基于空間句法的上海市浦西區(qū)限行政策效果分析

殷昊、喬羽聲、羅婧童

（1.中國市政工程中南設計研究總院有限公司，湖北 武漢 430000；2.武漢理工大學交通與物流工程學院，湖北武漢 430070；3.湖北省武漢市武漢理工大學，湖北 武漢 430070）

0 引言

中國各個城市的限行政策在實施過程中難免會存在一定的爭議性，如2014 年曹靜等[1]學者采用斷點回歸法討論了北京奧運會期間限行政策下的汽車銷售數量，數據顯示，限行政策效果并不顯著，其原因可能是民眾的行為改變削弱了這一政策的影響，民眾會選擇在不限行的時段或日期出行，或者在不限行的路段駕車出行。要實現限行政策和城市交通發(fā)展的對接，要綜合考慮許多因素。為此，需要更加準確、全面地分析限行政策的可行性，為限行政策的制訂提供理論依據。

1 試驗路網指標分析

對于上海市復雜的大型路網，必須采用輔助指標進行局部路網提取與片區(qū)分割。為了得到合理的指標，建立簡單的試驗路網對輔助指標進行比選。經過對現實情況的抽象，建立圖1所示的試驗路網結構。

圖1 試驗路網結構

如圖1 所示，路網包括119 條路段，79 個節(jié)點，整個路網分為3 個代表性區(qū)域。

在這3 個代表性區(qū)域中，A1 包含標準的方格狀路網，內部具有良好的聯通性，通過片區(qū)通道X1、X2 將B1、B2 相連。其中，B1、B2 內部包含兩個局部的方格路網，通道X1 與B1 方格路網錯層垂直，X2 與B2 方格路網錯層通道方向一致。

鑒于空間句法指標的相互關系，采用交通網絡中的連接度、全局整合度、全局深度3 個指標作為分離試驗路網的候選指標，并載入SDNA 軟件進行計算。

由圖2 試驗路網連接度看出，灰度值較低的部分連接值較低，灰度值較高的部分代表連接值較高，連接度在局部路網分界處出現指標拐點，在局部路網中心向路網邊緣呈現出由深色逐漸向淺色轉變的趨勢。在B1、B2 片區(qū)中，可以看出一個片區(qū)中兩個不同局部網格狀路網邊緣被淺色路線區(qū)分。在A1 片區(qū)中可以看出網格狀片區(qū)邊緣呈淺色，而整體呈由淺色向中心轉變?yōu)樯钌内厔荨?/p>

圖2 試驗路網連接度

根據試驗路網分析得到的連接度指標區(qū)域劃分能力較強，可以作為劃分片區(qū)的優(yōu)秀指標，但是連接值顯示出的值域范圍較窄，連接度雖然在試驗路網中有較好的圖形表現力，但是其數據集合只包括3、4、5、6 四個值（如圖4），取值過于單一會造成路網界限模糊，對實際路網結構的細微擾動也會特別敏感，因此連接度并不是理想的片區(qū)劃分輔助指標。

圖3 為試驗路網全局整合度，其中淺色為全局整合度數值的高值，深色為全局整合度數值的低值，全局整合度在整個試驗路網中顯示出由邊緣淺色到中心深色的漸變趨勢，整體呈現出中心聚集和路網聯系通道集聚的特征，但全局整合度并不能顯示出整體片區(qū)的劃分結果，A 片區(qū)與B 片區(qū)沒有顯示出清晰的邊界路線，也無法區(qū)分B 片區(qū)中不同形式的網格狀路網。各部分數據分布較均勻，表明將之運用到上海市大型路網上會產生整體顏色漸變的效果，這種呈現形式不利于對上海市地面路網的分區(qū)。

圖3 試驗路網全局整合度

圖4 為試驗路網全局深度值，可看出深度值由深色向淺色依次增高，顏色越偏向深色，表示可達性越好，越偏向淺色，可達性越差。由于局部網絡的內部連通性較好，所以深度值在圖中顯示出試驗路網是一個漸變的過程。可以看出B 片區(qū)中不同形態(tài)路網之間有明顯的淺色界限進行區(qū)分。

圖4 試驗路網全局深度值

因此，綜合各個空間句法輔助指標的圖形表現和統(tǒng)計表現情況，將全局深度值作為劃分上海市整體地面路網的主要劃分指標依據。

2 上海市路網實證分析

2.1 實際路網分區(qū)

該試驗取上海浦西區(qū)，包括中心范圍內所有的高速路、快速路、主干道、次干道，以及部分重要支路。每個路段中將不同節(jié)點以及交叉口作為端點，以每條路段作為一個空間單元，計算試驗測試的各項指標。

通過前文所分析的劃分依據——全局深度值，可以看出上海市浦西區(qū)路網路段全局深度值呈現出了較優(yōu)的局部路網剝離能力（見圖5），體現出整體中心灰度值較高，越向邊緣灰度值越淺的中心聚集、邊緣分散的路網特征。這驗證了前文所選分區(qū)輔助指標的正確性以及試驗路網選取的重要性。

