陶 偉, 古恒宇, 張 良, 沈美程, 黃夢真

(1. 華南師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院， 廣州 510631； 2. 北京大學(xué)政府管理學(xué)院， 北京 100871)

句法視角下城市道路交通的預(yù)測研究
——以廣州市人民路高架橋拆除問題為例

陶 偉1*, 古恒宇1,2, 張 良1, 沈美程1, 黃夢真1

(1. 華南師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院， 廣州 510631； 2. 北京大學(xué)政府管理學(xué)院， 北京 100871)

基于空間句法理論中較前沿的NAchoice算法，著眼于我國第一座城市高架橋——廣州市人民路高架橋拆除問題進(jìn)行案例分析，為空間句法在中國城市交通預(yù)測中的應(yīng)用提供實(shí)證，探尋一種較好擬合實(shí)際交通流的預(yù)測模型，為路網(wǎng)優(yōu)化提供參考依據(jù). 論證分析從廣州人民南路段交通堵塞原因、拆橋與否對(duì)橋下路段車流的影響和人民路段周邊主干道交通疏導(dǎo)能力評(píng)估等3個(gè)方面展開，研究發(fā)現(xiàn)：(1)車流量偏大是人民南路段交通堵塞問題頻發(fā)的原因之一；(2)高架橋的拆除會(huì)小幅增加橋底路段車流，但不一定會(huì)造成車流量的疊加式劇增；(3)人民路段及其周圍主干道分流能力受到質(zhì)疑，建議等到有較強(qiáng)疏導(dǎo)能力路段建成后，再拆除人民路高架橋；(4)空間句法NAchoice模型與廣州市交通流數(shù)據(jù)具有較好擬合程度，運(yùn)用該模型進(jìn)行城市道路交通預(yù)測具有可行性.

空間句法； NAchoice算法； 廣州； 人民路高架橋； 城市道路交通

近年來，城市化進(jìn)程的加速進(jìn)一步加大了城市交通路網(wǎng)建設(shè)的復(fù)雜性和難預(yù)測性. 社會(huì)對(duì)交通擁堵以及交通發(fā)展帶來的城市景觀破壞問題的關(guān)注對(duì)城市道路交通的規(guī)劃與建設(shè)提出更高的要求. 已有大量文獻(xiàn)[1-9]從數(shù)理統(tǒng)計(jì)、物理原理和計(jì)算機(jī)算法等方面入手，進(jìn)行城市道路分析預(yù)測方面的研究，為交通規(guī)劃建設(shè)提供決策依據(jù). 其中廣泛運(yùn)用的交通預(yù)測模型有4種：歷史平均模型、時(shí)間序列模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和非參數(shù)回歸模型[6]. 通過梳理已有文獻(xiàn)[1-9]，筆者認(rèn)為關(guān)于城市道路交通分析與預(yù)測的研究主要存在以下不足：僅從一條或幾條路段入手進(jìn)行分析，沒有考慮被研究路段在城市全局路網(wǎng)結(jié)構(gòu)中所受的影響，忽略了城市路網(wǎng)結(jié)構(gòu)本身所具有的特性；僅將城市道路交通預(yù)測看成純粹的數(shù)理統(tǒng)計(jì)問題，忽略了從城市空間對(duì)人出行影響的角度出發(fā)進(jìn)行分析.

