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作者苏州科技大学建筑与城市规划学院硕士研究生于燕,苏州科技大学建筑与城市规划学院副教授、硕士生导师洪亘伟,苏州科技大学副教授、硕士生导师、教务处副处长刘志强,苏州科技大学建筑与城市规划学院硕士研究生路宽在《规划师》2019年第5期撰文,“村—镇—城”之间良好的交通可达性是地区“在地”城镇化的重要支撑。文章以苏州为例,通过采集实时出行大数据作为可达性测度指标,运用ArcGIS等值线空间分析方法,分析城乡交通一体化下村镇空间可达性的新水平与新特征。研究表明,苏州“村—镇”“镇—城”“村—城”已形成“20—40—60”分钟的小汽车三圈层格局,建构了城乡1小时时空圈,但在城镇化的驱动、自然地形的限制及地理区位的影响等因素共同作用下,可达性表现出显著的时空差异特征;公共交通可达性水平远滞后于小汽车,形成2.5小时时空圈,可达性高低的空间分布则与城镇空间发展“双轴”格局密切相关。文章结合不同村镇可达性的特点,因地制宜地提出改善区域道路网络结构、创新公共交通多元发展和调整村镇布局等规划优化策略。
[关键词]个体出行;大数据;“村—镇—城”三层级;优化策略
[文章编号]1006-0022(2019)05-0081-07
[中图分类号]TU982.29
[文献标识码]B
[引文格式]于燕,洪亘伟,刘志强,等.基于出行大数据的苏州村镇空间可达性及优化策略[J].规划师,2019(5):81-87
一
研究设计
(一)研究对象
本研究选择苏州市区内20个一般建制镇及镇域内的 309 个行政村作为研究对象 ( 表 1)。在城镇密集地区,村镇居民出行空间尺度既涉及到城市尺度内的“村—城”和“镇—城”个体,又涉及到镇域尺度内的“村—镇”个体。因此,研究构建了“村—镇”层级 309 组行政村到镇行政中心、“镇—城”层级20组镇行政中心到镇所在区中心和“村—城”层级 309 组行政村到各区中心的可达性时空测度序列。
(二)研究数据
本文研究居民出行时空特征的大数据主要包括实时交通运行指数和典型时段个体出行时空数据,分别来自苏州交通警务平台和高德地图出行平台。前者是实时道路交通运行状态的数字化表达,可直观反映“村—镇”和“镇—城”空间上不同时段道路交通运行的状态,从而确定不同维度上居民出行的典型时间段。后者是高德地图导航系统在典型时间段内,连续采集“村—镇—城”三层级空间上不同出行方式(小汽车、公共交通)的可达性时空数据。
(三)研究方法
1.基本框架
个人的时空行为与道路交通运行情况有密切的互动关系,一方面居民出行影响道路交通运行强度,另一方面道路交通对居民出行有引导和制约作用。基于此,研究首先通过苏州交通警务平台对各条道路交通连续强度的实时监测,确定居民在“村—镇—城”三层级空间中流动的特征,进而通过高德地图出行大数据建构典型时间段的可达性时空测度数据库。其次,通过ArcGIS软件(10.2版)的空间分析功能对数据进行可达性分析,探索城镇密集地区基于人的出行行为的村镇聚居空间可达性时空特征。
2.方法设计
(1)以公共空间为基准选择三层级空间OD点。
为了与村镇居民日常出行行为规律相匹配,“村—镇—城”三层级OD点选择以公共空间为基准,确保数据贴近村镇居民出行行为。城 OD 点摒弃以古城中心为唯一节点的方式,结合苏州多中心城市格局,依据就近原则,以各分区行政区划为基本单元,通过提取各分区中区位吸引力较大的政府机关、银行及商场的大量POI(Point of Interest)信息点进行分析,选择靠近这三类集聚点的几何中心作为城OD点(图1-a);镇OD点选择镇人民政府所在地,村 OD 点选择行政村居民聚居点(图1-b),村、镇OD点作为公共活动中心,也是“村—镇—城”公共交通换乘点。
(2)聚焦典型时间段建立高德出行空间数据。
