中国铁路客运流联结的城市时间可达性

张莉, 赵英杰, 陆玉麒, 滕野

地理科学 ›› 2020, Vol. 40 ›› Issue (3) : 354-363.

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地理科学 ›› 2020, Vol. 40 ›› Issue (3) : 354-363. DOI: 10.13249/j.cnki.sgs.2020.03.003

中国铁路客运流联结的城市时间可达性

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Urban Time Accessibility of Railway Passenger Traffic Flow in China

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摘要

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: 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。 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。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。

Abstract

Within region, accessibility refers to the degree of convenience which a particular transportation system can be used to reach other cities or regions. Railway passenger transport is an important part of China's long-distance passenger transport system. The opening and operation of the high-speed railway has shortened the travel time between cities along the line, and has a profound impact on regional spatial organization. Temporal distance has been widely applied to the evaluation of railway accessibility. Based on the railway passenger transport flow, this paper captures the shortest time between 315 cities in China (excluding Hong Kong, Macau and Taiwan) by using the network data of www.12306.cn. And this paper explores the spatial pattern of urban time accessibility and the spatial connections and hierarchical characteristics of the inter-city time accessibility through the network analysis and the spatial analysis of GIS. According to the result of time accessibility, it analyzes the isochronous rings and daily-communication-area of 31 central cities. The research indicates: 1) At present, China has 315 prefecture-level administrative units with railway passenger train stops. According to the natural discontinuity classification method, the time accessibility level is categorized into seven degrees,present a core-periphery sphere structure. The central area extends axially along the main railway line and high-speed railway line, which shows the strong influence of the ‘corridor’. The urban time accessibility of the eastern and central regions is better than the western region. 2) The city pairs with time accessibility less than 2 hours constitute a ‘Five vertical and five horizontal’ zonation pattern connected by Beijing-Guangzhou HSR, Beijing-Shanghai HSR, Beijing-Harbin HSR, Beijing-Fuzhou HSR, Hangzhou-Shenzhen HSR, Qingdao-Taiyuan HSR, Xuzhou-Lanzhou HSR, Shanghai-Wuhan-Chengdu HSR, Shanghai-Kunming HSR and Guangzhou-Kunming HSR lines. Cities with time accessibility less than 10 hours cover most of the southeast region of the ‘Hu Huanyong Line’ and the urban belt is transformed into the urban network. Cities with time accessibility longer than 10 hours are mainly connected to the eastern and western regions with a long spatial distance. 3) Daily-communication-area of central cities expand axially. And the corridor effect is obvious. It is divided into four degrees according to the number of cities included in the daily-communication-area. The daily-communication-area covers 227 cities which mainly distribute in the southeast of the ‘Hu Huanyong Line’. This paper divides 19 urban agglomerations and Lhasa city circle based on the daily-communication-area of 31 cities. Compared with the urban agglomeration development plan approved by the State Council, the scope of the urban agglomeration is highly consistent, which provides a reference for the division of urban agglomerations.

关键词

铁路客运流 / 时间可达性 / 一日交流圈 / GIS网络分析

Key words

railway passenger traffic flow / time accessibility / daily-communication-area / GIS network analysis

引用本文

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张莉, 赵英杰, 陆玉麒, 滕野. 中国铁路客运流联结的城市时间可达性[J]. 地理科学, 2020, 40(3): 354-363 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2020.03.003
Zhang Li, Zhao Yingjie, Lu Yuqi, Teng Ye. Urban Time Accessibility of Railway Passenger Traffic Flow in China[J]. SCIENTIA GEOGRAPHICA SINICA, 2020, 40(3): 354-363 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2020.03.003
可达性,是指利用一种特定的交通系统从某一给定区位到达活动地点的便利程度[1]。在区域范围内,可达性反映了某一城市或区域与其它城市或区域之间发生空间相互作用的难易程度[2]。距离是影响可达性的重要因素,空间距离、时间距离、经济距离是度量可达性的基本因子。基于地理信息系统平台的缓冲区分析、最小邻近距离分析、最短路径分析、成本距离加权分析等方法广泛应用于可达性水平的计算中[3,4,5,6,7,8]。铁路客运是中长途客运体系的重要组成部分。高速铁路的开通运营缩短了沿线城市之间的旅行时间,对区域空间组织产生深刻影响[9]。时间距离广泛应用在铁路可达性的评价中,但将空间距离转化为时间距离时,通常根据道路属性和技术等级设定不同的运行时速,采用城市间空间距离与铁路时速的商值作为城市间的旅行时间[10,11],计算过程中假设在各交通设施中均为匀速行驶,忽略了城市之间联系的中转停留,脱离了城市铁路联系的实际状况[12]
铁路客运的运行时间是定额时间,在不考虑晚点的情况下,从某地到另外一地的出发时间和到达时间是确定的[13]。由于铁路交通对客运组织具有极大的依赖性,基于铁路网络的列车时刻表较之单纯的铁路网络更具意义[14]。基于铁路客运流的列车时刻表和客运网络数据,主要通过提取城市间的时间数据用于最短旅行时间[14,15,16]、加权平均旅行时间[17,18]、经济潜力[19]等可达性的评价,以及利用列车班次数据[20,21,22,23,24,25]进行城市间铁路客运联系的研究。全国层面上地级以上行政单元时间可达性的空间格局和城市间铁路客运时间联系的相关研究鲜少见到。鉴于此,本研究试图通过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研究方法,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,旨在对中国铁路客运流联结的城市时间可达性空间格局和空间联系进行特征提取,以期为城市发展和铁路规划提供决策参考,为城市群的划分提供方法借鉴。

