不同交通方式下居民城际出行网络结构特征——以“春运”为例

基于多元视角下的居民城际出行网络空间结构测度可以较为全面地刻画出城市间的复杂联系特征。论文利用春运期间腾讯迁徙平台中的人口流动数据,采用复杂网络分析方法以及转变中心性和转变控制力等指标,对比分析了航空、铁路和公路3种交通方式下的中国居民城际出行网络结构特征。结果表明：3种出行方式下,航空联系的线路最少,平均出行距离最长;铁路出行人数最多,其次是公路,航空最少。最大优势流中,北京和上海在国内航空出行联系中起着最重要的控制作用,其次是成都和重庆;铁路出行中,北京和成都占据绝对优势;公路多表现为省级行政中心与周边城市的关联。根据转变中心性和转变控制力划分城市类型,在航空和铁路出行网络中,高中心性—高控制力城市较多;公路出行网络中以高中心性—低控制力城市为主。不同出行方式下的城市聚类得到的网络集群“社区”数量有一定差异,航空、铁路和公路出行依次聚类为7、8和10个“社区”。不同类型出行方式透视的城市网络特征存在较明显的差异：航空出行的城际人口流体现出以全国性枢纽城市为核心分布的核心—边缘结构;铁路表现出以国家铁路大动脉沿线城市为核心,向腹地城市逐渐递减的核心—边缘结构;公路出行的城际人口流则表现为与人口规模匹配的局域强聚集的空间格局。     

中国春运城际出行网络结构特征与城市角色识别——基于多元交通客流的测度

作为要素流动的载体和空间重塑的主体,春运交通客流更能透视中国区域发展的新情况新问题。基于2017年春运期间交通客流数据,从整体网络、城际联系和城市节点维度对交通客流网络结构特征进行比较分析并综合识别城市地域交通类型。研究发现：① 与公路客流辐射范围和流量相比,铁路客流较大,航空客流较小;交通客流网络趋于发育为复杂网络;公路客流网络以邻省组合型城市组团为主,铁路客流网络主要为跨省组合型城市组团,航空客流网络均为“破碎”组合型城市组团。② 由短途为主的公路客流、中短途为主的铁路客流和中长途为主的航空客流分别构筑形成的区域空间结构具有显著的分化态势和极化现象,主要发生在“胡焕庸线”东南侧城市群内以及城市群之间。③ 在空间距离制约下,基于城市首位联系刻画而成的交通客流网络空间组织模式存在显著差异。公路客流形成5种区域空间组织模式,铁路客流形成多重组合的核心-边缘空间组织模式,而航空客流则形成多重组合的轴-辐空间组织运营模式。④ 城市地域交通类型分化显著,形成泾渭分明的“沉睡”区与“活跃”区,且中心城市和城市群成为集散客流的主要动力。希冀能为新形势下推动形成优势互补高质量发展的区域经济布局提供借鉴。     

中国客运航空网络节点结构及其外部性因素的空间异质性研究

选择2018年中国民航旅客吞吐量排位前60的机场所在城市作为网络节点、节点间的航线联系作为边构建中国客运航空网络,追踪采集60个机场2018年11月12—18日一周内共计126 064条国内航班数据。运用复杂网络分析方法、多目标加权求和模型搭建了中国客运航空网络节点结构评估体系,运用探索性空间数据分析方法、地理加权回归模型对网络外部性因素的空间异质性进行测度。研究发现：中国客运航空网络小世界网络特征显著,节点度较高的城市在网络中重要程度突出。城市综合实力与客运航空网络节点等级具有呼应性,节点外部性因素指数分布呈现长尾状。经济总量、服务业、潜力系统3个外部性因素对航空运输系统的影响在不同城市空间上表现出集聚特征,主要在华北、华东地区热点集聚,在西部、东北地区冷点集聚。华北、华中等经济相对发达区域的外部性因素对航空运输系统的支持力度更为突出,而东北、中部、西南等地区则较为薄弱。研究将客运航空网络结构特征与支持和反映其结构的城市综合实力差异联系起来,研究网络外部性因素的航空网络连接机制,为网络的稳定和优化提出理论依据。     

