010.基于铁路车流的成渝城市群空间结构研究

基于铁路车流的成渝城市群空间结构研究

胡东洋，张然

摘要：为揭示基于铁路车流的成渝城市群空间结构特征，借鉴复杂网络理论与技术方法，以城市为“节点”，以铁路车流联系为“连线”，构建城市空间结构复杂网络模型，建立复杂网络分析的整体结构（网络密度、K核指标）、节点结构（节点中心性、结构洞）指标体系，刻画城市群空间结构网络模型特征，研究发现：①成渝城市群“核心-边缘”结构明显；②成都、重庆核心城市的空间遮蔽范围缩小；③成渝城市群空间结构模式逐渐形成。最后从区域交通结构优化和城镇体系构建两方面探索城镇协同发展策略，以期对城市群的规划建设和发展策略提供一定科学依据。相较其他方法，把县级城市纳入到网络模型，更加精细地刻画现实网络；也从更加整体的角度识别城镇在空间结构中的地位与作用，避免忽视部分县级城市的专业化功能地位。

关键词：铁路车流，城市群，空间结构，复杂网络，城镇体系

1引言

城市空间结构是指由城市建设活动的资源要素及在此基础上构建的物质实体等在地域上表现出来的空间组合形态，是城市群和城镇化发展的表现形式和物质载体，包括单个城市的空间结构和城市群的空间结构两个基本层次。单个城市的人文、自然资源禀赋往往是相对固化的，但在流动空间的视觉下，城市的发展并不仅仅依赖自身稀缺性资源的多寡，更重要的是其与腹地各城市的网络链接情况[1]。城市群的产生源于中心城市集聚和溢出效应，城市之间不断克服空间摩擦形成簇群结构。

中国已将城市群作为推动新型城镇化的主体形态，加快城市群建设发展成为城镇化布局和形态优化的重要抓手，“十三五”提出将建设19个城市群①。城市群的建设如火如荼，同时也面临诸多挑战和矛盾。首先，次级城市发展相对缓慢，人口经济集聚能力不强，对核心城市职能分担不够，对中小城市和小城镇带动辐射不足。其次，核心城市与其他城市间的快速轨道交通网络尚未形成，交通设施互联互通程度不高。从“流动空间”的角度问题总结为：交通设施联系不强所造成的区域城镇体系协同性差。

随着网络社会的崛起，城市网络正取代传统的基于中心地理论的城市等级体系，成为反映城市和区域间相互联系的一种新型空间结构——城市之间通过信息流、资本流、知识流等各类要素流动，在不同空间尺度上形成网络型空间结构。近年来城市空间结构的网络化研究已成为国内外学者研究城市和区域间联系的前沿领域。在城市节点的重要性识别方面，有学者通过企业关联网络的视角识别出45个具有战略意义的世界城市[2]、区分网络中的首位城市、离线城市和连线城市[3]，以及上海向外连接全球网络和向内辐射区域腹地的门户城市功①见《中华人名共和国国民经济和社会发展第十三个五年（2016-2020年）规划纲要》，中华人民共和国中央人民政府网站http:/xinwen/2016-03/17/content_5054992.htm

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能[4]；也有从人口流动的角度对城市网络节点重要性和功能进行评估和分类[5,6]、建构城市网络层级结构[7]等。空间结构网络对城市的影响方面，国外学者廷伯莱克（Timberlake）等研究了美国城市在世界城市网络中的中心性对其社会极化的影响[8]，桑德森（Sanderson）等人研究了城市在世界城市网络中的中心性对其吸引国际移民的影响[9]，伯格（Burger）等人研究了西欧城市的网络连接与城市规模对城市功能的影响[10]，国内学者对于这一块的研究内容相对较少。空间结构网络的动态演变方面，国外有学者研究发现世界城市空间结构处于变化之中[11]，并对中国城市在世界城市网络中的地位演化进行了相关研究[12-14]，国内对于空间结构的网络演化研究主要集中在大城市[15-18]和城市群[19-23]空间结构的演变。但是，上述研究网络节点选择大部分只考虑地级市以上城市，未能将县层面纳入到空间结构体系中，对于网络模型的刻画不够精细；也未能提出落实在区域交通结构和区域城镇体系构建等具体新型城镇化问题上的规划策略。