1 数据资料与研究方法

1.1 研究对象与数据来源

根据2017年7月中华人民共和国行政区划的基本情况,全国共有338个地级以上行政单元(未包括台湾省和香港、澳门特别行政区),其中23个地级行政单元没有铁路客运站点停靠。选取全国已经开通铁路客运的4个直辖市和311个地级行政单元所在地城市(284个地级市、6个地区、18个自治州、3个盟)作为研究对象。
采集2017年11月2日中国铁路客户服务中心(http://www.12306.cn)城市之间运行的最短历时,在出发地分别输入315个城市名称,在目的地分别输入出发地之外的314个城市名称,按照最短历时统计得到315个城市中任意2个城市之间的最短旅行时间,数据结构为315×314的矩阵,共98 910个关系数值。用以表征铁路客运流联结的城市时间可达性。
如果2个城市之间有直达列车,则将城市间运行时间排序,从中提取最短历时;如果2个城市之间没有直达列车,城市间的最短历时则使用中国铁路客户服务中心提供的接续换乘功能,检索换乘1次的最短总历时(包含接续时间)。如果城市间换乘1次仍无法到达,则采集城市间多次换乘时间的最短总历时(包含多次换乘的接续时间)。对于铁路客运而言,列车上行和下行在运行时间上可能存在一定的差异,2个城市间的最短历时为城市间往返的平均值。

1.2 时间可达性评价指标

1) 平均最短旅行时间。定义为一个城市与区域中其他城市间铁路客运的平均最短总历时,表征城市的时间可达性水平,其值越小,可达性越好,表示该城市与其他城市的联系越快捷。
Ti=j=1nTijn
(1)
式中: i j 为区域中的城市; Tij 为城市 i 与城市 j 间的时间可达性,即城市 i 与城市 j 间的铁路客运的最短总历时; Ti 为城市 i 的时间可达性,即城市 i 到区域中其它 n 个城市铁路客运最短总历时的平均值。
2) 等时圈与一日交流圈。等时圈是指以某城市为中心,以同种交通方式经过相同时间可到达的空间所组成的区域。一日交流圈通常指以区域内某中心城市为出发点,一日之内可以往返的最大交流范围[26]。本文将一日交流圈定义为:以某一中心城市为出发点,采用铁路交通方式出行,以铁路客运最短历时为指标,单程3.0 h可到达的范围,从某种程度上反映了该中心城市最直接的经济腹地。根据时距长短,进一步划分为0.5 h、1.0 h和2.0 h等时圈。

1.3 基于GIS的可达性分析方法

1) 插值法。将采集到的2017年11月2日全国地级以上城市之间的最短历时数据按照公式(1)进行可达性计算,并使用ArcGIS反距离权重插值法对全国地级以上城市点图层的时间可达性属性字段进行插值,得到315个城市时间可达性空间格局图,并依据自然间断点分级法进行分级符号表达。
2) 基于O-D(交通起-止点)联系的网络分析法。根据采集的全国地级以上城市之间的最短历时数据构建城市间最短历时的O-D矩阵表格,同时构建带有X、Y坐标属性的城市驻点属性表,在ArcGIS中进行表连接后生成存储有坐标属性的城市间最短历时的O-D矩阵表,选择ArcToolbox工具箱Data Management Tools(数据管理工具箱)中Features(要素工具集)里的“XY to Line”工具,生成城市间的时间可达性联系线图层。
3) 平铺法。分别以4个直辖市和27个省会/首府城市为出发点,统计其到达全国已经开通铁路客运的315个地级以上行政单元的铁路客运最短历时,在ArcGIS中将全国地级以上行政单元面图层的时间可达性属性字段作为制图表达对象,得到31个城市的等时圈和一日交流圈。

2 基于铁路客运最短历时的城市时间可达性

2.1 城市时间可达性水平及空间格局

中国目前共有315个地级以上行政单元有铁路客运列车停靠,依据自然间断点分级法将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(图1),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。
图1 中国城市时间可达性空间格局
未含港澳台数据

