基于可達(dá)性分析的甘肅省公路網(wǎng)發(fā)展研究

徐 亮

(甘肅省蘭州公路局中川公路段，甘肅 蘭州 730300)

公路交通網(wǎng)能夠為區(qū)域提供運輸支持，促進(jìn)地區(qū)內(nèi)部人員、貨物的交流溝通，加快了經(jīng)濟的發(fā)展。蔣曉威研究了安徽省城鎮(zhèn)節(jié)點的公路網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性，分析了公路建設(shè)對地區(qū)可達(dá)性的提升作用[1]。謝翠容利用GIS及其空間分析定量測算了武漢市旅游景點可達(dá)性及其空間分布，對旅游空間結(jié)構(gòu)提出了相關(guān)的優(yōu)化策略[2]。張開廣研究了4個時間節(jié)點上河南省高速公路的交通可達(dá)性[3]。高玉祥分析了甘肅省鐵路網(wǎng)建設(shè)與人口、經(jīng)濟的關(guān)系，并給出了路網(wǎng)規(guī)模測算的模型[4]。于麗敏以內(nèi)蒙古的高速、國道、省道等為研究對象，定性研究了自治區(qū)經(jīng)濟發(fā)展對公路建設(shè)的需求[5]。

甘肅省是“一帶一路”的重要節(jié)點省份，公路建設(shè)對經(jīng)濟發(fā)展尤為重要，但公路建設(shè)仍存在一定的差異，不利于經(jīng)濟社會的良好發(fā)展。交通可達(dá)性是反映路網(wǎng)建設(shè)的最直觀指標(biāo)，本文利用GIS計算2018年甘肅省的縣級節(jié)點可達(dá)性，通過分析其空間分布規(guī)律來研究路網(wǎng)建設(shè)的優(yōu)勢與不足，為今后全省的公路建設(shè)提供一定的決策支持。

1 研究區(qū)概況

甘肅省位于中國西北地區(qū)，周邊與內(nèi)蒙、寧夏、陜西、四川、青海、新疆等省區(qū)接壤，地理位置極其重要，總面積42.58萬km2。目前甘肅省主要形成了以高速公路為主骨架、普通國道省道為一般干線的公路網(wǎng)絡(luò)體系，主要公路空間分布如圖1所示。

甘肅省人口分布呈現(xiàn)“東南密西北疏”的空間格局，人口比較密集的地區(qū)有隴南北部、隴東及河西走廊東南部，人口密度低的地區(qū)為隴南山地南部、甘南及河西走廊西部，如圖2所示。

甘肅省公路總里程由2010年的118 879 km增加到2018年的143 228 km，增加了24 349 km。等級公路的比重由72.1%提升為89.4%，2014年的提升幅度最大，等級公路占比逐漸增大表明甘肅省公路運輸體系的質(zhì)量得到改善，公路運輸能力明顯增強，公路里程變化如圖3所示。

2 研究方法

2.1 可達(dá)性

平均可達(dá)性是指所研究的區(qū)域內(nèi)部某點到其他所有點需要花費時間的平均值，計算得到的可達(dá)性值越小則該節(jié)點的交通優(yōu)勢越明顯，其計算公式如下[6，7]：

(1)

式中：Ai——節(jié)點i的可達(dá)性；

Tij——i節(jié)點到區(qū)域內(nèi)j節(jié)點的公路交通成本的最小值；

n——研究區(qū)內(nèi)除選中節(jié)點外的其他節(jié)點數(shù)總數(shù)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)分析

網(wǎng)絡(luò)分析就是利用建立的交通網(wǎng)中各矢量要素的拓?fù)潢P(guān)系及其屬性信息來計算節(jié)點間的通行成本。利用最新的甘肅省交通地區(qū)，通過地圖矢量化的方法獲取各等級的公路要素，按表1內(nèi)容并添加相應(yīng)的字段賦值，作為分析的依據(jù)[8]。

表1 速度賦值

OD矩陣是將區(qū)域內(nèi)的節(jié)點按照起點、終點的順序排列[9]，多被用來計算網(wǎng)絡(luò)中多個起點和目的地點之間通行所需要花費的成本，以任意兩個節(jié)點之間的OD量為元素的矩陣，如式(2)所示。

(2)

