北京城区交通时间可达性测度及其空间特征分析

地理学报ACTA GEOGRAPHICA SINICA 第67卷第2期

2012年2月V ol.67,No.2Feb.,2012

收稿日期：2011-04-19;修订日期：2011-12-29

基金项目：国家自然科学基金项目(40971100);林肯土地基金项目(CDW031810)[Foundation:National Natural Science

Foundation of China,No.40971100;Funding from the Lincoln Institute of Land Policy,No.CDW031810]

作者简介：邓羽，湖北恩施人，博士生。主要从事城市地理研究。E-mail:rain00788@

通讯作者：蔡建明,博士,研究员,博士生导师,中国地理学会会员(S110005242M)。主要从事城市地理研究。

E-mail:caijm@

169-178页

北京城区交通时间可达性测度及其空间特征分析

邓羽1,2,3,蔡建明1,杨振山1,王昊1,2

(1.中国科学院地理科学与资源研究所，北京100101；

2.中国科学院研究生院，北京100049；

3.哈佛大学，坎布里奇02138)

摘要：道路基础设施建设是城市运营与发展的基本环节，也是实现城乡基础设施一体化的重

要途径与内容。北京市长期实行“环状+发射状”的城市路网格局，对城市基础设施建设和时

间可达性产生了重要影响。尤其是近些年来，随着城市机动车保有量的快速增加，城市核心

区与主要干道的交通设施负载量巨增，严重制约了城市的通勤效率，加重了人民的生活负

担。为应对挑战，实现交通设施跨越式发展，北京市自2008年以来加快了轨道交通建设步

伐，以改善城市的通勤能力。本文采用一般道路设施与轨道交通(矢删数据)结合的方法对北

京城区进行了时间可达性的综合度量和其空间特征的分析。通过可达性与道路密度双重指标

的运用进行区域综合分区，本文进一步揭示了北京市城区内的空间可达性特征和道路基础设

施建设情况以及两者在南北城区内的空间表征差异。在综合分区的基础上，分析2008年以来

各个区域土地利用效益与区位因素的相互关系，甄别土地利用效益区位因素的区域差异性，从而对不同分区的城市建设、城市发展规划与土地资源优化配置提供科学支撑。

关键词：可达性；道路密度；空间特征；北京

1引言

一般而言，交通可达性是指利用交通系统从某一给定区位到达活动地点的便利程度[1]，是反映市场、综合经济、就业等可接近程度的一种基础度量。国内外对于交通可达性的研究集中在可达性评价、可达性的空间格局及其演化、对区域经济发展影响等，重点研究对象有高速路网[2-3]、城市环形公路[4]、铁路网[5-8]、航空[9]，以及城市或区域综合道路网等[10-13]。对于交通可达性而言，其测量指标为交通成本(两点之间移动的阻力)，主要从3个方面体现：距离[14]、时间[15-18]和通常运输成本[19-20]。鉴于更大程度上接近现实及可操作性等方面的考虑，一般而言，学者们主要选择时间来作为交通可达性的测量指标[21]。总体而言，已有研究成果缺乏可达性的综合研究，对影响可达性空间分布的社会经济因素解读甚少，亦不重视对引起时间可达性空间差异的交通基础设施进行区域异质分析及两者的耦合分析。

正是基于以上考虑，本文采用矢删数据结合的方法对北京六环内进行时间可达性综合度量。然后，采用等时线等方法对研究区域内可达性的空间特征进行全面分析，梳理出北京市可达性特征与空间地域和城市快速路的基本耦合关系。最后，在评估乡镇区划道路密度的基础上，运用可达性与道路密度的双重指标对北京市乡镇级区划进行分区研究，进一步揭示了北京市大都市区以内的空间可达性特征、道路基础设施建设情况以及两者在南北城空间上的表征差异，在综合分区的基础上，分析2008年以来各个区域土地利用效益与区位因素的相互关系，甄别土地利用效益区位因素的区域差异性，以期为不同分区的城市建设、城市发展规划与土地资源优化配置提供科学支撑。