Fig.1 Spatial pattern of urban time accessibility in China

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时间可达性12.0~19.5 h的郑州、武汉、南京、石家庄、北京、西安、长沙、合肥、济南、南昌、上海、杭州、天津等13个省会城市、直辖市和与其相邻的43个地级市构成了时间可达性最好的核心区域。56个城市在空间上连接成由陇海线(兰州-连云港)的宝鸡-徐州段、京广线(北京-广州)的北京-郴州段和京沪(北京-上海)-沪杭(上海-杭州)线组成的“大”字形一横两纵结构。该区域城市通过陇海线、京广线、京沪线、沪杭线以及京广(北京-广州)、京沪(北京-上海)、沪杭(上海-杭州)、徐兰(徐州-兰州)高铁与全国其他地级市进行便捷的客运联系。时间可达性19.5~22.5 h的太原、广州、兰州、福州、重庆5个省会城市、直辖市和38个地级市沿着时间可达性核心区域的“大”字形一横两纵向两侧扩展、填充,陇海线的宝鸡-徐州段向西延伸至兰州,沪杭线向西延伸至怀化,京广线的北京-郴州段向南延伸至广州,京广线、京沪线和沪昆线(上海-昆明)之间的城市连成一片。时间可达性22.5~28.5 h的贵阳、沈阳、成都、呼和浩特、南宁、西宁、昆明、长春8个省会/首府城市和75个地级市继续向外,呈圈层拓展。时间可达性大于28.5 h的城市向北、向西圈层式扩展,时间可达性逐渐变差,包含银川、哈尔滨、乌鲁木齐、海口、拉萨5个省会/首府城市和128个地级行政单元。
按照1986年“七五”计划以及2000年国家制定的西部大开发战略将中国划分为东部、中部和西部。东部11个省级行政单元、中部8个省级行政单元和西部12个省级行政单元的城市时间可达性平均值分别为25.6 h、26.2 h和39.7 h,东部、中部地区的城市时间可达性优于西部地区。时间可达性第一级别的城市主要分布在京津冀城市群、长江三角洲城市群、长江中游城市群和中原城市群。时间可达性小于28.5 h的第一、第二和第三级别共182个城市构成了北至长春-兰州连线,西至兰州-南宁连线,东、南至海岸线的四边形,该区域经济发达,人口众多,铁路网密集,时间可达性好,与其他城市联系频繁、快捷。时间可达性大于39.5 h的第五、第六和第七级别城市主要分布在新疆维吾尔自治区、西藏自治区、云南省和黑龙江省,这些城市地理位置边缘,铁路交通网稀疏,与其他城市直达铁路客运列车少。

2.2 城际时间可达性的空间联系与层级结构

城市间的时间可达性反映了城市间铁路客运流的便捷程度以及城市间联系的紧密程度(图2)。时间可达性小于0.5 h的共有106对城市,主要分布在京沪高铁的北京-泰安段、枣庄-上海段,京广高铁的石家庄-岳阳段和京哈高铁(北京-哈尔滨)的长春-鞍山段3条纵向铁路沿线。京沪高铁沿线的泰安-枣庄之间的时间可达性为0.6 h,其余相邻城市时间可达性均在0.5 h以内,成为中国城市间联系最快捷的铁路线。沪昆高铁(上海-昆明)沿线由于城市相距较远,城市对呈间断分布。时间可达性0.5~1.0 h的217对城市主要分布在京广、京沪、京哈、京福(北京-福州)、徐兰、沪昆高铁沿线,构成了“四纵两横”城市带。北京-天津-济南、长春-哈尔滨、合肥-南京-上海-杭州构成了省会、直辖市间最快捷的联系(表1)。时间可达性1.0~2.0 h的共有569对城市,继续加强“四纵两横”沿线城市联系,沪昆高铁沿线相邻城市全部连接。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(杭州-深圳)、青太(青岛-太原)、徐兰、沪汉蓉(上海-成都)、沪昆、广昆(广州-昆明)高铁连接的“五纵五横”带状分布格局。时间可达性小于2.0 h的省会/首府、直辖市连接成京沪(北京-天津-济南-南京-上海)、京广(北京-石家庄-郑州-武汉-长沙)、京哈(沈阳-长春-哈尔滨)、沪汉蓉(上海-南京-合肥-武汉)4条城市带和北京-天津-石家庄、南京-上海-杭州、武汉-长沙-南昌3个城市三角形以及兰州-西宁、成都-重庆、昆明-贵阳、石家庄-太原、郑州-西安5对双核城市结构,构成中国省际铁路客运联系最为便捷的区域(表1)。
图2 中国城市城际时间可达性的空间联系与层级结构
未含港澳台数据

Fig.2 Spatial relation and hierarchical structure of time accessibility between cities in China

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表1 中国时间可达性小于2.0 h的直辖市、省会/首府城市对(h)

Table 1 Pairs of cities which time accessibility is less than 2 hours in China (h)

城市对 时间
可达性
城市对 时间
可达性
城市对 时间
可达性
城市对 时间
可达性
城市对 时间
可达性
城市对 时间
可达性
北京-天津 0.5 南京-合肥 1.0 南京-杭州 1.1 石家庄-郑州 1.4 重庆-成都 1.5 重庆-成都 2.0
上海-杭州 0.8 上海-南京 1.0 兰州-西宁 1.2 北京-济南 1.4 郑州-武汉 1.7 贵阳-昆明 2.0
长春-哈尔滨 0.9 沈阳-长春 1.1 武汉-长沙 1.3 石家庄-太原 1.4 郑州-西安 1.8 合肥-武汉 2.0
天津-济南 1.0 北京-石家庄 1.1 南昌-长沙 1.4 天津-石家庄 1.5 南昌-武汉 1.9 沈阳-哈尔滨 2.0
注:不含港澳台数据。
时间可达性2.0~4.0 h、4.0~6.0 h和6.0~10.0 h分别有1 625对、2 281对和5 341对城市,不断扩展、填充“五纵五横”城市带,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(图2)。时间可达性大于10.0 h的城市对主要连接空间距离较长的东部和西部,城市之间往往没有直达列车,需要换乘才能与其他城市相联系。

