吳嬌蓉，譚絲楊，王宇沁

(同濟(jì)大學(xué) a.城市交通研究院，b.道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201804)

以軌道交通為骨干網(wǎng)絡(luò)是城鎮(zhèn)化建設(shè)的重要支柱，是引導(dǎo)城市空間結(jié)構(gòu)和功能布局的基本因素[1-2].但目前都市圈城際軌道和市域軌道網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與城鎮(zhèn)體系規(guī)劃同步編制互相反饋較少，不利于實(shí)現(xiàn)城市空間結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)發(fā)展[3].同時(shí)中心城外的新城、新市鎮(zhèn)的TOD開(kāi)發(fā)效果與規(guī)劃預(yù)期存在較大差距，出現(xiàn)了中心城區(qū)內(nèi)軌道站點(diǎn)職住集聚效果較好，郊區(qū)的軌道站點(diǎn)職住集聚密度不高的情況[4],不利于軌道交通可持續(xù)發(fā)展.郊區(qū)城鎮(zhèn)體系的結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)、節(jié)點(diǎn)與軌道交通耦合性不足[5]、軌道網(wǎng)絡(luò)對(duì)重塑市域空間結(jié)構(gòu)、推動(dòng)新城、新市鎮(zhèn)發(fā)展活力的作用不明，已成為城際軌道和市域軌道交通規(guī)劃亟需解決的重點(diǎn)問(wèn)題.在此背景下，上海市2035總體規(guī)劃[6]對(duì)上海軌道網(wǎng)絡(luò)層次界定及其服務(wù)的新市鎮(zhèn)類(lèi)型有了明確的要求.

百度熱力圖數(shù)據(jù)常被用作城鄉(xiāng)體系和空間結(jié)構(gòu)研究的分析工具，自下而上探究城市不同片區(qū)空間活力[7]和不同時(shí)間城市空間結(jié)構(gòu)特征[8].在軌道交通與城鄉(xiāng)體系相關(guān)關(guān)系的研究方面，國(guó)內(nèi)已有研究較多關(guān)注地鐵站點(diǎn)與城市公共活動(dòng)中心體系的互動(dòng)關(guān)系，張曉東等[9]采用“空間耦合一致度指標(biāo)”來(lái)評(píng)價(jià)軌道交通網(wǎng)絡(luò)對(duì)城市中心體系網(wǎng)絡(luò)的支撐作用.邊經(jīng)衛(wèi)[10]通過(guò)構(gòu)建多層次量化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系來(lái)分析單個(gè)地鐵站對(duì)城市活動(dòng)中心的服務(wù)效果.國(guó)外研究則關(guān)注空間使用、土地利用與軌道交通的相關(guān)關(guān)系，Yuan等[11]研究了城市地下空間使用緊湊度與軌道交通站點(diǎn)區(qū)域之間的關(guān)系.Yang等[12]研究了城市軌道交通對(duì)房地產(chǎn)價(jià)格的不同影響.而大都市范圍的軌道交通與城鄉(xiāng)體系耦合方面的研究較為缺乏.

在借鑒既有研究成果的基礎(chǔ)上，本文作者利用百度熱力圖數(shù)據(jù)，計(jì)算熱力密度定量表征城鎮(zhèn)空間活力水平及其在城鄉(xiāng)體系中的層級(jí)，探究市郊軌道交通對(duì)城鎮(zhèn)空間活力的影響.對(duì)標(biāo)上海市城鄉(xiāng)體系結(jié)構(gòu)，通過(guò)分析城鎮(zhèn)熱力密度與上海城鄉(xiāng)體系契合性，驗(yàn)證該指標(biāo)的適配性.在進(jìn)行城鎮(zhèn)空間影響因素分析時(shí)，同時(shí)考慮了用地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度、土地利用、城鎮(zhèn)區(qū)位等方面的影響，以距“市中心1h公共交通可達(dá)邊界”為參照對(duì)城鎮(zhèn)進(jìn)行分組建模.從提升城鎮(zhèn)空間活力的角度，提出城鎮(zhèn)市郊交通建設(shè)優(yōu)化的建議.

