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     

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。     

近十年中国客运航空网络空间结构演化及分析研究

以2010、2015、2019年冬春航季我国客运航空网络为研究对象,采用标准差椭圆与复杂网络相关指标,对指标进行反距离权重法插值,分析十年来我国客运航空网络空间结构演化特征。发现：1）从机场空间来看,西部地区机场数量处于相对增长状态,同时西北机场群布局中心向西北方向移动,而其余五大机场群布局稳定,使得机场布局中心逐渐西移,有均衡布局趋势;2）从航线网络来看,规模增长迅速,由于高度值节点地位稳定,低度值节点占比减少,使得度分布集聚性增加,另外网络运输效率与节点可达性呈增长趋势,平均度值附近高聚类系数节点增加,网络层级加强,但网络小世界特征有所减弱;3）从节点中心性来看,成都、西安、重庆3个城市接近中心性与介数中心性增加明显,在网络中的价值与控制力得到提升,网络中介枢纽向内陆演化。     

航空企业视角的中国航空客运网络组织模式

基于37个中国航空企业的航班大数据,选取对外联系度、异（同）配性系数、层次分析、优势生态位分析等方法对中国航空客运网络组织模式进行分析。研究发现：① 中国航空网络发育整体趋于成熟,已形成明显的层次性和核心-边缘结构,航空企业的航空网络均蕴藏位序-规模规律,依据其机场节点、航线和航班数量可划分为6个层级;② 依据企业视角与网络规模、层次性与同配性/异配性等指标的综合度量,中国航空企业的网络组织模式可划分为核心培育阶段、核心竞争阶段、过渡阶段与稳定增长阶段4种类型;③ 航空企业的航空网络包括核心-边缘同配性网络和核心-边缘异配性网络,企业间竞争焦点主要表现为“核心”的竞争;④ 结合航空客运网络组织模式的判定,当前中国航空网络存在两条收敛规律：层次性收敛与同配性/异配性收敛;⑤ 实力强、规模大的航空企业在全国通航城市的比例分布均匀,具有较高生态位;实力弱、规模小的航空企业在全国通航城市的分布具有区域性且比例不均,生态位较低。为优化航空网络结构、避免企业恶性竞争,中国不同等级的航空企业一方面需结合自身发展阶段不断优化网络组织模式,寻求与企业等级相适应的生态优势位;另一方面要加强合作,避免航线饱和问题,提高整个航空网络的韧性和运营效率。     

基于最多叶子生成树的中国航空网络轴辐结构构建

航空网络的轴辐 (Hub-Spoke) 结构是实现规模经济发展的重要交通运输网络结构,本文为此提出了一种全新的航空网络轴辐结构构建方法。该方法从图论和地理学的角度出发,引入地理距离约束,改进了传统的最多叶子生成树 (Maximum Leaf Spanning Tree) 算法,直接从现有的中国航空网络中抽取树形轴辐结构形成航空支线网络,然后选取支线网络中度前10的节点作为航空枢纽点,并将枢纽点之间在原图中的航线抽取为航空干线网络,最后将支线网络和干线网络合并形成中国航空网络的轴辐结构。在与相关研究的对比分析中,本文方法虽是从图论角度出发,但构建的中国航空轴辐结构符合实际地理环境,划分支线网络距离阈值的选择更加客观合理,所选的航空枢纽点地理意义更为明显,干支线网络的覆盖度更为全面。     

中国航空货运发展及其空间格局研究

航空货运是航空运输的重要内容,航空货运发展及空间关系是航空运输研究的重要方向。通过对20多年来中国国内航空货运发展的研究,得到中国航空货运空间分布格局及其演变特征。研究结果表明,中国航空货流网络体现出明显的空间分异特征,符合空间距离衰减规律,85％的航空货运发生在1 000~2 000 km的范围内;初步形成由北京、上海、广州3个全国性枢纽和昆明、成都、乌鲁木齐3个区域性枢纽为主导的初级枢纽轮辐式网络结构;超大城市控制航空货运网络,航空货流进一步向东西部少数城市集聚,合理组织航空货运网络具有深远意义。     

中国海上集装箱运输的组织网络研究

在阐述国内外集装箱运输研究现状的基础上,分析了集装箱的空间组织模式-轴辐侍服网络。对中国港口的集装箱组织,从航线、航班、空间联系、地域系统等四个角度进行详细论述,认为香港、上海两港具有很强的组织能力,深圳、宁波、青岛、厦门、天津、大连等港具有较强的组织能力;不同港口形成了不同的主导组织区域;并且中国近海已形成以大连、天津、青岛、上海、厦门和深圳-香港等港口为枢纽港的6个轴辐侍服系统;同时中国港口又从属于釜山、阪神和新加坡3个国际集装箱侍服系统。     

轴-辐侍服理念下的中国航空网络模式构筑

在阐述国际轴-辐航空网络发展和国内外研究现状的基础上,作者分析了这种航空网络的基本内涵,讨论了它的竞争优势,并基于轴-辐侍服理念,设计了评价指标体系,选取35个样本机场,分层次对我国枢纽机场进行甄选;依据枢纽机场及相关标准,构筑了我国的干线网络和支线网络,从而构筑了我国轴-辐侍服航空网络体系。     

基于航空联系的中国城市网络格局演变分析

运用2000、2005、2010、2017年全国民航机场及航线客流的截面数据（不含港澳台地区）,结合复杂网络、GIS与地理探测器方法,刻画了21世纪以来我国航空联系网络所反映的城市网络格局,并分析其演变过程及影响因素。结果表明：中国目前形成了以上海、北京、广州、成都为一级核心城市,多层次、多中心的网络格局,并由“三中心”逐渐演变为“四中心”结构;中心城市分布具有明显的东西差异,呈现“三足鼎立、西部突出、中部薄弱”态势;全国城市网络具有无标度、小世界特征及较强的集聚性,中心城市在2005年前向东南沿海集聚,而后向中西部地区扩散,集聚性有所降低;中国城市网络格局的演变由政策支持、旅游发展水平、经济基础、产业结构等多因素共同驱动。     