3 基于铁路客运最短历时的城市一日交流圈

3.1 直辖市和省会/首府一日交流圈的范围及空间特征

4个直辖市和27个省会/首府的一日交流圈分别包含城市2~39个,一日交流圈包含城市最多的是南京,最少的是拉萨。根据一日交流圈包含的城市数量将其分为4个级别:第一级别是南京、郑州、武汉、长沙、合肥,一日交流圈包含城市大于31个,这5个城市均位于贯穿东西、南北方向的高速铁路交叉点,与沿线城市联系紧密、快捷;第二级别是南昌、杭州、上海、济南、天津、北京、西安、石家庄、广州,一日交流圈包含21~30个城市;第三级别是长春、沈阳、福州、太原、成都、南宁、哈尔滨、贵阳、重庆,一日交流圈包含11~20个城市;第四级别是兰州、昆明、西宁、银川、呼和浩特、乌鲁木齐、海口、拉萨,一日交流圈包含1~10个城市。一日交流圈包含城市大于21个的第一、第二级别城市除西安外,均分布在京广、京沪、沪汉蓉、沪昆高铁沿线的东部和中部地区。一日交流圈包含城市小于21个的第三、第四级别城市主要分布在中国的东北、西北、西南和华南地区,该地区城市位置边缘、高铁线路少,城市分布稀疏(图3)。
图3 中国直辖市和省会/首府一日交流圈包含城市数量及城市叠加次数
未含港澳台数据

Fig.3 The number of cities and stacking times of daily-communication-areas in China

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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,京广、京沪、沪汉蓉、沪昆、徐兰、兰新(兰州-乌鲁木齐)高铁以及京包线(北京-包头)、包兰线(包头-兰州)、青藏线(西宁-拉萨)等铁路线成为城市一日交流圈的扩展轴线。郑州、长沙、南京、合肥、武汉、西安、北京、天津、上海、昆明、石家庄、济南、贵阳、海口、成都等城市的一日交流圈出现了不连续的空间分布,主要由于一些地级市没有高铁停靠,虽然空间上距离中心城市较近,但时间距离却超过了3.0 h。
1) 城市一日交流圈主要沿一条轴线呈条带状扩展。石家庄、济南和太原的一日交流圈分别沿京广、京沪、京石(北京-石家庄)-石太(石家庄-太原)-大西(大同-西安)高铁南北纵向延伸。哈尔滨、长春和沈阳的一日交流圈主要沿哈大高铁(哈尔滨-大连)向东北-西南方向轴向扩展。兰州、西宁和乌鲁木齐的一日交流圈主要沿西兰(西安-兰州)-兰新高铁向西北-东南方向延伸。贵阳、银川、呼和浩特、拉萨、海口的一日交流圈分别沿沪昆高铁、包兰线、京包线、青藏线和东环铁路(海口-三亚)-西环高铁(海口-三亚)轴向扩展。
2) 城市一日交流圈主要沿两条轴线呈十字形和L字形扩展。南京、郑州、武汉、长沙、合肥、南昌、西安均位于贯穿东西、南北方向的高速铁路交叉点,一日交流圈呈十字形轴向扩展。京广、京沪-沪杭、京福、武九(武汉-九江)-昌九(南昌-九江)和大西-西成(西安-成都)高铁为南北向的主要扩展轴线,徐兰、沪昆、沪汉蓉和郑西(郑州-西安)-西兰高铁为东西向的主要扩展轴线。上海、杭州、昆明分别位于京沪、沪杭、南昆高铁(南宁-昆明)和沪昆高铁的交汇点,3个城市的一日交流圈呈现出以上海、杭州、昆明为顶点沿2条铁路线呈L字形扩展。
3) 城市一日交流圈沿多条轴线呈星状扩展。北京、天津的一日交流圈主要沿京广和京沪高铁轴线纵向扩展。广州的一日交流圈主要沿京广、南广(南宁-广州)和贵广(贵阳-广州)高铁向外扩展。南宁和重庆的一日交流圈分别沿南昆、南广、柳南(柳州-南宁)高铁和沪汉蓉高铁、成渝高铁(成都-重庆)、兰渝线(兰州-重庆)3个方向扩展,各个方向延伸程度相当。成都和福州的一日交流圈分别沿西成高铁、沪汉蓉高铁、成昆线(成都-昆明)和京福高铁、杭深线(杭州-深圳)、峰福线(横峰-福州)向外扩展,轴线之间的区域连成一片,一日交流圈呈现团块状。

3.2 直辖市和省会/首府城市不重叠的一日交流圈

直辖市和省会/首府城市的一日交流圈中包含很多相同的城市,将某一城市出现的次数定义为该城市的重叠次数,以4个直辖市和27个省会/首府为节点城市,每一个有铁路客运列车经过的地级行政单元选择距离其时间最短的一个节点城市,按照距离节点城市0~0.5 h、0.5~1.0 h、1.0~2.0 h、2.0~3.0 h进行划分,得到31个城市不重叠的等时圈和一日交流圈(图4,表2)。
图4 中国直辖市、省会/首府城市不重叠的一日交流圈
未含港澳台数据

Fig.4 Nonoverlapping daily-communication-areas of municipalities and provincial capital cities in China

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表2 中国直辖市和省会/首府城市不重叠的一日交流圈及城市群划分

Table 2 The range of nonoverlapping daily-communication-areas of cities and division of urban agglomerations in China