空間句法是一種通過對(duì)包括建筑、聚落、城市甚至景觀在內(nèi)的人居空間結(jié)構(gòu)的量化描述，來研究空間組織與人類社會(huì)之間關(guān)系的理論和方法[10]，空間句法的核心是空間組構(gòu)，組構(gòu)被定義為一系列互相依賴的關(guān)系，其中每一個(gè)關(guān)系由它自身與其他所有關(guān)系之間的關(guān)系所決定[11]. 在國外，空間句法在交通領(lǐng)域上的應(yīng)用已漸趨廣泛，如：全面對(duì)比了整合度與不同年齡、性別人流量以及其與交通流量的擬合程度，論證了使用空間句法分析人(車)流出行的可能性[12]；提出使用集成度來模擬交通流量，認(rèn)為局部整合度能較好反映人流的出行模式，全局整合度能較好反映車流的出行模式[11]；提出考慮到路網(wǎng)偏轉(zhuǎn)角度影響的線段模型，并認(rèn)為線段模型與網(wǎng)絡(luò)交通流具有更高的擬合程度[13]；通過研究最短路徑、最少轉(zhuǎn)彎和最小偏轉(zhuǎn)角度等3種主要出行模式，得出人(車)流的出行與最小路網(wǎng)偏轉(zhuǎn)角度具有最強(qiáng)的相關(guān)性，驗(yàn)證了線段模型的準(zhǔn)確[14]；認(rèn)為城市出行模式通常由選擇一個(gè)目的地和從出發(fā)地選擇路線到達(dá)目的地這2個(gè)重要部分組成，因此主要使用選擇度和整合度來分析路網(wǎng)狀況和預(yù)測交通流，并提出標(biāo)準(zhǔn)化穿行度(簡稱NAchoice)算法且加以實(shí)證[15]. GIS技術(shù)的發(fā)展為使用空間句法分析交通問題提供了更強(qiáng)的可操作性和便利性[16-18]，如基于GIS技術(shù)研究并對(duì)比了中國香港AADT(Annual Average Daily Traffic)數(shù)據(jù)與基于傳統(tǒng)軸線模型的計(jì)算結(jié)果和基于真實(shí)路網(wǎng)的拓?fù)浞治龅挠?jì)算結(jié)果的相關(guān)程度，論證了將基于實(shí)際路網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)浞治龅目臻g句法模型用于交通流量預(yù)測的可行性[18]. 然而，盡管使用空間句法理論進(jìn)行交通流量分析已被證明具有廣泛前景，但在國內(nèi)使用空間句法進(jìn)行城市交通領(lǐng)域的研究仍主要集中在衡量道路可達(dá)性指數(shù)等方面[19-23]. 筆者認(rèn)為，該理論運(yùn)用于國內(nèi)交通流量分析的難點(diǎn)在于：第一，缺少足夠的實(shí)證數(shù)據(jù)和研究成果的支持；第二，以往文獻(xiàn)的研究尺度較宏觀，缺少在微觀尺度上對(duì)區(qū)域性實(shí)際交通問題的研究；第三，以往文獻(xiàn)主要使用空間句法理論中的軸線模型，與真實(shí)路網(wǎng)有偏差，計(jì)算結(jié)果受人為影響較大[20].

本研究選擇廣州市人民路高架橋作為案例地，在實(shí)證的基礎(chǔ)上以空間句法線段模型中標(biāo)準(zhǔn)化穿行度為基本參數(shù)，結(jié)合GIS技術(shù)，針對(duì)性地對(duì)人民南路交通擁堵原因、高架橋的拆除與否對(duì)橋下路段車流量的影響以及人民路段及附近路段交通疏導(dǎo)能力進(jìn)行分析，為路網(wǎng)優(yōu)化提供參考依據(jù).

1 研究設(shè)計(jì)

1.1 研究區(qū)域、數(shù)據(jù)

本文以我國第一座城市高架橋——廣州市人民路高架的拆除問題為對(duì)象展開實(shí)例研究(圖1). 緩解交通擁擠、改善城市交通狀況和降低事故率是城市高架橋的基本職能，但是在我國一些大城市，已建的高架橋并沒有從根本上改善交通狀況. 隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和高架橋通行車流的增多，高架橋的弊端進(jìn)一步被暴露，交通噪音、交通廢氣等問題對(duì)城市發(fā)展和居民生活造成了不利影響[25-26]. 近年，廣州市人民路高架路的拆除問題一度引起社會(huì)各界以及政府的關(guān)注[27-28]. 2012年廣州市規(guī)劃局公示的《廣州歷史文化名城保護(hù)規(guī)劃》(草案)劃定了人民南路歷史文化街區(qū)，明確提出待時(shí)機(jī)成熟即要拆除人民路高架橋[29]. 在高架橋弊端逐漸顯露和“拆橋”呼聲日益高漲的背景下，城市高架橋的交通疏導(dǎo)能力成為衡量高架橋使用價(jià)值的重要指標(biāo).

圖1 研究區(qū)域區(qū)位圖[24]

比爾·希列爾[11]認(rèn)為，沿著特定軸線的人車流主要受到軸線在更大范圍的城市網(wǎng)格中的位置所決定，必須在分析中包括足夠多的城市網(wǎng)絡(luò)，以確保研究路段嵌入城市網(wǎng)格之中. 為了處理空間句法計(jì)算所導(dǎo)致的邊界效應(yīng)，及考慮到廣州人民路高架橋南北接壤內(nèi)環(huán)路的實(shí)際情況，本文以廣州市內(nèi)環(huán)路為研究區(qū)域邊界. 實(shí)測車流量數(shù)據(jù)來源于2014年2月在廣州市內(nèi)環(huán)路區(qū)域內(nèi)隨機(jī)33個(gè)實(shí)測點(diǎn)工作日12：00～14：00時(shí)段每10 min內(nèi)通過斷面的雙向車流量數(shù)據(jù)(圖1).