1 城鎮(zhèn)熱力密度指標(biāo)適配性分析

1.1 城鎮(zhèn)加權(quán)熱力密度指標(biāo)計(jì)算方法

利用python程序截取2020年工作日(1月6日—1月10)中午12時(shí)上海郊區(qū)百度熱力圖作為分析基礎(chǔ)，將各個(gè)熱力等級(jí)設(shè)置1～7的熱力權(quán)重[8]，上海市熱力分布圖如圖1所示.熱力權(quán)重體現(xiàn)了不同區(qū)域人群聚集能力與社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)強(qiáng)度的相對(duì)情況，其絕對(duì)值不具備實(shí)際意義，通過(guò)加權(quán)熱力密度指標(biāo)對(duì)城鎮(zhèn)空間活力進(jìn)行量化，反映城鎮(zhèn)空間功能開(kāi)發(fā)產(chǎn)生活動(dòng)而形成的人群聚集能力.各城鎮(zhèn)的加權(quán)熱力密度計(jì)算公式為

圖1 熱力分布圖Fig.1 Heat distribution map

(1)

式中：h為某城鎮(zhèn)的加權(quán)熱力密度；i為熱力等級(jí)；wi為熱力權(quán)重；si為城鎮(zhèn)核心區(qū)熱力等級(jí)i覆蓋的面積；S為城鎮(zhèn)核心區(qū)總面積.

1.2 城鎮(zhèn)熱力密度指標(biāo)適配性分析

1.2.1 城鄉(xiāng)體系結(jié)構(gòu)

文獻(xiàn)[6]中提出逐步形成“主城區(qū)-新城-新市鎮(zhèn)-鄉(xiāng)村”的城鄉(xiāng)體系.明確以一個(gè)或多個(gè)城鎮(zhèn)為核心的空間組織和資源配置的基本單元，即城鎮(zhèn)圈促進(jìn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌的發(fā)展思路，上海市城鄉(xiāng)體系規(guī)劃空間分布如圖2所示.

圖2 上海市城鄉(xiāng)體系規(guī)劃圖Fig.2 Shanghai urban-rural system planning map

1.2.2 熱力密度與城鄉(xiāng)體系契合度分析

考慮到2009年上海主城區(qū)周邊江橋、泗涇、浦江、周浦、康橋、曹路鎮(zhèn)建立了上海六大保障性住房基地，以居住性功能為主，尚未形成較完善的產(chǎn)業(yè)體系，將其與其他城鎮(zhèn)進(jìn)行橫向比較會(huì)產(chǎn)生有偏估計(jì).因此在比較熱力和城鎮(zhèn)體系排名時(shí)暫時(shí)將它們剔除，聚焦剩余70個(gè)城鎮(zhèn)，其中，中心城周?chē)行逆?zhèn)3個(gè)、新城5個(gè)、核心鎮(zhèn)2個(gè)、周?chē)行逆?zhèn)13個(gè)、一般鎮(zhèn)47個(gè)，根據(jù)城鎮(zhèn)層級(jí)高低得出各級(jí)城鎮(zhèn)的合理熱力值排名區(qū)間：周邊中心鎮(zhèn)(1～3位)—新城(4～8位)—核心鎮(zhèn)(9～10位)—外圍中心鎮(zhèn)(11～23位)—一般鎮(zhèn)(24～70位).按城鎮(zhèn)層級(jí)分別統(tǒng)計(jì)平均熱力密度，城鎮(zhèn)熱力密度均值組間差異呈現(xiàn)出與城鄉(xiāng)體系層級(jí)結(jié)構(gòu)相匹配且逐層遞減的規(guī)律：中心城周邊中心鎮(zhèn)(3.43)—新城(2.31)—核心鎮(zhèn)(1.44)—外圍中心鎮(zhèn)(1.07)—一般鎮(zhèn)(0.77).

將70個(gè)城鎮(zhèn)熱力密度排序，與根據(jù)城鎮(zhèn)層級(jí)確定的預(yù)期排名區(qū)間校核，不匹配的城鎮(zhèn)空間分布情況如圖3所示.不匹配的城鎮(zhèn)21個(gè)，熱力排名偏高的有9個(gè)(占比12.9%)，偏低的有12個(gè)(占比17.1%)，熱力偏高的城鎮(zhèn)分布在相對(duì)靠近中心城的位置，熱力偏低的城鎮(zhèn)多分布在上海南部及崇明區(qū)，由此可見(jiàn)城鎮(zhèn)區(qū)位對(duì)城鎮(zhèn)空間活力具有較為顯著的影響.整體契合率為70.0%，說(shuō)明采用加權(quán)熱力密度呈現(xiàn)出的城鎮(zhèn)間差異與城鄉(xiāng)體系匹配度較高，通過(guò)這一指標(biāo)來(lái)定量表征城鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)水平及空間活力具有較高的適配性.

