基于GIS的轨道交通与旅游热点可达性耦合关系——以天水市为例

高玉祥，韩 峰，李泽宇，陈锦生，张少谨

(1.兰州交通大学 土木工程学院，甘肃 兰州 730070;2.兰州交通大学 测绘与地理信息学院，甘肃 兰州 730070)

交通基础设施建设是旅游业发展的必要条件，很多研究成果表明旅游资源的发展与道路交通之间有紧密联系，高等级旅游资源的交通网及可达性往往较好[1-3]。目前连接各大景区的交通主要为公路、地形、地质等因素使公路展线长且山间道路的安全性较低[4]。在落后的交通因素的作用下，各大景区的旅游人数增长缓慢，景区第三产业的发展缺乏积极的带动力[5-6]。学者们对旅游景点的空间分布特征，空间结构演化模式以及空间格局优化等方面进行大量的研究[7-10]。从研究方法来看多采用点格局分析、基尼系数与洛伦茨曲线等方法[11-12]。

随着人们生活节奏的加快，到达旅游目的地花费的时间在一定程度上直接影响着游客出行的动力。逐渐把旅游观光与交通运输相结合，实现游客旅游目的转移，使旅游交通成为旅游活动中一个重要的组成部分，在一定程度上能够吸引更多的游客。研究旅游热点的可达性与轨道交通的耦合关系，可以为游客选择适宜的旅游线路和政府通过改善交通运输网来优化景点布局提供科学依据。

1 研究对象

1.1 区域概况

天水为古丝绸之路重镇，现在是国家“一带一路”节点城市，地处陕、甘、川三省的交界，是国家历史文化名城、中国优秀旅游城市，是中华民族和华夏文明的重要发源地之一，享有“羲皇故里”。旅游资源十分丰富，现有旅游景区(点)548处，其中5A级1处，4A级7处，3A级景区6处，2A级景区23处[13]，主要景点分布如图1所示。在这些著名景点中，麦积山风景名胜区是国务院首批公布的国家5A级风景名胜区，麦积山石窟被誉为“东方雕塑馆”。天水市路网发达，陇海线、宝兰高铁横贯东西，天平线连接南北，310、316国道和其余省道等公路线连通市内各个县(区)，是国家公路运输枢纽城市。

图1 天水市主要景点分布

1.2 游客时空分布

天水的众多著名景点吸引着国内外的游客，国内游客覆盖全国20多个省市区，其中陕西、四川、河南、山东等地为天水旅游的主要客源市场。以县(区)为单位，选取2010、2014、2016 3个时间断面的天水市各县(区)的游客数量，空间分布状况如图2所示。

图2 天水市游客人数空间分布

由图2可以看出，游客在空间上主要分布在秦州区、麦积区、甘谷县和武山县，因为这些区域都有5A、4A景区，对游客有较大的吸引力。从2010年到2016年，各个县(区)的游客人数每年都以大约30%的速度增长。

根据甘肃省统计局发布的《2016年天水市旅游业运行情况分析》，被调查游客中，对主要景点的关注度如图3所示。

2 旅游热点可达性

2.1 天水市A级景区空间分布类型

地理集中指数是衡量地理数据在一个区域内整体的空间分布集聚程度的指标，用该指数来分析天水市主要景点空间分布的集中程度，计算式为[14]：

(1)

式中：G为地理集中指数；Xi为第i个县(区)内A级旅游景区的数量；T为天水市A级旅游景区的总数；n为行政区的总数。其中0

天水市有7个县(区)，即n=7，将各县(区)A级景点数量Xi及全市的A级旅游景点总数代入式(1) ，可以计算出天水市A级景点空间分布的地理集中指数G。Gj是旅游景点均匀分布时的地理集中指数。

表1 天水市A级景区分布的地理集中指数

计算得到的各年份天水市A 级旅游景区空间分布的地理集中指数比均匀分布时的地理集中指数都要高，表明A级旅游景区空间分布的集聚程度较高。

2.2 可达性评价模型

以研究区域内的交通网为基础，可达性评价指标选择通行时间的平均值，即以区域内某景点到区域内其它各景点的平均通行时间来衡量该景点的可达性，平均通行时间中考虑公路交通与轨道交通的乘车等待时间，计算式[15]：

(2)

式中：i，j为研究区域内的旅游景点；Tij为区域内景点i通过交通网到达景点j的最短通行时间，公路交通等待时间为7 min,轨道交通等待时间为20 min；n为区域内的景点总数；Ai为景点i的平均通行时间，值越小表示该景点i通过交通网到达其他景点的时间越短，说明该景点可达性越好，反之则可达性越差。

(3)

2.3 可达性计算方法

根据《铁路线路允许速度管理办法》、《中华人民共和国公路工程技术标准》中规定的各级铁路、道路系统的设计速度，车辆行驶的平均速度为v，利用式cost=1/v×60计算得到每行驶1 km花费的时间成本如表2所示。