圖5 上海市浦西區(qū)域全局深度值圖

選取城市重要片區(qū)，以上海市浦西區(qū)全局深度值為基礎，進行初步的區(qū)域劃分，劃分結果如圖6 所示。

圖6 上海市地面道路分區(qū)圖

2.2 八片區(qū)道路網絡交通狀態(tài)分析

對上海市路網進行分割，得到八片區(qū)路網，載入DEPTHMAP 軟件基于路名ID 連接GPS 數據表，對八片區(qū)的每段研究對象進行GPS 速度分析。分析結果如圖7 所示。

圖7 八片區(qū)路網交通狀態(tài)分析

圖7 中的橫坐標為時間，選取GPS 速度時間為2015 年4 月8 日（星期三）以及2015 年4 月22 日（星期三）的6:00—21:00，縱坐標為某一對應時間點八片區(qū)路段上所有浮動車的平均速度。

通過圖7 可以看出：八片區(qū)路段上所有浮動車的平均車速在10～20km/h 之間，其中，在早晚高峰期平均車速較低，出現明顯低谷，在4 月8 日—4 月22 日之間實施外牌限行政策后，平均車速浮動較大，在早高峰時期平均車速降低，而在14:00—19:00 時段，浮動車平均車速有明顯提高，尤其是晚高峰時期，平均車速大幅提升。

2.3 十一片區(qū)道路網絡交通狀態(tài)分析

對上海市路網進行分割得到十一片區(qū)路網，十一片區(qū)是內環(huán)包圍的片區(qū)，在該片區(qū)內未實施限行政策的高架路段，交通狀態(tài)分析結果如圖8所示。

圖8 十一片區(qū)道路網絡交通狀態(tài)分析

選取GPS 速度時間為2015 年4 月8 日（星期三）以及2015 年4 月22 日（星期三）的6:00—21:00，縱坐標為某一對應時間點十一片區(qū)路段上所有浮動車的平均速度。

圖8 顯示，十一片區(qū)的平均車速值域與八片區(qū)的平均車速值域相似，從圖形表現來看，十一片區(qū)內浮動車的平均車速在6:00—18:00 一直處于相對低谷的狀態(tài)，而在19:00，平均車速提高，19:00 后，平均車速數值較高且相對平穩(wěn)。從十一片區(qū)道路網絡交通狀態(tài)分析圖中可以看出，實施限行政策后，4 月8 日和4月22 日的平均車速變化浮動不大。

3 啟示

中大型城市的交通擁堵問題，是城市交通的綜合系統(tǒng)問題。依據交通需求管理理論，限行政策并不是解決城市內交通擁堵問題的根本辦法。由研究可以看出，政府頒布的一系列交通法規(guī)有利于改變民眾的行為，尤其是限行政策的實施，短期內在我國的一些城市確實有一定成效。

然而，長遠來看，限行政策只能暫時減緩城市交擁堵問題，其效果還需要進一步研究。由于人們的行為干預和其他外部因素的影響，政策效果變得越來越不明確。僅僅依靠限行政策不能很好地解決交通擁堵問題。因此，城市交通管理者更希望通過實施交通限行等相關政策來引導人們形成新的出行觀念，對個體的交通參與行為產生影響，最終實現對城市交通系統(tǒng)的長期優(yōu)化。

4 結論

全局深度值以及局部整合度值具有剝離性好、適用能力強等特點，可以作為劃分大型路網的依據指標。

根據上述研究，限行政策確實在一定時間內以及高架附近區(qū)域起到了緩解交通擁堵的作用，其GPS 數據的改變主要體現在早高峰以及晚高峰時段，基于以全局深度值為劃分依據指標對上海市路網進行區(qū)域劃分，對政策實施路段所在的八片區(qū)和沒有政策實施路段的十一片區(qū)進行對比研究，得出如下結論：

第一，上海市外牌限行政策對擁有高架路段片區(qū)的早高峰時段（6:00—9:00）以及下午和晚高峰時段（14:00—19:00）的交通流有明顯影響，在其他時段對交通擁堵現象影響不明顯。

第二，外牌限行政策的實施對高架路段以及高架附近區(qū)域路段有積極作用，體現為區(qū)域路段整體車速提高，尤其是晚高峰時段的交通擁堵現象得到大幅改善。

第三，擁有高架路段的八片區(qū)，其早高峰時段區(qū)域路段上車輛的GPS 速度數據反饋的交通狀態(tài)反不如外牌限行政策實施前，表明限行政策對城市道路交通流的影響并不都是正相關。限行政策對交通流的影響取決于多個方面的因素，如人為因素，由于高架路段外地牌照限行，民眾在出行必要時段會選擇高架以外的路段行駛，造成某些非高架路段以及在高架路段附近的路段出現擁堵現象；由于政策刺激，民眾可能會選擇置換本地車輛，造成本地汽車保有量增加，進而間接加劇交通擁堵現象。