圖3 熱力不匹配城鎮(zhèn)空間分布圖Fig.3 Spatial distribution map of cities and towns with mismatching heat

2 城鎮(zhèn)空間活力影響因素分析

歸納匯總既有研究結(jié)果，影響郊區(qū)城鎮(zhèn)發(fā)展及人口聚集的因素包括軌道交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、居住區(qū)建設(shè)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平、職住關(guān)系等[13].從軌道交通、開(kāi)發(fā)強(qiáng)度、基于土地利用的職住空間分布、城鎮(zhèn)區(qū)位四個(gè)方面探究影響城鎮(zhèn)空間活力的因素，其中開(kāi)發(fā)強(qiáng)度和基于土地利用的職住空間分布主要考慮了城鎮(zhèn)職住密度及職住空間關(guān)系，從人口及崗位分布側(cè)面反映了城鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)水平.

將各類(lèi)影響因素對(duì)應(yīng)的指標(biāo)與表征城鎮(zhèn)空間活力的加權(quán)熱力密度進(jìn)行相關(guān)性分析，首先通過(guò)回歸模型初探其關(guān)聯(lián)程度，為后續(xù)建模做好指標(biāo)初篩，然后采用擬合優(yōu)度尋求最為合適的擬合關(guān)系.

2.1 軌道交通

在研究的城鎮(zhèn)中，有軌道站點(diǎn)的城鎮(zhèn)共27個(gè).首先對(duì)27個(gè)有軌道站點(diǎn)的城鎮(zhèn)從軌道站點(diǎn)覆蓋率、城鎮(zhèn)內(nèi)軌道線(xiàn)網(wǎng)密度、軌道站數(shù)量與級(jí)別水平綜合指數(shù)、軌道站點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的重要性、軌道客流五個(gè)方面探究市郊軌道對(duì)城鎮(zhèn)熱力密度的影響.

2.1.1 軌道站點(diǎn)覆蓋率

定義軌道站點(diǎn)覆蓋率即軌道站點(diǎn)服務(wù)面積率，是軌道站點(diǎn)服務(wù)面積占城市建設(shè)用地面積的百分比.計(jì)算方法為以軌道站點(diǎn)為圓心，以合理的步行到站距離(軌道站點(diǎn)服務(wù)半徑)為半徑作圓，計(jì)算其覆蓋面積，將總覆蓋面積除以城鎮(zhèn)核心區(qū)的面積.不同類(lèi)型、不同級(jí)別軌道線(xiàn)路對(duì)應(yīng)的軌道站點(diǎn)，由于其功能定位及輻射范圍差異，服務(wù)半徑存在差異.市區(qū)線(xiàn)軌道站點(diǎn)影響范圍由乘客到達(dá)站點(diǎn)可忍受的時(shí)間結(jié)合接駁方式以及車(chē)站周邊交通組織情況確定，服務(wù)半徑通常取800 m[14]；國(guó)家鐵路或城際鐵路軌道站點(diǎn)輻射范圍考慮站點(diǎn)對(duì)周?chē)鷧^(qū)域產(chǎn)業(yè)的拉動(dòng)，往往大于市區(qū)線(xiàn)軌道站點(diǎn)，取服務(wù)半徑為1 500 m[15].

九亭鎮(zhèn)站點(diǎn)覆蓋率示意圖如圖4所示，其核心區(qū)面積為4.08 km2，區(qū)域內(nèi)設(shè)有一個(gè)市區(qū)線(xiàn)路軌道站，站點(diǎn)影響半徑為800 m，綠色部分為站點(diǎn)影響區(qū)覆蓋城鎮(zhèn)核心區(qū)的面積，共1.72 km2，故九亭的軌道站點(diǎn)覆蓋率為0.422.

圖4 軌道站點(diǎn)覆蓋率示意圖Fig.4 Schematic diagram of railway station coverage

2.1.2 軌道線(xiàn)網(wǎng)密度

軌道線(xiàn)網(wǎng)密度即城鎮(zhèn)核心區(qū)內(nèi)軌道線(xiàn)網(wǎng)的總長(zhǎng)度與城鎮(zhèn)核心區(qū)之比，是表征城鎮(zhèn)核心區(qū)內(nèi)的軌道建設(shè)水平的重要指標(biāo)，單位為km/km2.