城市群/
城市圈
直辖市省
会/首府
0~0.5 h
包含城市
0.5~1.0 h
包含城市
1.0~2.0 h
包含城市
2.0~3.0 h
包含城市
城市数
之比
哈长
城市群
哈尔滨(3) 大庆(2) 齐齐哈尔(1)、绥化(1) 3.00
长春(3) 四平(3) 吉林(3) 辽源(1)、松原(1) 延边州(1)、
白城(1)
2.86
辽中南
城市群
沈阳(3) 鞍山(3)、本溪(3)、
辽阳(3)、铁岭(3)
营口(2)、抚顺(1) 锦州(3)、葫芦岛(3)、
大连(2)、丹东(2)、
盘锦(2)、阜新(1)
1.46
长江三角洲
城市群
南京(8) 镇江(5)、滁州(5)、
马鞍山(3)
蚌埠(7)、宿州(7)、常州(5)、
芜湖(3)、扬州(2)
泰州(2) 南通(1)、盐
城(1)
3.25
上海(4) 无锡(4)、苏州(4) 9.00
杭州(5) 绍兴(4)、湖州(4)、
嘉兴(4)
金华(5)、宁波(3) 衢州(6)、丽水(4)、台州(3) 宣城(3) 2.80
合肥(6) 淮南(4)、六安(4) 铜陵(2) 黄山(4)、池州(2)、安庆(2) 阜阳(1) 4.13
长江中游
城市群
武汉(6) 咸宁(4)、鄂州(4)、
孝感(3)、黄冈(2)
黄石(4)、信阳(4) 荆州(1)、宜昌(1)、随州(1) 襄阳(1) 3.27
长沙(5) 株洲(4)、湘潭(3)、
萍乡(2)
衡阳(4)、岳阳(4)、娄底(4)、
邵阳(4)、益阳(1)
怀化(4)、郴州(4)、
永州(1)、常德(1)
2.69
南昌(6) 鹰潭(6)、上饶(6)、抚州(4)、
九江(2)、新余(2)、宜春(2)
吉安(1) 3.63
成渝
城市群
重庆(2) 内江(2) 南充(2)、广安(2) 达州(2)、恩
施州(1)
1.83
成都(2) 德阳(2)、资阳(2) 遂宁(2)、绵阳(1)、乐山(1)、
眉山(1)
广元(3) 1.75
珠江三角洲
城市群
广州(2) 深圳(2)、清远(2)、佛山
(1)、东莞(1)、中山(1)
韶关(2)、肇庆(2)、云浮(2)、
江门(1)、珠海(1)
梧州(2)、惠州(1)、
汕尾(1)、贺州(1)
河源(1) 1.38
海峡西岸
城市群
福州(2) 莆田(1) 南平(3)、泉州(1)、宁德(1) 三明(2)、温州(2)、
厦门(1)、漳州(1)
龙岩(1) 1.90
黔中城市群
贵阳(3) 安顺(2) 黔东南州(2)、黔南州(1) 遵义(1) 2.40
滇中城市群 昆明(2) 曲靖(2)、玉溪(2) 楚雄州(1)、文山州(1) 1.80
北部湾
城市群
南宁(1) 贵港(2)、钦州(1)、来宾(1) 百色(2)、北海(1)、玉林(1)、
防城港(1)、柳州(1)
桂林(3)、崇
左(1)
1.27
海口(1) 儋州(1) 三亚(1) 1.33
京津冀
城市群
北京(6) 张家口(1) 12.00
天津(5) 唐山(6)、沧州(3)、廊
坊(3)
秦皇岛(4) 5.20
石家庄(5) 邢台(5) 邯郸(5)、保定(5) 衡水(4) 4.40
山东半岛城市群 济南(6) 泰安(6)、德州(5) 徐州(8)、枣庄(7)、淄博(3) 潍坊(2)、聊城(1) 青岛(1)、济
宁(1)
2.70
呼包鄂榆城市群 呼和浩特(1) 乌兰察布(1) 包头(1) 鄂尔多斯(1) 1.00
山西中部城市群 太原(4) 晋中(2) 阳泉(5) 临汾(2)、忻州(1)、吕梁(1) 大同(1) 2.29
关中平原城市群
西安(4) 咸阳(3)、渭南(3) 宝鸡(2) 运城(2)、汉中(2) 商洛(1)、安
康(1)、延安(1)
2.67
中原城市群
郑州(6) 新乡(6)、开封(5)、许
昌(4)
安阳(7)、鹤壁(5)、商丘(5)、
漯河(5)、洛阳(4)、驻马店(4)、
三门峡(2)、焦作(1)
3.08
兰州-西宁
城市群
兰州(4) 定西(3) 天水(3)、白银(1) 2.25
西宁(3) 海东(2) 海北州(1) 张掖(1) 酒泉(1) 1.60
宁夏沿黄城市群 银川(1) 石嘴山(1)、吴忠(1) 乌海(1) 中卫(1) 1.00
天山北坡城市群 乌鲁木齐(1) 吐鲁番(1) 塔城地区(1)、昌吉州(1) 1.00
拉萨城市圈 拉萨(1) 日喀则(1) 1.00
注:城市名后括号内的数字表示该城市的叠加次数。城市数之比为城市重叠的一日交流圈与不重叠的一日交流圈包含城市数之比。
31个城市不重叠的一日交流圈覆盖了227个地级以上行政单元,主要分布在胡焕庸线的东南部,重叠的一日交流圈覆盖590个地级以上行政单元,是不重叠一日交流圈的2.6倍。北京、上海、天津、石家庄、合肥、南昌、武汉、南京、郑州、哈尔滨、长春、杭州、济南、长沙、西安等15个城市重叠的一日交流圈与不重叠的一日交流圈包含城市数之比大于2.6倍(表2),这些城市同周边城市联系快捷,一日交流圈相互重叠。呼和浩特、银川、乌鲁木齐和拉萨地处边缘,铁路线稀疏,与周边城市联系不便,没有同其他城市一日交流圈发生重叠。城市重叠次数为1~8次(表2,图3),重叠次数最多的是南京和徐州。重叠次数为4~8次的64个城市主要分布在京津冀、长江三角洲、长江中游、中原和山东半岛城市群。