67卷地理学报2研究区域及方法选择

2.1研究区域概况

本文选取北京市六环快速路所通过和涵盖的

区域作为研究区域，研究区内除包括首都核心功

能区及城市功能拓展区的8个区外，部分涵盖了通

州、昌平和顺义等市区的部分地区，共162个街

道(乡镇)单元(图1)。需要进一步说明的是，为了

分析与认知的便捷性，本文采用旧有的行政区划

进行分析(首都核心区由东城、西城、崇文、宣武

组成)，并以地铁一号线为分界线将研究区域划分

为南城、北城两大组成区域，这既符合对北京市

传统地理范围的基本认识，也将有助于甄别可达

性及其基础设施情况的区域差异。2.2方法选择为了既能够精确计算全空间的综合可达性，同时又能顾及地铁线路的跳跃式运行方式的影响，本文采用网络分析和距离成本加权分析两者相结合的方法[22]。具体的技术路线如下所示：①生成含有地铁站点信息的道路栅格图。指定中心，也即源点o 。②通过距离成本加权(Cost distance algorithm)分析，计算中心到任意一点p 的时间成本t op ，也即有从中心到任意一个地铁站点i (j )的时间A oi 。③通过网络分析，计算每个站点到其他站点最短时间距离B ij 。④计算考虑上地铁之后，中心地到地铁各个站点的最短时间C oi 。具体方法：首先找距离中心最近的一个站点1，将其纳入数列R ={C o 1}其中C o 1=A o 1。再找距离中心第二近的站点2，比较该站点的A o 2和通过网络分析R 中的所有站点到该站点的最短时间，即B 12+C o 1，比较大小后求其小，并将其放入数列R ={C o 1,C o 2}中。再依次找下一个近的站点，即C o 3=min{A o 3,B 13,+C o 1,B 23+C o 2}。依照此法，依次遍历，直到确定出所有站点到中心的最短时间。⑤求每一个地铁站点到全空间的栅格时间成本。得到N 个图层：E 1,E 2,…,E N ，和相应的各点到全空间的时间成本：T 1p ,T 2p ,…,T NP 。⑥求中心到全空间所有点的最短时间T op 。即，T op =min{t op ,t 1p +C o 1,t 2p +C o 2,…,t NP +C oN 2.3数据来源

北京的城市道路体系可划分为快速路、主干道、次干道和支路[23]，其中城市快速路、主干道承担着整个城市交通负荷的绝大比重。为了准确刻画城市全局的可达性，本文亦将全面考虑城市地铁对城市通勤的影响，由于地铁的特殊性将对其采用与其他道路数据不同的处理方式(矢量网络数据)，最后综合两种可达性评估的结果，得到北京市可达性的空间格局图。

对于不同道路的速度标准，鉴于北京市作为特大城市交通状况的特点，主要从道路运行属性方面来综合评估，即“高峰期”与“非高峰期”的区别对待与综合考量相结合。北京市道路高峰期的平均速度来源《2007年度北京市交通经济运行分析》[24]，报告结果显示北京市五环范围内，早高峰期间，快速路平均速度为31.2km/h ，主干道平均速度为20.5km/h 。晚高峰期间，快速路平均速度为26.7km/h ，主干道平均速度为18.4km/h 。各类道路非高峰期的速度确定为：城市快速路的平均速度为70km/h ，主干道平均速度为50km/h [25]，国道的平均速度设定为60km/h [26]。本文计算的道路最终速度，采用高峰和非高峰的速度求平均值(表1)。

地铁的最高设计时速从100~140km/h 不等[27]，但在实际运营过程中一般不会超过80km/h [28]。本文借助图行天下网站提供的地铁线路及时间查询功能[29]，就不同地铁线路随机

图1研究范围Fig.1Location of the study area in

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