2.1.3 軌道站數(shù)量與級(jí)別水平綜合指數(shù)

軌道站數(shù)量與級(jí)別水平綜合指數(shù)為兼顧站點(diǎn)數(shù)量、站點(diǎn)等級(jí)、線(xiàn)路運(yùn)量特性(按照運(yùn)量區(qū)分為高、中、低三類(lèi))、線(xiàn)路運(yùn)行速度特性(按照運(yùn)行速度區(qū)分為高速、中速、普速線(xiàn)路三類(lèi))、線(xiàn)路功能類(lèi)型(上海軌道交通網(wǎng)由市域級(jí)快速線(xiàn)(R線(xiàn))、市區(qū)級(jí)地鐵(M線(xiàn))和市區(qū)級(jí)輕軌(L線(xiàn))三個(gè)功能類(lèi)型組成)的指標(biāo)計(jì)算得出的綜合指數(shù)，其計(jì)算公式為

y=α·β·γ·(n1+d·n2)

(2)

式中：y為軌道站數(shù)量與級(jí)別水平綜合指數(shù)；n1為局域線(xiàn)、市區(qū)線(xiàn)路站點(diǎn)個(gè)數(shù)；n2為國(guó)家鐵路、城際鐵路站點(diǎn)個(gè)數(shù);d為國(guó)家鐵路、城際鐵路站點(diǎn)相對(duì)于局域線(xiàn)、市區(qū)線(xiàn)路站點(diǎn)的權(quán)重，綜合考慮站點(diǎn)服務(wù)水平、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、客流量等因素，式中d取3;α為線(xiàn)路運(yùn)量特性，以上海2019年軌道交通站點(diǎn)刷卡數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源計(jì)算各軌道斷面流量，按照自然間斷點(diǎn)(Jerk)法分為高、中、低三類(lèi)，當(dāng)平均斷面流量小于等于單向75 000人/d時(shí)α為1，大于單向75 000人/d小于等于150 000人/d時(shí)α為2，大于單向150 000人/d時(shí)α為3；β為線(xiàn)路運(yùn)行速度特性，按照上海市軌道運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)最高運(yùn)行速度小于等于80 km/h時(shí)β為1，當(dāng)最高運(yùn)行速度大于80 km/h且小于等于120 km/h時(shí)β為2，當(dāng)最高運(yùn)行速度大于80 km/h時(shí)β為3；γ為線(xiàn)路功能類(lèi)型，當(dāng)線(xiàn)路為R線(xiàn)時(shí)γ為3，當(dāng)線(xiàn)路為M線(xiàn)時(shí)γ為2, 當(dāng)線(xiàn)路為L(zhǎng)線(xiàn)時(shí)γ為1.

2.1.4 中介中心性

中介中心性指標(biāo)以經(jīng)過(guò)某個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑數(shù)目來(lái)刻畫(huà)節(jié)點(diǎn)重要性[16]，反映了軌道站點(diǎn)在軌道網(wǎng)絡(luò)中的重要性，中介中心性的計(jì)算公式為

(3)

式中：v為待計(jì)算節(jié)點(diǎn)；p為s節(jié)點(diǎn)和t節(jié)點(diǎn)之間最短路徑的總和；p(v)為s節(jié)點(diǎn)與t節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)v節(jié)點(diǎn)的最短路徑數(shù)量.

建立上海市多級(jí)軌道拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中共有430個(gè)節(jié)點(diǎn)和415條邊，以每條邊的實(shí)際長(zhǎng)度作為阻抗，用Dijkstra算法尋找兩節(jié)點(diǎn)之間的最短路，從而計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的中介中心性.對(duì)于一個(gè)城鎮(zhèn)，定義平均中介中心性為該城鎮(zhèn)中所有站點(diǎn)的中介中心性平均數(shù)，使用平均中介中心性表示該城鎮(zhèn)在軌道網(wǎng)絡(luò)中的重要性.

2.1.5 向心、離心軌道客流量

向心客流量為城鎮(zhèn)中所有站點(diǎn)至上海市中心城區(qū)所有站點(diǎn)的單日雙向客流；離心客流量為城鎮(zhèn)中所有站點(diǎn)至除中心城區(qū)站點(diǎn)之外其他站點(diǎn)的單日雙向客流，數(shù)據(jù)源為上海2019年軌道交通站點(diǎn)刷卡數(shù)據(jù).

