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。     

长江经济带三大城市群城际客运联系网络结构对比分析

“流空间”是人文-经济地理学关注的重要议题。基于城际客运交通流数据,运用ArcGIS空间分析、城市联系强度模型等方法对长江经济带长三角、长江中游、成渝三大城市群城际客运联系网络结构特征进行刻画,结果表明：①长三角城市群城际客运联系网络以上海市为主核心,苏州、南京、杭州为次核心,通过核心城市向外延伸的交通轴线组成相互之间联系紧密的城市网络,西部与南部地区的联系相对较弱;长江中游城市群城际客运联系网络以武汉、长沙、南昌三个省会城市为核心节点,周边次中心城市与其省会交通联系紧密,但城市间跨省联系较弱,本省城市仅与另外两个省会城市存在突出的向心性联系;成渝城市群高等级联系网络大多指向成都、重庆主城区,次级区域中心城市发育不足,成渝城市主轴线在强交通联系推动下发育成型,但川渝接壤地区的城际客运联系存在“断层”。②长江经济带三大城市群在网络化演化进程中,具有城市群“等级-网络”的基本演化特征,其中成渝城市群、长江中游城市群仍处于“核心-边缘”的双核或三核结构,长三角城市群已出现多核网络化发展趋势。③高速铁路作为新兴要素流,对公路、普通铁路等传统要素流具有明显的替代效应,增强了三大城市群核心城市向外延伸的轴线联系,是驱动城市群城际客运联系网络结构演变的新动力。     

中国中心城市铁路客运的空间联系及其结构图谱

基于全国286个地级城市交互式的"城市—车次—城市"铁路客运联系数据,运用基于O-D网络的GIS空间分析方法,从普快、快速、特快、动车和高铁等细分车次类型的角度全面解构全国铁路客运联系的空间格局与结构特征。研究认为,全国中心城市铁路空间联系分布格局体呈现向东倾斜的"开"字型结构,即由京沪—沪深线(沿海轴)、京广—京哈线两纵轴与陇海—兰新线、沪昆线两横轴相互交汇形成全国铁路客运的骨架。全国铁路客运联系服从类似城市体系的位序—规模分布特征,属于自然状态下集中型的空间最优分布。中国铁路客运联系总体上依托大的交通轴线以近域核心城市间的联系为主,动车组及高铁联系则集中表现为东部三大经济区间的联系。     

日流量视角下铁路客运网络时空格局演变——以成渝地区双城经济圈为例

基于长时序列车时刻表数据,对成渝双城经济圈内铁路客运网络可达性、铁路日流量时空特征展开分析,采用社会网络分析对铁路客运网络展开研究。结果表明：① 成渝双城经济圈铁路客运网络发展经历了双城割裂、廊道构筑与网络完善3个阶段,可达性呈现出沿双城廊道收敛的“哑铃式”空间格局,运量主轴带集聚作用显著,呈由北向南转移态势;② 经济圈铁路客运组织模式由双核扩散转变为廊道集聚扩散;③ 双核凝聚子群范围不断扩大,经济圈铁路客运网络一体化水平大幅提升。     

基于铁路客运网络的省际可达性及经济联系格局

基于铁路客运交通网络把各省会城市抽象为铁路网络中的节点,以2003和2008年省会城市间铁路客运网络的最短旅行时间为度量指标,对我国铁路客运网络的空间可达性及空间格局进行分析,测算各省区间的省际经济联系强度,进而探讨省际间经济联系的空间指向。研究表明:(1)经过第五、六次铁路客运提速,省际可达性获得了显著提升,尤其西部地区提升幅度更大,省际可达性表现出自东部沿海向西北内陆逐渐降低的圈层式空间格局,高于全国平均水平的地区范围在扩展,干线指向性越来越强;(2)各省区对外经济联系总量地域差异突出,东部地带省区的经济联系总量远高于中西部地带省区;(3)地区间经济联系依托京沪、京广以及京哈等主要铁路干线形成了省际联系的主导轴线,并且随着地区经济的发展和铁路网络的大幅度提速,地区经济联系的空间网络格局逐步形成。     

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。     

长江中游城市群铁路客运联系及其空间格局演变

基于铁路客运交通流数据,借助社会网络分析方法,从外部连通、内部连通两方面分析长江中游城市群铁路客运联系及其空间格局的演变。结果表明:(1)2009年~2015年间,长江中游城市群内武汉、长沙、南昌3大中心城市在对外联系和对内联系方面均呈现"武汉最强,长沙次之,南昌最弱","马太效应"日益显著;(2)武汉、长沙、南昌三市的对外联系主导方向各异,存在明显的空间错位现象;(3)2009年~2015年间长江中游城市群内31个城市的铁路交通地位发生较大变化,武汉、长沙、南昌三市的铁路枢纽地位得到巩固与提升,与其作为三大战略支点的地位逐渐匹配;(4)长江中游城市群铁路客运网络中心化程度较低,集中趋势不明显,表现为较低水平的多中心格局;(5)2009年~2015年间,长江中游城市群铁路客运联系网络空间格局由五边形转变为"品"形,省际毗邻城市之间的联系有待进一步增强;南昌市和环鄱阳湖城市群的铁路网络建设也有待完善,以增强其在"中三角"中的支撑地位。     

