基于路網結構的城市公共交通站點可達性研究
——以宿州市埇橋區為例

李 龍，朱述美，李小芳

1.安徽師范大學地理與旅游學院，安徽蕪湖，241000；2.宿州學院管理學院，安徽宿州,234000

關于可達性相關探究開始于古典區位論，后來學者逐漸將其視作研究交通成本的重要因素。由于相關著作的不斷出現，針對可達性的概念、體系和方法開始涌現，研究范圍也由開始的區位論延伸到地理空間、區域和交通規劃等領域。交通可達性的理念也在這個時期出現，研究方法也發生了轉變，從單一的可達性計算方法到綜合的可達性度量模型[1-2]，以及后來衍生一些多維度組合模型[3]。

伴隨著城市化進程的不斷推進，國內大都市交通出行問題逐漸顯現，各種公共設施的空間布點也被視為區域交通規劃的重點，其中不乏一些學者開始以公共設施當作可達性研究的重要案例，有從不同尺度范圍對公共交通可達性進行實證研究[4-6]；也有從可達性模型搭建角度評價不同公共交通方式可達性水平[7-8]，進而提出公共交通優化舉措；還有一些學者將研究重點聚焦到可達性衡量指標體系的篩選[7，9]、可達性計算方法的評價等方面[10-12]。

公共交通作為城市交通的重要組成部分，是促進城市發展的重要手段，持續影響著城市空間結構演化、各種產業布局、城市居民生活等方面。從可達性的角度出發，思考和解決公共交通發展中的問題，對于城市發展和交通規劃的協調統一有著深遠的意義。文本以宿州市埇橋區公共交通路網和公交站為研究對象，選取核密度估計和加強平均旅行時間等方法，計算城市公交站點可達性，客觀、真實反映宿州市埇橋區公共交通可達性現狀，以期為提高公共交通可達性，完善公共交通網絡提供理論參考。

1 研究區域、數據與方法

1.1 研究區域概況

宿州市埇橋區處在安徽省東北部，北臨江蘇省，位于黃淮平原中部，地理坐標北緯33.63°，東經116.98°,市總面積2 868平方千米，是全國最大的縣級區。目前，埇橋區下轄12個街道、24個鎮(鄉)和1個管理行政區。截至2020年11月，常住人口174.3萬人。本文選取宿州市埇橋區作為研究區域(圖1)，區域內現有公交線路37條，公交站臺(點)520個，線路總長度624.7公里。

圖1 研究區域圖

1.2 數據來源

文本采用的空間邊界和路網數據來自2020年安徽省宿州市埇橋區地圖；公交站點數據源自于宿州市公共交通公司官網數據和宿州市埇橋區公交站點POI興趣點(point of interest,POI)等相關資料。通過ArcGIS 10.2軟件將研究區域地圖進行矢量化，將交通路網導入并統一進行坐標投影轉換為WGS1984，構建研究區域地理數據庫，主要包括路網交通數據和公交站點數據。

1.3 主要研究方法

借助ArcGIS 10.2軟件中成本距離算法，計算研究區域內任意公交站到其他區域花費時間最少通勤時間，然后結合公式(3)，計算區域內任意公交站的平均旅行時間，即可達性。道路等級和地表類型實際差異都會導致到達公交站時間區別。借鑒前人智慧結晶，根據研究區域實際情況，確定了出行時間成本值的計算公式。公式表達如下:

(1)

其中，V為不同地表類型的設定速度。

結合實際情況，根據《中華人民共和國公路工程技術標準(JTGB-2003)》中不同等級道路通行速度，得出文中最后時間成本值如表1所示[13]。

表1 不同交通方式和土地類型的時間成本值

1.3.1 核密度指數

核密度指數用來分析公交站點空間分布狀態。原理是以區域內每個樣本點為圓心，選取一定長度的半徑產生圓，柵格單元密度值隨著距離圓心的距離增大而減小，也就是圓心位置密度值最大，邊界距離處密度值為零。具體計算公式如下[13]：

(2)

其中，k(·)為核函數；h>0為帶寬；x-xi為估計點x到樣本點xi的距離。

1.3.2 加權平均旅行時間

為進一步探究公交站點可達性的空間分異規律，嘗試用研究區域內每個公交站點到其他任意公交站點可達性的加權平均值來反映該公交站的空間可達性，也就是公交站點的加權平均旅行時間[13]。

(3)

其中，i、j是研究區域內任意兩個公交站點；Tij是研究區域內i公交站到達另一個公交站j花費最少通勤時間；n是研究區域內公交站點總數；Ai是區域內i公交站點的平均旅行時間。Ai數值越小，則說明研究區域內i公交站到其他公交站花費的時間成本越少，換句話說可達性就越好。