2.1.6 軌道交通對(duì)城鎮(zhèn)空間活力的影響

軌道交通相關(guān)指標(biāo)中，軌道站數(shù)量與級(jí)別水平綜合指數(shù)、向心客流量、站點(diǎn)覆蓋率與加權(quán)熱力密度的相關(guān)性?xún)?yōu)于其他指標(biāo)，呈線(xiàn)性正相關(guān)，而軌道線(xiàn)網(wǎng)密度、中介中心性與加權(quán)熱力密度的擬合效果較差.站點(diǎn)軌道站點(diǎn)數(shù)量越多級(jí)別越高、覆蓋率越高、向中心城輸送客流量越大，城鎮(zhèn)空間活力趨于越高水平，而軌道站在網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)構(gòu)重要性與軌道線(xiàn)網(wǎng)密度對(duì)于城鎮(zhèn)空間活力的影響不顯著.

2.2 開(kāi)發(fā)強(qiáng)度

城鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)強(qiáng)度主要通過(guò)職住密度指標(biāo)體現(xiàn)，即城鎮(zhèn)核心區(qū)的居住密度與職位密度之和.通過(guò)2019年的人口分布計(jì)算城鎮(zhèn)居住人口密度，結(jié)合城鎮(zhèn)用地情況和興趣點(diǎn)數(shù)量估算城鎮(zhèn)就業(yè)崗位密度，二者相加得到城鎮(zhèn)職住密度.職住密度指標(biāo)與加權(quán)熱力密度指標(biāo)呈較好的線(xiàn)性正相關(guān)，擬合優(yōu)度達(dá)0.687，職住密度越高，城鎮(zhèn)空間活力越高.

2.3 基于土地利用的職住空間分布

市郊居民的就業(yè)地分布情況，按中心城內(nèi)、城鎮(zhèn)圈內(nèi)和在其他地區(qū)就業(yè)將就業(yè)地分為三組.數(shù)據(jù)源為基于2019年8月上海市域手機(jī)信令數(shù)據(jù)識(shí)別的居民職住分布結(jié)果，全市總樣本量約為300萬(wàn)，分別計(jì)算城居民在上述三個(gè)區(qū)域就業(yè)比例.

城鎮(zhèn)居民就業(yè)地分布呈現(xiàn)出的規(guī)律為：除中心城周邊中心鎮(zhèn)居民在中心城就業(yè)比例偏高，其余城鎮(zhèn)在中心城就業(yè)的居民比例通常不超過(guò)30%，在城鎮(zhèn)圈就業(yè)比例在60%以上，說(shuō)明城鎮(zhèn)圈在一定區(qū)域范圍內(nèi)，發(fā)揮了作為空間組織和資源配置基本單元的預(yù)期功能.

居民在城鎮(zhèn)圈就業(yè)比例與城鎮(zhèn)熱力密度呈負(fù)二次關(guān)聯(lián)，呈先升后降的趨勢(shì)，城鎮(zhèn)圈承擔(dān)約50%城鎮(zhèn)居民就業(yè)時(shí)，城鎮(zhèn)空間活力具備較高的水平.由此可見(jiàn)，當(dāng)居民職住在城鎮(zhèn)圈范圍內(nèi)處于一個(gè)極端平衡、形成過(guò)于獨(dú)立的職住功能區(qū)，即近100%的城鎮(zhèn)居民就業(yè)均在城鎮(zhèn)圈內(nèi)時(shí)，并不利于城鎮(zhèn)空間活力的提升.城鎮(zhèn)發(fā)展不能一味追求片區(qū)化的職住平衡，還應(yīng)注重產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu).

2.4 城鎮(zhèn)區(qū)位

城鎮(zhèn)區(qū)位特征通過(guò)城鎮(zhèn)距市中心及城鎮(zhèn)圈中心的出行時(shí)距表征.距離市中心出行時(shí)距計(jì)算方法為城鎮(zhèn)中心到人民廣場(chǎng)地鐵站搭乘公共交通消耗的最短時(shí)間；距城鎮(zhèn)圈中心時(shí)距計(jì)算方法為該城鎮(zhèn)中心到其所在城鎮(zhèn)圈中心城鎮(zhèn)搭乘公共交通消耗的最短時(shí)間.據(jù)來(lái)源為工作日早高峰時(shí)段用python爬蟲(chóng)爬取高德地中的行程時(shí)間.

