運用空間句法、層次分析地鐵站點的合理性

劉 怡,武紅芳（.華北水利水電大學,鄭州 450003;.河南省汝州市質量技術監督檢驗測試中心,河南 汝州 467500）

運用空間句法、層次分析地鐵站點的合理性

劉 怡1,武紅芳2
（1.華北水利水電大學,鄭州 450003;2.河南省汝州市質量技術監督檢驗測試中心,河南 汝州 467500）

論文通過研究地鐵規劃合理性的評價標準，首先從整體上通過可達性對地鐵規劃的合理性進行評價，進而建立綜合評價函數。并利用空間句法建立可達性模型，對地鐵的整體規劃進行了合理性分析，對不合理的設計提出了改動方案。在層次分析法的基礎上，從人口、商業及產業的分布三個方面建立綜合評價模型，通過對綜合評價指標的劃分對每條線路的合理性進行了定性的描述，并根據實際情況提出了建議。

空間句法;可達性;層次分析

論文從人口分布、產業及商業分布的現狀與趨勢，分析當前地鐵規劃的合理性及需要改動的地方，并選擇某市地鐵中的一條線路，建立合適的評價體系對其站點設置的合理性進行評價。結合乘坐地鐵更關心換乘次數的特點，利用可達性指標建立評價模型，并對地鐵的整體規劃進行評價，指出規劃不合理的地方。以表示人口、產業和商業分布的有代表性的建筑物，求得它們的權重，計算每條線路上的人口、產業、商業的相對數目，根據站點求出平均值，通過建立評價模型對線路設計的合理性進行評價。

1 對地鐵的整體評價

1.1 模型的建立：可達性模型-----空間句法

可達性是城市規劃、土地開發、房地產投資、交通管理等領域必須考慮的重要因素，同時也是考察整個地區交通網絡合理性的一個重要標準。論文采用空間句法中平均深度值的形態，對某市的17條地鐵線路構成的地鐵網絡的可達性進行了分析，從而整體上把握地鐵網絡的合理性。

深度值:規定兩個鄰接節點間的距離為一步,則從一節點到另一節點的最短路程（即最少步數）就是這兩個節點間的深度值。深度值是空間句法中最重要的概念之一,它主要表達空間轉換的次數,而不是指實際距離。

平均深度值:系統中某個節點到其他所有節點的最短路程（即最少步數）的平均值,即稱為該節點的平均深度值。某節點的平均深度值大表示從此節點到其他所有節點需要轉換的次數多,便捷程度差;其平均深度值小表示從此節點到其他所有節點需要轉換的次數少,則便捷程度好。因此,平均深度值可表示該節點所居位置便捷度的比較值。

n為關系圖解中所有點的個數，dij為地鐵i號線與地鐵j號線的深度值。

不對稱性值:由于平均深度值的大小在很大程度上決定于系統中節點的數目。為剔除系統中元素數量的干擾,P.Steadman改進了計算方法,用相對不對稱值來將其標準化。

由于計算出來的RAi值比較小，本文以=1/RAi來作為評判可達性的指標。由以上分析可以知道，越大，平均深度值越小，也即人們搭乘地鐵的換乘數越小，可達性越高。

1.2 模型的求解

統計某市各條地鐵線路之間的換乘情況：1號線與2、5、9、10號線和八通線；2號線與1、4、6、5、8號線和機場線；4號線與1、2、6、9、10、13號線和大興線；5號線與1、2、6、10、13號線和亦莊線；6號線與2、4、5、8、9、10號線；8號線與2、6、10、13號線和昌平線；9號線與1、4、6、10、14號線和房山線；10號線與1、4、5、6、8、9、13、14號線和機場線、亦莊線；13號線與2、4、5、8、10、15號線與昌平線、機場線；14號線與9、10號線；15號線與13號線；八通線與1號線；昌平線與8、13號線；房山線與9號線；亦莊線與5、10號線；機場線與2、10、13號線；大興線與4號線。

求出各條地鐵線路之間的深度值與平均深度值，進而求出可達性評價指標：根據公式求出平均深度值和不對稱性值，最終求出可達性評價指標如下：1號線:10；2號線:10.90909091；3號線:13.33333333；4號線:10；5號線:10；6號線:10；7號線:10；8號線:8.571428571；7號線:10；8號線:20；9號線：12；10號線：6.315789474；11號線:4.8；八通線：4.444444444；昌平線：5.217391304；房山線：4.44444444；亦莊線：6.315789474；機場線：7.5；大興線：5。