借助苏州交通警务平台对各条道路的交通出行强度进行实时监控,确定区域内21条(双向)典型生活性主干道,并基于对21条道路交通出行强度数据的整理,确定不同空间维度上居民出行的典型时间段,分别为:①工作日“村—镇”层级生活性主干道出行累积高峰时间段为7:30~ 8:00 和 17:30 ~ 18:30( 图 2-a)。②工作日“镇—城”层级生活性主干道出行累积高峰时间段为7:30~8:30和17:00~18:30。③工作日的13:00,三层级空间交通出行指数处于中等水平且较为平稳。④节假日高峰时期,交通出行累积高峰时间段持续时间较长,为9:00~18:00(图2-b)。基于调查结果,对工作日的闲时和高峰期两类典型时间段内时空可达性数据进行采集,而对节假日则根据其平稳的出行指数特征选取相关时间段进行数据采集。
(3)基于高德出行大数据进行GIS等值线分析。
通过叠加三层级空间上典型时间段内不同交通出行方式的高德出行数据,进行 GIS 等值线分析,以进一步分析不同空间维度可达性的整体特征,对比不同交通方式的可达性空间差异。首先,校正三层级空间 OD 点,添加典型时间段可达性测度数据属性值;其次,借助ArcGIS软件的空间分析功能,分别对三层级空间上高德出行大数据进行分析,生成三层级空间上多组典型时间段的小汽车和公共交通出行时间等值线图,探索村镇聚居空间的可达性特征;最后,通过叠加小汽车和公共交通两种出行方式的等值线,揭示两种交通出行方式间可达性的时空差异。
二
基于“村—镇—城”三层级的时空可达性分析
(一) 兼具快捷与差异化的可达性特征
苏州城乡聚居点分布相对密集,并依托“两环路—快速路—主干路—干线公路—县乡公路”的“村—镇—城”交通网络,实现了全域城乡1小时时空圈,“村—城”、“村—镇”和“镇—城”间的往来较为快捷。同时,在城镇化、自然地形及地理区位等多元驱动下,区域内可达性差异特征显著。
1.全域城乡出行1小时时空圈
(1)“20—40—60”三圈层时空圈。
在全域1小时时空圈内,90%的“村—镇”、“镇—城”和“村—城”出行时间分别在20分钟、40分钟和60分钟以内,形成城乡三层级空间出行为“20—40—60”分钟的三圈层格局(图3)。其中,“村—镇”层级可达性最高,平均出行时间为12分钟,超过50%的村到达镇中心所需时间小于10分钟。而“村—城”层级的可达性相对最低,平均出行时间为38分钟。
(2)“村—城”可达性离散程度较大。
受自然地形和地理区位影响,“村—镇—城”三层级的可达性离散程度存在差异。对比各层级出行时间标准差, “村—城”层级为11.1,“镇—城”层级为9.7,“村—镇”层级为8.2,“村—城”层级的可达性离散程度最大,其最小出行时间仅需15分钟,而最大出行时间达到84分钟。
(3)“村—城”和“镇—城”可达性波动明显。
总体比较典型时间段内三层级时空出行数据,“村—城”和“镇—城”层级出行时间波动明显。“村—城”和“镇—城”工作日高峰时段平均出行时间是非高峰期出行时间的1.2倍,其中“村—城”的最大波动幅度将近 2 ∶ 1,表明随着该地区城镇化进程的不断深化,村镇与中心城区人员往来日益密切,“村—城”和“镇—城”的交通通勤特征日趋显著。而对于具有良好历史文化及自然资源的旅游型村镇,如金庭和东山镇,“村—城”和“镇—城”节假日高峰时段平均出行时间是工作日高峰时段的1.2倍(图4)。
2. 多元驱动下的可达性空间分异
(1)城镇化驱动下近城区“村—镇”可达性优势明显。
近城区村镇受中心城区城镇化带动,整体经济发展和各项基础设施建设水平均居于前列,可达性水平明显优于其他地区(图5)。例如,高新区城镇化率是苏州市最高,其镇域内“村—镇”可达性整体水平明显优于其他地区,平均出行时间在7分钟左右。而随着镇与城区距离的增大,“村—镇”可达性水平呈现非梯度化的下降规律,至远城区城镇化率最低的吴江区镇域内“村—镇”可达性平均值达24分钟(表2)。
(2)自然格局限定下“村—镇”可达性衰减趋势空间差异显著。
理想状态下,镇域内以镇为中心的“村—镇”出行用时应呈现距镇中心空间距离增加而梯度化衰减规律。实际上,这种均质型衰减规律主要出现在村镇集中分布于自然地形条件较为均质的镇内,如甪直镇镇域内的村镇集中分布在北侧地区,“村—镇”可达性以0.36 千米/分钟的速度向外匀速衰减(图6)。而镇域内自然山体或水系资源丰富,且村镇围绕山体或水系分散布局,“村—镇”呈现可达性衰减速度随着距镇中心向外逐渐增大的扩散型特征,如有大面积水域的阳澄湖镇的“村—镇”可达性衰减速度即为如此(图7)。