城鎮(zhèn)距市中心的時(shí)距與加權(quán)熱力密度呈對(duì)數(shù)關(guān)系，擬合度優(yōu)于距城鎮(zhèn)圈的時(shí)距指標(biāo).隨著城鎮(zhèn)距離市中心的出行時(shí)距增加，城鎮(zhèn)空間活力呈下降趨勢(shì)，且對(duì)于中心城周邊城鎮(zhèn)，即距離中心城較近的城鎮(zhèn)，空間活力對(duì)中心城時(shí)距的變化更為敏感.對(duì)于外圍城鎮(zhèn)，與中心城時(shí)距的增加對(duì)空間活力的削弱效力減緩.隨著城鎮(zhèn)距城鎮(zhèn)圈中心時(shí)距增加，空間活力呈下降趨勢(shì).

因而近郊城鎮(zhèn)，其空間活力的發(fā)展對(duì)距離中心城的出行時(shí)距較為敏感，可優(yōu)先考慮完善與中心城的出行服務(wù)從而提升城鎮(zhèn)空間活力.遠(yuǎn)郊城鎮(zhèn)應(yīng)優(yōu)先考慮到城鎮(zhèn)圈中心的出行選擇的多樣性及提高城鎮(zhèn)圈中心的交通可達(dá)性.

3 耦合關(guān)聯(lián)分析模型

大都市區(qū)城鎮(zhèn)居民日常活動(dòng)主要受通勤時(shí)間約束[17]，且1 h通勤圈的約束較難被突破.以距離市中心1 h公共交通(含軌道與地面公交)可達(dá)為界限值，將70個(gè)城鎮(zhèn)分為“市中心1 h公共交通可達(dá)邊界”邊界內(nèi)及邊界外兩組城鎮(zhèn)，分別構(gòu)建市郊軌道—城鎮(zhèn)空間活力—城鄉(xiāng)體系耦合關(guān)聯(lián)模型，進(jìn)一步分析市郊軌道及其他影響因素對(duì)城鎮(zhèn)空間活力的影響.

3.1 城鎮(zhèn)分組分析

“市中心1 h公共交通可達(dá)邊界”內(nèi)的城鎮(zhèn)有15個(gè)，邊界外的城鎮(zhèn)有55個(gè).較城鄉(xiāng)體系熱力偏低的城鎮(zhèn)均為“市中心1 h公共交通可達(dá)邊界”外城鄉(xiāng)體系級(jí)別較高的城鎮(zhèn)，這些城鎮(zhèn)是具有輻射帶動(dòng)能力的節(jié)點(diǎn)，其人群聚集能力與社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)強(qiáng)度的提升對(duì)多中心空間結(jié)構(gòu)的形成至關(guān)重要，需要著重關(guān)注并積極探索提升熱力的方法.熱力偏高的城鎮(zhèn)中，4個(gè)為“市中心1 h公共交通可達(dá)邊界”內(nèi)且級(jí)別較低的城鎮(zhèn)，對(duì)于這些城鎮(zhèn)則需要防止其熱力增加導(dǎo)致城市核心區(qū)進(jìn)一步向外蔓延；5個(gè)為“市中心1 h公共交通可達(dá)邊界”外的城鎮(zhèn)，但熱力排名與預(yù)期排名偏差較小.

3.2 邊界內(nèi)城鎮(zhèn)耦合關(guān)聯(lián)分析模型

“市中心1 h公共交通可達(dá)邊界”內(nèi)的15個(gè)城鎮(zhèn)均設(shè)有軌道站點(diǎn)，其中徐涇、趙巷、月浦、華新4個(gè)城鎮(zhèn)熱力偏高.將非線(xiàn)性的影響指標(biāo)線(xiàn)性化處理后，探究影響城鎮(zhèn)熱力密度的因素并建立多元回歸模型.為去除不同指標(biāo)量綱差異的影響，通過(guò)z-score標(biāo)準(zhǔn)化方法進(jìn)行無(wú)量綱處理，標(biāo)準(zhǔn)化公式為

(4)

式中：u為該組自變量的平均數(shù)；σ為該組自變量的標(biāo)準(zhǔn)差.

“市中心1 h公共交通可達(dá)邊界”內(nèi)城鎮(zhèn)熱力密度相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果如表1所示.

