。

空間句法是由Bill Hillier教授創立的可以用于城市空間結構和形態分析的技術。該模型重點關注系統中各個空間要素之間相互制約的關系，著眼于建筑空間內在抽象的結構規律，因此所呈現的結構是拓撲結構，即關聯性和連通性。基于空間句法的可達性研究方法適用于較為精細的空間尺度，常用于城市尺度下的地鐵線路、城市內部街區或者公園等空間以及建筑物內部空間的可達性度量。國內外對此進行了大量的理論基礎、方法創新以及實證研究，特別是發展形成了較為系統明確的描述空間形態的分析方法和形態變量應用于交通結構與形態特征、城市空間形態等研究中。

不同于傳統的交通網絡可達性分析，軌道交通有其特殊性。居民在乘坐地鐵時比較關心從始發地到目的地需要乘坐的站點數據、換乘次數，而并非地鐵實際運行距離。因此，該文通過構建空間句法線段模型，量化評價上海市15條軌道交通線及軌道交通站點的可達性，以期為城市軌道交通規劃、相關基礎設施的配套提供一定的參考。

1 數據與研究方法

1.1 數據來源與預處理

利用網絡資源，獲取上海市軌道交通站點分布，并進行空間矢量化和預處理。

（1）軌道交通站點數據預處理。

每個軌道交通點分別添加字段，分別表示所屬的軌道交通線路及所在軌道交通線路的第幾個站點；軌道交通換乘站，不同軌道交通的點在空間上需保持重合。

（2）擬合軌道交通線數據預處理。

由于空間句法并不考慮節點與節點之間的距離，因此利用預處理好的軌道交通站點，根據一定規則將點與點直線連接，擬合生成軌道交通線路。

（3）對比驗證。

由于上海市軌道交通網絡比較復雜，利用其他資料對擬合的線路進行對比驗證，從而確保擬合正確。

1.2 空間句法的形態分析變量

（1）深度值（Depth Value）。

規定兩個鄰接節點間的距離為一步，則從一節點到另一節點的最短路程（即最少步數）就是這兩個節點間的深度值。深度值表達空間轉換的次數，而不是指實際距離。

（2）平均深度值（Average Depth Value）。

系統中某個節點到其他所有節點的最短路程（即最少步數）的平均值，即稱為該節點的平均深度值。其中，n為關系圖解中所有節點的個數；dig為節點和節點之間的深度值。

（3）不對稱性值（Relative Asymmetry）。

由于平均深度值的大小在很大程度上決定于系統中節點的數目。為剔除系統中元素數量的干擾，P.Steadman改進了計算方法，用相對不對稱值來將其標準化。

（4）可達性評價指標（Accessibility Index）。

該模型采用集成度作為可達性評價指標。集成度可以分為局部集成度和整體集成度。其中整體集成度表示某節點和整個系統中所有其他節點之間聯系的緊密程度；而局部集成度則表示某節點與附近幾步內的節點之間聯系的緊密程度，該文選取三步范圍的局部集成度作為可達性評價指標。

2 結果與分析

利用預處理后的軌道交通站點數據，構建模擬軌道交通線。通過對比現有的真實上海市軌道交通線情況，可以驗證在幾何關系上基本符合實際情況，同時滿足模型統計分析的要求。（如圖1所示）

2.1 軌道交通線的聯通關系分析評價

根據模擬生成的上海的軌道交通網絡圖，繪制出上海軌道交通網絡拓撲圖，圖中的節點表示不同的線路，線段表示他們之間的聯通關系及線路之間可以換乘。（如圖2所示）

上海市軌道交通1、2、3、4、6、8、9、10、11號線之間換乘網絡發達，基本可以實現線路與線路之間的換乘；軌道交5、12、13、16號線和磁懸浮的換乘線路則相對較少，僅能和特定的3～4條軌道交通線換乘，主要是由于這幾條線為近年開通的線路，或僅有部分路段開通，聯通性相對較差。

利用空間句法模型，對軌道交通線路的可達性進行量化評價。2號線、4號線的空間可達性最好；其次為7號線、8號線和11號線；可達性較差的為5號線、12號線、13號線、16號線和磁懸浮，與其他軌道交通的換乘并不方便。（如表1所示）

2.2 軌道交通站的聯通關系分析評價

上節以上海市每條地鐵線作為最小研究單元，評價了各條線路的可達性情況，但事實上每條地鐵線上不同的站點（如起點站、換乘站）之間可達性的也有較大的差異。中心城區范圍內的軌道交通站點密集，可達性較高；遠郊地區的軌道交通站點可達性較差。同一條軌道交通線上各站點可達性情況不盡相同，位于軌道交通線兩端的，空間可達性相對較差，位于軌道交通線中間的，空間可達性相對較好。

將上海城市中心城區的范圍內軌道交通網絡進行放大，疊加軌道交通站點如圖3所示。軌道交通線顏色越偏深色，代表該區間段可達性越高，顏色越淺，代表該區間段可達性越低；淺灰色代表兩條線路可換乘站點，黑色代表非換乘站。可以看出，一般可換乘站的空間可達性越高，如，人民廣場、徐家匯等，非換乘站點中，以交通網絡為中心，空間可達性呈輻射狀減小。

3 結論與討論

該文利用空間句法模型，對上海市軌道交通線、軌道交通站點以及歷史風貌保護區周邊的軌道交通站點進行了分析。傳統的基于交通網絡密度的方法一般僅考慮格網單位面積上交通線路的數目，而沒有考慮各交通線路本身的可達性，而基于空間句法的可達性評價從整體上考慮了與站點連接的各線路的可達性，對于上海市軌道交通網絡的評價具有一定的參考意義。當然，該文也有可改進的部分，比如：進一步搜集地鐵客流量、地鐵票價等社會經濟數據，豐富空間句法模型的真實度和貼切度。根據該文的統計分析結果，對上海市的軌道交通網絡提供幾點建議：（1）可達性高，意味著人流量越大，應通過合理規劃分散流量；（2）加大城郊結合地區的軌道交通站點的規劃分布，方便城鎮居民出行。

參考文獻

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