东北地区城市网络层级演变特征分析——基于铁路客运流视角

基于2005、2010及2015年东北地区城市间铁路客运班次数据,从网络密度、节点层级、网络层级等3个视角对东北地区城市网络演变进行分析,借助社会经济因子、信息网络进行相关性探讨。结果表明：① 区域网络密度得到明显提升但网络空间拓展相对缓慢、城市联系在地域空间内呈“核心-边缘”格局,网络类型由普列主导逐步向高铁主导转变。② 度数中心度视角下的城市等级体系处于稳定状态、区域核心及次级核心集中分布在哈大沿线;而中介中心度视角下的城市等级体系变动较大、核心城市控制力弱化明显、高位序城市出现空间“跃迁”现象;城市中心度基本反映城市在区域发展中的角色与地位。③ 铁路客运视角下的多层级网络演变分别透视出区域核心组织结构拓展、省域关联格局的孕育与发展、区域网络完善程度;客运与信息核心联系网络均凸显了哈大轴线的主导地位,但二者在城市联系尺度上具有差异性：客运网络的跨区域性特征显著、而信息网络则倾向省域尺度。     

多元交通流视角下的中国城市网络层级特征

交通流是人流、物流等要素流动的主要载体和表现形式,对于认识城市间相互作用等具有重要意义。基于城市间公路、铁路和航空客流数据,对中国城市网络空间关联进行特征提取和规律挖掘。研究表明:1公路流表现出强烈的空间依赖性和对城市群发育程度的良好识别作用;2铁路流呈现出"两横三纵"带状分布格局;3航空流视角则基本形成了以"菱形结构"为核心的城市网络框架。不同类型交通流刻画出不同层面的城市间关联格局,但却有着其内在联系。航空流是城市关联格局骨架构筑的主要形式,铁路流则为核心骨架的连通提供支撑轴带,而公路流是对整体骨架和支撑轴带的有效填充,从而形成区域间相互依赖、不可或缺的要素关联和空间关系。     

多重流空间视角下的中国城市网络空间结构特征及组织模式

城市关系网络化是城市体系结构发展的重要趋势,不同要素流空间网络下的城市体系在空间组织上不尽相同,依托单一要素对网络进行表征的结果具有明显的局限性。本文基于企业联系、科研合作、人口迁徙和引力模拟四类要素网络,从城市节点、路径联系、社区特征等角度剖析多重流空间视角下中国城市网络的外部空间特征与差异,并探究城市间联系的内在模式规律。结果表明：(1)多维数据源视角下构建的多重城市网络在空间组织上表现出相似稳定性和多元差异性的统一。(2)一定程度上依赖于基础设施运转的人流、物流等网络受到地理距离的约束较大,相邻地区的小团体特征明显,社区结构较强;而资金流、信息流等实体性较弱的要素则突破了这种地理限制,发生联系的重点在于目标城市对于要素流的吸引力,社区结构较弱。(3)目前全国城市联系形态上具有层级性和扁平化的双重特征,据此本文基于“管道-蜂鸣”模型提出“社区蜂鸣-守门员-区域管道”城市空间组织模式,这一模式对于阐述中国的城市联系特征具有较好的适用性,可在全国识别出10个核心守门员城市和8个类型区。     

江苏省高速公路的客流空间格局与网络组团结构——基于联网收费大数据分析

依据江苏省2011年、2014年和2017年高速公路联网收费大数据,选择客车通行数据,通过构建O-D流网络和县域联系网络,揭示了客流空间格局和网络组团结构特征。研究发现,客流的空间分布呈现以市辖区收费站、省界收费站及跨江大桥收费站为高值区域的特征,整体上苏南和苏北差异显著;O-D流网络具有明显的无标度特征,组团结构表现为沿高速公路线路分布的特征;县域联系网络节点的位序-规模呈现首位分布态势,网络可以划分为8个组团,区域中心城市为核心的组团结构特征明显。基于联网收费大数据从流动性视角挖掘公路交通的客流特征与空间结构,可为动态化、精细化和定量化分析交通网络提供新的研究视角和方法工具,为有效揭示公路客流的时空规律、优化公路交通与相关设施空间布局提供科学依据。     

