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天 津 师 范 大 学本科毕业论文（设计）题目：天津市公路交通网络可达性评价学 院：城市与环境科学学院学生姓名：刘 蓉学 号：08608024专 业：资源环境与城乡规划管理年 级：08级升本班完成日期：2010年4月17日指导教师：孙艳玲 天津市公路交通网络可达性评价摘要：合理的城市交通网络结构能为城市交通管理、缓解交通拥挤状况以及促进城市健康发展提供有利条件，可达性作为评价交通网络的一项有效的综合性指标，对正确评价现有城市的交通网络具有重要的意义。可达性是指利用特定的交通系统从某一区位到达指定活动区位的便捷程度。本文以相对研究较少的省市级行政区为研究对象，以天津市公路交通网络为例，进行可达性研究。本研究基于ARCGIS软件的空间分析模块，采用加权平均时间距离指标对天津市区县级以上13个节点地区的可达性状况进行了分析，得出研究区域的可达性空间格局呈不规则同心环状分布，越往外围越差，中心区为天津市区。同时，可达性还表现为一定的快速干道的指向性，其分布沿京津塘高速方向向外突出，同时受津滨高速公路的影响，向塘沽方向突出。关键词：区域可达性 相对可达性 公路交通网 天津市 Highway network in Tianjin Accessibility AssessmentAbstract: The rational urban transport network for urban traffic management to ease the traffic congestion situation and to promote the healthy development of the city to provide favorable conditions for accessibility evaluation of the transport network as an effective and comprehensive indicators to accurately evaluate the existing city transport network is of great significance. Accessibility refers to the use of a specific transport system from one location to reach the specified level of activity a convenient location. In this paper, a relatively small provincial and municipal administrative region of this study to Tianjin highway transportation network, for example, conduct accessibility research.In this study, spatial analysis based on ARCGIS software module, using the weighted average time from the index above the county level on the Tianjin region of up to 13 nodes in the analysis of conditions, drawn up the study area was irregular spatial pattern of concentric ring distribution, the worse the more peripheral to the central area of Tianjin area. Meanwhile, the accessibility is also manifested a certain point of the fast roads. The distribution along the protruding direction of Beijing, Tianjin high-speed, while under the influence Tianjin-Binhai highway, direction