3.3 基于城市一日交流圈的城市群划分

基于31个城市不重叠的一日交流圈,将城市之间时间可达性较短的哈尔滨-长春、北京-天津-石家庄、上海-南京-杭州-合肥、武汉-长沙-南昌、兰州-西宁、成都-重庆等城市(表1)的一日交流圈进行合并,海口的一日交流圈仅包含海口、儋州和三亚3个城市,将其与近邻的南宁一日交流圈进行合并,其余每个省会/首府城市的一日交流圈为1个城市群,共划分为哈长、京津冀、长江三角洲、长江中游、兰西、成渝、北部湾、珠江三角洲、中原、辽中南、山东半岛、海峡西岸、呼包鄂豫、山西中部、关中平原、滇中、黔中、宁夏沿黄和天山北坡19个城市群和拉萨城市圈(表2),同《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》提出的加快中国19个城市群和以拉萨、喀什为中心的城市圈发展格局较一致。
直辖市和省会/首府城市的一日交流圈是其联系最为紧密的地区,是其重要的经济腹地,基于城市一日交流圈划分的19个城市群和拉萨城市圈内城市与中心城市的时间可达性都在3.0 h以内。与国务院批复的城市群发展规划相比,城市群范围表现出了较强的一致性,为城市群的划分提供了方法借鉴。由于其仅考虑了中心城市通过目前的铁路客运网络3.0 h可以到达的地域范围,近期开通和规划的铁路客运路线,中心城市与周边城市在地域上的连续性,在经济、文化、社会方面联系的紧密性也需要在城市群划分中进行考虑。

4 结论

采用中国铁路客户服务中心网络数据,抓取全国已经开通铁路客运的315个地级以上行政单元间运行的最短历时,可以较为精确地分析中国铁路客运流联结的城市时间可达性。主要结论如下:城市时间可达性空间格局为中心-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。城市之间时间可达性小于2.0 h的城市对构成了“五纵五横”带状分布格局,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。直辖市、省会/首府城市一日交流圈以31个城市为中心,呈现轴向式扩展。城市不重叠的一日交流圈共覆盖了227个地级以上行政单元,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了方法借鉴。
基于全国地级以上行政单元间铁路客运最短历时数据,应用基于O-D联系网络的GIS空间分析技术,能够清晰刻画全国地级行政单元铁路客运流中的任何一条联系路径,使巨量交互式空间联系数据实现直观的空间展现,从而能够深入、准确分析中国铁路客运流连结的城市时间可达性的空间格局以及城际时间可达性的空间联系及层级结构。由于中国铁路客户服务中心网站仅能提供当日和预售期内城市之间运行的最短历时数据,因此,本研究未能获取时序上的交通流数据,仅探讨了当前时间节点下中国城市时间可达性的空间关联格局,未能深入剖析中国铁路客运流连结的城市时间可达性的时序演化过程。连续性的时间序列数据是其演化过程和形成机理发现的重要数据源,对于内在规律的揭示具有重要意义,这是后续研究中需要努力的方向。

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摘要
可达性是指利用一种特定的交通系统从某一给定区位到达活动地点的便利程度。可达性反映了区域与其他有关地区相接触进行社会经济和技术交流的机会与潜力。本文综合了可达性的主要定量评价方法,并对各种方法的优缺点进行了比较,总结了近期可达性评价方法的进展与动态。随后分别在区域和国家尺度与城市内部尺度上总结了可达性在区域经济发展研究、城市土地利用、社会服务设施提供、城市社会问题等各方面的应用。相对来讲,国内关于可达性的研究尚不丰富。最后,本文阐述了目前可达性研究中的问题,并对未来研究进行了展望。
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Abstract

This research sheds light on the relation of bus rapid transit and residential property values within walking distance to the system. The case study was Bogotá’s Transmilenio (Colombia). This research conducted a city-wide econometric hedonic analysis with 2000 to 2004 Department of Housing Control data across different walking distances, subsystems (trunk, feeder), socio-economic strata and time. The main results showed that, with respect to the value of properties in relation to proximity, the housing market places value premiums on the properties in the immediate walking proximity of feeder lines. The analysis by socio-economic strata showed that middle-income properties were valued more if they fell closer to the system, while there were opposite results for low-income housing. Finally, analysis across time reflects slight average annual increases in property values correlated with the implementation of the system in two specific areas analyzed. Throughout the paper, the author acknowledges some of the challenges of using hedonic modeling for property value impact assessments and emphasizes that the interpretation of the results are case specific.