中国航空网络空间结构的复杂性

航空运输是现代交通运输的重要组成部分,以机场和航线构建的网络是其提供运输服务的空间载体。基于复杂网络理论,借助度分布、平均路径长度、簇系数、度度相关性、簇度相关性等指标对以城市为节点的中国航空网络空间结构进行分析,发现其度累计概率分布表现为具有置信度较高的指数分布,且具有较小的平均路径长度(2.23)和较大的簇系数(0.69),整体结构呈现"小世界网络"的特点。由于中国航空网络规模较小,且新建机场倾向于直接与最高级枢纽机场建立航线联系,不利于区域枢纽机场的形成。因而除顶层结构(北京—上海—广州)外,中国航空网络的其它层级结构并不十分明显。从节点的度、簇系数、可达性等指标及其相关性分析,中国航空网络空间结构特征差异明显,表现出较强的集聚性,且可达性与城市体系上层结构在空间分布上较为吻合。随着中国航空运输需求的快速增加,未来航空网络在市场经济的推动下,将进一步表现出向具有"无标度"特征的"小世界网络"演变的趋势,航空网络的空间结构将日趋复杂化。     

基于百度贴吧数据的长江中游城市群城市网络联系分析

以百度城市吧主题帖的累积截面数据为基础数据,采用优势流分析法等,定量分析流空间视角下长江中游城市群城市网络联系特征。结果表明：① 长江中游城市群城市贴吧网络联系密度为77.74%,大部分城市间存在比较普遍的网络联系。② 长江中游城市群31个城市可划分为全域、普遍、较多、一般、较少伙伴型城市等5种类型,环鄱阳湖城市群缺少全域和较多伙伴型城市,城市网络联系不如武汉城市圈和环长株潭城市群活跃。③ 长江中游城市群尺度上尚未形成绝对意义上的主导型和次级主导型城市,仅有武汉与长沙表现出了主导型城市的雏形,整体城市网络联系层级结构不是十分明晰。④ 按照主导性、控制力的强弱,长江中游城市群已基本呈现“一主两副三中心五节点”金字塔型的城市网络联系格局,武汉为大区中心城市,长沙和南昌为大区副中心城市,株洲、九江、宜昌可认为是各子城市群的中心城市,岳阳、黄石、襄阳、衡阳和景德镇应定性为各子城市群的控制节点城市。     

武汉都市圈经济联系的空间结构

都市圈空间结构是城市体系中最综合、最富于变化的热点部分。基于武汉都市圈近年来的统计资料,构建经济联系强度模型,定量分析武汉都市圈空间竞争与范围的动态性特征:中心城市对外经济联系存在主要方向,具有时间惯性,空间极化明显;地域空间上经济联系作用强度距离衰减,形成圈层结构分异。从点、线、面组合关系角度,构建节点中心性、通道网络性、范围系统性指标,定量揭示出武汉都市圈经济联系的空间结构等级层次性特征:中心城市中心性等级差异明显,空间分布不均,与交通地理区位紧密相关;主要通道与侍服能力也存在等级层次性,明显形成两城际交通走廊;中心城市腹地范围与自身外向经济联系强度密切相关,受自然地理、行政区划影响明显。     

Understanding spatial structures and organizational patterns of city networks in China: A highway passenger flow perspective

