基于GIS的武漢市中心城區交通服務水平評價

羅名海，譚 波，李盼盼，羅玉潔，梁 棟

（1.武漢市測繪研究院，湖北 武漢 430022；2.東南大學 交通學院，江蘇 南京 211189；3.華中師范大學 城市與環境科學學院，湖北 武漢 430079）

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基于GIS的武漢市中心城區交通服務水平評價

羅名海1，譚 波1，李盼盼1，羅玉潔2，梁 棟3

（1.武漢市測繪研究院，湖北 武漢 430022；2.東南大學 交通學院，江蘇 南京 211189；3.華中師范大學 城市與環境科學學院，湖北 武漢 430079）

城市交通服務水平是反映城市交通設施配置及服務水平的一個綜合指標，是城市交通管理決策的一個重要依據。基于層次分析法和GIS平臺，從交通設施﹑道路結構﹑公共交通和停車設施4個方面對武漢市中心城區交通服務水平進行了綜合評價，分析了區域差異和深層次原因，并提出了相關建議。

武漢市；交通服務水平；GIS

武漢市自古有“九省通衢”之稱，地理位置優越，但由于江湖分割﹑職住分離﹑私家車普及等因素，交通矛盾十分突出。近年來，全市處于基礎設施大建設﹑大發展時期，交通建設在城市發展中占據主導地位，因此科學地評價城市交通服務水平具有重要意義。

1 指標體系的構建

依據指標科學性﹑可獲得性﹑典型性﹑有代表性等原則，本文構建了交通設施﹑道路結構﹑公共交通﹑停車設施4個一級指標和19個二級指標。對這些指標進行去量綱歸一化處理后，采用熵權法賦權，并根據層次分析法[1]得到交通服務水平綜合評價指標體系及其權重，如表1所示。其中，交通設施主要考慮了道路面積占比﹑道路網絡密度﹑人均道路擁有量和交通設施覆蓋率等；道路結構包括道路配比和道路網絡復雜度兩類指標；公共交通主要基于公交和軌道交通站點覆蓋率和線網密度來評價；停車設施包括人均建筑配建停車位﹑人均單位院落停車位和人均路邊停車位3 個指標。

表1 交通服務水平綜合評價指標體系

指標體系中α﹑β﹑γ指數常用于評價道路網絡復雜程度，其中α指數（環度）表示物流﹑能流和人口流動路線的可選擇程度[2]。其計算公式為：

β指數（連接度）表示交通網絡中節點的連接情況，可從整體上反映交通網絡的布局形式。其定義為研究城市內各節點間依靠道路相互連通的強度，計算公式為：

γ指數（線點率）表示廊道如何連接或在空間上怎樣連續的度量，是確定通道和屏障功能效率的重要因素。其計算公式為：

式中，L為交通線路（邊或?。?；V為交通線路節點（頂點）數。

2 指標計算與評價

在交通服務水平綜合評價指標體系的基礎上，本文基于最小—最大標準化法，將原始數據轉化為無量綱化指標值，使得各指標值都處于同一個數量級別，即0～1的無量綱數值，相對最大值取1，相對最小值取0[3]。

若為正向指標，則標準化公式為：

若為逆向指標，則標準化公式為：

式中，rij為標準化值；cij﹑mincij﹑maxcij分別為指標計算值﹑指標最小值和指標最大值。

將19個二級指標作無量綱化處理后，通過熵權法賦權，再結合層次分析法自下而上﹑逐級匯總形成交通設施﹑道路結構﹑公共交通和停車設施4個一級指標。

GIS是本文的重要平臺，一方面是交通設施﹑道路網絡﹑人口等基礎數據空間化的基礎，可方便地計算分布密度﹑緩沖區覆蓋率等；另一方面也為指標計算結果的空間化展示提供了平臺，可以非常直觀地比較交通服務水平的區域差異。

2.1 交通設施

2016年中心城區交通設施的標準化結果和評價得分如表2﹑圖1所示。中心城區交通設施綜合得分從高到低依次為漢陽區﹑青山區﹑江岸區﹑江漢區﹑硚口區﹑武昌區和洪山區；武漢三鎮中漢陽的交通設施綜合得分最高，其次是漢口和武昌。導致上述結果的原因有兩個方面：①由于自然山水分割﹑單位院落封閉管理和城市建設中一度存在的“大馬路”思想，雖然中心城區的道路面積占比達到了國家標準，但主﹑次﹑支路比例失調，僅江漢區﹑硚口區的道路網絡密度達到了國家規范要求[4]（5.4～7.1 km/km2），洪山區﹑青山區等道路網絡密度嚴重低于國家標準；②人口密度使得人均道路資源差異較大，漢陽區﹑青山區明顯優于其他區，也決定了其總得分較高。

圖1 交通設施評價圖

表2 交通設施的標準化結果和評價得分

2.2 道路結構

2016年中心城區道路結構的標準化結果和評價得分如表3﹑圖2所示。中心城區道路結構綜合得分從高到低依次為漢陽區﹑武昌區﹑青山區﹑硚口區﹑江漢區﹑江岸區和洪山區；武漢三鎮中漢陽的道路結構最好，其次是漢口和武昌?？梢钥闯?，漢陽區經過前幾年的交通大建設，取得了明顯成效；而洪山區﹑青山區由于東湖﹑沙湖﹑南湖以及山體的地理阻隔，尚未形成完整的路網結構。

