基于GIS的武汉市中心城区交通服务水平评价

罗名海，谭 波，李盼盼，罗玉洁，梁 栋

（1.武汉市测绘研究院，湖北 武汉 430022；2.东南大学 交通学院，江苏 南京 211189；3.华中师范大学 城市与环境科学学院，湖北 武汉 430079）

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基于GIS的武汉市中心城区交通服务水平评价

罗名海1，谭 波1，李盼盼1，罗玉洁2，梁 栋3

（1.武汉市测绘研究院，湖北 武汉 430022；2.东南大学 交通学院，江苏 南京 211189；3.华中师范大学 城市与环境科学学院，湖北 武汉 430079）

城市交通服务水平是反映城市交通设施配置及服务水平的一个综合指标，是城市交通管理决策的一个重要依据。基于层次分析法和GIS平台，从交通设施﹑道路结构﹑公共交通和停车设施4个方面对武汉市中心城区交通服务水平进行了综合评价，分析了区域差异和深层次原因，并提出了相关建议。

武汉市；交通服务水平；GIS

武汉市自古有“九省通衢”之称，地理位置优越，但由于江湖分割﹑职住分离﹑私家车普及等因素，交通矛盾十分突出。近年来，全市处于基础设施大建设﹑大发展时期，交通建设在城市发展中占据主导地位，因此科学地评价城市交通服务水平具有重要意义。

1 指标体系的构建

依据指标科学性﹑可获得性﹑典型性﹑有代表性等原则，本文构建了交通设施﹑道路结构﹑公共交通﹑停车设施4个一级指标和19个二级指标。对这些指标进行去量纲归一化处理后，采用熵权法赋权，并根据层次分析法[1]得到交通服务水平综合评价指标体系及其权重，如表1所示。其中，交通设施主要考虑了道路面积占比﹑道路网络密度﹑人均道路拥有量和交通设施覆盖率等；道路结构包括道路配比和道路网络复杂度两类指标；公共交通主要基于公交和轨道交通站点覆盖率和线网密度来评价；停车设施包括人均建筑配建停车位﹑人均单位院落停车位和人均路边停车位3 个指标。

表1 交通服务水平综合评价指标体系

指标体系中α﹑β﹑γ指数常用于评价道路网络复杂程度，其中α指数（环度）表示物流﹑能流和人口流动路线的可选择程度[2]。其计算公式为：

β指数（连接度）表示交通网络中节点的连接情况，可从整体上反映交通网络的布局形式。其定义为研究城市内各节点间依靠道路相互连通的强度，计算公式为：

γ指数（线点率）表示廊道如何连接或在空间上怎样连续的度量，是确定通道和屏障功能效率的重要因素。其计算公式为：

式中，L为交通线路（边或弧）数；V为交通线路节点（顶点）数。

2 指标计算与评价

在交通服务水平综合评价指标体系的基础上，本文基于最小—最大标准化法，将原始数据转化为无量纲化指标值，使得各指标值都处于同一个数量级别，即0～1的无量纲数值，相对最大值取1，相对最小值取0[3]。

若为正向指标，则标准化公式为：

若为逆向指标，则标准化公式为：

式中，rij为标准化值；cij﹑mincij﹑maxcij分别为指标计算值﹑指标最小值和指标最大值。

将19个二级指标作无量纲化处理后，通过熵权法赋权，再结合层次分析法自下而上﹑逐级汇总形成交通设施﹑道路结构﹑公共交通和停车设施4个一级指标。

GIS是本文的重要平台，一方面是交通设施﹑道路网络﹑人口等基础数据空间化的基础，可方便地计算分布密度﹑缓冲区覆盖率等；另一方面也为指标计算结果的空间化展示提供了平台，可以非常直观地比较交通服务水平的区域差异。

2.1 交通设施

2016年中心城区交通设施的标准化结果和评价得分如表2﹑图1所示。中心城区交通设施综合得分从高到低依次为汉阳区﹑青山区﹑江岸区﹑江汉区﹑硚口区﹑武昌区和洪山区；武汉三镇中汉阳的交通设施综合得分最高，其次是汉口和武昌。导致上述结果的原因有两个方面：①由于自然山水分割﹑单位院落封闭管理和城市建设中一度存在的“大马路”思想，虽然中心城区的道路面积占比达到了国家标准，但主﹑次﹑支路比例失调，仅江汉区﹑硚口区的道路网络密度达到了国家规范要求[4]（5.4～7.1 km/km2），洪山区﹑青山区等道路网络密度严重低于国家标准；②人口密度使得人均道路资源差异较大，汉阳区﹑青山区明显优于其他区，也决定了其总得分较高。

图1 交通设施评价图

表2 交通设施的标准化结果和评价得分

2.2 道路结构

2016年中心城区道路结构的标准化结果和评价得分如表3﹑图2所示。中心城区道路结构综合得分从高到低依次为汉阳区﹑武昌区﹑青山区﹑硚口区﹑江汉区﹑江岸区和洪山区；武汉三镇中汉阳的道路结构最好，其次是汉口和武昌。可以看出，汉阳区经过前几年的交通大建设，取得了明显成效；而洪山区﹑青山区由于东湖﹑沙湖﹑南湖以及山体的地理阻隔，尚未形成完整的路网结构。