The use of multi-perspective and multi-scalar city networks has gradually developed into a range of critical approaches to understand spatial interactions and linkages. In particular, road linkages represent key characteristics of spatial dependence and distance decay, and are of great significance in depicting spatial relationships at the regional scale. Therefore, based on highway passenger flow data between prefecture-level administrative units, this paper attempted to identify the functional structures and regional impacts of city networks in China, and to further explore the spatial organization patterns of the existing functional regions, aiming to deepen our understanding of city network structures and to provide new cognitive perspectives for ongoing research. The research results lead to four key conclusions. First, city networks that are based on highway flows exhibit strong spatial dependence and hierarchical characteristics, to a large extent spatially coupled with the distributions of major megaregions in China. These phenomena are a reflection of spatial relationships at regional scales as well as core-periphery structure. Second, 19 communities that belong to an important type of spatial configuration are identified through community detection algorithm, and we suggest they are correspondingly urban economic regions within urban China. Their spatial metaphors include the administrative region economy, spatial spillover effects of megaregions, and core-periphery structure. Third, each community possesses a specific city network system and exhibits strong spatial dependence and various spatial organization patterns. Regional patterns have emerged as the result of multi-level, dynamic, and networked characteristics. Fourth, adopting a morphology-based perspective, the regional city network systems can be basically divided into monocentric, dual-nuclei, polycentric, and low-level equilibration spatial structures, while most are developing monocentrically.     

基于城际创业投资联系的中国城市网络结构和组织模式

鉴于现有的城市网络研究尚没有关注企业间投资这一最重要的经济行为之一,所得认知不全面,本文基于城际创业投资联系这一全新视角,刻画了中国城市网络的结构和组织模式,以丰富城市等级和距离衰减作用下的城市网络研究。从节点看,城际创业投资空间分布不均,高度集中在超大城市和直辖市。从联系看,城际创业投资具有明显的层级性,形成以京沪深为顶点的三角形框架,同时城际投资联系的距离衰减特征不充分,高等级城市不受距离约束,尤其是以京沪深为核心的三大城市群间的远距离联系,在1200 km左右形成投资“热岛”。从子网络看,城际创业投资可分成7个社区,社区分布具有“大集聚、小分散”特征,不同社区内部的组织模式各异,主要包括“单中心”模式、“一核多副”模式、“两核多副”模式和“多中心”模式。本文的创新点不仅在于填补了企业间投资网络研究的空白,还与企业总部分支网络进行了比较,结果发现城际创业投资的距离衰减特征强于企业总部分支网络,而等级联系特征则弱于企业总部分支网络。。     

基于公路客流的中国城市网络结构与空间组织模式

多视角和多尺度城市网络逐渐成为认识空间关系的主要途径。公路流数据具有显著的空间依赖性和距离衰减特性,对于刻画区域尺度空间关系具有重要意义。基于全国地级行政单元间的公路客运流,论文尝试刻画中国城市网络功能结构和区域效应,并对其空间组织模式进行特征提取和规律挖掘,以期能够为城市网络研究提供新的方法支撑和认知视角。研究结果表明：① 基于公路流的城市网络空间形态表现出强烈的空间依赖性和层级特征,与中国主要城市群分布存在较大程度的空间耦合,更多体现的是区域尺度的空间关系及核心—外围组合关系;② 通过社区发现算法识别出19个城市经济区,其空间内涵主要包括行政区经济、巨型区域溢出效应和核心—边缘结构等;③ 不同地域系统内城市网络自成体系,表现出显著的空间依赖性和多元的空间组织模式,多层次、流动性和网络化的地域系统格局凸显;④ 从空间形态上看,区域城市网络空间结构大致可划分为单中心结构、双核心结构、多中心结构和低水平均势结构等区域关联形态,并以单中心发育模式为主。     

基于航空客流的中国城市层级结构分析

基于1995、2000和2003三个年份的航空客运统计数据,分析中国城际航空客流的结构,并以优势流(dominant flow)方法为主,辅以距离平方和聚类法,分析中国主要城市在国内客运航空网络中的层级及其变化。研究表明,通过航空客运方式产生的空间联系主要集中于东部地区,中部地区在航空网络的重要性方面落后于西部,北京、上海、广-深3个顶点组成全国航空网络的主干;从主导航空客流角度观察,自1995至2003年,一个高度集中的城市层级在3个全国性中心的控制下形成和发展,航空客运网络层级体系中的顶层结构业已清晰,而以下各层次的结构尚处于分化发展之中。     