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。     

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。     

入境旅游流与航空运输网络协同演化及差异分析——以西南地区为例

区域入境旅游流与航空运输网络协同演化规律及差异是值得研究的问题。文章探讨了入境旅游流与航空运输网络空间演化的协同关系和动力机制,并利用相关分析、回归分析和重心模型,从入境旅游流和航空运输网络的客流关联度、空间结构、网络结点连接强度等层面,对1999～2009年西南地区入境旅游流与航空运输网络的协同演化规律及差异性进行深入分析。结果显示:(1)西南地区入境旅游流与航空客流之间具有显著的相关关系,互动效应明显,但入境旅游流对航空客流的促进作用更强;(2)入境旅游流和航空客流的空间结构变动特征和趋势表现出较高的一致性;(3)入境旅游流和航空运输网络中的结点连接强度存在着较强的耦合性,其耦合程度受到了其它交通运输方式的影响;(4)西南6省区中仅有西藏的入境旅游流流量与航空客流量相关关系不显著,而其他5省区则较显著,但区域内部也存在较大差异。     

生态地理区域系统的比较研究

生态地理区域系统通过对代表自然界宏观生态系统的生物和非生物要素地理相关性的比较研究和综合分析,按照自然界的地理地带分异规律,划分或合并而形成不同等级的区域系统。用中国的研究与国外同类研究的比较,可以拓宽这一领域的思路,便于在这一领域与国外的学者使用相似的科学语言进行学术交流,使中国这一领域的研究走向世界。本文从生态地理区域系统的发展过程、等级单位、指标体系与表达方法,区域划分等方面将中国有代表性的生态地理区域系统与国外同类研究进行比较,认为中外的研究有许多共同之处,如目标、研究内容和服务对象与环境、生态、全球变化等联系在一起,其中与美国R. Bailey所划分的美国、北美和全球生态地理区域更为接近,在等级系统、指标体系、表达方式到划分结果有近似之处。地域的差异,指标使用的不同,制图过程和表达方式的差异造成了区域划分的差别,似可以通过野外实地生态类型的辨识来加以修订。     

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。     

基于陆路综合交通系统的中国城市网络通达性模拟及其对区域发展格局的影响

在中国经济社会发展和交通建设出现新转向的背景下,论文基于现状和相关规划完成后的陆路综合交通网络,解析了中国城市网络通达性的演化趋势及其对国土空间结构演进的影响,重点回应了“全国123出行交通圈”建设和国土开发均衡性2个问题。结果显示,已有规划的完成能够大幅提高中国城市网络的通达性水平,在最短旅行时间上基本可以支撑“全国123出行交通圈”的建设;通过促进轴—辐组织模式和空间级联秩序发育,已有规划能够引导国土开发结构朝多中心、网络化方向演进,为区域间的协调和均衡发展提供交通基础;未来应从支撑与引导、整合与衔接、效率与公平等方面持续优化交通服务的供给结构,提升综合交通运输体系服务人民生活和社会生产的能力。     

中国客运交通的碳排放地理特征与展望

围绕全国、省市和“一带一路”三个空间层面,对1990-2012年中国客运交通的碳排放进行了估算和分析。研究表明：① 在全国层面上,公路是碳排放总量最大的运输方式,其次是航空,而铁路和水运的碳排放较低且保持稳定;② 在省市层面上,交通碳排放呈现出从东部向中、西部递减的趋势,并且空间分布越来越集中在东部省份;③ “一带一路”的主要城市中,“丝绸之路经济带”（简称“一带”）的沿线城市表现出较低的交通碳排放,而“21世纪海上丝绸之路”（简称“一路”）沿线的港口城市的交通碳排放较高,而且都以公路碳排放为主。未来在满足和控制交通需求的同时,有必要发展以铁路和公共交通为主的低碳交通模式,替代目前以公路为主的交通模式。     

从航空运输看中国城市体系的空间网络结构

航空运输是研究城市体系空间结构较为独特但又越来越重要的一个视角。本文以航空港客运量和每周航班数为基础 ,通过分析航空网络的结构特点来揭示中国城市体系的结构框架 ,并依据航空网络结构形态以及国内外航空联系的变化预测未来城市体系空间结构的可能演变。     

中国中心城市公路客运联系及其空间格局

依托中国地级中心城市间的公路长途客运联系数据,运用GIS空间网络分析方法,对中国公路客运联系网络结构及其分布格局进行清晰的空间解构。研究显示：公路客运联系强弱与城市人口规模和经济总量相关性较强,而与经济发展水平不相关性;中国人口经济密集分布的东中部地区中心城市间的公路客运联系密切,呈现区域性集聚的分布格局;最为密集的区域为长三角、珠三角两地,而京津冀、山东省、河南省和成渝地区的集聚程度也相对突出。总体上,中国公路客运联系以各省份的省会及区域中心城市为联系中心,以区内其他城市为联系对象,在中短途客运距离内形成自成一体的区域性空间集聚。研究表明：中国公路长途客运联系的适宜空间距离应在500 km以内,最佳客运距离为100~300 km左右;中国公路长途客运联系在200 km内是随着距离增大而增加,之后则呈现二次曲线型的距离衰减趋势;细分各距离区段内的公路客运联系可以清晰识别城市群内、省域内、省际间及大区域间等不同空间尺度下区域交通联系的结构特征。