基于空间句法的上海城市轨道交通网络评价

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.14.167

摘 要：交通可达性是城市规划、유土地开发、交通管理等领域的重要因素之一。不同于传统的交通可达性分析，轨道交通有其特殊性。居民在乘坐地铁时比较关心从始发地到目的地需要乘坐的站点数据、换乘次数，而并非地铁实际运行距离。该文通过构建空间句法线段模型，量化评价上海市轨道交通线及轨道交通站点的可达性，以期为城市轨道交通规划、相关基础设施的配套提供一定的参考。

关键词：轨道交通 空间句法 上海市 可达性

中图分类号：U231 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）05（b）-0167-02

交通可达性（Accessibility）即交通的便捷程度，是城市规划、土地开发、交通管理等领域的重要因素之一。城市轨道交通具有速度快、载客量多、安全、准点、节约能源等优点，是世界公认的低能耗、少污染的“绿色交通”，对于实现城市的可持续发展具有非常重要的意义。上海市城市交通网络发达，截至2014年12月，上海轨道交通共开通线路15条（1-13号线、16号线、磁悬浮），构成了以轨道交通为骨干的城市公共交通系统。

空间句法是由Bill Hillier教授创立的可以用于城市空间结构和形态分析的技术。该模型重点关注系统中各个空间要素之间相互制约的关系，着眼于建筑空间内在抽象的结构规律，因此所呈现的结构是拓扑结构，即关联性和连通性。基于空间句法的可达性研究方法适用于较为精细的空间尺度，常用于城市尺度下的地铁线路、城市内部街区或者公园等空间以及建筑物内部空间的可达性度量。国内外对此进行了大量的理论基础、方法创新以及实证研究，特别是发展形成☯了较为系统明确的描述空间形态的分析方法和形态变量应用于交通结构与形态特征、城市空间形态等研究中。

不同于传统的交通网络可达性分析，轨道交通有其特殊性。居民在乘坐地铁时比较关心从始发地到目的地需要乘坐的站点数据、换乘次数，而并非地铁实际运行距离。因此，该文通过构建空间句法线段模型，量化评价上海市15条轨道交通线及轨道交通站点的可达性，以期为城市轨道交通规划、相关基础设施的配套提供一定的参考。

1 数据与研究方法

1.1 数据来源与预处理

利用网络资源，获取上海市轨道交通站点分布，并进行空间矢量化和预处理。

（1）轨道交通站点数据预处理。

每个轨道交通点分别添加字段，分别表示所属的轨道交通线路及所在轨道交通线路的第几个站点；轨道交通换乘站，不同轨道交通的点在空间上需保持重合。

（2）拟合轨道交通线数据预处理。

由于空间句法并不考虑节点与节点之间的距离，因此✉利用预处理好的轨道交通站点，根据一定规则将点与点直线连接，拟合生成轨道交通线路。

（3）对比验证。

由于上海市轨道交通网络比较复杂，利用其他资料对拟合的线路进行对比验证，从而确保拟合正确。

1.2 空间句法的形态分析变量

（1）深度值（Depth Value）。

规定两个邻接节点间的距离为一步，则从一节点到另一节点的最短路程（即最少步数）就是这两个节点间的深度值。深度值表达空间转换的次数，而不是指实际距离。

（2）平均深度值（Average Depth Value）。

系统中某个节点到其他所有节点的最短路程（即最少步数）的平均值，即称为该节点的平均深度值。其中，n为关系图解中所有节点的个数；dig为节点和节点之间的深度值。

（3）不对称性值（Relative Asymmetry）。

由于平均深度值的大小在很大程度上决定于系统中节点的数目。为剔除系统中元素数量的干扰，P.Steadma⚥n改进了计算方法，用相对不对称值来将其标准化。

（4）可达性评价指标（Accessibility Index）。

该模型采用集成度作为可达性评价指标。集成度可以分为局部集成度和整体集成度。其中整体集成度表示某节点和整个系统中所有其他节点之间联系的紧密程度；而局部集成度则表示某节点与附近几步内的节点之间联系的紧密程度，该文选取三步范围的局部集成度作为可达性评价指标。

2 结果与分析

利用预处理后的轨道交通站点数据，构建模拟轨道交通线。通过对比现有的真实上海市轨道交通线情况，可以验证在几何关系上基本符合实际情况，同时满足模型统计分析的要求。（如图1所示）

2.1 轨道交通线的联通关系分析评价

根据模拟生成的上海的轨道交通网络图，绘制出上海轨道交通网络拓扑图，图中的节点表示不同的线路，线段表示他们之间的联通关系及线路之间可以换乘。（如图2所示）

上海市轨道交通1、2、3、4、6、8、9、10、11号线之间换乘网络发达，基本可以实现线路与线路之间的换乘；轨道交5、12、13、16号线和磁悬浮的换乘线路则相对较少，仅能和特定的3～4条轨道交通线换乘，主要是由于这几条线为近年开通的线路，或仅有部分路段开通，联通性相对较差。

利用空间句法模型，对轨道交通线路的可达性进行量化评价。2号线、4号线的空间可达性最好；其次为7号线、8号线和11号线；可达性较差的为5号线、12号线、13号线、16号线和磁悬浮，与其他轨道交通的换乘并不方便。（如表1所示）

2.2 轨道交通站的联通关系分析评价

上节以上海市每条地铁线作为最小研究单元，评价了各条线路的可达性情况，但事实上每条地铁线上不同的站点（如起点站、换乘站）之间可达性的也有较大的差异。中心城区范围内的轨道交通站点密集，可达性较高；远郊地区的轨道交通站点可达性较差。同一条轨道交通线上各站点可达性情况不尽相同，位于轨道交通线两端的，空间可达性相对较差，位于轨道交通线中间的，空间可达性相对较好。

将上海城市中心城区的范围内轨道交通网络进行放大，叠加轨道交通站点如图3所示。轨道交通线颜色越偏深色，代表该区间段可达性越高，颜色越浅，代表该区间段可达性越低；浅灰色代表两条线路可换乘站点，黑色代表非换乘站。可以看出，一般可换乘站的空间可达性越高，如，人民广场、徐家汇等，非换乘站点中，以交通网络为中心，空间可达性呈辐射状减小。

3 结论与讨论

该文利用空间句法模型，对上海市轨道交通线、轨道交通站点以及ฬ历史风貌保护区周边的轨道交通站点进行了分析。传统的基于交通网络密度的方法一般仅考虑格网单位面积上交通线路的数目，而没有考虑各交通线路本身的可达性，而基于空间句法的可达性评价从整体上考虑了与站点连接的各线路的可达性，对于上海市轨道交通网络的评价具有一定的参考意义。当然，该文也有可改进的部分，比如：进一步搜集地铁客流量、地铁票价等社会经济数据，丰富空间句法模型的真实度和贴切度。根据该文的统计分析结果，对上海市的轨道交通网络提供几点建议：（1）可达性高，意味着人流量越大，应通过合理规划分散流量；（2）加大城郊结合地区的轨道交通站点的规划分布，方便城镇居民出行。

参考文献

[1] 程昌秀，张文尝，陈洁，等.基于空间句法的地铁可达性评价分析―以2008年北京地铁规划图为例[J].地球信息科学，2007，9（6）：31-35.

[2] 周群，马林兵，陈凯，等.一种改进的基于空间句法的地铁可达性演变研究――以广佛地铁为例[J].经济地理，2015，35（3）：100-107.