馬才學(xué)，李先濤，趙利利，趙蕓逸

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 公共管理學(xué)院，湖北 武漢 430070)

交通網(wǎng)絡(luò)是指由各級公路組成，相互連接、成網(wǎng)狀分布的道路系統(tǒng)，它與城市空間布局有著密切聯(lián)系[1-2]。交通網(wǎng)絡(luò)能通過交通區(qū)位水平反映出一個(gè)城市與外界相連的可能性，很大程度上可凸顯其經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，甚至一定程度能決定該城市的重點(diǎn)發(fā)展方向[3- 4]?；诮煌▍^(qū)位的重要意義，眾多學(xué)者對此進(jìn)行了相關(guān)研究，普遍上認(rèn)為交通區(qū)位優(yōu)勢對一個(gè)國家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)布局有著重要影響，能夠促進(jìn)企業(yè)有效擴(kuò)張、政府合理配置產(chǎn)業(yè)布局等[2-5]。

一般而言，可通過區(qū)位理論研究來探討城市圈內(nèi)各城市的區(qū)位大小，與以往只追求最大利潤的區(qū)位理論不同，如今的理論重點(diǎn)在于如何將更多因素結(jié)合到區(qū)位理論中以實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化布局[6-7]?？紤]出行成本等經(jīng)濟(jì)方面的因素，陳少沛等[8]結(jié)合經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，以道路通達(dá)度為基礎(chǔ)來測度廣州市城市交通區(qū)位，并最終將其劃分為4個(gè)等級，認(rèn)為不同等級交通區(qū)位之間具有較強(qiáng)向心指向；考慮區(qū)位差異性，劉望保等[9]以全國省會城市為節(jié)點(diǎn)，測度各個(gè)區(qū)域的交通通達(dá)性；在微觀方面，張智林等[10]以潛力模型對中部6省省會城市交通通達(dá)性評進(jìn)行了測度。

以往對城市交通區(qū)位的研究主要集中在對城市交通通達(dá)性測度上，大多通過運(yùn)輸距離或空間距離來測算交通通達(dá)性，而較少考慮各個(gè)城市之間的交通潛力。筆者采用空間阻隔來測算交通通達(dá)性，同時(shí)引入潛力模型計(jì)算各個(gè)城市之間的交通潛力，并基于這兩種因素來探討武漢城市圈內(nèi)各城市交通區(qū)位水平，以期能更準(zhǔn)確地反映各城市的交通區(qū)位水平。

1 區(qū)域概況及數(shù)據(jù)來源

1.1 區(qū)域概況

武漢城市圈位于湖北省東部，是中國中西部地區(qū)最大的城市群之一。武漢城市圈是以武漢市為中心，由孝感市、鄂州市、黃岡市、黃石市、咸寧市、天門市、仙桃市、潛江市等周邊8個(gè)城市所形成的城市群。武漢城市圈總面積為5.78×104km2，約占整個(gè)湖北省國土面積的31.1%，而GDP產(chǎn)出總量卻占整個(gè)湖北省的60%，是湖北省名符其實(shí)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展核心區(qū)。武漢城市圈的穩(wěn)定發(fā)展不斷提高湖北省的區(qū)域經(jīng)濟(jì)競爭實(shí)力，涉及工業(yè)、教育、旅游、商業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

目前，武漢城市圈正由發(fā)育型向發(fā)達(dá)型的方向轉(zhuǎn)變，科學(xué)地認(rèn)識武漢城市圈內(nèi)各城市區(qū)位大小，對武漢城市圈未來發(fā)展有著重要作用?；诖?，筆者選取武漢城市圈作為研究對象，如圖1。

1.2 數(shù)據(jù)來源

筆者所選取的數(shù)據(jù)主要來源于1∶400萬中國主要公路線和鐵路線和1∶400萬的城市邊界圖，采用ArcGIS10.0對這9個(gè)城市邊界圖求取城市重心點(diǎn)，再對1∶400萬中國主要公路線和主要鐵路線進(jìn)行分析處理，得到武漢城市圈的交通網(wǎng)絡(luò)及空間阻隔程度指標(biāo)圖，主要用于測算各城市綜合交通通達(dá)性；潛能計(jì)算過程所需的人口及相關(guān)數(shù)據(jù)主要來源于統(tǒng)計(jì)年鑒[11]。