2 結果分析

2.1 公交站點空間分布

為了更加形象展示宿州市埇橋區公交站空間分布規律，利用ArcGIS 10.2軟件中的核密度分析模塊，分析研究區域公交站分布特征。結果如圖2所示，宿州市埇橋區520個公交站空間分布集聚特征突出，整體上呈現“一主一副兩軸”的“十”字型框架。“一主”是指公交站空間分布集聚中心在埇橋區的主城區內。主城區內路網密集，商貿發達，人流量大，公交站設置間距較小，空間分布密度相對較大。“一副”即公交站空間分布次級中心，該片區域主要集中在埇橋區的東部，宿州馬鞍山現代產業園區(宿馬園區)內部，高鐵宿州東站附近，宿馬園區未來將是宿州城市副中心，該片區域基礎設施完善，城區建設初現規模，各種產業園區林立，集聚了大量人流、物流。而宿州東站作為宿州及周邊縣區出行的重要交通樞紐，為了加強市區與宿馬園區、宿州東站空間聯系，方便市民出行，埇橋區開通了5條公交線路，分別是K1路、K2路、27路、29路和37路，共計124個公交站點。“兩軸”分別是沿G206、S407(符離大道)南北軸線，其中符離大道既是連接宿州與徐州的城際快速通道，又是串聯皇藏峪旅游景區等五大旅游景區的旅游廊道，沿線設置了12處公交站。G206是貫穿宿州南北的交通走廊，兩條線路都是加快宿州發展的交通大動脈。沿G343(宿州大道)、S303東西軸線，宿州大道是加強市區與宿州東站和宿馬園區空間互動的通勤要道，開通了4條公交線路。S303貫穿城區東西，連接G344和S306，穿過主城區最繁忙路段之一的汴河路，沿途也開辟了多條公交線路。

圖2 宿州市埇橋區公交站核密度圖

表2 宿州市埇橋區公共交通站點分布

分鄉鎮街道來看，公交站點空間分布不均衡，內部異質性明顯，呈現出以市中心為核心的距離衰減規律，集聚中心主要在西關街道中北部和三八街道交界地帶，該片區域集中了拂曉大道、銀河二路、人民路等多條交通主干道，而且小區密布，人口密度大，加上中國建設銀行、宿州一小(環宇校區)、宿州市政務中心等各種配套設施齊全，人流量巨大，設置了多處公交站臺。具體來看，公交站點主要布局在主城區范圍內，站臺數量達到了292個，占比54.5%；其中三八街道數量最多，布有86個站臺，占比16.50%。距離主城區地理位置越遠的鄉鎮街道公交站越少，尤其是公交線線路尚未涉及的邊遠鄉鎮，如埇橋區南部的大營鎮、永鎮等，東北部褚蘭鎮、解集鄉、時村鎮等。影響公交站臺空間分布的原因除了公交路線、路網結構、人口分布等外，還有一個客觀原因就是行政區劃面積，像金海街道和宿州馬鞍山現代產業園區，雖然地理位置沒有靠近主城區，人口密度不及主城區的三八街道等區域，但是這兩個街道(園區)行政區劃面積廣闊，客觀上也影響了公交站的空間分布。

2.2 公交站可達性空間分異

2.2.1 總體空間可達性分析

基于宿州市埇橋區綜合交通路網，以520個公交站作為初始點，計算公交站到全區任意地方可達性值，進而借助ArcGIS 10.2軟件進行可達性空間分布特征可視化表達，結果如圖3所示。宿州市埇橋區公交站可達性在空間分布上具有以下特征：(1)可達性分布是以公交站點為圓心的圈層結構，越靠近公交站，可達性越好，反之可達性較差；(2)可達性較好的區域整體上表現出“以中心城區為核心，向外呈現條帶放射狀”，且中心城區具有連片成面的趨勢，南北條帶和東西條帶也表現出空間合并態勢，尤其是東西條帶合并傾向更加突出；(3)可達性最差的區域主要集中在埇橋區東北部，出現了可達性塌陷地帶，其次是東南和西南部；(4)可達性對路網結構依賴性較強，即路網密度越大、等級越高的區域，公交站點的空間可達性就越好。反之，可達性越差。

圖3 宿州市埇橋區公交站可達性分布圖

為準確展現埇橋區公交站可達性空間分布規律，把5 min作為衡量尺度，將公交站可達性切分成10個不同的時間區間，不同時間區間用不同顏色的條帶展示，形成了不同色帶的可達性圈層空間分布圖，結果如圖3所示。然后根據組成不同色帶的柵格數量在全部柵格數據集的占比來表示不同時間區間到達面積在整個研究區域總面積的占比情況。整體上看，宿州市埇橋區公交站空間可達性較好，平均可達性是16.2 min，即區內任意地方到最近的公交站所花費的最少時間為16.2 min。不同時間區間可達性內部差異顯著。可達性在15 min以內，占比約是22.3%，即約在22.3%的區域，尋找最近的公交站點需要用時15 min，值得注意的是這個區域還需要在具體的地理位置，但此處僅僅從面積占比情況來反映公交站可達性的內部差異。可達性在30 min以內，占比約是44.6%，還未達到總面積的一半。需要特別提出的是公交站可達性超過45 min的區域面積占比約33.1%，這些區域影響整個埇橋區公交站的平均可達性。

