基于運輸網絡的城市綜合交通運輸需求空間分布研究
——以江門市為例

許多、王紫陽、曾瑞

（廣東省交通運輸規劃研究中心，廣東 廣州 510000）

0 引言

為深入貫徹落實《國家綜合立體交通網規劃綱要》，構建現代化高質量綜合立體交通網，加快建設交通強省，廣東省要求各地區各部門編制綜合立體交通網規劃[1]，而建設綜合立體交通主骨架（運輸通道）是構建城市綜合立體交通網過程中的重要任務。形成城市綜合交通運輸通道，有利于提高城市功能，引導區域產業空間合理布局；有利于合理配置運輸資源，優化交通運輸結構[2]。交通運輸需求空間分析作為運輸通道規劃建設的先導性工作，對完善運輸通道規劃理論與方法、合理配置運力資源具有重要的意義[3]。

1 運輸需求空間分布理論及方法

1.1 運輸需求空間分布理論

區域綜合交通運輸需求空間分布是指區域內客貨流的流量、流向在主要交通線路上的分布，即交通運輸需求在區域空間上的分布，由此可見，交通運輸網絡是交通需求空間的基礎[4]。通過交通運輸網絡，各地區經由運輸線路進行聯系。交通運輸網絡決定地區間運輸聯系的數量、能力、強度、速度和流向[5]。本文從通道分析的角度對江門市高速公路、鐵路的交通運輸需求空間分布進行分析。

1.2 運輸需求空間分布方法

為進行交通運輸空間分布分析，選用虛擬蛛網作為空間分布方法。在覆蓋面積和路網密度相等的條件下，類似蛛網的環形放射式路網因其交通非直線性系數最小、路網的直達性能最好、路網平均時耗最小，可以保證交通效率達到最高。虛擬蛛網相當于簡化的路網，在蛛網上進行運輸網絡分配[6]，可以展現需求空間的總體分布，具體步驟如下。

一是建立鄰接矩陣，反映小區之間的相鄰情況。二是基于鄰接矩陣繪制期望線。三是調整蛛網并賦值參數，根據實際小區的連接情況調整蛛網，并為蛛網賦值通行能力、速度、時間等路段參數。四是建立網絡，利用需求矩陣在虛擬蛛網上進行交通分配[7]。

1.3 數據來源

高速公路OD 數據來源于廣東省高速公路ETC 門架與卡口采集的車輛（聯網收費）通行數據，數據主要包括車輛通行時刻、通行速度、車型、車重、收費站編號及門架編號等字段。該研究截取了2021 年廣東省內各收費站間的客車與貨車流量數據，計算收費站間的年平均日交通量OD 數據。鐵路OD 數據來源于廣東省各客貨鐵路站點間運量數據，該研究截取了2021年全年的鐵路客運及貨運數據作為鐵路OD 數據。

2 市域高速公路需求空間分布分析

2.1 高速公路運輸網絡

城市運輸需求空間更加聚焦于城市內部區域間的交通聯系，因此需要將小區劃分得更加精細，該研究將江門市內的小區按照鎮街進行劃分，其他城市按照市域進行劃分。基于此，需將高速公路OD 按照不同顆粒度進行分布。

2.1.1 市域對外OD 分布

對外OD 分布就是將江門市各收費站的對外OD按照權重分配到相應的各鎮街，根據江門市各收費站與各鎮街中心的對應關系，利用人口、工業產業、時間阻抗等變量進行權重的計算，如式（1）～式（5）所示。

式（1）～式（5）中：i表示江門市收費站；j表示江門市外部小區；ODij、表示江門市第i個收費站到第j個江門市外部小區的OD，拆分后的江門市第m個鎮街小區到第j個江門市外部小區的OD；δm表示第i個收費站到第j個外部小區的OD 拆分到第m 個鎮街到第j個外部小區OD 的權重；αm表示OD 拆分綜合權重中人口（客運量）、規上工業產值（貨運量）所占分項權重；βm表示OD 拆分綜合權重中時間阻抗所占分項權重；φm表示第m個鎮街在第i個收費站OD 拆分所有目標鎮街中的人口（客運量）、規上工業產值（貨運量）比重；popm表示第m個鎮街的人口數量；Industrym表示第m個鎮街的規上工業產值；ξm表示時間阻抗指標權重；Timem表示第m個鎮街到第i個收費站的行駛時間的倒數。