圖1 案例研究區(qū)域Fig. 1 Research area of the case study

2 研究方法

2.1 技術(shù)流程圖

通過測算綜合交通通達(dá)性來獲取各城市的交通區(qū)位排名，并結(jié)合城市潛能得到的各城市位勢可加權(quán)計(jì)算獲取各城市的綜合區(qū)位排名，其具體流程如圖2。

圖2 研究流程Fig. 2 Flow chart of the research

2.2 相關(guān)概念

筆者采用距離度量法來測算通達(dá)性。通達(dá)性是指從一處前往另一處的難易程度[12]，交通可達(dá)性則指利用特定交通系統(tǒng)從某一區(qū)位到達(dá)指定活動(dòng)區(qū)位的便捷程度[13]。而筆者提出的綜合通達(dá)性和相對通達(dá)性是由Ingram于1971年提出來的兩個(gè)概念。綜合通達(dá)性是指一點(diǎn)到區(qū)域內(nèi)所有點(diǎn)的空間阻隔，其中，空間阻隔指標(biāo)可通過兩點(diǎn)間的空間直線距離、交通網(wǎng)絡(luò)距離、成本等表示；相對通達(dá)性指一點(diǎn)到另一點(diǎn)的空間阻隔，筆者主要采用兩點(diǎn)間的空間直線距離進(jìn)行研究；潛能則指某一城市在整個(gè)區(qū)域內(nèi)(包括自身)的相互作用總量，即這一城市在整個(gè)區(qū)域內(nèi)的潛能大小。

2.3 指標(biāo)構(gòu)建

城市間重心點(diǎn)的最短空間阻隔可衡量城市間的連接程度，其計(jì)算如式(1)：

(1)

式中：Ai為第i個(gè)城市的綜合通達(dá)性；Cij為區(qū)位網(wǎng)絡(luò)中一點(diǎn)至另一點(diǎn)的空間阻隔，i，j=1，2，…，n。

通過比較城市間道路網(wǎng)的通達(dá)性，還可通過比較綜合通達(dá)性的均值來判斷城市的綜合通達(dá)性，如式(2)：

(2)

式中：E為第i個(gè)區(qū)域的道路通達(dá)性均值。

通過對ArcGIS10.0所得數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，可得到武漢城市圈交通網(wǎng)絡(luò)及空間阻隔程度指標(biāo)，如圖3。由區(qū)域網(wǎng)絡(luò)及空間阻隔可以得到兩兩城市重心點(diǎn)間的相對通達(dá)性[14]，相對通達(dá)性指標(biāo)值如表1。

圖3 區(qū)域網(wǎng)絡(luò)及空間阻隔Fig. 3 Regional network and space block diagram

Cij武漢孝感鄂州黃岡黃石咸寧天門仙桃潛江武漢1.04.03.05.56.06.58.56.09.5孝感4.01.07.09.510.010.512.510.013.5鄂州3.07.01.04.03.08.011.59.012.5黃岡5.59.54.01.07.012.014.011.515.0黃石6.010.03.07.01.05.014.512.015.5咸寧6.510.58.012.05.01.015.012.516.0天門8.512.511.514.014.515.01.02.52.5仙桃6.010.09.011.512.012.52.51.03.5潛江9.513.512.515.016.016.02.53.51.0

2.4 潛力模型

通過潛能的比較，可得出一個(gè)城市在該地區(qū)的潛能大小，引入潛力模式如式(3)：

(3)

式中：Vi為該城市的潛能大??；Mj為該地區(qū)的質(zhì)量規(guī)模，在此采用一個(gè)城市的常駐人口數(shù)量進(jìn)行表示；Dij為兩城市重心點(diǎn)間的空間直線距離，此處取空間直線距離一半進(jìn)行計(jì)算；b為距離摩擦作用的指數(shù)，這里采用牛頓萬有引力定律形式中的數(shù)值2表示其距離摩擦作用指數(shù)[14]。