1.2 空間句法模型

傳統(tǒng)空間句法基于軸線模型進(jìn)行計(jì)算，其原則是使用“長度最長、數(shù)量最少”的軸線代表城市道路網(wǎng)絡(luò)[30]. 然而軸線模型的生成受到人為影響較大，在實(shí)際交通預(yù)測領(lǐng)域的應(yīng)用中會(huì)產(chǎn)生一定誤差. 線段模型以真實(shí)路網(wǎng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),考慮到路網(wǎng)偏轉(zhuǎn)的角度對(duì)人(車)流出行的影響. 在計(jì)算搜索半徑時(shí)，線段模型也更具靈活性，可以考慮拓?fù)渌阉靼霃?、歐氏距離搜索半徑等多種不同情況. 如圖2所示，線段模型認(rèn)為由路段a到路段d的人(車)流會(huì)受到偏轉(zhuǎn)角度L1、L2和L3的影響. 而由圖3可知，在兩點(diǎn)之間的歐氏距離相等時(shí)，線段之間的角度會(huì)影響人對(duì)于線段的選擇. 相較于軸線模型，線段模型在交通流量預(yù)測中更貼近實(shí)際情況.

圖2 線段模型示意圖

圖3 線段模型建模原理示意圖[13]

Figure 3 Schematic diagram of the principle of line segment modeling[13]

空間句法線段模型主要變量為：

(1)節(jié)點(diǎn)總數(shù)(n)：即搜索半徑內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)量之和.

(2)角度全局總深度(ATD)：表示網(wǎng)絡(luò)中某一節(jié)點(diǎn)距搜索半徑內(nèi)其余所有節(jié)點(diǎn)角度拓?fù)渚嚯x之和. ATD值越大，代表該節(jié)點(diǎn)深度越大，即拓?fù)淇蛇_(dá)性越低. 計(jì)算公式為：

(1)

其中，ATD(x)表示點(diǎn)x的角度全局總深度；dθ(x,i)表示x與i之間的角度拓?fù)渚嚯x.

(3)角度選擇度(ACH)：反映網(wǎng)絡(luò)中通過某一節(jié)點(diǎn)的最短角度拓?fù)渚嚯x的次數(shù)，ACH越高，反映在實(shí)際出行中，選擇通過該空間的概率也越大. 計(jì)算公式為：

(2)

其中，ACH(x)表示點(diǎn)x的角度選擇度；σ(i,x,j)表示通過點(diǎn)x的點(diǎn)i與點(diǎn)j之間最短角度拓?fù)渚嚯x.

(4)標(biāo)準(zhǔn)化后角度選擇度(NAchoice)：反映經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化后的ACH參數(shù). NAchoice與網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)量無相關(guān)性，因此可用于對(duì)比分析不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)圖，提高了研究便利性. 計(jì)算公式為：

(3)

2 實(shí)證研究

2.1 路網(wǎng)線段模型生成和變量計(jì)算

通過截取2014年Google地圖，進(jìn)行地理配準(zhǔn)和校正后獲取道路數(shù)據(jù)，再進(jìn)行拓?fù)涮幚?，建立路網(wǎng)空間數(shù)據(jù)庫，區(qū)域面積約為34 km2. 將矢量化后路網(wǎng)轉(zhuǎn)化成.dxf格式文件，導(dǎo)入U(xiǎn)CL Depthmap軟件進(jìn)行分析. 建立線段模型，對(duì)于在垂直投影上相交但在實(shí)際情況中不相交(如立體高架橋)的線段，使用軟件中unlink工具處理，共提取出116個(gè)unlink點(diǎn). 對(duì)于北京路、上下九等車流無法通過的步行街，進(jìn)行了刪除線段操作. 以搜索半徑為n進(jìn)行空間句法參數(shù)的計(jì)算(圖4)，由于考慮到城市的線段長度包含著隱含的城市信息，如較長的線段往往有更強(qiáng)的吸引力，本文在常規(guī)參數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)上，嘗試進(jìn)行加權(quán)線段長度的操作(圖5).

