基于GIS的城市空間布局與軌道交通的協調發展研究

馮紅霞，李 成，張生瑞

(1.長安大學 公路學院，陜西 西安 710054;2.西安建大城市規劃設計研究院，陜西西安 710055;3.長安大學建筑學院，陜西西安 710054)

城市空間布局與軌道交通相互適應，才能共同促進、協調發展，軌道交通運營成功的城市，其城市空間布局與線網布局必然是相互協調的。在以往的研究成果中，以軌道交通對城市空間布局的影響的成果較多［1-5］，而以城市空間布局進行軌道交通線網研究的成果較少［6］，對城市空間布局與軌道交通線網的互動關系進行分析，特別是研究城市空間布局對城市軌道交通的需求分析，為城市軌道交通的線網規劃提供建議，是本文研究的重點內容。

1 城市空間布局對城市軌道交通的需求機理

城市軌道交通是伴隨著城市空間布局的不斷擴展而出現的。當城市規模發展到一定階段時，交通出行距離擴大，必須以軌道交通引導城市空間發展。

城市空間布局由城市功能區分布決定，而這些城市功能區就是城市軌道交通的主要吸引源。

從產生源上看，隨著居住密度的增加，對軌道交通需求強度會越來越大，當居住密度高過一個臨界值時，就必須設置軌道交通站點和與之相適應的線路;從交通吸引源頭上看，隨著就業崗位數、就學崗位數、公共服務設施服務人口數的增大，對軌道交通的吸引率也會越來越大，當設施服務人口數達到一個臨界值E時，就必須設置軌道交通站點和與之相適應的軌道交通線路。

因此引入一個軌道交通吸引度的概念，設Vd為城市某一大型功能區對軌道交通的需求強度，當交通吸引點的規模與Vd有一個相關性，當Vd＞E時，就需要設置軌道交通線路。Vd可以用吸引或產生的人口密度表示。

2 城市空間布局交通吸引度因素集

城市空間布局由不同的功能區組成，影響Vd的主要功能區有大型居住區、工業區、商務行政辦公區、公共服務設施功能區和交通集散中心等，另外根據城市自身的特殊性，還可能包括文物、旅游景區、教育園區等特殊功能區(如表1)。

表1 交通吸引率較大的城市功能區Tab.1 Function Area with High Traffic Attraction Rate

3 基于GIS的城市空間布局與軌道交通互動關系

3.1 交通需求強度隨距離變化特征

在進行交通需求強度的研究中，應先對城市總體空間布局進行研究，按照不同類型的因素提取城市主要功能區，計算人口和就業崗位密度，對規模和密度較大的區域進行交通吸引強度分析。

在進行對地鐵需求的調研中，以功能要素的中心點對地鐵的需求度最大，在300 m步行出行范圍內，其需求度是相同的，500 m出行范圍內遞減速度較小，500 m以外遞減速度增大，需求強度隨距離變化見表2。

表2 各因素隨距離變化的需求強度變化Tab.2 Demand Intensity Change with Distance Change

3.2 GIS的疊加分析與緩沖分析的結合技術

首先利用GIS的緩沖分析技術，測算以規劃區內的要素面多邊形的中心點作為緩沖中心，對軌道交通的需求度隨著離中心距離變遠而逐漸減小，然后各因素疊加得出總體的軌道交通需求強度分析圖。

3.3 軌道交通對城市空間布局的引導作用分析

城市軌道交通可以支撐城市空間結構的發展，在發展城市副中心的同時，能夠保障原有中心區的繁榮，使得土地利用的高密度和集約化成為可能，解決城市交通的擁堵問題。對城市空間結構的支撐作用明顯，因此，與城市空間布局相適應的軌道交通能夠促進城市發展，保障城市良好運行。利用GIS的疊加技術對規劃的軌道交通線網與城市空間布局進行耦合分析，可以發現軌道交通與城市空間布局的協調關系，及時對不協調因素進行調整。