表3 道路結構的標準化結果和評價得分

圖2 道路結構評價圖

2.3 公共交通

2016年中心城區公共交通的標準化結果和評價得分如表4﹑圖3所示。中心城區公共交通覆蓋率從高到低依次為江漢區﹑硚口區﹑江岸區﹑武昌區﹑漢陽區﹑洪山區和青山區；武漢三鎮中漢口的公共交通覆蓋率最高，其次是漢陽和武昌?？梢钥闯?，公共交通設施配置與人口密度正相關：在軌道交通方面，漢口的覆蓋率最高，武昌片仍有“盲區”，如青山區和武昌區的水果湖街，便捷度較低；在公交方面，主要的公交線路覆蓋面總體較好，但也不均衡，青山區﹑洪山區與江漢區的公交覆蓋情況相差較大。

表4 公共交通的標準化結果和評價得分

圖3 公共交通評價圖

2.4 停車設施

2016年中心城區停車設施的標準化結果和評價得分如表5﹑圖4所示。中心城區停車設施得分從高到低依次為漢陽區﹑青山區﹑洪山區﹑江漢區﹑江岸區﹑武昌區和硚口區；武漢三鎮中漢陽的停車設施供給最好，其次是武昌和漢口。由于早期規劃中沒有充分考慮公共停車場建設，老舊小區停車配建標準較低，總體而言，武漢中心城區停車缺口較大，導致路邊占道停車現象嚴重，降低了道路的整體通行能力。漢陽區由于近10 a四新地區的集中開發，停車配建標準高，停車條件遠優于其他區。

表5 停車設施的標準化結果和評價得分

圖4 停車設施評價圖

2.5 交通綜合服務水平

2016年中心城區交通綜合服務水平的標準化結果和評價得分如表6﹑圖5所示。中心城區交通綜合服務水平從高到低依次為漢陽區﹑江漢區﹑青山區﹑硚口區﹑江岸區﹑武昌區和洪山區；武漢三鎮中漢陽的交通綜合服務水平最高，其次是漢口和武昌。綜合分析三鎮的交通綜合服務水平差異可以看出，漢陽的道路網絡建設起步晚﹑建設密度居中，但人口壓力相對較小，供給相對平衡；漢口雖然道路網絡建設起步較早﹑建設密度較高，但因人口的密集分布﹑通勤的頻繁發生，給交通出行帶來了壓力；武昌人口壓力不小，又因自身地理特征，交通流向相對集中于少數主要干道和特定地區，交通壓力的分區﹑分時特征十分明顯。

表6 交通綜合服務水平的標準化結果和評價得分

圖5 交通綜合服務水平評價圖

3 結 語

本文利用層次分析法對武漢市中心城區進行了交通服務水平評價，但在數據來源和研究方法上仍有一定局限性，還需從以下3個方面進一步完善：

1）權重設置的完善。權重有客觀與主觀之分，客觀權重不考慮人為的影響，用數學方法評價各影響因素間的關系，表現的是指標之間的相關程度；主觀權重因介入了專家的思維和判斷，可以更好地反映每個指標的重要程度。后續研究中可將客觀與主觀賦權法相結合，提高權重設置的科學性與合理性。

2）從靜態到動態的過渡。本文研究還停留在對交通服務能力靜態的評價分析層面，而交通出行是一種實時的﹑動態的公眾行為。當下大數據迅猛發展，手機信令[5]﹑公交刷卡[6]﹑出租車GPS軌跡[7]﹑視頻監控[8]以及射頻識別感應﹑車牌識別系統﹑車速智能引導系統等多源大數據為交通服務水平的動態監測提供了數據基礎。下一步，需要充分利用大數據分析方法，針對交通發生或吸引區域﹑主要流向﹑高峰時段﹑擁堵路段等開展動態的變化監測，深入挖掘交通出行的潛在規律。

3）從供給保障到需求調控的體現。現有評價體系主要從供給保障的角度衡量區域內交通設施保障條件與服務水平，還需要考慮到不同區域需求的差異，如職住分異帶來的大量過江﹑跨區通勤交通量[9]，商業中心停車設施建設對區域交通的刺激等，以形成對城市功能布局與交通影響的完整評價體系。

總之，城市交通服務水平的評價方法很多，目前常用的層次分析法簡單易行，可直觀反映城市交通設施﹑結構與服務能力的發展水平和空間差異，但仍有一定的局限性，需要綜合考慮土地利用功能布局﹑交通流向與流量分配﹑實際路況監測等因素，實現從供給保障到需求調控﹑從靜態評價到動態分析的發展，從而為智慧交通的規劃﹑建設和管理提供更有力的決策支撐。

[1] 許樹柏.層次分析法原理[M].天津:天津大學出版社,1988

[2] Taaffe E J, Gauthier H L, O'Kelly M E. Geography of Transportation[J]. Economic Geography,1973(51):319-349

[3] 李美娟,陳國宏,陳衍泰.綜合評價中指標標準化方法研究[J].中國管理科學,2004,12(增刊1):45-48

[4] 中華人民共和國建設部. 城市道路交通規劃設計規范:GB 50220-95[S].北京:中國計劃出版社,1995

[5] 宋璐.基于手機定位數據的交通OD分布研究[D].南京:東南大學,2015

[6] 龍瀛,張宇,崔承印.利用公交刷卡數據分析北京職住關系和通勤出行[J].地理學報,2012,67(10):1 339-1 352

[7] 程靜,劉家駿,高勇.基于時間序列聚類方法分析北京出租車出行量的時空特征[J].地球信息科學學報,2016,18(9): 1 227-1 239

[8] 吳愛軍.用于智能交通管理的無線視頻監控系統的研究[D].長沙:中南大學,2010

[9] 胡娟,朱麗霞,羅靜.武漢市職住空間特征及評價[J].人文地理,2014(3):76-82

P208

B

1672-4623（2017）09-0001-04

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.09.001

2017-06-23。

項目來源：地理國情監測國家測繪地理信息局重點實驗室2016年開放基金資助項目（2016NGCM10）。

羅名海，博士，正高職高級工程師，主要從事GIS研究。