(3)地理区位影响下可达性波动程度的空间分异特征明显。
“村—城”和“镇—城”层级的可达性呈现大幅波动村镇相对集中、小幅波动村镇集中与局部分散相结合的空间分异特征(图8)。工作日“村—城”和“镇—城”高峰期出行时间相对于闲时波动较大的村镇,主要集中在近城区的沿太湖区域和可达性水平相对较高的城市分区内,这些村镇在“村—城”“镇—城”间往来的通勤需求较为明显。而波动幅度小的村镇主要集中在南、北两端且可达性水平相对较低,“村—城”“镇—城”间的往来需进一步加强。节假日高峰期可达性弱于工作日的村镇,主要集中分布在太湖水域内,其因远离中心城区且受自然地形限制而与中心城区联系较为薄弱。
(二)相对滞后的公共交通可达性特征
在国家倡导绿色交通出行的背景下,苏州率先落实“村村通”公交,已形成以市区为中心、以各中心镇为重点节点、以其他镇村为一般节点的城乡公交一体化网络,公共交通已经成为大部分村镇居民主要的出行方式。然而,基于高德出行数据的分析发现,城乡公共交通的可达性水平远滞后于小汽车且呈现城镇格局导向下的空间差异特征。
1.公共交通出行2.5小时时空圈
相较于小汽车 1 小时出行时空圈,城乡公共交通出行时空圈达到2.5小时,90%的村能在 150 分钟内到达中心城区或镇区中心,其出行的快捷性远低于小汽车。相较于三层级小汽车出行时间,公共交通劣势明显。90%的“村—镇”、“镇—城”和“村—城”出行时间分别在80 分钟、130 分钟与 150 分钟以内,分别为各层级小汽车出行时间的4倍、2倍及 3 倍,其中公共交通等候和换乘时间占较大比重。
各层级公共交通可达性水平远低于小汽车,衰减速度亦快于小汽车。“村—镇”层级公共交通可达性平均值为46分钟,与小汽车出行可达性平均值相差 34分钟,可达性衰减速度最快的是距城区较远的金庭镇,衰减速度达 0.08 千米 /分钟,约为小汽车可达性衰减速度的 7倍。“镇—城”和“村—城”层级公共交通可达性平均值分别为90分钟与115分钟,与小汽车可达性最大差值达93分钟和 210 分钟,可达性衰减速度最快的均为吴江区,衰减速度达 0.15 千米 / 分钟和 0.11 千米 / 分钟,约为两层级小汽车可达性衰减速度的3倍和5倍。
2. 城镇格局导向下公共交通可达性水平的空间分异特征
“镇—城”和“村—城”层面可达性强弱空间分布与城镇空间发展“双轴”格局密切相关,区域中轴和南北发展轴两条城镇聚合轴上的村镇公共交通可达性最好,且村镇可达性水平随着轴线两侧向外逐渐下降,在沿太湖地区可达性水平降到最低(图9)。
三
城镇密集地区村镇可达性优化策略
高德出行数据呈现了城镇密集地区在较为完善的道路交通建设下,村镇居民出行的可达性呈既较为优越又差异明显、分布不均的现实状态。因而,针对进一步完善地区城乡可达性以促进“在地”城镇化优化的需求,结合各类村镇特点,本文从“村—镇—城”3个空间维度探讨可达性优化的策略。
(一)“村—镇”层面:优化道路建设、完善村级入户公共交通
镇域是城镇密集地区城镇化的最小空间单元,良好的“村—镇”时空可达性是“在地”城镇化的基本保障。目前“村—镇”层面可达性水平因与中心城区距离远近不同而分布不均,镇域内可达性、均好性又受到自然地形条件的影响,需要从技术、资金和政策等方面优化道路网络建设,以提高“村—镇”可达性的整体水平和均好性。首先,关注远中心城区镇域内部道路网络建设,给予相应的政策和资金支持。其次,强化针对不同地形条件的村镇道路网络规划建设。例如,对于地势平坦、水网分布均匀的村镇,道路建设限制因素相对较小,需从整合村镇整体发展的需求出发,在提高道路网使用效率的基础上,提高联络村镇之间往来的路网密度;而对于自然地形条件相对复杂的村镇,因地形限制不便于通过高密度路网建设来提高村镇之间的可达性,则需着重梳理行政村内部道路网络的建设,通过增加村庄内部与主要道路连接的出入口,促进村庄与外围道路的高效联系,以此提高村镇间的往来效率。
