武漢城市圈各城市交通區位水平分析

馬才學，李先濤，趙利利，趙蕓逸

(華中農業大學 公共管理學院，湖北 武漢 430070)

交通網絡是指由各級公路組成，相互連接、成網狀分布的道路系統，它與城市空間布局有著密切聯系[1-2]。交通網絡能通過交通區位水平反映出一個城市與外界相連的可能性，很大程度上可凸顯其經濟發展情況，甚至一定程度能決定該城市的重點發展方向[3- 4]。基于交通區位的重要意義，眾多學者對此進行了相關研究，普遍上認為交通區位優勢對一個國家或地區的經濟布局有著重要影響，能夠促進企業有效擴張、政府合理配置產業布局等[2-5]。

一般而言，可通過區位理論研究來探討城市圈內各城市的區位大小，與以往只追求最大利潤的區位理論不同，如今的理論重點在于如何將更多因素結合到區位理論中以實現整體優化布局[6-7]。考慮出行成本等經濟方面的因素，陳少沛等[8]結合經濟數據，以道路通達度為基礎來測度廣州市城市交通區位，并最終將其劃分為4個等級，認為不同等級交通區位之間具有較強向心指向；考慮區位差異性，劉望保等[9]以全國省會城市為節點，測度各個區域的交通通達性；在微觀方面，張智林等[10]以潛力模型對中部6省省會城市交通通達性評進行了測度。

以往對城市交通區位的研究主要集中在對城市交通通達性測度上，大多通過運輸距離或空間距離來測算交通通達性，而較少考慮各個城市之間的交通潛力。筆者采用空間阻隔來測算交通通達性，同時引入潛力模型計算各個城市之間的交通潛力，并基于這兩種因素來探討武漢城市圈內各城市交通區位水平，以期能更準確地反映各城市的交通區位水平。

1 區域概況及數據來源

1.1 區域概況

武漢城市圈位于湖北省東部，是中國中西部地區最大的城市群之一。武漢城市圈是以武漢市為中心，由孝感市、鄂州市、黃岡市、黃石市、咸寧市、天門市、仙桃市、潛江市等周邊8個城市所形成的城市群。武漢城市圈總面積為5.78×104km2，約占整個湖北省國土面積的31.1%，而GDP產出總量卻占整個湖北省的60%，是湖北省名符其實的經濟發展核心區。武漢城市圈的穩定發展不斷提高湖北省的區域經濟競爭實力，涉及工業、教育、旅游、商業等多個領域的產業發展。

目前，武漢城市圈正由發育型向發達型的方向轉變，科學地認識武漢城市圈內各城市區位大小，對武漢城市圈未來發展有著重要作用。基于此，筆者選取武漢城市圈作為研究對象，如圖1。

1.2 數據來源

筆者所選取的數據主要來源于1∶400萬中國主要公路線和鐵路線和1∶400萬的城市邊界圖，采用ArcGIS10.0對這9個城市邊界圖求取城市重心點，再對1∶400萬中國主要公路線和主要鐵路線進行分析處理，得到武漢城市圈的交通網絡及空間阻隔程度指標圖，主要用于測算各城市綜合交通通達性；潛能計算過程所需的人口及相關數據主要來源于統計年鑒[11]。

圖1 案例研究區域Fig. 1 Research area of the case study

2 研究方法

2.1 技術流程圖

通過測算綜合交通通達性來獲取各城市的交通區位排名，并結合城市潛能得到的各城市位勢可加權計算獲取各城市的綜合區位排名，其具體流程如圖2。

圖2 研究流程Fig. 2 Flow chart of the research

2.2 相關概念

筆者采用距離度量法來測算通達性。通達性是指從一處前往另一處的難易程度[12]，交通可達性則指利用特定交通系統從某一區位到達指定活動區位的便捷程度[13]。而筆者提出的綜合通達性和相對通達性是由Ingram于1971年提出來的兩個概念。綜合通達性是指一點到區域內所有點的空間阻隔，其中，空間阻隔指標可通過兩點間的空間直線距離、交通網絡距離、成本等表示；相對通達性指一點到另一點的空間阻隔，筆者主要采用兩點間的空間直線距離進行研究；潛能則指某一城市在整個區域內(包括自身)的相互作用總量，即這一城市在整個區域內的潛能大小。