3 可達(dá)性分析

3.1 2013年公路網(wǎng)可達(dá)性

利用GIS計算2013年甘肅省縣級節(jié)點的公路網(wǎng)可達(dá)性，并通過IDW法將其空間化，如圖4所示。

由圖4可知，可達(dá)性等值區(qū)主要是以蘭州為中心向周圍擴散，高速公路沿線的縣區(qū)可達(dá)性都比較好，主要為蘭州市、武威市、定西市、白銀市等區(qū)域，可達(dá)性均小于10 h。慶陽市東北部、酒泉市西南部的可達(dá)性最差，均大于14 h。可達(dá)性較差的還有隴南、甘南南部，這些區(qū)域市際、縣際聯(lián)絡(luò)通道偏少，普通省道的鄉(xiāng)鎮(zhèn)覆蓋率不高，城市相互間的通達(dá)時間較長。地級市及其附近的城市可達(dá)性相對于其他地區(qū)較好，環(huán)縣、華池縣由于遠(yuǎn)離公路干線，可達(dá)性是最差的。

河西地區(qū)的公路建設(shè)較好，主要是由于地形平坦、經(jīng)濟發(fā)展快，也是甘肅省重要的商品糧產(chǎn)區(qū)，公路是其經(jīng)濟發(fā)展的重要支撐。由于地形地質(zhì)等因素的限制，甘南、隴南、慶陽等地區(qū)的公路建設(shè)比較薄弱，市州間、縣區(qū)間的運輸通道單一，高等級公路止步不前，嚴(yán)重制約了社會經(jīng)濟的發(fā)展。

3.2 2018年公路網(wǎng)可達(dá)性

經(jīng)過5年的公路建設(shè)，全省各縣區(qū)間的通達(dá)時間都有了大幅縮短，縣區(qū)平均可達(dá)性由2013年的9.85 h縮短為2018年的6.92 h，提升幅度為29.7%。由于公路網(wǎng)的不斷建設(shè)，隴南南部、臨夏南部的可達(dá)性提升較為明顯。由于定武高速公路的建設(shè)，武威市北部、金昌市的可達(dá)性都有了顯著改善，計算的可達(dá)性空間分布如圖5所示。

蘭州市及其州地區(qū)的可達(dá)性始終是全省最優(yōu)的，這與其地理位置有密切的關(guān)系，作為重要的交通樞紐，其始終都是多條高速公路的交匯地，高速公路的修建對可達(dá)性有很大的提升。不同地區(qū)的可達(dá)性的提升幅度不一樣。可達(dá)性提升與公路建設(shè)有密切的關(guān)系，公路建設(shè)較快的區(qū)域可達(dá)性提升最明顯。可達(dá)性提升最大的為環(huán)縣、華池縣、肅北縣和阿克塞縣，提升幅度均超過4 h，為經(jīng)濟社會的發(fā)展提供了運輸支撐。

3.3 甘肅省公路網(wǎng)的發(fā)展建議

甘肅省由于狹長的地形特征，城市位置相對分散，雖然公路網(wǎng)建設(shè)取得了一定的成績，但由于地域遼闊，全省的公路網(wǎng)密度仍然比較低，與周圍省區(qū)2018年的公路網(wǎng)建設(shè)比較[10]如表2所示。

表2 甘肅省公路里程與周圍省區(qū)比較

甘肅省公路網(wǎng)密度僅是全國平均值的2/3，與周圍省區(qū)相比，其僅高于新疆自治區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)和青海省，經(jīng)濟發(fā)展好的陜西省、四川省公路網(wǎng)密度均為甘肅的2倍多。由于狹長的地形，全省各市州在獨立的區(qū)域內(nèi)各自為戰(zhàn)，分割現(xiàn)象明顯，公路網(wǎng)建設(shè)沒有形成整體布局、協(xié)同建設(shè)的模式，造成了社會資源的浪費。

甘肅省應(yīng)該首先加密東部地區(qū)的公路網(wǎng)，圍繞能源開發(fā)、裝備制造、城鎮(zhèn)化建設(shè)等形成網(wǎng)格狀路網(wǎng)，加快陜甘寧革命老區(qū)、關(guān)天經(jīng)濟區(qū)、隴東隴南城市帶的路網(wǎng)發(fā)展。中部以蘭白、蘭州新區(qū)為中心建設(shè)“圈層+輻射狀”的路網(wǎng)，促使其成為絲綢之路經(jīng)濟帶重要的交通網(wǎng)絡(luò)支撐。逐步實現(xiàn)縣縣通高速、與周邊省區(qū)連接順暢、鄉(xiāng)鎮(zhèn)連省道的目標(biāo)。

4 結(jié)語

1)甘肅省公路網(wǎng)的主骨架已初步形成，高等級公路通達(dá)的范圍和覆蓋率不斷提升，高速公路沿線地區(qū)的路網(wǎng)建設(shè)較好。可達(dá)性具有明顯的空間差異，路網(wǎng)建設(shè)完善的地區(qū)可達(dá)性較好。

2)甘肅省應(yīng)該緊跟“一帶一路”建設(shè)的步伐，以縣縣通高速為目標(biāo)，加快省內(nèi)高速公路的建設(shè)來提升全省的整體可達(dá)性，為地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展提供運輸支撐。