2.2 實(shí)證調(diào)研階段

將外業(yè)實(shí)測的車流量數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS軟件，對(duì)空間句法計(jì)算結(jié)果與實(shí)測車流量數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸分析. 如圖6，相同搜索半徑下，加權(quán)線段長度后的NAchoice(下文記作W_NAchoice)相比原始參數(shù)與區(qū)域內(nèi)交通流量具有更高的擬合優(yōu)度，故選擇該參數(shù)作為下文分析的參數(shù).

圖4 廣州市內(nèi)環(huán)路區(qū)域未加權(quán)線段長度NAchoice圖

Figure 4 NAchoice_n map of the length of the non-weighted line segment in the inner loop region of Guangzhou

圖5 廣州市內(nèi)環(huán)路區(qū)域加權(quán)線段長度后W_NAchoice圖

Figure 5 W_NAchoice_n map of the length of the weighted line segment in the inner loop region of Guangzhou

圖6 實(shí)測車流量數(shù)據(jù)與參數(shù)結(jié)果散點(diǎn)圖

2.3 人民南路交通堵塞原因分析

人民南路的交通堵塞問題長期存在，車流量是否是引起其交通問題頻發(fā)的一個(gè)重要原因？分析計(jì)算出的W_NAchoice數(shù)據(jù)可知，人民北、中、南路段的W_NAchoice分別為1.402 704、1.424 821、1.364 409. 本文使用自然斷裂分類法(Natural Breaks)把區(qū)域內(nèi)共8 687條線段分為5個(gè)等級(jí)(低、較低、中等、較高和高)進(jìn)行比較(表1). 容易得出，人民北、中、南路段的W_NAchoice等級(jí)都屬于較高級(jí)別，因而該路段相對(duì)于區(qū)域內(nèi)其他路段有較大的車流通過量. 此外通過實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，人民南路段與多條路段交匯，設(shè)立較多的紅綠燈，且大多交匯都為匯流型單行線，交通疏散效率較低. 其與仁濟(jì)路、十三行路的交接處成為物流運(yùn)送中心，常出現(xiàn)物流貨品占用交通道路的現(xiàn)象，加劇了人民南路的交通堵塞問題. 此外，位于人民南路段的公交線路和公交站點(diǎn)過多而導(dǎo)致大型機(jī)動(dòng)車數(shù)量增多，加重人民南路交通負(fù)擔(dān).

2.4 高架橋拆除與否對(duì)橋下路段交通流量影響

相對(duì)于橋下路段，高架橋本身的W_NAchoice(1.294 843)數(shù)值較低，屬于中等等級(jí)，疏導(dǎo)作用有限. 高架橋的出入口并不多，與周圍路網(wǎng)連接度較低. 內(nèi)環(huán)路建成后，一部分經(jīng)由人民橋過江的車流通過內(nèi)環(huán)路西段疏通，緩解了人民路高架橋的疏導(dǎo)壓力. 為了從定量上分析拆除人民路高架橋?qū)蛳侣范蔚挠绊懀狙芯渴褂肈epthmap軟件刪除代表人民路高架橋的線段后重新計(jì)算各路段的W_NAchoice值(圖7). W_NAchoice參數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)化后的結(jié)果，消除了線段數(shù)目和節(jié)點(diǎn)對(duì)參數(shù)的影響，因此可以直接對(duì)比路網(wǎng)結(jié)構(gòu)不同的道路網(wǎng)絡(luò). 將計(jì)算好的數(shù)據(jù)導(dǎo)入ArcGIS10.2軟件進(jìn)行2張路網(wǎng)的疊加分析. 由表2可以預(yù)見，人民高架橋的拆除將主要增加人民中、南路段原有的交通車流量，增大其原有的交通壓力； 而人民北路段連接中山路、東風(fēng)路這2條廣州市主要干道，路網(wǎng)通達(dá)性相對(duì)較高，車流疏通能力較強(qiáng)，故受到的影響相對(duì)小.

表1 基于自然斷裂分類法的廣州市內(nèi)環(huán)路區(qū)域W_NAchoice分類表Table 1 W_NAchoice classification of Guangzhou inner loop road based on natural fracture classification method

總的來看，基于空間句法NAchoice算法得到的結(jié)果反映出拆除高架橋前后人民路段的W_NAchoice數(shù)值變動(dòng)幅度非常小，數(shù)值的等級(jí)也未發(fā)生變化，而高架橋本身W_NAchoice等級(jí)較低，通過車流量相對(duì)較少，因此人民路高架橋的拆除對(duì)于橋下車流的增幅影響較小，人民路高架橋拆除后并不一定會(huì)出現(xiàn)橋上車流簡單疊加到橋下的情形.