因此，本文以成渝城市群为研究对象，结合复杂网络分析（CNA，complex network analysis）理论和方法，构建基于铁路车流的城市复杂网络模型，刻画出城市群空间结构的总体形态。分析成渝城市群整体结构特征和节点结构特征，并从区域交通结构优化和区域城镇体系构建方面提出城镇协同发展策略。相较于其他方法，基于铁路车流建构城市空间结构网络，把县和县级市纳入到网络模型当中，更加精细地刻画现实网络；也从更加整体的角度识别城镇在空间结构中的地位与作用，避免忽视部分县的专业化功能地位。

2研究方法

2.1研究靶区

成渝城市群是西部大开发的重要平台，是长江经济带的战略支撑，也是国家推进新型城镇化的重要示范区②，加强对其空间结构特征研究具有现实的指导意义。成渝城市群具体范围包括重庆的27个区（县）、四川省的15个地级市，总面积18.5万平方公里（图1）。研究当中，根据各省市最新的行政区划，将重庆市主城九区合并为重庆主城区，将成都市分为成都市辖区（11个区）、4县和5个县级市，其他地级市区分为市辖区、县级市和县，并纳入到空间结构体系当中，综合市辖区、县级市和县一共有104个城市。

②见《成渝城市群发展规划（2016-2030）》发改规划〔2016〕910号，中华人民共和国国家发展和改革委员会网站/zcfb/zcfbtz/201605/t20160504_800779.html

2

3图1成渝城市群

图片来源：根据《成渝城市群发展规划（2016-2030）》整理

2.2整体技术路线

以成渝城市群交通设施联系不强所造成的区域城镇体系协同性差的问题为导向，借鉴复杂网络分析理论与方法，构建空间结构网络模型，并进行指标分析，探索城镇协同发展策略（图2）

。

图2整体研究思路

图片来源：作者自绘

利用GIS建立成渝城市群城市数据库，以市辖区、县级市、县为网络中的“节点”，而“连线”则通过铁路车流关系建立，借助复杂网络分析软件，构建城市空间结构网络模型。通过整体结构特征和节点结构特征分析，综合评估市辖区、县级市、县的在整体网络中的交通状态和功能地位，从区域交通结构优化和区域城镇体系构建探索城镇协同发展策略（图3）。

4图3技术路线

图片来源：作者自绘

2.3指标体系

指标主要包括整体结构特征和节点结构特征指标，前者分析网络密度和K核指标，后者分析节点中心性和结构洞。

2.3.1整体结构特征指标

①网络密度

网络密度是指在城市空间结构网络中，各个城市之间实际存在的联系数量与理论上能够出现最大联系数量的比值，网络密度越大表示各城市之间的车流联系越紧密。网络密度可表

示为：式中，为网络密度，为网络中实际存在的联系数量，为网络中城市总数量。

②K 核指标

K核指标基于点度值，是指子图内每个节点的点度值都不小于数值K （K为正整数），满足该条件的子网络称为K核。表征K核层次级别的K值越大，表明子网络内部联系越紧密，结构越稳定，可靠性越高，属于K核子图的节点，也属于（K-1）核子图（图4），节点1-5属于3核，也属于2核。

5图4K 核示意图

图片来源：作者自绘

2.3.2节点结构特征指标

中心性用来描述网络中节点在网络中的重要程度，包括度数中心度、接近中心度和中间中心度。

①度数中心度

度数中心度反映一个城市集聚与辐射的能力。计算式：

式中，表示度数中心度，

表示与某一城市直接相连的城市数量，表示网 …… 此处隐藏：2832字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……