to the Tanggu outstanding.Key words: regional accessibility ；relative accessibility ；road transport network； in Tianjin目 录1 引言51.1 有关交通可达性方面的研究进展51.1.1 国内研究方面61.1.2 国外研究方面71.2 本研究的目的与意义81.3 本研究的方法和思路82 研究对象概况82.1 高速公路92.2 普通干线公路92.3 农村公路103 研究方法与资料获取103.1 研究方法103.2资料获取与技术路线104 评价结果与分析114.1 可达性空间格局124.2 相对可达性状况125 结语13参考文献131 引言可达性是指利用特定的交通系统从某一区位到达指定活动区位的便捷程度。可达性研究最早起源于古典区位论,旨在对空间上某一要素实体(点、线或区域)的位置优劣程度进行度量。1959年Hansen1首次提出了可达性的概念将其定义为交通网络中各节点相互作用的机会大小。50多年来可达性的研究，无论在对现实世界的抽象，还是在揭示区域空间结构演变机理和模拟城市动态演变过程方面均取得了重大进展，得到了城市规划、交通地理以及从事区域和空间研究的众多学者的关注，可达性已经成为决定个人生活方式和区域前景的一个关键性的因素，而区域可达性的改变将直接影响到区域经济的发展。1.1 有关交通可达性方面的研究进展近年来国内外的学者对于可达性的研究已经涵盖了铁路、公路和航空。随着自然科学和社会科学的不断发展和细化，可达性的研究范围及其应用也越来越广泛，主要涉及以下方面：首先表现在交通网络空间格局与区域发展关系的研究:将区域的演化与交通网络的发展看作一种空间互动过程，通过可达性指标有效度量交通网络结构(航空网、铁路网、公路网等)进而评价区域获取发展的机会和控制市场的能力。其次是对特定区域的可达性做出评价：将掌握的可达性研究方法应用于具体的研究区域，分析该区域的可达性状况。再次是对可达性的度量方法的研究：综合可达性度量的各种方法，通过对其优缺点的深入比较，对各领域中可达性研究方法的选择具有指导意义。另外还有其他与可达性相关的研究等。1.1.1 国内研究方面我国的可达性研究相对薄弱，国内学者主要是立足于不同尺度的交通网络,重点探讨可达性空间格局及其演化。而且国内研究主要是实证分析，即主要是引用国外已有的评价模型，对不同尺度的区域可达性进行分析和评价。对于可达性含义的挖掘和扩展、评价方法的探索与改进等理论性研究比较缺乏，对于社会、人文、心理等非交通因素及可达性在社会科学和城市规划、区域经济发展等方面的应用关注还不够。如：袁超对浙江陆路交通空间的可达性研究2，分析结果表明,浙江陆路交通空间可达性整体呈现以杭州、绍兴和金华组成的核心向外围扩张的圈层结构；公路交通可达性明显高于铁路，为浙江经济社会的发展提供了重要基础。同时浙江应促进铁路由枝状网络向环状网络发展，并加快陆路交通与沿海港口的衔接，为经济的外向型及内延型发展奠定基础。张国华、李迅和马俊来对引导城镇空间一体化统筹发展的区域综合交通规划的研究3，研究结合长沙大河西先导区综合交通发展战略规划实例，引导区域城镇统筹发展的综合交通运输系统规划策略与发展模式，提出大河西先导区综合交通发展战略规划框架方案。刘学华、张学良基于西部大开发的实证分析对交通基础设施投资与区域经济增长的互动关系进行了研究4。结果表明交通基础设施投资与交通运输业的发展对经济增长有正面的促进作用，但并不是经济增长的原因，甚至也不是交通运输增加值的原因。对西部地区交通基础设施的进一步投资必须要保证西部各省市区的经济发展能够真正受惠于交通设施的完善，提高投资的经济效率。张莉、陆玉麒对长江三角洲地区的陆路交通网的区域可达性的评价5，结果表明长江三角洲区域可达性呈现出以上海为中心的扇状辐射，可达性最好的是上海和嘉兴，可达性最差的是台州和南通。随着苏通大桥、杭州湾跨海大桥和舟山大陆连岛工程的建成，长江三角洲地区内所有城市的区内可达性都有了提高，尤其是绍兴、宁波和泰州，区内可达性减少了1h；其余城市区内可达性平均减少了25 分钟。随着南通洋口港的建成，长江三角洲境内江苏城市以海港为节点的区外可达性都有不同程度的提高，到达海港的平均时间减少了近1h。李亚婷、秦耀辰、潘少奇基于GIS的交通网络可达性评价方法研究6，通过结合研究实例,总结了可达性的主要度量方法：距离法、累积机会法、潜力模型法、效用法和时空法,并对各种方法的优缺点进行了比较。