圖7 拆除人民路高架橋后的W_NAchoice圖

表2 人民路高架橋拆除對(duì)人民路段W_NAchoice數(shù)值的影響情況表Table 2 The impact of the demolition of the Renmin Viaduct on the W_NAchoice numerical values

2.5 人民路段及周邊主干道交通疏導(dǎo)能力分析

根據(jù)實(shí)地調(diào)研及實(shí)際路況，本文選取了大德路、海珠南路、海珠中路、一德路、流花路、沿江西路、康王南路、中山六路、中山七路和東風(fēng)西路等10條位于人民路段周邊的主干道作為疏導(dǎo)路段，研究其疏導(dǎo)能力. 首先分析橫向疏導(dǎo)路線，容易看出：中山六路、中山七路和東風(fēng)西路主干道W_NAchoice數(shù)值為高等級(jí)；大德路、一德路等次一級(jí)干道的W_NAchoice數(shù)值為較高等級(jí)(表3). 由于疏導(dǎo)路段本身相對(duì)區(qū)域內(nèi)其他路段承受著較大車流通過量，因此其能否有效疏導(dǎo)高架橋拆除后所增加的車流量受到質(zhì)疑. 其次分析縱向疏導(dǎo)路線. 通過空間句法結(jié)合實(shí)地調(diào)研分析可知，康王南路W_NAchoice屬于高等級(jí)，車流通過量相對(duì)較大； 而作為物流中心的海珠南路為單行線，路窄車多，長期出現(xiàn)非交通占道的問題. 故2條路線的疏導(dǎo)能力同樣受到質(zhì)疑.

表3 人民路段車流疏導(dǎo)路段W_NAchoice等級(jí)表Table 3 Ranks of W_NAchoice of roads in Renmin Road

通過分析可知，無論橫向疏導(dǎo)路段還是縱向疏導(dǎo)路段，其疏導(dǎo)高架橋拆除后產(chǎn)生的車流增加量的能力都有所欠缺. 因此在拆除人民路高架橋前，需要對(duì)實(shí)際路網(wǎng)情況進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)研. 在有效的交通疏導(dǎo)路線建成前，應(yīng)謹(jǐn)慎考慮拆除高架橋的問題.

3 結(jié)論與討論

本文運(yùn)用空間句法理論，結(jié)合GIS技術(shù)對(duì)廣州市人民路高架橋的拆除問題進(jìn)行了分析，進(jìn)一步討論空間句法在城市道路預(yù)測中的應(yīng)用問題，結(jié)果表明：

(1)車流量偏大是人民南路段交通堵塞問題頻發(fā)的原因之一. 此外，交通占道、交通管制不合理和公交線路規(guī)劃不合理等問題加劇了路段交通堵塞.

(2)隨著城市的發(fā)展，人民路高架橋改善交通狀況的功能有所下降. 高架橋的拆除將小幅增加橋底路段(主要體現(xiàn)在人民中、南路段)車流，但并不一定會(huì)造成車流量的疊加式劇增.

(3)根據(jù)句法量化分析的結(jié)果，人民路段及其周圍主干道分流能力受到質(zhì)疑. 建議等到有較強(qiáng)疏導(dǎo)能力路段建成后，再拆除人民路高架橋.

(4)基于空間句法NAchoice算法得出的結(jié)果與廣州市內(nèi)環(huán)路區(qū)域內(nèi)車流量情況有著較高擬合程度，事實(shí)證明，在廣州路網(wǎng)結(jié)構(gòu)下使用該模型分析預(yù)測車流量具有可行性.

相較于以往文獻(xiàn)，本研究在引用國外理論時(shí)增加了實(shí)證過程，理論結(jié)合實(shí)際，提升了嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性；在研究尺度上，選取了一個(gè)時(shí)政熱點(diǎn)問題進(jìn)行小尺度研究，這是對(duì)以往僅限于宏觀尺度的研究的一個(gè)大膽突破；在模型使用上，使用基于實(shí)際路網(wǎng)計(jì)算的線段模型，這是對(duì)傳統(tǒng)受人為影響較大的軸線模型的一個(gè)補(bǔ)充，進(jìn)一步增強(qiáng)了計(jì)算結(jié)果的客觀性.