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Abstract

This paper compares the spatial structure of car accessibility to towns and to railway stations during peak and off-peak hours in Belgium for the country’s 2616 municipalities. A clustering method is applied. It is shown that in a highly urbanised country, the situation is far from being spatially equitable in terms of accessibility, and some areas are more favoured than others. Congestion increases spatial inequalities, differently according to absolute or relative measures of change. By means of examples, this paper shows that even simple accessibility indicators could be useful to support decisions taken by planners and politicians (e.g. as regards the development of residential, industrial and business park areas). Maps indicate the spatial inequalities in terms of accessibility to urban centres and transport nodes, and the impact of congestion on these inequalities. The absolute and relative time losses due to congestion affect different areas in different ways. The location of new developments further increases the congestion problem and the spatial disparities. This paper also insists on the caution that should be adopted when measuring and interpreting “accessibility”, its measurements, its inputs, its temporal changes in absolute and relative terms as well as the need for spatially disaggregated data.

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尹海伟, 孔繁花 . 济南市城市绿地可达性分析[J]. 植物生态学报, 2006,30(1):17-24.
摘要
以济南市1989、1996和2004年SPOT遥感卫星影像数据解译的城市绿地分类图、道路图和水系图为基础数据资料,在遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术支持下,运用景观可达性的概念与原理,采用费用加权距离方法,对济南市整体绿地系统和公园与广场绿地可达性的时空动态变化及其原因进行了分析。研究结果表明:1)济南市城市绿地的可达性不断提高与改善;2)济南市城市绿地可达性的空间格局变化明显,但仍不均衡、不太合理;3 )城市绿地面积和斑块数量的不断增加、绿地分布格局的日益均衡和道路网的日臻完善是可达性不断提高的主要原因;4)城市绿地可达性分析是衡量城市绿地服务功能社会公平性的有力手段,充分体现城市建设“以人为本”的理念,是目前生态城市评价指标体系的必要补充。因此,城市绿地可达性分析结果可为合理调整与设计城市绿地系统提供科学依据。
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王姣娥, 焦敬娟, 金凤君 . 高速铁路对中国城市空间相互作用强度的影响[J]. 地理学报, 2014,69(12):1833-1846.
摘要
高速铁路作为一种新型的交通方式,其快速发展将会带来交通运输史上一次重大的飞跃,且其对区域空间结构、人口流动、经济联系和土地利用等的影响也越来越成为人们关注的焦点。在中国区域经济一体化进程不断加快的背景下,研究高速铁路对城市空间相互作用强度的影响,对加强区域间经济联系、促进区域经济发展和地域空间组织模式的重构具有重要意义。本文基于GIS网络分析工具,构建时间成本矩阵,研究中国333个地级行政单元和4个直辖市对外经济联系总量和城市对间经济联系强度的空间分布特征,构建无高铁、高铁现状和规划高铁三种情景,并对三种情景进行模拟与探讨。结果显示:① 城市空间相互作用呈现出明显的地带性和“廊道效应”,反映了高速交通在重塑区域空间结构中的作用;② 高速铁路建设提升了城市对外经济联系强度总量,且逐渐从追求“效率”转向“公平性”;③ 高速铁路建设缩小了全国城市对外经济联系总量的差异,但却扩大了城市对间经济联系强度的差异;④ 三大城市群成为城市对外经济总量绝对获益量最大的地区,而其毗邻的中小城市成为提升速率最大的城市。
[ Wang Jiao’e, Jiao Jingjuan, Jin Fengjun . Spatial effects of high-speed rails on interurban economic linkages in China. Acta Geographica Sinica, 2014,69(12):1833-1846.]
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摘要
以1986、1994、2005年为时间断面,加权平均旅行时间为指标,长三角地区20世纪80年代以来综合交通网络及其可达性的时空演化呈现如下特征:①综合交通网络的快速发展带来了综合交通可达性的不断提升,且第二阶段(1994-2005)发展速度明显快于第一阶段(1986-1994);三时间断面上海及环太湖地区均为可达性最优区域,1986及1994年可达性较优区域大致由沪宁沿线和沪杭沿线构成“>”形,而2005则大致由沪宁沿线(含沿江地区)、沪杭沿线及杭甬沿线构成“Z”形;②可达性提升中节点获益具有明显区域差异,加权平均旅行时间初始值越高的节点其值下降幅度越大,加权平均旅行时间的变化率中部地区低于南北边缘地区,但变化值及变化率在不同阶段均呈现不同特征;③从分省市角度,上海可达性最优,江苏板块次之,浙江板块较差,但上海的优势地位逐步下降,浙江板块与江苏板块间的差距正不断缩小;④综合交通可达性系数标准方差逐步下降,表明长三角地区综合交通网络发育日益成熟,但不同交通方式具有不同发展特征.