高速铁路对城市网络结构的影响研究————基于铁路客运班列分析

城市网络是近年来城市与区域研究的一个新方向.基于2003-2013年间8个横截面的中国铁路客运班列数据,采用加权度中心性和社区结构模型,探讨高速铁路建设对城市等级和集聚性空间格局及演化的影响.研究表明:① 基于铁路客运组织的城市等级结构呈现出位序--规模分布的特征和集聚性,且三大地带和各社区内城市也呈现出明显的位序--规模分布,随着高速铁路网络的扩展,加权度中心性的集聚性更明显,并逐步呈现出较为明显的层级结构和社区结构.② 城市等级结构呈现出明显的东中西地带性,廊道效应和经济,人口的耦合性,即基于铁路客运班列的城市等级结构与基于属性数据(人口/GDP)的结果表现出较大的相似性,但也存在一定的差异.城市社区结构与中国高速铁路网络,城市群的空间分布格局基本一致.随着高速铁路的建设,东中西三大地带间城市等级的差异呈扩大态势,但各社区间城市等级的差异呈缩小态势,部分社区核心城市已形成.     

铁路客运提速前后省际可达性及空间格局分析

作为我国省际间最为重要的交通运输方式,铁路交通的便捷度提升对于改善省际社会经济联系有着重要的支撑作用.基于铁路交通网络把各省区省会城市抽象为网络中的节点,以2003、2007年省会城市间铁路客运加权平均最短旅行时间为度量指标,探讨我国第五、六次铁路客运提速前后省际可达性的时空变化及空间格局.研究发现,经过第五、六次铁路客运提速,全国各省区的省际可达性整体上获得了较高的提升,尤其是西部地区省区的可达性提升幅度更高;省际可达性水平表现出自东部沿海省区向西北内陆逐渐降低的圈层式阶梯状空间格局,可达性中心区的范围在逐步扩展,干线指向性越来越强;而省际可达性变动幅度则呈现出由东部沿海向西北内陆增大的圈层式阶梯状地域格局,兰新沿线地区构成全国省际可达性变动的极值区.经过对2003、2007年省际可达性时空变化及空间格局的深入探讨,从客观上论证了铁路客运提速对提升全国各地区省际可达性、加强地区经济联系的重要作用和现实意义.     

河南省城市的经济联系方向与强度——兼论中原城市群的形成与对外联系

本文借助区域间相互作用的引力模型,对河南省省辖市之间以及它们与全国各省会城市之间的经济联系强度进行了计算,并利用河南省公路、铁路和航空客运方面的具体统计资料进行实证研究,验证了城市之间的经济联系强度与公路、铁路客运之间确实有着极强的线性相关性,由此建立了通过城市经济联系强度所占比例的大小来确定城市经济联系方向的研究方法。在此基础上,提出由经济联系强度占区域全部经济联系强度的比例来量化表征经济地理位置的思想,通过河南省区内和区际城市经济联系主要方向和强度的具体计算,表明中原城市群的形成及其与外部城市群的对接有其客观的人流联系基础。     

中国城市网络等级结构特征及组织模式——基于铁路和航空流的比较

交通流是反映城市间社会经济联系的重要表征,被广泛应用于城市网络研究中。基于2010年中国城际铁路与航空客流OD数据,本文从城市节点、流量、子网络视角对中国城市网络的结构特征与组织模式进行了比较研究,发现：① 铁路与航空流视角下的中国城市网络均呈现出以北上广为顶层节点的空间等级结构体系,但除顶层结构外两种网络结构差异较大。② 城市网络体系中的铁路流联系表现出空间邻近性特征,而航空流联系则主要受到城市节点的规模大小与职能属性的影响。③ 铁路流的首位联系受省级行政区划的制约,航空流的首位联系空间跨度大,形成了若干具有垂直层间联系的地域子系统。④ 铁路网络拥有具有显著地域特征的7个子网络,而航空网络中则不存在明显的子网络。技术经济特征与管理体制是造成铁路与航空两种网络特征差异的主要原因。     