從本文的實(shí)證研究過程中可以發(fā)現(xiàn)：

第一，空間句法較好地彌補(bǔ)了以往預(yù)測模型難以解決的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部關(guān)系相互影響的問題. 在實(shí)際情況中網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間交通流的影響規(guī)律非常復(fù)雜，這種影響難以用完整的、準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)公式定量表達(dá)，如某一節(jié)點(diǎn)車流量的驟增可能是多個(gè)節(jié)點(diǎn)共同作用的結(jié)果，一個(gè)節(jié)點(diǎn)的擁堵可能對(duì)多個(gè)節(jié)點(diǎn)的交通流產(chǎn)生重要影響，而網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的影響不僅存在于相鄰節(jié)點(diǎn)之間，在次臨甚至更遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)之間也可能存在不同程度的影響，這使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜[2]. 空間句法從空間組構(gòu)的角度入手，通過圖論原理進(jìn)行空間分割，量化空間，其模型和參數(shù)充分反映了網(wǎng)絡(luò)中不同節(jié)點(diǎn)之間的相互影響和作用.

第二，空間句法能夠從空間使用者的角度探索空間的內(nèi)在規(guī)律，通過“人”的角度進(jìn)行分析. 空間組構(gòu)的基本關(guān)聯(lián)物是人的流動(dòng)，人的流動(dòng)在很大程度上支配著城市空間的布局；從空間形態(tài)的效果來看，人的流動(dòng)在很大程度上取決于城市空間的組織構(gòu)成. 無論對(duì)于步行人流還是機(jī)動(dòng)車流，城市網(wǎng)絡(luò)作為純粹的空間組構(gòu)都是決定它們的最主要因素. 空間句法對(duì)以往的預(yù)測模型提供了很好的補(bǔ)充[11].

日益增速的城市化進(jìn)程加大了交通分析和預(yù)測的難度，更優(yōu)化的模型和方法亟待提出. 本文的實(shí)證研究是將西方理論與中國實(shí)際情況結(jié)合的一次探索，不僅是城市交通流量分析領(lǐng)域的一個(gè)新視角，更為中西方空間句法理論的發(fā)展提供實(shí)證和借鑒，也為中西方的比較研究提供有力支持. 如何更好地將GIS技術(shù)與空間句法理論結(jié)合，如何把握大數(shù)據(jù)時(shí)代的特征，從而為空間句法模型提供大數(shù)據(jù)實(shí)證，以及如何把握各種交通預(yù)測模型的優(yōu)劣，綜合考慮多種影響因子，為相關(guān)部門的規(guī)劃工作提出更切實(shí)可行的建議，將成為日后該領(lǐng)域拓展的關(guān)鍵論題.

[1] 袁健,范炳全. 交通流短時(shí)預(yù)測研究進(jìn)展[J]. 城市交通,2012,10(6):73-79.

YUAN J,FAN B Q. Synthesis of short-term traffic flow forecasting research progress[J]. Urban Transport of China,2012,10(6):73-79.

[2] 丁棟,朱云龍,庫濤,等. 基于影響模型的短時(shí)交通流預(yù)測方法[J]. 計(jì)算機(jī)工程,2012,38(10):164-167.

DING D,ZHU Y L,KU T,et al. Short-term traffic flow forecasting method based on influence model[J]. Computer Engineering ,2012,38(10): 164-167.

[3] 樊娜,趙祥模,戴明. 短時(shí)交通流預(yù)測模型[J]. 交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào),2012,12(4):114-119.

FAN N,ZHAO X M,DAI M. Short-term traffic flow prediction model[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering,2012,12(4):114-119.

[4] 陸海亭,張寧,黃衛(wèi),等. 短時(shí)交通流預(yù)測方法研究進(jìn)展[J]. 交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào),2009,7(4):84-91.

LU H T,ZHANG N,HUANG W,et al. Research progress of short term traffic flow prediction methods[J]. Journal of Transportation Engineering and Information,2009,7(4):84-91.

[5] 史其信,鄭為中. 智能交通系統(tǒng) (ITS) 共用信息平臺(tái)構(gòu)架及解決方案初步分析[J]. 交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào),2003,1(1):41-47.

SHI Q X,ZHENG W Z. Architecture analysis of common information platform for intelligent transportation systems (ITS) and its construction means[J]. Journal of Transportation Engineering and Information,2003,1(1):41-47.

[6] 劉靜,關(guān)偉. 交通流預(yù)測方法綜述[J]. 公路交通科技,2004,21(3):82-85.

LIU J,GUAN W. A summary of traffic flow forecasting methods[J]. Journal of Highway and Transportation Research and Development,2004,21(3):82-85.