表3 道路结构的标准化结果和评价得分

图2 道路结构评价图

2.3 公共交通

2016年中心城区公共交通的标准化结果和评价得分如表4﹑图3所示。中心城区公共交通覆盖率从高到低依次为江汉区﹑硚口区﹑江岸区﹑武昌区﹑汉阳区﹑洪山区和青山区；武汉三镇中汉口的公共交通覆盖率最高，其次是汉阳和武昌。可以看出，公共交通设施配置与人口密度正相关：在轨道交通方面，汉口的覆盖率最高，武昌片仍有“盲区”，如青山区和武昌区的水果湖街，便捷度较低；在公交方面，主要的公交线路覆盖面总体较好，但也不均衡，青山区﹑洪山区与江汉区的公交覆盖情况相差较大。

表4 公共交通的标准化结果和评价得分

图3 公共交通评价图

2.4 停车设施

2016年中心城区停车设施的标准化结果和评价得分如表5﹑图4所示。中心城区停车设施得分从高到低依次为汉阳区﹑青山区﹑洪山区﹑江汉区﹑江岸区﹑武昌区和硚口区；武汉三镇中汉阳的停车设施供给最好，其次是武昌和汉口。由于早期规划中没有充分考虑公共停车场建设，老旧小区停车配建标准较低，总体而言，武汉中心城区停车缺口较大，导致路边占道停车现象严重，降低了道路的整体通行能力。汉阳区由于近10 a四新地区的集中开发，停车配建标准高，停车条件远优于其他区。

表5 停车设施的标准化结果和评价得分

图4 停车设施评价图

2.5 交通综合服务水平

2016年中心城区交通综合服务水平的标准化结果和评价得分如表6﹑图5所示。中心城区交通综合服务水平从高到低依次为汉阳区﹑江汉区﹑青山区﹑硚口区﹑江岸区﹑武昌区和洪山区；武汉三镇中汉阳的交通综合服务水平最高，其次是汉口和武昌。综合分析三镇的交通综合服务水平差异可以看出，汉阳的道路网络建设起步晚﹑建设密度居中，但人口压力相对较小，供给相对平衡；汉口虽然道路网络建设起步较早﹑建设密度较高，但因人口的密集分布﹑通勤的频繁发生，给交通出行带来了压力；武昌人口压力不小，又因自身地理特征，交通流向相对集中于少数主要干道和特定地区，交通压力的分区﹑分时特征十分明显。

表6 交通综合服务水平的标准化结果和评价得分

图5 交通综合服务水平评价图

3 结 语

本文利用层次分析法对武汉市中心城区进行了交通服务水平评价，但在数据来源和研究方法上仍有一定局限性，还需从以下3个方面进一步完善：

1）权重设置的完善。权重有客观与主观之分，客观权重不考虑人为的影响，用数学方法评价各影响因素间的关系，表现的是指标之间的相关程度；主观权重因介入了专家的思维和判断，可以更好地反映每个指标的重要程度。后续研究中可将客观与主观赋权法相结合，提高权重设置的科学性与合理性。

2）从静态到动态的过渡。本文研究还停留在对交通服务能力静态的评价分析层面，而交通出行是一种实时的﹑动态的公众行为。当下大数据迅猛发展，手机信令[5]﹑公交刷卡[6]﹑出租车GPS轨迹[7]﹑视频监控[8]以及射频识别感应﹑车牌识别系统﹑车速智能引导系统等多源大数据为交通服务水平的动态监测提供了数据基础。下一步，需要充分利用大数据分析方法，针对交通发生或吸引区域﹑主要流向﹑高峰时段﹑拥堵路段等开展动态的变化监测，深入挖掘交通出行的潜在规律。

3）从供给保障到需求调控的体现。现有评价体系主要从供给保障的角度衡量区域内交通设施保障条件与服务水平，还需要考虑到不同区域需求的差异，如职住分异带来的大量过江﹑跨区通勤交通量[9]，商业中心停车设施建设对区域交通的刺激等，以形成对城市功能布局与交通影响的完整评价体系。

总之，城市交通服务水平的评价方法很多，目前常用的层次分析法简单易行，可直观反映城市交通设施﹑结构与服务能力的发展水平和空间差异，但仍有一定的局限性，需要综合考虑土地利用功能布局﹑交通流向与流量分配﹑实际路况监测等因素，实现从供给保障到需求调控﹑从静态评价到动态分析的发展，从而为智慧交通的规划﹑建设和管理提供更有力的决策支撑。

[1] 许树柏.层次分析法原理[M].天津:天津大学出版社,1988

[2] Taaffe E J, Gauthier H L, O'Kelly M E. Geography of Transportation[J]. Economic Geography,1973(51):319-349

[3] 李美娟,陈国宏,陈衍泰.综合评价中指标标准化方法研究[J].中国管理科学,2004,12(增刊1):45-48

[4] 中华人民共和国建设部. 城市道路交通规划设计规范:GB 50220-95[S].北京:中国计划出版社,1995

[5] 宋璐.基于手机定位数据的交通OD分布研究[D].南京:东南大学,2015

[6] 龙瀛,张宇,崔承印.利用公交刷卡数据分析北京职住关系和通勤出行[J].地理学报,2012,67(10):1 339-1 352

[7] 程静,刘家骏,高勇.基于时间序列聚类方法分析北京出租车出行量的时空特征[J].地球信息科学学报,2016,18(9): 1 227-1 239

[8] 吴爱军.用于智能交通管理的无线视频监控系统的研究[D].长沙:中南大学,2010

[9] 胡娟,朱丽霞,罗静.武汉市职住空间特征及评价[J].人文地理,2014(3):76-82

P208

B

1672-4623（2017）09-0001-04

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.09.001

2017-06-23。

项目来源：地理国情监测国家测绘地理信息局重点实验室2016年开放基金资助项目（2016NGCM10）。

罗名海，博士，正高职高级工程师，主要从事GIS研究。