3 結(jié)果分析

3.1 交通通達(dá)性分析

通過以上分析，可得到武漢城市圈內(nèi)各城市的交通通達(dá)性排名，如表2。

表2 通達(dá)性指標(biāo)值及排名Table 2 Accessibility index and traffic location ranking

分析表2可知：武漢城市圈網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性最大值為11(潛江市)，最小為6.125(武漢市)，均值為9.125。該值越大說明該區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性越差，反之則越好。依據(jù)均值可將城市圈內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性劃分為兩個(gè)類別。

3.1.1 類別1

綜合通達(dá)性指標(biāo)值在平均值之下(含平均值)的城市有4個(gè)，分別為武漢市、鄂州市、仙桃市、黃石市。武漢市地處城市圈最中心位置，其網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性必然最好；鄂州、仙桃兩市全部緊鄰武漢市，且與較多城市相鄰，其空間阻隔性較小，由此該區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性要高于整體均值；而黃石市作為武漢城市圈的副中心城市，再加上受鄂州市與武漢市的影響，從而達(dá)到平均水平。

3.1.2 類別2

綜合通達(dá)性指標(biāo)值在平均值之上的城市有5個(gè)，分別為孝感市、黃岡市、天門市、咸寧市、潛江市。天門、潛江、咸寧這3市由于遠(yuǎn)離城市圈中心，其網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性必然不高；黃岡、孝感二市由于其較大的行政區(qū)劃面積及較少與其余城市相鄰，導(dǎo)致其空間阻隔較大，所以其網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性有所下降。

可清晰地得知：緊鄰武漢市的城市其網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性一般要高于遠(yuǎn)離武漢市的城市，亦即，武漢市的交通帶動(dòng)了周邊城市的交通發(fā)展。

3.2 潛能分析

由式(3)可得到如表3中的潛能大小。

分析表3可發(fā)現(xiàn)：武漢市的交通潛能遠(yuǎn)大于其他8個(gè)城市，為19.84，是最小潛能(孝感，1.29)的15.38倍。這與武漢市地處武漢城市圈中心區(qū)域有密切關(guān)系。城市圈各個(gè)城市交通潛能均值為5.23，除武漢市外均值為3.41，可以依據(jù)這兩點(diǎn)將交通潛能劃分為以下3個(gè)等級。

表3 潛能結(jié)果及排序Table 3 Potential results and sequencing

3.2.1 等級1

在各個(gè)城市潛能均值之上(大于5.23)的城市有2個(gè)，分別為武漢市、黃岡市。這兩個(gè)城市前者居于武漢城市圈地理位置最中心處，后者是城市圈內(nèi)行政區(qū)劃面積最大的一個(gè)。不考慮其他因素情況下，越靠近區(qū)域中心位置，其交通潛能就越大，行政面積越大的區(qū)域其交通潛能也相對較高。

3.2.2 等級2

在兩個(gè)交通潛能均值之間(3.41～5.23)的有1個(gè)，為黃石市。該城市交通潛能值低于包括武漢市的武漢城市圈，高于不包括武漢市的武漢城市圈交通潛能均值。這表明除武漢市外，該城市交通潛能在城市圈內(nèi)處于領(lǐng)先地位。進(jìn)一步分析可知，該城市緊鄰城市圈內(nèi)最大行政面積的黃岡市，且距離武漢市也相對較近，前兩個(gè)區(qū)域的交通優(yōu)勢一定程度影響了黃石市的交通潛能，促使黃石市交通潛能處于中等位置。

3.2.2 等級3

低于潛能均值(小于3.41)的城市有6個(gè)，分別為天門市、咸寧市、仙桃市、潛江市、鄂州市、孝感市。在這些區(qū)域內(nèi)，要么其地理位置距離武漢市較遠(yuǎn)(天門，仙桃，潛江)，要么其人口數(shù)量較少(咸寧，孝感，鄂州)，這兩者導(dǎo)致該區(qū)域內(nèi)交通潛能遠(yuǎn)低于均值，甚至也遠(yuǎn)低于除武漢市外的交通潛能。

