城市机场枢纽可达性及均衡水平分析与评估

摘

要：2021年中共中央、国务院印发了《国家综合立体交通网规划纲要》，纲要对推进综合交通发展、优化交通布局提出明确要求，其中更是对2035年国家综合立体交通网提出九大指标，其中便包含了中心城区至综合客运枢纽半小时可达率的要求。文章通过对上海市机场枢纽的可达性及均衡水平进行分析，结合加权平均旅行时间与可达性差距指数MAG找出交通网络中的不足，旨在为交通运输相关部门进行交通规划与资源分配时提供决策参考。关键词：可达性;均衡水平;加权平均旅行时间;MAG指数0

引

言可达性是指人们在不同地点、不同时间段乘坐交通工具到达特定目的地的便利程度，它是交通一体化不可或缺的一个重要概念，直接关系到城市发展和居民的生活品质。《国家综合立体交通网规划纲要》（简称《纲要》）中指出我国交通运输发展还存在一些短板，不平衡不充分问题仍然突出。综合交通网络布局仍需完善，结构有待优化。分析交通枢纽可达性与均衡水平，找出交通枢纽不同交通方式可达性的差异，对达到《纲要》中提出的指标和要求有重要帮助和现实意义。交通可达性是指一个地区或一个地点通过各种交通方式与其他地区或地点之间的连通程度和便利程度。交通可达性是城市和区域规划中非常重要的概念，它不仅可以评估交通网络的韧性[1]，也会影响城市的结构和发展[2]，对于评估一个地区的经济、社会和环境效益等具有重要意义。现有的相关文献主要集中于研究城市圈与经济圈之间的可达性，然而对城市内枢纽的可达性以及其均衡水平的研究较少。王才雪等[3]利用区域高速公路网络与经济社会发展数据，结合加权时空距离分析法及熵权法，量化测算了成渝地区双城经济圈的交通可达性与经济发展水平，构建耦合协调度模型解析两者互动关系。司亚旺和林立峰[4]采用离散度分析法对中心城市及各地区可达性水平进行综合评价研究，综合分析了复杂铁路网对城市可达性的影响。相关可达性的研究也对本文的研究提供了借鉴。石飞、朱乐和原榕[5]梳理了基于各个方向的可达性研究成果，在此基础上归纳了七种公共交通可达性的分析方法，并对不同的方法进行了总结和比较，其研究发现方法上通过GIS、空间句法等软件进行二次开发，对可达性的度量上有更多优势。本文以上海市各街道至上海虹桥国际机场与上海浦东国际机场为例，通过交通可达性与均衡水平分析，找出交通网络中的不足，旨在为交通运输相关部门进行交通规划与资源分配时提供决策参考。1

可达性模型构建1.1

可达性模型及其评价方法计算交通可达性的方法有很多种，其中比较常用的是加权时间成本法。这种方法是根据不同的交通方式、道路状况和出行时间来计算指定地点的可达性指数，然后将它们加权平均，得到区域的交通可达性指数。其计算公式为：其中：A表示区域k与机场i的可达性水平，其数值越小，说明可达性水平越高，反之则可达性水平越低。T表示区域k至机场i的最短到达时间。x表示的是到达机场所使用的交通方式，x为C时表示使用私人交通，x为P时则表示使用公共交通。M为机场吸引规模系数，需要通过指标权重来获得。其中私人交通易受外界各因素影响，因此私人交通最短到达时间使用以下公式：T=S/V

（2）其中：S为区域k至机场i的最短到达距离，V为私人交通的速度，本文定为60km/h。1.2

机场吸引规模评估指标体系机场吸引规模的指标结果含有众多因素，经比较和总结机场吸引范围界定[6]和大型客运枢纽服务范围指标体系[7]，并通过学习顾海兵、段琪斐由交通一体化角度对指标的扩充和权数的调整[8]。本文综合考虑了机场吸引规模相关指标选取的多样性、复杂性、全面性，构建了机场吸引规模评估指标体系，如表1所示。1.3

机场吸引规模评估指标权重的计算本文采用熵值赋权法[9]对机场吸引规模评估指标体系进行指标权重的计算，熵值赋权法是一种常见的多指标决策方法，用于处理复杂多维度的决策问题。该方法可以将不同指标的权重赋予相应指标的信息熵，通过计算每个指标的相对贡献来确定指标权重，从而实现决策的有效性和可靠性。1.3.1

数据处理由于各因素指标的原始数据单位各不相同，因此应先将所有因素指标数据进行min-max标准化处理[10]。Y=

（3）Y=

（4）式（1）与式（2）中，e表示第i个机场子功能系统中的第j个指标值，e和e分别为指标j的最大值与最小值，Y与Y分别表示正负向评估指标。计算指标e在j项指标体系下所占的比重，如式（5）所示：X=