4 實證研究

選取西安市軌道交通線網規劃為研究案例，對城市空間布局進行分析和定量化研究，最終得出推薦的軌道交通線路。

4.1 大西安空間布局

《西安市國際化大都市規劃》中提出形成“一個核心城市、3個副中心城市、8個新城，指狀分布，協同發展”的功能布局結構，如圖1所示。

圖1 大西安城市空間結構Fig.1 Urban Spatial Structure of Xi'an

4.2 城市大型功能布局分布

從城市大型生產、生活、游憩、公共服務設施、交通樞紐上分析功能布局對城市軌道交通的需求強度。

大型生產區布局規劃:包括高新區、經濟開發區、航天產業基地、閻良航天產業基地在內的四大國家級開發區;咸陽高新技術產業開發區、戶縣灃京工業園、藍田工業園等七大省級開發區，以及高新區草堂科技產業基地、渭北工業園等若干大型工業園區。

大型公共服務設施布局規劃:重點包括大型行政辦公、商業、文教、體育、醫療衛生等為主的功能分布位置(如圖2)。

圖2 大型公共設施Fig.2 Large Public Facilities

大型游憩設施布局規劃:包括“四帶七區”的旅游空間格局:帝陵文化風光帶、四大遺址文化帶、古都歷史文化帶、秦嶺華山生態帶;八水觀光區、皇城商貿游憩區、曲江文化休閑帶、臨潼旅游度假區、秦宮文化觀光區、咸陽城市游憩區、宗教文化體驗區。

大型生活區布局規劃:從大西安格局分，大型居住區主要分布在主城區、3個副中心和8個新城。主要涉及居住密度較高的城區人口(如圖3)。

圖3 大型居住區Fig.3 Large Resident Area

4.3 大西安城市空間布局與軌道交通線網的互動關系研究

1)大西安城市空間布局對軌道交通線網的需求度研究及推薦線路

通過分析大西安主要功能布局規劃，利用GIS對功能區進行疊加分析，得出基于城市功能區的軌道交通線網需求線路(見圖4)。

圖4 與空間布局相適應的軌道交通線網Fig.4 Trail Traffic Network Appropriate to Spatial Arrangement

2)規劃軌道交通線網與空間結構耦合關系

規劃軌道線路與規劃的城市空間布局進行耦合，其耦合度較高(見圖5)，說明規劃的軌道交通線網與城市空間布局相協調，可以促進城市空間布局的發展。

圖5 規劃線網與空間布局耦合分析圖Fig.5 Buffering Analysis of Planning Network and Spatial Arrangement

5 結語

本文利用ArcGIS技術對軌道交通線網結構和城市空間布局進行了互動關系研究，并以西安市為例，提出了與城市空間布局相適應的軌道交通線網結構，并將規劃線網與城市空間結構進行了耦合分析。本文將定性與定量分析相結合，為軌道交通與城市空間布局的合理性提出了建議。但是，用地功能對交通的吸引量的定量化研究是一個相對復雜的過程，需要通過大量的調查研究和模型分析得出，在進一步的研究中可著重深化。

［1］ 秦應兵，杜文.城市軌道交通對城市結構的影響因素分析［J］.西南交通大學學報(自然科學版)，2000，35(3):284-287.

［2］ 孟路.軌道交通與城市土地利用相互作用的研究［D］.成都:西南交通大學，2003.

［3］ 劉保奎，馮長春.軌道交通對站點周邊土地利用結構的影響［J］.城市發展研究，2009，16(4):149-155.

［4］ 韓超.軌道交通對西安市空間結構優化的引導作用研究［D］.西安:西安建筑科技大學，2007.

［5］ 楊建華，高建華，陳淑蘭.軌道交通對鄭州市空間形態的引導作用［J］.河南大學學報(自然科學版)，2009，39(2):163-167.

［6］ 韓超，袁舒萍.軌道交通對西安城市結構優化的引導作用分析［J］.重慶交通學院學報，2007，26(1):91-95.

［7］ 潘海嘯.軌道交通與大都市地區空間結構的優化［J］.上海城市規劃，2007(6):36-43.

［8］ 馮紅霞，張健，蔡英杰.基于城市空間布局規劃的西安市軌道交通線網研究［J］.重慶交通大學學報(自然科學版)，2012，31(增刊)，627-632.

［9］ 胡敏.軌道交通對城市空間布局的影響探析［J］.現代城市研究，2007(11):34-39.

［10］陳峰，劉金玲，施仲衡.軌道交通構建北京城市空間結構［J］.城市規劃，2006，30(6):36-40.

［11］黃曉冰，陳忠暖.基于信息熵的地鐵站點商圈零售業結構的研究——以廣州15個地鐵站商圈為例［J］.經濟地理，2014，34(3):38-45.