2.3 指標構建

城市間重心點的最短空間阻隔可衡量城市間的連接程度，其計算如式(1)：

(1)

式中：Ai為第i個城市的綜合通達性；Cij為區位網絡中一點至另一點的空間阻隔，i，j=1，2，…，n。

通過比較城市間道路網的通達性，還可通過比較綜合通達性的均值來判斷城市的綜合通達性，如式(2)：

(2)

式中：E為第i個區域的道路通達性均值。

通過對ArcGIS10.0所得數據進行標準化處理，可得到武漢城市圈交通網絡及空間阻隔程度指標，如圖3。由區域網絡及空間阻隔可以得到兩兩城市重心點間的相對通達性[14]，相對通達性指標值如表1。

圖3 區域網絡及空間阻隔Fig. 3 Regional network and space block diagram

Cij武漢孝感鄂州黃岡黃石咸寧天門仙桃潛江武漢1.04.03.05.56.06.58.56.09.5孝感4.01.07.09.510.010.512.510.013.5鄂州3.07.01.04.03.08.011.59.012.5黃岡5.59.54.01.07.012.014.011.515.0黃石6.010.03.07.01.05.014.512.015.5咸寧6.510.58.012.05.01.015.012.516.0天門8.512.511.514.014.515.01.02.52.5仙桃6.010.09.011.512.012.52.51.03.5潛江9.513.512.515.016.016.02.53.51.0

2.4 潛力模型

通過潛能的比較，可得出一個城市在該地區的潛能大小，引入潛力模式如式(3)：

(3)

式中：Vi為該城市的潛能大小；Mj為該地區的質量規模，在此采用一個城市的常駐人口數量進行表示；Dij為兩城市重心點間的空間直線距離，此處取空間直線距離一半進行計算；b為距離摩擦作用的指數，這里采用牛頓萬有引力定律形式中的數值2表示其距離摩擦作用指數[14]。

3 結果分析

3.1 交通通達性分析

通過以上分析，可得到武漢城市圈內各城市的交通通達性排名，如表2。

表2 通達性指標值及排名Table 2 Accessibility index and traffic location ranking

分析表2可知：武漢城市圈網絡通達性最大值為11(潛江市)，最小為6.125(武漢市)，均值為9.125。該值越大說明該區域的網絡通達性越差，反之則越好。依據均值可將城市圈內網絡通達性劃分為兩個類別。

3.1.1 類別1

綜合通達性指標值在平均值之下(含平均值)的城市有4個，分別為武漢市、鄂州市、仙桃市、黃石市。武漢市地處城市圈最中心位置，其網絡通達性必然最好；鄂州、仙桃兩市全部緊鄰武漢市，且與較多城市相鄰，其空間阻隔性較小，由此該區域內的網絡通達性要高于整體均值；而黃石市作為武漢城市圈的副中心城市，再加上受鄂州市與武漢市的影響，從而達到平均水平。

3.1.2 類別2

綜合通達性指標值在平均值之上的城市有5個，分別為孝感市、黃岡市、天門市、咸寧市、潛江市。天門、潛江、咸寧這3市由于遠離城市圈中心，其網絡通達性必然不高；黃岡、孝感二市由于其較大的行政區劃面積及較少與其余城市相鄰，導致其空間阻隔較大，所以其網絡通達性有所下降。

可清晰地得知：緊鄰武漢市的城市其網絡通達性一般要高于遠離武漢市的城市，亦即，武漢市的交通帶動了周邊城市的交通發展。

3.2 潛能分析

由式(3)可得到如表3中的潛能大小。

分析表3可發現：武漢市的交通潛能遠大于其他8個城市，為19.84，是最小潛能(孝感，1.29)的15.38倍。這與武漢市地處武漢城市圈中心區域有密切關系。城市圈各個城市交通潛能均值為5.23，除武漢市外均值為3.41，可以依據這兩點將交通潛能劃分為以下3個等級。

表3 潛能結果及排序Table 3 Potential results and sequencing

3.2.1 等級1

在各個城市潛能均值之上(大于5.23)的城市有2個，分別為武漢市、黃岡市。這兩個城市前者居于武漢城市圈地理位置最中心處，后者是城市圈內行政區劃面積最大的一個。不考慮其他因素情況下，越靠近區域中心位置，其交通潛能就越大，行政面積越大的區域其交通潛能也相對較高。