表1 “市中心1h公共交通可達(dá)邊界”內(nèi)城鎮(zhèn)熱力密度相關(guān)性檢驗(yàn)表Tab.1 Correlation test table of heat density for towns within the 1-hour transit commuting circle of city center

由表格中的顯著性指標(biāo)可知與城鎮(zhèn)加權(quán)熱力密度相關(guān)性較高的變量為站點(diǎn)覆蓋率、軌道站數(shù)量與級(jí)別水平綜合指數(shù)、向心客流量、離心客流量、職住密度，而時(shí)間可達(dá)性與職住空間分布對(duì)熱力密度影響不大.

由于向心客流量與離心客流量高度相關(guān)，在建模時(shí)剔除了離心客流量.重新進(jìn)行回歸模型構(gòu)建，回歸模型結(jié)果如表2所示，模型通過(guò)90%置信度檢驗(yàn)，保留的四個(gè)變量均對(duì)熱力密度有顯著的正向影響，其中站點(diǎn)覆蓋比影響程度最大，其次是軌道站數(shù)量與級(jí)別水平綜合指數(shù)、職住密度與向心客流量，說(shuō)明“市中心1 h公共交通可達(dá)邊界”內(nèi)城鎮(zhèn)，軌道站點(diǎn)位置與城鎮(zhèn)主要公共活動(dòng)中心及主要商業(yè)辦公區(qū)耦合性對(duì)城鎮(zhèn)熱力有較大的影響，因此軌道站點(diǎn)空間分布規(guī)劃較為重要，除此之外軌道站數(shù)量與級(jí)別水平綜合指數(shù)對(duì)城鎮(zhèn)的活力影響有顯著的正向影響.一旦軌道站點(diǎn)空間位置以及站點(diǎn)級(jí)別水平確定后，未來(lái)城鎮(zhèn)熱力密度的提升將主要取決于城鎮(zhèn)核心區(qū)域的職住密度、城鎮(zhèn)與中心城區(qū)的向心客流量的增加量，而軌道站點(diǎn)覆蓋率的增量空間將很小.對(duì)于熱力排名較城鎮(zhèn)體系偏高的城鎮(zhèn)，不需要進(jìn)一步修建軌道，同時(shí)應(yīng)適當(dāng)控制人口快速增加.

表2 “市中心1 h公共交通可達(dá)邊界”內(nèi)城鎮(zhèn)熱力密度回歸模型Tab.2 Regression model table of heat density for towns within the 1-hour transit commuting circle of city center

3.3 邊界外城鎮(zhèn)耦合關(guān)聯(lián)分析模型

“市中心1 h公共交通可達(dá)邊界”外的55個(gè)城鎮(zhèn)中，12個(gè)有軌道交通服務(wù)，43個(gè)無(wú)軌道交通服務(wù).對(duì)于有軌道的12個(gè)城鎮(zhèn)，聚焦于能否通過(guò)加密軌道服務(wù)提升城鎮(zhèn)空間活力，以及不同級(jí)別的軌道對(duì)于提升空間活力的邊際效益差異.對(duì)于尚未建設(shè)市郊軌道的43個(gè)城鎮(zhèn)，聚焦于市郊軌道的建設(shè)是否可以提升城鎮(zhèn)熱力密度.

3.3.1 有無(wú)軌道對(duì)熱力密度影響分析

將軌道交通影響因素簡(jiǎn)化為啞元變量“是否有軌道”，若城鎮(zhèn)內(nèi)有軌道站則該變量為1，反之為0.以熱力密度為因變量，各影響因素為自變量，標(biāo)準(zhǔn)化自變量后建立回歸模型，模型結(jié)果如表3所示.對(duì)于“市中心1 h公共交通可達(dá)邊界”外的55個(gè)城鎮(zhèn)，有無(wú)軌道交通、職住密度與時(shí)間可達(dá)性是影響城鎮(zhèn)熱力密度的主要因素，有軌道交通和職住密度對(duì)城鎮(zhèn)空間活力的提升有顯著的正向作用，時(shí)間可達(dá)性差對(duì)空間活力提升有顯著負(fù)向作用.

表3 “市中心1 h公共交通可達(dá)邊界”外城鎮(zhèn)熱力密度相關(guān)性檢驗(yàn)表Tab.3 Correlation test table of heat density for towns outside the 1-hour transit commuting circle of city center

在這些顯著變量中，有軌道交通與城鎮(zhèn)距市中心時(shí)距存在高度共線(xiàn)性，因此未納入最終回歸模型中，重新建模結(jié)果如表4所示.綜合相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果與回歸模型可知，從影響程度來(lái)看，職住密度對(duì)城鎮(zhèn)空間活力的影響最大，其次是城鎮(zhèn)圈時(shí)距和是否有軌道.因此，對(duì)于沒(méi)有軌道的城鎮(zhèn)，建設(shè)軌道、通過(guò)提升職住密度及減小與城鎮(zhèn)圈中心時(shí)距能更有效地提升城鎮(zhèn)空間活力.