“村—镇”层面公共交通可达性水平与小汽车存在较大差距,自然村落公共交通“最后一公里”出行难问题较为突出,需要从提高公共交通服务效率、提升公共交通服务品质及提倡公共交通类型多元化等方面加强公共交通网络建设力度。苏州市实行的“村村通”公交政策已确保到行政村层级,对于行政村内自然村分布集中、一个公交站点能够满足周边几个村庄村民出行需求的乡村,主要通过缩小发车间隔来提高乡村公交的使用效率;而对于自然村分布相对分散、现有公交站点不能满足村民需求的乡村,则需增设公交站点来提高公交出行的便捷性。对于受自然地理条件限制而难以实现公交入户的村庄,可借鉴城市“微循环公交”的成功经验,通过在公交站点和村庄聚落配置公共自行车等操作性较强的绿色交通设施,提高乡村入户“最后一公里”的可达性。
(二)“镇—城”层面:加强区域道路网络联动、优化进城公共交通设施布局
城和镇是一定区域范围内城镇化的主要空间载体,因规模等级的差异承担不同的城镇化职责。在城镇密集地区两者间的互动合作与联系更为频繁和密切,道路网络建设需要全面加强。首先,结合城镇密集地区“镇—城”层级生活往来和出行结构更为主动及多样化的特征,加强镇级道路与城市快速路网的联系,如对于沿太湖地区可达性水平相对较低且与中心城区主要道路的衔接受自然地理等条件限制的镇,需要重点建设与中心城区快速路网直接连接的道路。其次,重视跨行政区划的道路交通路网布局,对于本身距离中心城区比较远且发展受跨市域的邻近中心城区影响较大的镇(如桃源镇),需在加强与本市中心城区道路联系的基础上,探讨跨行政区划道路交通网络布局的方法,为其发展提供更为多元和开放的外部支持。
针对日益显著的“镇—城”间通勤需求,现阶段“镇—城”间公共交通平均出行时间为90分钟,远超最佳通勤时间60分钟,故需继续提高公共交通可达性水平。首先,在公共交通设施布局创新方面,进一步深化解读“在地”城镇化进程中城镇密集地区城区职住空间结构向周边镇区扩展的分散式特征,加强镇与中心城区快速公共交通网络对接的公交专线建设,并在上下班高峰期定向增设通勤公交,缓解出行高峰期的交通拥堵问题。其次,针对可达性空间分异特征,对可达性水平差且相对聚集的镇,采取多级贯通式公共交通线路规划,即延长各镇内的公交线路并汇集到城区最近的镇,通过快速公交直接与中心城区对接,这一规划手段既能集约利用交通资源,又能强化“镇—镇”之间的发展联系。
(三)“村—城”层面:整合交通组织方式、调整村镇布局
“村—城”层级公共交通服务效率远低于“村—镇”和“镇—城”层级,平均值达到 115 分钟,且与中心城区存在通勤需求。针对这类情况需要进一步优化村与城之间更直接的道路交通联系,有效整合城乡公共交通资源,为村民出行提供多元而快捷的方式,以支持村民更自主地选择自身发展的模式。同时,“村—城”可达性仍存在较为明显的空间差异。由于密集的城镇建设,该地区村与城之间的联系早已突破了行政区划界定,部分村到城的可达性比村到镇的可达性更高,而也有部分村由于自然地形和地理区位的限制,至城区的出行时间达到 135 分钟,且该类村庄整体发展水平受到可达性的限制,因而对于该类受到自然地形条件限制或地理时空距离比较远的村庄,可采取撤并形式优化时空可达性。一方面,基于生态环境保护的原则,优先考虑生态敏感区内的村庄进一步撤村并点;另一方面,考虑村庄现实发展问题,优先将可达性极差且资源匮乏的村庄并入中心城区或镇区。
四
结语
城镇密集地区的村镇可达性整体处于较好的水平,但公共交通可达性水平仍有待提高,由于受自然地理条件的限制和城镇空间格局等方面的影响,各空间层级的可达性差异显著,优化村镇可达性依然是该地区“在地”城镇化的重要任务。本文已从区域视角对优化道路网络结构、创新公共交通多元格局和调整村镇布局等方面探讨适宜的规划方法,希望能为同类城市村镇空间建设提供参考与借鉴。同时,针对当前居民跨行政区划出行目的和方式的复杂化,研究更大区域范围内的村镇居民出行特征受多方面限制,故在今后可达性研究中需进一步挖掘大数据对“村—镇—城”可达性研究的作用。
来源:2019年05期《规划师》杂志
新媒体编辑:肖莉、蓝皓月
审核:刘芳
文章全文详见《规划师》2019年05期
《基于出行大数据的苏州村镇空间可达性及优化策略》
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