3.2.2 等級2

在兩個交通潛能均值之間(3.41～5.23)的有1個，為黃石市。該城市交通潛能值低于包括武漢市的武漢城市圈，高于不包括武漢市的武漢城市圈交通潛能均值。這表明除武漢市外，該城市交通潛能在城市圈內處于領先地位。進一步分析可知，該城市緊鄰城市圈內最大行政面積的黃岡市，且距離武漢市也相對較近，前兩個區域的交通優勢一定程度影響了黃石市的交通潛能，促使黃石市交通潛能處于中等位置。

3.2.2 等級3

低于潛能均值(小于3.41)的城市有6個，分別為天門市、咸寧市、仙桃市、潛江市、鄂州市、孝感市。在這些區域內，要么其地理位置距離武漢市較遠(天門，仙桃，潛江)，要么其人口數量較少(咸寧，孝感，鄂州)，這兩者導致該區域內交通潛能遠低于均值，甚至也遠低于除武漢市外的交通潛能。

3.3 加權區位

為求取綜合交通區位排名，需將網絡通達性與交通潛能相結合，將這兩者進行加權排序。城市交通通達性值越低于均值，其通達性越好；潛能值越高于均值，其潛能越大(圖4)。在制定修正系數表時，為便于計算，筆者將通達性的均值差取正值，通過計算兩者差值的比率來計算潛能均值差相對于通達性均值差的修正系數(表4)。

圖4 交通通達性及潛能與均值差分布Fig. 4 Distribution map of the mean difference of the traffic accessibility and the potential

城市通達性均值差潛能均值差D1/D2D1/D2均值武漢3.00014.610.205孝感-0.500-3.940.127鄂州1.875-3.16-0.593黃岡-0.6883.70-0.186黃石0.000-0.470咸寧-1.563-2.460.635天門-1.000-1.150.870仙桃0.750-2.780.270潛江-1.875-3.080.6090.215

通過綜合交通通達性來求取武漢城市圈各城市的交通區位大小，由于難以判斷城市交通通達性及潛能的具體影響力，因此在此過程中賦予交通通達性和潛能的權重分別為0.5。對交通通達性和潛能加權后得到武漢市城市圈內各城市交通區位的整體區位排序見表5。

表5 加權計算結果Table 5 Weighted calculation results

4 結論與探討

4.1 結 論

筆者通過交通通達性測算公式，及潛能模型運用，得出以下結論：

① 武漢市、鄂州市、仙桃市的綜合區位排名在前3位，交通區位優勢較強；

② 黃岡市次之，黃石市與天門市緊隨其后，交通區位優勢相對減弱；

③ 孝感市、咸寧市以及潛江市的交通區位優勢相對以上幾個城市排名較低。

4.2 探 討

交通通達性作為一個城市的重要組成部分，對城市經濟發展、社會穩定等方面都有著重要的影響，很大程度上影響著城市的區位因素。武漢城市圈內各城市的交通通達性差異顯著，在一定程度上影響了城市的整體區位，所以要提高城市的整體區位，改善城市的交通水平是非常有必要的。潛能是城市的發展潛力評估，受自然影響因素較大，但通過改善城市居住環境、提高城市的人文素養也可提高城市的區位影響力。

武漢城市圈內各城市的交通區位大小不等，面對市場的白熱化競爭，不同城市可根據自身的交通區位優勢將其轉化為現實生產力，構建同其他城市的經濟合作，不斷吸引投資，加速經濟發展。武漢市作為武漢城市圈的中心城市應發揮其自身的影響力，帶動周邊城市發展，提高整個武漢城市圈的綜合競爭力。另一方面城市圈在吸引投資時應注重城市間的均衡發展，不能僅考慮到城市區位優勢，而忽略地區均衡發展，拉大城市間的差距，這樣只會造成區位較高城市的高速發展，而犧牲掉區位較低城市的發展。

由于研究區域僅限于武漢城市圈，筆者并沒有考慮其他城市交通對武漢城市圈內城市區位影響。為更好評價分析區位特征，在未來的區位研究中，還應結合其他因素影響來研究區位發展。

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