结合GIS的技术优势,提出了将GIS应用于交通网络可达性评价的一般方法,并给出了基于GIS的交通网络可达性评价的研究框架。张倩楠、卫海燕基于统计分析，以陕西省为例研究了高速公路建设对区域经济的影响7，结论显示高速公路的建设对陕西经济的带动作用明显，对当前经济发展具有现实意义，产业结构在其影响下趋于合理。李平华、陆玉麒对城市可达性研究的理论与方法的评述8,文章通过探讨可达性的涵义与主要特征，综合可达性的主要定量评价方法，对各种方法的优缺点进行比较，并总结了近期可达性评价方法的进展情况，最后对可达性研究中存在的问题进行了探讨。李孟冬对步行可达性与地铁车站服务范围的研究9,揭示在城市道路环境下步行合理可达范围是与道路分布状态密切相关的多菱形复合体，存在跟随路网分布变化而相应变化的规律，否定了以往对步行合理可达范围一成不变的误解。同时明确定义了地铁站合理服务范围，亦揭示“地铁的车站服务范围是多个单起始点步行可达范围的叠加” ，“车站服务范围不是一成不变”，“地铁站在建成后，依然可以根据周边条件或自身设施的增减发生较大的变化”的规律，为地铁站在建成后，车站合理服务范围的能动操作提供了理论依据。吴威、曹有挥等对中国铁路客运网络可达性空间格局的研究10，结果表明主要铁路枢纽中，北京、上海、郑州、武汉等全国性铁路枢纽可达性明显优于广州、成都、兰州、沈阳等区域性枢纽。另一项以江苏省为例进行的区域综合运输成本的空间格局研究11，表明江苏省综合交通可达性、客货运输量及综合运输成本均呈南优北劣态势。王姣娥、莫辉辉、金凤君对中国航空网络空间结构的复杂性的研究12,研究从对节点的度、簇系数、可达性等指标及其相关分析中得出，中国航空网络空间结构特征差异明显，有较强的集聚性，且可达性与城市体系上层结构在空间分布上较吻合，航空网络空间结构将日趋复杂化。1.1.2 国外研究方面国外可达性的理论和应用研究发展迅速，可达性涵义的完善、评价方法的改进及其在不同区域或新的领域的应用等都在日益丰富。近十几年来，国外学者对交通可达性的研究大部分集中在陆路交通网络方面，且常采用多指标或加权平均旅行时间指标。如欧洲学者采用不同多项指标对不同交通网络建设所引致的可达性变动进行了详尽的研究13-15；英国学者Masnavi在对城市公共设施的可达性方面的研究16显示：Garnethill步行的比率远高于Stewartfield，步行程度的差异主要显示在娱乐活动、日常购物和与教育设施的联系上，功能混和地区步行的比例都比功能单一地区要高；公共交通的使用Hyndland最高， Stewartfield则最低，使用公共交通的主要目的在于到达城市的中心和教育设施，而非日常和每周的购物；在小汽车的使用率上，低密度地区明显较高。 1.2 本研究的目的与意义随着城市的快速发展，对城市交通网络的合理规划成为亟待解决的问题。建立合理的城市交通网络结构能为城市交通管理、缓解交通拥挤状况以及促进城市健康发展提供有利条件。因此，在进行城市交通规划建设的过程中，对现有城市的交通网络可达性现状进行正确的评价具有重要的意义。国内学者在研究区域尺度的选择上，大尺度区域主要是对全国范围内主要干线公路和铁路网络的可达性进行研究，中小尺度区域的可达性研究主要是以长三角、珠三角、京津唐等经济发达区域为研究对象，而以省市级行政区为研究对象的相对较少。鉴于此，本文即已天津市为研究对象，分析天津市公路交通网的可达性。1.3 本研究的方法和思路本文基于ARCGIS软件的空间分析模块，采用加权平均时间距离指标对天津市区县级以上13个节点地区的可达性状况进行分析。本文以下内容如下：第二部分介绍了天津市公路交通网络概况；第三部分具体阐述研究方法和资料获取路线；第四部分得出计算结果，并根据计算结果分析天津公路交通网的可达性空间布局，以及各节点的相对可达性状况；第五部分对研究结果进行总结。2 研究对象概况天津市位于华北地区，是中国北方最大的沿海开放城市,是环渤海地区传统的经济、金融中心，工商业大都市。随着滨海新区的建立，天津在全国的位置特别是在京津唐地区的位置也越来越重要。天津市作为环渤海地区核心城市之一，位于环渤海地区的中部，承担水陆联运枢纽和公路主枢纽功能，公路规划须与周边地区共同形成一体化、现代化的公路交通网络。为适应天津市经济社会快速发展的要求，天津市高速公路、一般干线公路和农村公路三个层次的路网建设得到了全面发展。