3.3 加權(quán)區(qū)位

為求取綜合交通區(qū)位排名，需將網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性與交通潛能相結(jié)合，將這兩者進(jìn)行加權(quán)排序。城市交通通達(dá)性值越低于均值，其通達(dá)性越好；潛能值越高于均值，其潛能越大(圖4)。在制定修正系數(shù)表時(shí)，為便于計(jì)算，筆者將通達(dá)性的均值差取正值，通過計(jì)算兩者差值的比率來計(jì)算潛能均值差相對于通達(dá)性均值差的修正系數(shù)(表4)。

圖4 交通通達(dá)性及潛能與均值差分布Fig. 4 Distribution map of the mean difference of the traffic accessibility and the potential

城市通達(dá)性均值差潛能均值差D1/D2D1/D2均值武漢3.00014.610.205孝感-0.500-3.940.127鄂州1.875-3.16-0.593黃岡-0.6883.70-0.186黃石0.000-0.470咸寧-1.563-2.460.635天門-1.000-1.150.870仙桃0.750-2.780.270潛江-1.875-3.080.6090.215

通過綜合交通通達(dá)性來求取武漢城市圈各城市的交通區(qū)位大小，由于難以判斷城市交通通達(dá)性及潛能的具體影響力，因此在此過程中賦予交通通達(dá)性和潛能的權(quán)重分別為0.5。對交通通達(dá)性和潛能加權(quán)后得到武漢市城市圈內(nèi)各城市交通區(qū)位的整體區(qū)位排序見表5。

表5 加權(quán)計(jì)算結(jié)果Table 5 Weighted calculation results

4 結(jié)論與探討

4.1 結(jié) 論

筆者通過交通通達(dá)性測算公式，及潛能模型運(yùn)用，得出以下結(jié)論：

① 武漢市、鄂州市、仙桃市的綜合區(qū)位排名在前3位，交通區(qū)位優(yōu)勢較強(qiáng)；

② 黃岡市次之，黃石市與天門市緊隨其后，交通區(qū)位優(yōu)勢相對減弱；

③ 孝感市、咸寧市以及潛江市的交通區(qū)位優(yōu)勢相對以上幾個(gè)城市排名較低。

4.2 探 討

交通通達(dá)性作為一個(gè)城市的重要組成部分，對城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會穩(wěn)定等方面都有著重要的影響，很大程度上影響著城市的區(qū)位因素。武漢城市圈內(nèi)各城市的交通通達(dá)性差異顯著，在一定程度上影響了城市的整體區(qū)位，所以要提高城市的整體區(qū)位，改善城市的交通水平是非常有必要的。潛能是城市的發(fā)展?jié)摿υu估，受自然影響因素較大，但通過改善城市居住環(huán)境、提高城市的人文素養(yǎng)也可提高城市的區(qū)位影響力。

武漢城市圈內(nèi)各城市的交通區(qū)位大小不等，面對市場的白熱化競爭，不同城市可根據(jù)自身的交通區(qū)位優(yōu)勢將其轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，構(gòu)建同其他城市的經(jīng)濟(jì)合作，不斷吸引投資，加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展。武漢市作為武漢城市圈的中心城市應(yīng)發(fā)揮其自身的影響力，帶動(dòng)周邊城市發(fā)展，提高整個(gè)武漢城市圈的綜合競爭力。另一方面城市圈在吸引投資時(shí)應(yīng)注重城市間的均衡發(fā)展，不能僅考慮到城市區(qū)位優(yōu)勢，而忽略地區(qū)均衡發(fā)展，拉大城市間的差距，這樣只會造成區(qū)位較高城市的高速發(fā)展，而犧牲掉區(qū)位較低城市的發(fā)展。

由于研究區(qū)域僅限于武漢城市圈，筆者并沒有考慮其他城市交通對武漢城市圈內(nèi)城市區(qū)位影響。為更好評價(jià)分析區(qū)位特征，在未來的區(qū)位研究中，還應(yīng)結(jié)合其他因素影響來研究區(qū)位發(fā)展。

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