建立評價機制：各地鐵線路平均深度在1.5至2.0間既能達到節約地鐵線路的修建成本，又能使地鐵網絡的可達性比較高，算得此時可達性評價指標處于7.5至15之間。建立如下評價機制來評價北京地鐵網絡：在0～7.5之間（不含7.5），則線路的可達性較差，設計不合理；在7.5～15之間，則線路設計較為合理；大于15則線路設計可達性高，但在一定程度上浪費了資源。

合理性分析及需要改動的地方：1.大興線、亦莊線、房山線、昌平線、八通線、15號線、14號線可達性較差，設計不合理，需要增設一些換乘站來提高線路可達性。2.1號線、2號線、4號線、5號線、6號線、8號線、9號線、13號線設計較為合理。3.10號線設計可達性高，但在一定程度上浪費了資源，也是一種不合理的表現，可以適當的減少站點數目。

2 從人口、商業、產業的分布進行分析

2.1 模型的建立：綜合評價模型

地鐵規劃合理性的評價指標：人口：包括小區和小學; 商業：包括商場；產業：包括大廈、醫院、酒店和公園及旅游景點。

分析合理性的評價指標:

n（ii=1、2、3） 人口、商業、產業的折合值；n1（jj=1、2） 小區、學校的數目；n21商場的數目；n3j（j=1、2、3、4）大廈、醫院、公園及旅游景點、酒店的數目；（j=1、2） 利用層次分析法得到的小區、學校的權重；利用層次分析法得到的商場的權重；（j=1、2、3） 利用層次分析法得到的大廈、醫院、公園及旅游景點、酒店的權重；（i=1、2、3） 站點人口密度、站點商業密度、站點產業密度；（j=1、2） 利用層次分析法得到的人口、商業、產業的權重；（i=1,2,3…..17） 每條地鐵線所擁有的站點個數；（i=1,2,3…..17）每條地鐵線路的綜合評價指標

站點人口（商業、產業）密度：Pi 每條線上的人口（商業、產業）折合值與站點數目的比，表達式如下：

Pi=ni/Ni

綜合評價指標：站點人口（商業、產業）密度Pi與其利用層次分析法求得的權重的乘積和，表達式如下：

2.2 模型的求解：

利用層次分析法求解權重 數字表示各因素所占比重

人口0.6420=小區0.1070+學校0.5350

商場0.1177

產業0.2404=酒店0.0256+大廈0.0792+公園及旅游景點0.0173+醫院0.1182

綜上 ：合理0.6195 ；一般0.3092；不合理0.0713

將以上數據帶入公式求出各個線路的折合值和站點人口密度，得出各條線路的綜合評價指標如下：1號線:1.38204776；2號線:1.50617002；4號線：2.62063693；5號線:1.55443582；6號線:1.384345；8號線:1.11382885；9號 線:1.50687942；10號 線:2.524385；13號線:4.43003846；14號線:0.22512444；15號線:2.47776346；八通線：2.62991875；昌平線：3.216505626；大興線：2.79319772；亦莊線：1.45723458；房山線：2.83219596；機場線：12.0756726。

3 建立評價機制

綜合評價指標在1.5至3間既能達到使地鐵線路的修建成本較少，又方便地鐵周圍的常住人口與流動人口的出行。所以建立如下評價機制來評價北京地鐵網絡：

評價標準和結果分析如下：Z在0～1之間（不包含1），14線路，站點數多浪費資源；Z在1.5～3之間，1、2、4、5、6、8、9、10、13、15、八通線、大興線、亦莊線、房山線，設置較為合理；Z大于3，13、昌平線、機場線，站點數目少不便出行。

合理性分析及需要改動的地方：1. 14號線的線路設計相對不合理，站點數目稍多，浪費資源，需要減少站點數目。2. 1號線、2號線、4號線、5號線、6號線、8號線、9號線、10號線、13號線、15號線、八通線、大興線、亦莊線、房山線的線路設計相對合理。3.13號線、昌平線、機場線的線路設計相對不合理，站點數目較少，不方便出行，需要多增加一些站點。

[1]許樹柏.實用決策方法-層次分析法原理.天津大學出版社,2011（07）.

劉怡（1995-）,女，河南汝州人,華北水利水電大學2012級本科生,研究方向: 電氣工程及其自動化。