基于公路客流的中国城市网络结构与空间组织模式（英文）

The use of multi-perspective and multi-scalar city networks has gradually developed into a range of critical approaches to understand spatial interactions and linkages. In particular, road linkages represent key characteristics of spatial dependence and distance decay, and are of great significance in depicting spatial relationships at the regional scale. Therefore, based on highway passenger flow data between prefecture-level administrative units, this paper attempted to identify the functional structures and regional impacts of city networks in China, and to further explore the spatial organization patterns of the existing functional regions, aiming to deepen our understanding of city network structures and to provide new cognitive perspectives for ongoing research. The research results lead to four key conclusions. First, city networks that are based on highway flows exhibit strong spatial dependence and hierarchical characteristics, to a large extent spatially coupled with the distributions of major megaregions in China. These phenomena are a reflection of spatial relationships at regional scales as well as core-periphery structure. Second, 19 communities that belong to an important type of spatial configuration are identified through community detection algorithm, and we suggest they are correspondingly urban economic regions within urban China. Their spatial metaphors include the administrative region economy, spatial spillover effects of megaregions, and core-periphery structure. Third, each community possesses a specific city network system and exhibits strong spatial dependence and various spatial organization patterns. Regional patterns have emerged as the result of multi-level, dynamic, and networked characteristics. Fourth, adopting a morphology-based perspective, the regional city network systems can be basically divided into monocentric, dual-nuclei, polycentric, and low-level equilibration spatial structures, while most are developing monocentrically.     

我国航空客流网络发展及其地域系统研究

“极化”效应是高速交通网络引导客货流演进的空间表象,由此导致空间作用关系的变化和空间结构的演化。轴心—附属式的“轴—辐”空间模式已经成为航空客流网络发展的基本模式。本文以航空客流为分析对象,探讨了我国城市间的相互作用特征,以及高速运输网络发展的社会经济意义。结果表明,我国大陆航空客流的网络体系形成了明显的地域分异现象,产生了以三个一级枢纽为核心的“轴—辐”系统,即北京、广州和上海系统,以及两个相对独立的次级系统——乌鲁木齐和昆明系统;航空客流存在显著的距离衰减规律,绝大部分客流发生的距离在2400km之内;超大城市是航空客流的集聚地,以其为枢纽的航空网络的合理组织具有重大的社会经济意义     

京沪沿线铁路网络系统职能分工研究

远程高铁、城际高铁和普通铁路三大系统组成的铁路网络系统将在未来发挥举足轻重的作用。基于京沪高铁和京沪铁路近4000份实地调研数据及实际客流,探讨客流流动格局,辨析三大铁路系统的分工。研究发现：① 高铁和普铁城市联系职能分工明显,前者主要服务于中心城市间联系,后者兼顾了普通城市间联系,后者是对前者的补充;② 城际高铁和远程高铁发生明显分工,城际高铁承担城镇群内城市间联系,释放远程高铁客运能力,从而使远程高铁承担各城镇群间联系;③ 相比于普通铁路,高铁旅客公费比例更高,商务出行更多,收入水平更高。研究结论可为修建城际高铁提供经验支持,也为分析高铁对区域城镇空间结构影响提供思路。     

基于“流空间”视角的铁路客运空间组织分析——以长三角城市群为例

当前,以“流空间”视角阐释现代交通运输方式在实现区域一体化中发挥的作用,通过关联性描述其网络空间组织过程,能为交通与城市体系互动发展提供科学支撑。基于此,以2000年以来铁路客运班次数据为依托,应用社区发现算法分析长三角城市群铁路客运网络及空间变化特征,结论如下：① 城市群发育出京沪社区、浙江社区、皖江社区和苏中北社区等子群,各社区内部为铁路客运联系的主要范围和方向,且表现出差异性空间联系格局变化;② 高内部联系社区具有较高外部社区间联系强度,枢纽城市间多发生跨社区高联系,形成不依赖于铁路可达性的“核心-边缘”式结构;③ 按空间特征将各社区分为单核心社区、双核心社区、多核心社区和无核心社区,从社区内联系模式看,核心城市数量不断减少、较高联系通道不断发育,但两者间存在不匹配;④ 从社区间联系模式看,高速铁路在增强跨社区交流过程中扮演重要角色,核心城市间联系增强,客运网络由通道指向转变为枢纽指向。