以高速公路建设为重点，加大一般干线公路和农村公路的建设改造力度，基本建成了以天津港为龙头，以中心城区和滨海新城为双核心，通达“三北”腹地和华东、华南地区，便捷连接京津冀都市圈各大中城市，直达周边城市和市域内11个新城，覆盖重要的中心镇、旅游休闲景区、经济技术开发区的高速公路网络，以及与之配套的一般干线公路和农村公路网络，实现市域内各新城与中心镇之间均有二级及以上公路相通，农村公路全部达到四级以上的等级公路标准。天津市中心城区道路规划以快速路为骨架，由快速路、主干路、次干路及支路组成，总长约2666公里，道路面积率20%，路网密度7公里/平方公里。其中快速路(由两条环线、两条横向快速通道、两条纵向快速通道和两条联络线组成)220公里，主干路410公里，次干路836公里，支路约1200公里。到2010年，全市公路总里程达到12500公里，其中高速公路1192公里，一般干线公路2252公里，农村公路8756公里，全市公路网密度和高速公路网密度分别为105公里/百平方公里和10公里/百平方公里。2.1 高速公路 根据天津市市域综合交通规划-高速公路网专项规划（2008-2020年），天津市高速公路网概括为“九横五纵”，即由九条东西向通道、五条南北向通道组成，总规模约为1360公里，密度为11.4公里/百平方公里。近三年来，天津市相继有四段高速公路投入使用，分别是京津高速、海滨大道河北至汉沽段、荣乌高速、津蓟高速延长线，高速公路通车总里程增加近200公里。截至目前，高速公路通车里程达到885公里，位居四大直辖市前列。“十二五”期间，高速公路将续建352公里，新建71公里，到2015年底，预计全市高速公路通车里程将超过1260公里，将实现京津冀主要城市三小时通达，从天津出发到环渤海及三北区域各大中城市实现八小时通达。 2.2 普通干线公路普通干线公路网规划布局形成横贯东西、纵贯南北的方格网布局。至2020年，干线网总里程约为4700公里，其中高速公路网1360公里，普通干线公路3350公里，密度达到39.4公里/百平方公里。普通干线公路按行政等级划分，普通国道450公里，普通省道2900公里；按技术等级划分，快速路600公里，主干路800公里，一级公路1300公里，二级公路650公里。普通干线公路网的规划是在高速公路网规划的基础上，实现天津市过境主通道以及核心区对外放射通道均由一条高速公路和一条普通干线公路组成，形成了中心城区和滨海新区核心区对外的六大辐射通道，建立了城市对外发达的交通体系；通过内部路网结构优化，实现了中心城区、滨海新区和区县新城之间有一级公路连通的目标，也实现了“90、30、15”的时空目标，即各区县新城（蓟县除外）通过普通干线90分钟内到达中心城区和滨海新区核心区；中心镇、一般建制镇30分钟内到达所在区县新城；新城、中心镇、机场、港口、重要开发区、旅游区等节点通过普通干线15分钟可达高速公路。2.3 农村公路天津市公路网面积密度较高，达到81.05公里/百平方公里，但作为干线公路集散与辐射的县（区）乡公路网，其连通性和通达深度还有待于进一步提高，部分区县的县（区）乡路网骨架尚未形成，整体布局缺乏优化。目前在以天津市区为中心，内联十二个区县，外通周边省市的“三环、四纵、四横、四条线路段”干线公路网主骨架的基础上，大力加强各区、县县（区）乡公路网的建设，形成“干支结合，四通八达”的公路网络，使各节点到达干线公路最为便捷，以利于完成干线交通的集散，提高干线公路的使用率；同时，使各节点到主要运输集散点最为方便，以利于区域内的物资交流，加强政治、经济、文化联系，促进区域经济发展和城镇建设。3 研究方法与资料获取3.1 研究方法随着可达性在众多领域的广泛应用，可达性的度量方法也在日益丰富。本研究采用国内外常用的加权平均旅行时间为指标计算研究区内节点的可达性。其中，加权平均旅行时间指标的数学表达式为： （1）式中，为节点在交通网络中的可达性（即节点的可达性值），其值越低可达性越好；为节点到节点的最短时间距离，通过设定各级道路的行车速度获得；为区域中参与评价的节点的个数；为节点的权重，可以采用节点的人口、地区生产总值（GDP）、客货运输量等指标来衡量，以反映节点规模大小对其吸引力的影响。在本研究中，采用地区生产总值为权重（），以加权平均旅行时间为指标，探讨天津市公路交通网络的可达性状况。3.2资料获取与技术路线本文以天津市为研究区域，包括15个区和3个县，分别为和平、河东、南开、河西、河北、红桥、塘沽、汉沽、大港、东丽、西青、津南、北辰、武清区、宝坻区、静海县、宁河县、蓟县。