表4 “市中心1 h公共交通可達(dá)邊界”外城鎮(zhèn)熱力密度回歸模型Tab.4 Regression model table of heat density for towns outside the 1-hour transit commuting circle of city center

3.3.2 軌道級(jí)別對(duì)熱力密度影響分析

“市中心1 h公共交通可達(dá)邊界”外有軌道站點(diǎn)的城鎮(zhèn)熱力密度相關(guān)性結(jié)果如表5所示，職住密度、站點(diǎn)數(shù)量指數(shù)、離心客流、向心客流與熱力密度相關(guān)性相對(duì)較強(qiáng).即提高軌道站點(diǎn)數(shù)量指數(shù)、職住密度對(duì)城鎮(zhèn)提升熱力密度貢獻(xiàn)大，而國(guó)家鐵路、城際線(xiàn)路站點(diǎn)與局域線(xiàn)路、市區(qū)線(xiàn)路軌道站點(diǎn)相比，建設(shè)能級(jí)較高的軌道站點(diǎn)更易聚集人群通勤與非通勤活動(dòng)，對(duì)于提升城鎮(zhèn)熱力密度貢獻(xiàn)更大.

表5 “市中心1 h公共交通可達(dá)邊界”外有軌道站點(diǎn)城鎮(zhèn)熱力密度相關(guān)性分析Tab.5 Correlation test table of heat density for towns with station outside the 1-hour transit commuting circle of city center

另一方面，當(dāng)城鎮(zhèn)有軌道交通后，通過(guò)增加站點(diǎn)數(shù)量與級(jí)別水平、提高覆蓋比例對(duì)于提升熱力效果均不顯著.在所有變量中，只有職住密度與城鎮(zhèn)熱力密度呈顯著的正相關(guān).因此，有軌道的城鎮(zhèn)，在城鎮(zhèn)核心區(qū)進(jìn)一步建設(shè)軌道來(lái)提升熱力密度的效果有限，仍需要通過(guò)城鎮(zhèn)增加工作崗位吸引人口來(lái)帶動(dòng)熱力密度提升.

4 結(jié)論

1)利用百度地圖熱力圖數(shù)據(jù)，提出城鎮(zhèn)加權(quán)熱力密度指標(biāo)定量表征城鎮(zhèn)空間活力水平.測(cè)算得到該指標(biāo)與上海市城鄉(xiāng)體系契合率為70.0%，說(shuō)明該指標(biāo)用于定量表征城鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)水平及空間活力具有較高的適配性.

2)通過(guò)以“市中心1 h公共交通可達(dá)邊界”為空間界限將城鎮(zhèn)分為兩組分別建模分析，研究發(fā)現(xiàn)，距 “市中心1 h公共交通可達(dá)邊界”內(nèi)的近郊城鎮(zhèn)，未來(lái)城鎮(zhèn)空間活力的提升將主要取決于城鎮(zhèn)核心區(qū)域的職住密度、城鎮(zhèn)與中心城區(qū)的向心客流量的增加量，而增加軌道站點(diǎn)的數(shù)量、軌道站點(diǎn)覆蓋率，提高站點(diǎn)級(jí)別水平對(duì)城鎮(zhèn)空間活力貢獻(xiàn)度相對(duì)較小.

3)“市中心1 h公共交通可達(dá)邊界”外城鎮(zhèn)組，對(duì)于尚未建設(shè)軌道交通的城鎮(zhèn)，建設(shè)軌道、通過(guò)提升職住密度及減小與城鎮(zhèn)圈中心時(shí)距能更有效地提升城鎮(zhèn)空間活力.

4)已有軌道交通的城鎮(zhèn)，在城鎮(zhèn)核心區(qū)范圍內(nèi)繼續(xù)增加軌道交通建設(shè)可能有邊際效應(yīng)遞減現(xiàn)象，因此后續(xù)研究將繼續(xù)在城鎮(zhèn)熱力密度值合理取值范圍、市郊軌道交通建設(shè)是否存在邊際效應(yīng)遞減現(xiàn)象等方面深入開(kāi)展工作.