2.2.2 鄉鎮街道可達性分析

在圖3的基礎上，借助ArcGIS 10.2軟件空間統計分析工具，計算鄉鎮街道微觀層面的宿州市埇橋區公交站可達性，結合自然間斷點分級法(jenks)，將可達性分為好、較好、一般、較差和差五大類，結果如圖4所示。由圖4可見，基于鄉鎮街道的埇橋區公交站可達性空間分布差異較大。整體上看，公交站可達性好的地域主要還是集中在中心城區及周邊部分區域，南至金海街道，北達汴河街道，西連西二鋪鄉，東至宿州馬鞍山現代產業園區，大體呈現出東西較寬，南北稍窄的片區，分布的鄉鎮街道達到17個，約占40.5%，說明埇橋區公交站整體可達性較好。再來看屬于可達性較好區域的鄉鎮街道，該類型分布的區域呈現出“大分散、小集聚”的特征，大體分散在中心城區的北、東、南三個方向，按照方位不同局部集聚成北部片區、東部片區和南部片區三個片區，北部片區是符離集鎮、夾溝鎮、曹村鎮和宿州埇橋經濟開發區四個區域，北部片區擁有連接徐州市的快速通道符離大道，開通了k902城際公交。東部片區主要是灰谷鎮、蒿溝鄉和苗安鄉三個鄉鎮，該片區域有多條公交線路穿過或是靠近交通干道，可達性較好。南部片區由兩個鄉鎮街道開發區組成，分別是宿州經濟開發區北楊寨行政管理區和桃園鎮，該片區有G206貫穿南北，開通了7路、36路公交車，沿途設置多個公交站點，可達性較好。公交站可達性屬于一般水平的鄉鎮街道分布在西南部，沿大店鎮、蘆嶺鎮、大澤鄉鎮、蘄縣鎮和永鎮鄉形成了西南部的集聚片區，除此之外，在中心城區的北部還零散分布著三個鄉鎮，分別是桃溝鄉、順河鄉和夾溝農場。公交站可達性較差的區域主要集中在六個鄉鎮，依次是楊莊鄉、欄桿鎮、支河鄉、永安鎮、時村鎮和大營鎮，這六個鄉鎮距離城區較遠，尚未開通直達市區的公交路線，交通不發達。公交站可達性最差的鄉鎮是褚蘭鎮和解集鄉，同楊莊等六個鄉鎮一樣，相對于中心城區較遠，地理位置偏僻，到達最近公交站點的時間超過30 min，公共交通十分不便。

圖4 宿州市埇橋區鄉鎮街道公交站可達性分布圖

就整個研究區域而言，可達性水平處于好和較好檔次的鄉鎮街道有26個，約占總數的61.9%，說明宿州市埇橋區公交站在鄉鎮街道維度的可達性整體較好。在一般及以下的鄉鎮街道有16個，約占總數的38.1%，表示還有部分區域需要進一步完善基礎路網設施，增設相應的公交站點。

3 結 論

宿州市埇橋區公交站空間分布集聚特征突出，呈現“一主一副兩軸”的“十”字型框架結構。“一主”是指公交站空間分布集聚中心，主要在埇橋區的主城區內，這也是埇橋區最大集聚中心，超過300個公共交通站點分布在主城區，約占全部交通站點的59.8%；“一副”即公交站空間分布次級中心，該片區域主要集中在埇橋區的東部，公共交通站點約50個，數量不多，分布區域面積較小，空間集聚特質明顯；“兩軸”分別是沿G206、S407(符離大道)南北集聚軸和沿G343(宿州大道)、S303東西集聚軸，兩軸集中了超過50%的公共交通站點。南北集聚軸和東西集聚軸的交叉點是公交站空間分布的集聚中心，即“兩軸”的交叉點演化成了“一主”。

從鄉鎮街道層面分析宿州市埇橋區公交站點空間分布發現其不均衡性和內部異質性明顯，呈現出以市中心為核心的距離衰減規律，集聚中心主要在西關街道中北部和三八街道交界地帶。

宿州市埇橋區公交站可達性在空間分布上具有以下特征：①可達性分布是以公交站點為圓心的圈層結構且對路網結構依賴性較強；②可達性較好的區域整體上表現出“以中心城區為核心，向外呈現條帶放射狀”，中心城區具有連片成面的趨勢，南北條帶和東西條帶也表現出空間合并態勢；③可達性最差的區域，即可達性塌陷地帶，主要分布在埇橋區東北部。

基于鄉鎮街道的宿州市埇橋區公交站可達性整體較好，約61.9%的鄉鎮街道公交站可達性屬于較好及以上水平。但內部差異較大，埇橋區東北部和西南部鄉鎮街道公交站可達性相對較差，尤其是地理位置不佳的褚蘭鎮和解集鄉公交站可達性最差。