[ Wu Wei, Cao Youhui, Liang Shuangbo . Temporal and spatial evolution of integrated transport accessibility in the Yangtze River Delta: 1986-2005. Progress in Geography, 2010,29(5):619-626.]
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摘要
中国高速铁路网“四纵四横”客运专线规划至2015 年建成,将覆盖所有省会及90%的50 万以上人口城市,高速铁路可达性因此成为近年可达性研究的热点。本文在总结前人研究方法的基础上,运用加权平均旅行时间研究高铁时代中国省际可达性及空间格局。研究结果表明:① 采用传统客运最短旅行时间(含中转及停留)数据得到的省际可达性呈中心—外围模式,以郑州—武汉为中心,其他省份按“距离衰减规律”成为圈层式阶梯状空间格局;② 高速铁路建设带来省际联系时间缩短、可达性最优区域大幅增加等“高铁效应”,空间结构仍以武汉—郑州为中心呈现中心—外围模式;③ 高铁运营使省际可达性均衡化,可达性变化幅度在空间上呈中间凹四周高的“碗形”特点,位于客运铁路网络中心附近的省份变化幅度较小,外围地区如云南、福建等省可达性变化幅度较大。
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摘要
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。
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摘要
基于列车时刻表数据,以地级城市为研究对象,通过提取两两中心城市间的最短交通时间,以平均可达性为度量指标,测算了全国31 个中心城市的可达性水平,分析了高铁对中心城市可达性格局的影响。依据中心城市到全国地级城市的最短交通时间提取全国31 个中心城市的一日交流圈范围,分析了中心城市的高铁效应,并选择北京、上海、广州、武汉、重庆5个中心城市作为典型案例,分析和探讨一日交流圈空间格局变化的影响因素。结果表明:① 中心城市可达性水平与城市的空间区位及城市的对外交通条件关联密切;② 高铁网络的发展使中心城市的可达性水平有所提升,受城市所处的空间区位及高铁建设条件的影响,不同城市的可达性改善程度存在差距;③ 高铁对中心城市一日交流圈范围拓展的影响显著且呈东中西差异分布,中心城市一日交流圈覆盖的地级市数量增加,在城市密集地区,地级市被叠加覆盖的次数增长;④ 中心城市一日交流圈的拓展与高铁线路布局走向一致,优越的中心地理位置有利于中心城市交流圈范围的扩大,地形、水域等地理障碍则会限制城市交流圈在不同方向上的拓展;⑤ 高铁网络的发展对改善城市可达性的作用正逐渐赶超城市空间区位对城市可达性水平的影响。
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摘要
以省会城市为网络中的节点,采用加权平均旅行时间指标对我国“四纵四横”高速铁路网及长三角、珠三角和环渤海地区城际客运系统建成前后省际可达性及演变态势进行分析。研究表明,高速铁路建设使东中西地带内、地带间及省区的总体可达性均获得了大幅度提升,可达性中心区的范围沿骨干客运专线向华南、西南和西北地区拓展,圈层状空间格局依然很突出,两极分化趋势在加剧,高速铁路网建设对各地区的空间经济效应还存在很大差异。经过对高速铁路建成前后各省区的地带内、地带间及总体可达性空间格局的对比分析,从客观上论证了高速铁路建设的必要性及加强省际经济联系的重要性。
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摘要
近10 年来中国高速铁路快速发展,对城市发展的影响正逐步显现。本文从市场潜力角度研究这一影响,根据《全国铁路旅客列车时刻表2012.07》统计获得的城市之间平均旅行时间和发车频次数据重新定义市场潜力函数,对比中国地级及以上城市普通铁路和叠加高速铁路之后的市场潜力特征,探讨高铁对城市市场潜力的提升作用,并从中分离出时间压缩效应和频次效应。研究发现:①普通铁路市场潜力呈现“多中心—廊道”结构,市场潜力高的城市主要分布在长三角、珠三角、京津冀城镇群内,以及京广、京沪、京哈等重要铁路线沿线;②叠加高速铁路之后城市市场潜力整体上仍呈现“多中心—廊道”结构,且多中心结构更为突出;③京沪、沪杭铁路沿线城市和东南沿海宁波—厦门段客运专线沿线城市的高铁效应最大;④高铁连接的109 个城市时间压缩效应的平均值为31.3%,频次效应的平均值为68.7%,频次效应是高铁效应的主要形式。
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摘要
为探究铁路网络时空压缩效应对城市可达性的影响,基于2009年和2014年铁路列车时刻表数据,结合传统数理统计方法及空间分析方法,对中国地级以上城市可达性及其格局演变进行深入分析。结果表明:(1)铁路客运的数量和类型上均有较大变化,特别是始发列车及动车组的大幅增加及高铁的开通运行,中国城市可达性得到一定程度提升,但城市可达性改善地域差异性显著。(2)北上广三大核心城市在城市可达性等级体系中第一层级地位稳固,交通区位条件的差异使得城市可达性等级体系产生一定变化。(3)中国城市可达性绝对及相对差距均呈现出不断扩大趋势,列车停靠数量的极化效应显著、新增加的高速客运更多地向高等级中心城市集聚,铁路基础设施的建设正在重塑中国生产力格局。(4)从城市功能属性及规模属性视角,以始发列车和停靠列车中位数为临界值,将中国城市划分为高规模高功能、高规模低功能、低规模高功能、低规模低功能等4种类型,并依次分析城市分布特征及成因,为铁路客运的合理配置及交通网络优化布局提供参考。
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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。
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摘要
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。
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基金

国家自然科学基金项目资助(41571120)
国家自然科学基金项目资助(41430635)

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