其中，将天津市内六区（和平、河东、南开、河西、河北、红桥）合并，称之为天津市区，并将研究区内的主要区县抽象为空间节点。由此，研究区内共包括13个节点。以天津市2008年1:1万的道路网络数据为基础，在ARCGIS9.2中对道路网络数据进行编辑，根据道路等级不同在属性表中赋以相应的行车速度。根据中华人民共和国行业标准公路路线设计规范确定公路设计速度，结合区域实际，设计公路平均行车速度如下：高速公路的速度设置为120 km/h, 国道100km/h, 省道80km/h, 县道60km/h,其他的30km/h.利用ARCGIS9.2软件中的网络分析模块求出各节点城市与其他城市之间的最短时间距离，按照加权平均时间距离的计算公式，以各节点2008年的地区生产总值为权重，计算各个节点到其他节点的加权平均时间距离，据此对天津市各个节点地区的可达性状况进行分析评价。4 评价结果与分析通过采用公式（1）计算得到天津市各个节点的可达性指标值，如表1所示。从表1可以看出，天津市各个节点联系可达性最低值和最高值分别为0.32h和1.15h，平均值为0.61h。为了更直观的表达天津区域可达性的空间布局，以各节点的加权平均时间距离为原始数据，进行空间插值，从而得到天津市可达性空间格局状况，如图1所示。图1. 天津市各区县节点的可达性空间格局4.1 可达性空间格局如图1所示，研究区域的可达性空间格局呈不规则同心环状分布。可达性状况以天津市区为中心，向外围逐渐变差。同时，可达性空间格局还表现为一定的快速干道指向性，其分布沿京津塘高速方向向外突出，同时受津滨高速公路的影响，向塘沽方向突出。从整体上看，研究区域的南部区县，如武清、北辰、西青、东丽、津南等地区分布相对集中，区内节点之间的距离相对较小，另外，天津市内的主要快速路主要集中在天津市南部地区，因此南部区县的可达性明显优于北部。而蓟县、宝坻可达性比较差，主要是受到达研究区域内其他节点的最短时间距离的影响。4.2 相对可达性状况为了更好的反映研究区域内各个节点的可达性状况在整个区域中所处的位置，将加权平均时间距离指标换算为可达性系数。可达性系数为节点可达性值与平均可达性值的比值: （2）式中，为节点的可达性系数，为节点的可达性，为节点个数。可达性系数消除了可达性具体数值的影响，表征了节点相对可达性水平的高低，其值越大，表示节点的可达性越差。如表1所示，研究区域内13个节点中，可达性系数大于平均值（0.08）的节点有4个，等于区域平均值的有2个，小于区域平均值的有7个，说明有4个节点的可达性水平低于区域平均水平，7个节点的可达性水平高于区域平均水平。可达性最优节点就是天津市区，可达性系数为0.04，可达性最差节点为蓟县，可达性系数为0.15。从地区分布来看，天津南部地区节点可达性较好，而北部地区可达性较差，表现为蓟县、宝坻、宁河、汉沽的节点可达性系数大于平均值，而其他节点都位于可达性系数较小的区间。表1. 天津市各节点的可达性状况节点加权平均时间距离/h可达性系数节点加权平均时间距离/h可达性系数天津市区0.320.04塘沽0.510.07蓟县1.150.15汉沽0.760.10宝坻0.870.11西青0.480.06宁河0.810.10东丽0.380.05静海0.590.08北辰0.410.05武清0.530.07津南0.460.06大港0.620.08平均0.610.085 结语本研究基于ARCGIS软件的空间分析模块，采用加权平均时间距离指标对天津市区县级以上13个节点地区的可达性状况进行了分析，得出研究区域的可达性空间格局呈不规则同心环状分布，中心区为天津市区，越往外围越差。同时，可达性还表现为一定的快速干道的指向性，其分布沿京津塘高速方向向外突出，同时受津滨高速公路的影响，向塘沽方向突出。参考文献：1Hansen W G. How accessibility shapes land-use. Journal of the American Institute of Planners,1959,25:73-762袁超. 浙江陆路交通空间可达性研究J. 浙江建筑, 2010,(1)：3-6.3张国华,李迅,马俊来. 引导城镇空间一体化统筹发展的区域综合交通规划J. 城市规划学刊，2009，（3）：18-23.4刘学华,张学良. 交通基础设施投资与区域经济增长的互动关系：基于西部大开发的实证分析J. 地域研究与开发, 2009，28(4）：57-61.5张莉,陆玉麒. 基于陆路交通网的区域可达性评价以