21世纪以来俄罗斯人口增长与空间分布格局变化

在“一带一路”与“中蒙俄经济走廊”倡议的背景下,利用人口增减变化率、人口重心、人口密度变化率、人口地理集中度、人口商度等研究21世纪以来俄罗斯的人口增长与空间分布格局变化。结果表明：（1）21世纪以来,俄罗斯人口经历了先降后增的变化过程;中央区的人口显著上升,伏尔加、西伯利亚与远东区均呈下降趋势;莫斯科、圣彼得堡、乌拉尔区、北高加索区南端的联邦主体人口快速增加,西伯利亚区多数联邦主体人口缓慢增加,远东东部、莫斯科外围地域、伏尔加区多数联邦主体的人口缓慢减少,西北区北端联邦主体的人口急剧减少。（2）俄人口空间分布格局变化主要受地区间人口迁移流动的影响。空间上,俄人口重心不断朝西北向迁移,莫斯科市与圣彼得堡市的人口密度快速增加,远东与东西伯利亚区的人口密度缓慢降低,强化了俄人口分界线——“圣彼得堡-图瓦线”。以“圣图线”为界,俄“西密东疏”“欧洲密、亚洲疏”的格局短期不会改变,整体呈“一横、四纵、两团”及若干区域人口集团的空间结构。     

高速铁路情景下的俄罗斯远东铁路可达性及其空间效应研究

以俄罗斯远东联邦区的布拉戈维申斯克—符拉迪沃斯托克(布符)沿边铁路为研究对象,在高速铁路情景下,利用可达性指标测度高铁运行前(普铁)后(高铁)沿线节点的可达性动态变化,探讨该线路升级提速后对沿线各个节点的贡献作用与空间效应。研究表明：未来布符高铁的建设运营使其沿线可达性得到大幅提升,时空收敛获益多,8 h交流圈覆盖全线,可达性最优要素由末端城市(符拉迪沃斯托克)向线路中间城市(哈巴罗夫斯克)自南向北、继而向首端城市(布拉戈维申斯克)自东向西扩散,呈布符铁路首末可达性改善幅度大、部分中间线路可达性改善稍弱的空间特征。可达性的变化加速远东的西南沿边地区空间格局的演变与重塑,布符沿边高铁集散场的空间延拓、袭夺态势加剧;铁路轴带的空间极化加深,呈现新的“核心—边缘”格局;跨城流动性突显,加速空间对接与同城空间发展模式。     

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。     

中国铁路客运网络可达性空间格局

基于铁路客运的基本特点,文章采用空间距离、时间距离、连接性、可选择性等多项指标对我国铁路客运网络可达性空间格局进行了分析。各项指标侧重点不同导致其反映的空间格局的明显差异。空间、时间距离指标均呈现以郑州为核心的中心－外围格局,但前者由中心向外围呈环状各向同性衰减,后者表现为各向异性,沿若干铁路干线衰减速度较慢; 连接性指标中东部地区优于西部,中心地区优于边缘,而可选择性指标东西分异显著,京广线以东(含京广沿线)地区明显优于西部地区。从空间均衡角度,主要体现铁路客运基本服务的空间距离、时间距离、连接性三指标相对较好,但偏重于高级服务的可选择性空间分布相对不均衡。主要铁路枢纽中,北京、上海、郑州、武汉等全国性铁路枢纽可达性明显优于广州、成都、兰州和沈阳等区域性枢纽。     

基于日高铁流量视角的中国高速铁路网络空间特征

构建中国180×180的O-D城市日高铁流量矩阵,基于社会网络分析研究其高铁网络结构特征,结果表明：① 中国高铁网络松散,东、中部网络密度大于东北与西部,以长三角为核心的东南与其他区域不均衡特征凸显,东、中、西、东北包含不同的高铁区系与核心。② 日高铁流量表现为沿京沪高铁“廊道型”向东西两侧递减弱化的“非对称性”格局,形成京沪、京广、杭福深相串联的高铁大三角主骨架;高铁中心要素也呈现沿京沪、京广、沪昆、杭福深等向线路两侧不规则递减格局,“廊道效应”显著。③ 胡焕庸线东南侧城市对高铁要素掌控能力大于西北侧,省会或区域中心城市多为高铁通达服务“中介”,一线城市高铁空间溢出效应有向二、三线城市过渡态势。     

中国铁路客运流联结的城市时间可达性

基于中国铁路客户服务中心提供的客运流数据,采集全国地级以上行政单元（未含港澳台数据）间铁路客运运行的最短历时,基于GIS网络分析和空间分析等方法,选取时间可达性和一日交流圈2个指标对城市可达性进行测度和分析。研究发现： ① 城市时间可达性水平划分为7个级别,在空间上呈现中心-外围式圈层结构,中心区域沿铁路干线和高速铁路线轴向扩展,廊道效应明显,东部、中部地区的城市时间可达性优于西部地区。② 城市之间的时间可达性小于2.0 h的城市对在空间上构成了由京广、京沪、京哈、京福、杭深、青太、徐兰、沪汉蓉、沪昆、广昆等高速铁路连接的“五纵五横”带状分布格局。时间可达性小于10.0 h的城市对覆盖了“胡焕庸线”东南部的大部分区域,城市带转为城市网络。③ 直辖市、省会/首府城市一日交流圈以31个城市为中心,按照时间可达性由小到大呈现轴向扩展,廊道效应明显。基于城市一日交流圈划分了19个城市群和拉萨城市圈,为城市群的划分提供方法借鉴。