2.1.2 市域內部OD 分布

市域內部OD 分布主要分為兩個步驟：第一，將收費站的交通生成吸引量轉化為鎮街的交通生成吸引量，與上一小節方法相同；第二，將各鎮街的交通生成吸引量進行分布，公式如下所示。

式（6）～式（7）中：ODyy表示鎮街y 內部OD；ODyz表示鎮街y與鎮街z之間的OD；distranceyz表示鎮街y與鎮街z之間的距離。

2.2 高速公路需求空間分析

2.2.1 省域視角需求空間分析

基于江門市各鎮街與廣東省其他各市之間的客貨OD，結合虛擬蛛網空間分布方法，從省域視角進行江門市對外客貨運虛擬蛛網圖繪制，如圖1 所示。

圖1 江門市對外高速公路客貨運虛擬蛛網圖

從圖1 中可以看出，廣東省的高速公路客貨運需求主要聚集于珠三角地區，特別是珠江口兩岸。江門市高速公路客貨運對外需求主要以陽江、佛山、中山為主，考慮到江門市在大灣區處于“承東啟西”的位置，江門市還承擔著珠三角與粵西之間的過境運輸需求。

2.2.2 市域視角需求空間分析

基于江門市各鎮街之間的客貨OD，結合虛擬蛛網空間分布方法，進行江門市市域內客貨運虛擬蛛網圖的繪制，如圖2 所示。

圖2 江門市市域內高速公路客貨運虛擬蛛網圖

從圖2 中可見，江門市交通量主要聚集于江門市城區，且能夠看出明顯的運輸需求分布規律。目前客貨運需求均為東西走向，與沈海高速、中開高速的線位相符合，主要聯系江門市區與臺開恩地區。相比貨運需求空間，客運需求空間的覆蓋范圍更廣，貨運需求主要聚集于城區，而客運需求延伸至恩平西部及臺山南部。

3 市域鐵路需求空間分布分析

3.1 鐵路運輸網絡

利用江門市鐵路OD 可以進行鐵路運輸需求蛛網圖的繪制，與高速公路蛛網圖不同，鐵路的蛛網不能僅依靠鄰接矩陣的期望線構筑，目前江門市鐵路運輸占比總運輸量較小，鐵路的站點與高速公路的收費站相比，數量少很多。目前，江門市貨運鐵路站點有3 個，客運鐵路站點僅有7 個，且貨運鐵路站點均集中于鶴山市與新會區，若通過鄰接矩陣期望線簡單構筑蛛網，將不符合鐵路運輸的特性。基于此，該研究對江門市內期望線進行拆解，在蛛網分配時僅考慮江門市與外部小區之間的OD，即從省域視角進行需求空間分布。

與高速公路不同，鐵路的OD 數據主要基于站點間的運量數據，而鐵路站點相對收費站站點數量較小，因此該研究將江門市內的小區按照區縣進行劃分，其他城市按照市域進行劃分。

3.2 鐵路需求空間分析

該研究根據江門市現狀客運站點分布，僅保留新會區、江海區、臺山市、恩平市以及開平市之間的期望線，結合虛擬蛛網空間分布方法，進行江門市客運虛擬蛛網圖的繪制；根據江門市現狀貨運站點分布，僅保留新會區和鶴山市的期望線，且由于江門市發送貨運量與到達貨運量極不均衡，在進行鐵路貨運研究時將到達量與發送量合并繪制蛛網圖。鐵路客貨運虛擬蛛網圖如圖3 所示。

圖3 江門市鐵路客貨運虛擬蛛網圖

從圖3 中可以看出，鐵路客貨運需求分布與高速公路客貨運需求分布不同，需求空間主要取決于鐵路的線位。江門市客運需求主要是東西走向，且江門市區間的聯系強度大于臺開恩地區間的聯系強度；江門市貨運需求主要是南北走向，市域內貨運量主要聚集于鶴山與新會之間。

4 結語

綜上所述，為了優化設計城市綜合交通基礎設施網絡空間布局和基本形態，應對城市綜合交通運輸需求空間進行研究。交通運輸需求空間分析作為運輸通道規劃建設的先導性工作，對完善運輸通道規劃理論與方法、合理配置運力資源具有重要的意義。以江門市為例，基于高速公路、鐵路等不同顆粒度的運輸網絡，結合虛擬蛛網圖空間分布方法進行分配，進而從省域及市域角度，對江門市的綜合交通需求空間進行分析，有利于構建高效優質的城市綜合立體交通網絡。