[7] 陳宜開. 城市路網(wǎng)交通流分析研究[D]. 上海:上海交通大學(xué),2008.

CHEN Y K. Traffic flow analysis of urban road network[D]. Shanghai:Shanghai Jiao Tong University,2008.

[8] 劉慕仁,薛郁,孔令江. 城市道路交通問題與交通流模型[J]. 力學(xué)與實(shí)踐,2005,27(1):1-6.

LIU M R,XUE Y,KONG L J. Urban highway traffic and traffic flow models[J]. Mechanics in Engineering,2005,27(1): 1-6.

[9] CETIN M,COMERT G. Short-term traffic flow prediction with regime switching models[J]. Transportation Research Record:Journal of the Transportation Research Board,2006,1965(1):23-31.

[10]BAFNA S. Space syntax:a brief introduction to its logic and analytical techniques[J]. Environment and Beha-vior,2003,35(1):17-29.

[11]比爾·希列爾. 空間是機(jī)器:建筑組構(gòu)理論[M]. 3版. 楊滔,王曉京,張佶,譯. 北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.

[12]HILLIER B,PENN A,HANSON J. Natural movement-or,configuration and attraction in urban pedestrian movement[J]. Environment and Planning B:Planning and Design,1993,20(1):29-66.

[13]TURNER A. Angular analysis[C]∥PEPONIS J, WINEMAN J,BAFNA S. Proceedings of the 3rd international symposium on space syntax. Atlanta:[s.n.],2001:30.1-30.11.

[14]HILLIER B,IIDA S. Network and psychological effects in urban movement[C]∥COHN A,MARK D. Spatial Information Theory. Berlin:Springer,2005:475-490.

[15]HILLIER B,YANG T,TURNER A. Normalising least angle choice in Depthmap-and how it opens up new perspectives on the global and local analysis of city space[J]. Journal of Space Syntax,2012,3(2):155-193.

[16]JIANG B,CLARAMUNT C. Topological analysis of urban street networks[J]. Environment and Planning B,2004,31(1):151-162.

[17]JIANG B,CLARAMUNT C. A structural approach to the model generalization of an urban street network[J]. GeoInformatica,2004,8(2):157-171.

[18]JIANG B,LIU C. Street-based topological representations and analyses for predicting traffic flow in GIS[J]. International Journal of Geographical Information Science,2009,23(9):1119-1137.

[19]陳明星,沈非,查良松,等. 基于空間句法的城市交通網(wǎng)絡(luò)特征研究——以安徽省蕪湖市為例[J]. 地理與地理信息科學(xué),2005,21(2):39-42.

CHEN M X,SHEN F,CHA L S,et al. A research on urban traffic network based on space syntax:a case study on Wuhu City[J]. Geography and Geo-Information Science,2005,21(2):39-42.

[20]梅志雄,徐頌軍,歐陽軍. 珠三角公路通達(dá)性演化及其對(duì)城市潛力的影響[J]. 地理科學(xué),2013,33(5): 513-520.

MEI Z X,XU S J,OUYANG J. Road network accessibility and its influence on city potential in Zhujiang River Delta[J]. Scientia Geographica Sinica,2013,33(5):513-520.

[21]程昌秀,張文嘗,陳潔,等. 基于空間句法的地鐵可達(dá)性評(píng)價(jià)分析——以2008年北京地鐵規(guī)劃圖為例[J]. 地球信息科學(xué),2007,9(6):31-35.

CHENG C X,ZHANG W C,CHEN J,et al. Evaluating the accessibility about Beijing’s subways in 2008 based on spatial syntax[J]. Geo-Information Science,2007,9(6):31-35.

[22]陶偉,古恒宇,陳昊楠. 路網(wǎng)形態(tài)對(duì)城市酒店業(yè)空間布局的影響研究:廣州案例[J]. 旅游學(xué)刊,2015,30(10):99-108.

TAO W,GU H Y,CHEN H N. Guangzhou’s spatial distribution under the effect of the urban road network on the hotel industry[J]. Tourism Tribune,2015,30(10):99-108.

[23]張琪,謝雙玉,王曉芳,等. 基于空間句法的武漢市旅游景點(diǎn)可達(dá)性評(píng)價(jià)[J]. 經(jīng)濟(jì)地理,2015(8):200-208.

ZHANG Q,XIE S Y,WANG X F,et al. Evaluation on the acessibility of the scentic spots in Wuhan based on the spatial syntax[J]. Economic Geography,2015(8):200-208.