（5）1.3.2

计算信息熵根据公式（5）所得比重求出第j项指标的熵值为：式（6）和式（7）中K为常数。1.3.3

计算权重根据每个指标信息熵的比重和贡献度，计算每个指标的权重，如式（8）所示：1.3.4

机场吸引规模系数确定根据熵值赋权法进行数值处理后得到的权重向量，得到第i个机场的吸引规模为：M=e*w

（9）1.4

可达性差距指数在得到机场吸引规模系数后为了对2种交通方式求得的可达性进行可达性评估，文引入可达性差距指数MAG[11]，MAG指数通过计算公共交通和私人交通可达性指数之间的差异，能够很好地衡量城市交通的发展。其评估模型为：MAG=（10）式中：MAG为街道K到达机场i的公共交通与私人交通可达性差距，其值往往在-1至1之间，数值越趋近于0，则表示两种交通方式的可达性差距越小，在实例中，往往数值大于0，因为私人交通的可达性普遍高于公共交通，而数值越大则说明这一区域的公共交通建设往往有着更多的发展空间。2

可达性模型实例分析本文以上海市所有街道与2大机场为例，通过前文构建的模型，对可达性进行计算与评估。计算分析所使用的数据来源于2017—2020年《中国统计年鉴》、《上海统计年鉴》以及民航局统计公报、上海机场官网、百度地图、ArcGIS、高德API等资料（2020年开始因受新冠疫影响，数据不具有参考性，因此不考虑2020后情况）。2.1

数据权重与机场规模吸引系数计算为保证数据可靠性，在计算权重时本文通过2016—2019年虹桥与浦东2大机场数据进行权重计算，根据公式（1）至公式（6）计算表1中各指标的权重，2大子功能系统的权重数据最终结果如表2、表3所示。在图（1）和图（2）中，数据越大则说明该指标对所在子功能系统评价权重越大。如图所示，O地面运输网络通达性对机场设施与服务水平子系统的评价权重最大，O第三产业占比对所在城市经济吸引力子系统的评价权重最大。对于子功能系统而言，权重越大的指标对其的影响也就越大。通过计算得出的权重，通过公式（7）可以计算得出虹桥与浦东2大机场的吸引规模系数分别为M=37645.51404，M=38000.79816。2.2

机场可达性分析根据式（9）计算并统计可以得到各街道到达机场的最短到达时间，其中部分数据如表4所示，表4中*所表示的区域为乡镇，其余为街道，机场P与机场C分别表示通过公共交通和私人交通到达机场的时间。将其代入式（8）中，得到各街道不同方式的可达性水平并通过式（10）计算该街道的可达性差距以及上海市各区的可达性差距均值，如表5所示（表5中除MAG外单位皆为分钟）。上海市各街道至机场的公共交通加权平均旅行时间均值为94.8999分钟，而私人交通加权平均旅行时间均值为41.4280分钟。各区的MAG均值大多都在0.2至0.5之间，奉贤区略超出0.5为0.5075。个别街道与乡镇如徐汇区的华泾镇，浦东新区的合庆镇等MAG也超出了0.5。整体上看，大部分街道可达性差距指数并不大，但个别街道差异显著，其中MAG超过0.5的街道占比8.837%，说明上海市整体可达性差距较小，公共交通规划与发展良好，仅部分地区有待提高。对于中心城区半小时可达率的覆盖要求还有较大的提升空间。3

结论与建议上海市机场枢纽是长三角乃至全国交通枢纽的缩影，本文融合上海市所有街道的数据，从公共交通与私人交通两种方式对机场枢纽可达性及均衡水平进行分析与评估，根据前文数据与结论，结合《纲要》，为上海市机场枢纽可达性及均衡水平提出以下建议：（1）从加权平均旅行时间上看，上海市整体至机场枢纽的可达性水平较高。私人交通加权平均旅行时间短，公共交通时间偏长，而公共交通运行规律载客量普遍较高，提高公共交通可达性无论对城市发展或是居民幸福度的提高都有极大帮助。由于个别地区受地理位置影响，通过公路方式路程较长且因为方式单一容易堵塞，较难到达，因考虑增设地铁或学习浦东机场的磁悬浮，对特定地区优化公共交通方式与服务，从而有效增加困难地区的可达性。（2）从MAG上看，可达性差距指数超过0.5多为乡镇，不平衡不充分问题仍然突出，综合交通网络布局仍需完善，结构有待优化。改善交通基础设施，提高公路、桥梁和铁路等交通基础设施的建设水平，使得乡镇与市区、交通枢纽之间的交通更方便、更快捷。从指标权重也清晰可见，地面交通运输网络通达性十分重要，增加到达机场枢纽的方式办法或在乡镇增设交通转乘枢纽，减少因候车时间所产生的时间成本，以此提高居民前往枢纽的可达性，提高整体可达性