[24]國家基礎(chǔ)地理信息中心. 國家地理信息公共服務(wù)平臺(tái)[EB/OL]. (2012-05-04)[2015-08-20]. http:∥map.tianditu.com/map/inden.html.

[25]曹鳳琦. 城市高架橋建設(shè)對(duì)環(huán)境的影響[J]. 江蘇環(huán)境科技,1999,12(3):21-24.

CAO F Q. Impact of city viaduct construction to environment[J]. Jiangsu Environment Science and Technology,1999,12(3):21-24.

[26]蔣永紅,余天慶,范瑛. 城市高架橋的弊端及防治對(duì)策[J]. 湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,21(2):90-92.

JIANG Y H,YU T Q,FAN Y. A study on negative influence of urban viaduct and its countermeasures[J]. Journal of Hubei University of Technology,2006,21(2):90-92.

[27]黃天穎. 與更新并行的保護(hù)——淺析人民南路歷史文化街區(qū)保護(hù)規(guī)劃[J]. 廣州建筑,2011,39(4):15-18.

HUANG T Y. Protection of the parallel with update:concise analysis the Renmin South Road’s historical culture blocks and protection plan[J]. Guangzhou Architecture,2011,39(4):15-18.

[28]楊綺文,李鳴正,楊曉川,等. 城市更新下的場所文脈營造——以廣州人民南改造項(xiàng)目為例[J]. 城市建筑,2011(9):112-115.

YANG Q W,LI M Z,YANG X C,et al. Construct the context of place in urban renewal:project of reform Renminnan in Guangzhou as an example[J]. Urbanism and Architecture,2011(9):112-115.

[29]廣州市規(guī)劃局. 《廣州市歷史文化名城保護(hù)規(guī)劃》批前公示[EB/OL]. (2012-01-06)[2015-08-20]. http:∥www.upo.gov.cn/pages/zt/ghl/lswhmcbhgh/index.htm.

[30]丁傳標(biāo),古恒宇,陶偉. 空間句法在中國人文地理學(xué)研究中的應(yīng)用進(jìn)展評(píng)述[J]. 熱帶地理,2015,35(4):515-521.

DING C B,GU H Y,TAO W. Progress in the application of space syntax in human geography research in China[J]. Tropical Geography,2015,35(4):515-521.

【中文責(zé)編：莊曉瓊 英文審校：肖菁】

Study on the Prediction of Urban Road Traffic from the Perspective of Syntax:A Case Study on Renmin Viaduct Demolition in Guangzhou

TAO Wei1*, GU Hengyu1, ZHANG Liang1, SHEN Meicheng1, HUANG Mengzhen1

(1. School of Geographical Sciences, South China Normal University, Guangzhou 510631, China;2. School of Government, Peking University, Beijing 100871, China)

Taking the Renmin Viaduct in Guangzhou——the first urban viaduct in China——as research object, this study has combined the theoretical research with empirical study. This research is to provide empirical evidence for the application of space syntax in Chinese urban traffic forecasting, to explore a better forecasting model to fit the actual traffic flow and to provide reference for the optimization of road network. Based on the normalized angular choice (NAchoice)——an advanced algorithm of Space Syntax theory——the paper has discussed the case from three aspects : current traffic situation of Renmin South road, the effects viaduct demolition taken on Renmin road traffic flow and assessment of traffic evacuation ability within arterials in the scope. Conclusions can be obtained as follows: (1) Large traffic volume contributes to the frequent traffic jam in Renmin Road; (2) Removing elevated line will not necessarily make all the traffic flows on the viaduct stack up to Renmin Road, though slight increase of transportation in Renmin Road is possible; (3) Other main roads take limited effect on regulating and alleviating traffic pressure on Renmin Road. Therefore, Renmin Viaduct shouldn’t be removed until roads are built to share the heavy traffic burden on Renmin Road; (4) NAchoice model has preferably fitted the collected traffic flow data, making it reasonable to apply space syntax on urban traffic simulation. This research also aims at exploring a contextual model which is able to evaluate and even instruct further traffic network design as well as the urban context preservation and extension.

space syntax; Nachoice; Guangzhou; Renmin viaduct; urban traffic

2015-09-29 《華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》網(wǎng)址：http://journal.scnu.edu.cn/n

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41271178)

TU984.191

A

1000-5463(2017)01-0080-07

*通訊作者:陶偉，教授，Email:muyang426@hotmail.com.