表2 不同交通方式的时间成本

通过ArcGIS的空间分析方法，将以上的各种公路交通方式花费的时间成本赋值给公路网矢量图层，进行叠加分析后形成天水市时间成本栅格图层。利用时间成本栅格图与各旅游景点之间的数据及空间关系，在ArcGIS中计算每一个景点到其他景点之间的时间成本。

利用ArcGIS中Spatial Analys模块的克里金(Kriging)插值法，对天水市37个A级旅游景区可达性进行空间插值模拟，景区可达性空间分布如图4所示。

图4 天水市单一公路网的景点可达性空间分布

从平均通行时间来看，天水市主要景区的通行时间在15～90 min，其中秦州区、麦积区可达性明显好于其他区域，主要是因为其作为天水主城区，道路网建设较为发达。

3 轨道交通布局

3.1 旅游-交通耦合作用

发达的旅游产业能够带动区域经济的发展、促进交通设施建设，同时便捷的交通网也会反过来推动旅游业的发展，为旅游业提供基础保障，其原理如图5所示。

图5 交通-旅游耦合系统交互作用机制

近年来天水游客数量增长迅速，接待游客人数从2009年的530万人增加到2016年的2 780万人，实现的旅游收入也从19.6亿增长到159.7亿，游客人数变化如图6所示。

图6 天水市游客人数变化

天水旅游呈现出“假日游”的特征，很多来天水的游客停留时间较短，主要是因为麦积山、伏羲庙等景区知名度高、通达性好，大像山、水帘洞、凤山等景区没有与上述景区进行串联而形成特色旅游线路，导致大多数游客都选择了“一日游”，使通达性差一点的旅游景区未得到更好的发展。

天水公路通车总里程从2009年的10 126 km增加到2016年的10 536 km，增量仅为410 km。以公路为主的交通建设与旅游产业的快速发展不协调，在交通发展缓慢等各种因素的共同作用下，景区的第三产业带动力严重受到限制，旅游业对天水社会经济快速发展的推动作用不足。

3.2 轨道交通对可达性的影响

提高旅游的通达性和便捷性，要求通往4A 级景区要有一种以上快进交通方式，通往5A 级景区要有两种以上快进交通方式，并根据景区旅游接待规模确定建设标准。

铁路在天水运输网中发挥着重要的作用，陇海线自东向西横穿天水，串联了麦积、秦州、甘谷、武山等拥有众多景点的四个县(区)，2016年天平铁路的通车运行，也将清水县和张家川县纳入到铁路网中。将铁路的速度赋值给铁路网矢量图层，道路网时间成本赋值方法不变，计算出各景点之间通达的时间成本，将计算结果用Kring法进行空间插值模拟后的空间分布如图7所示。

图7 天水市公共交通网的景点可达性空间分布

从图7可以看出，在将铁路运输增加到天水路网可达性分析中以后，天水市主要景点的可达性时间范围变化为14～82 min,可达性较好的区域进一步扩大，轨道交通能在一定程度上提高各景点之间的可达性。

为了更好比较铁路对天水旅游交通网可达性作用的明显程度，将单一公路网和公共交通网计算的景点可达性系数比较如图8所示。

图8 可达性系数比较

从各县(区)的景区通达性系数来看，可达性系数最高的为秦州区，可达性系数最低的为张家川县。以秦州为中心往各县(区)都有国道，且区内有伏羲庙、玉泉观、南郭寺等著名景区，故秦州区的景点通达性较好，将轨道交通引入到旅游路网中后，天水市各景点之间的可达性都有一定程度的提高。

2017年宝兰高铁的开通，使天水市进入了高铁时代，对天水旅游业发展具有重要的意义，同时也使天水唯一一个未通铁路的秦安县进入了铁路运输网。根据甘肃省“十三五”铁路发展规划纲要，远期天水-汉中高铁将途径武山县、甘谷县、秦州区和麦积区，且经过麦积山5A级景区，届时天水-陇南铁路也将秦州区北部拉进铁路网，天水轨道交通网将进一步发展，将上述两条线路加入到铁路网中计算的天水市旅游景点可达性空间分布如图9所示。

图9 远期天水市景点可达性空间分布

利用既有的铁路线串联区域内有代表性的著名景点，可以针对规划的特色旅游线路开行旅游专用列车来进行景区之间游客的转移，其定时、定线的优点在为游客节省时间成本的同时还可以带动其他景区旅游业的进一步发展。

4 结 论

1)天水市A级旅游景点空间分布的集聚程度较高，秦州区、麦积区内景点的通达性较好，同等条件下可达性越好的景区游客人数越多，游客空间分布具有明显的交通指向性。

2)通过比较增加轨道交通前后天水市主要景点的可达性变化情况，表明轨道交通与旅游热点之间具有良好的耦合关系。

3)未来天水市铁路路网将更发达，以轨道交通为方向的旅游路网发展思路大有可为，在今后可考虑景点建设与轨道交通统一规划来优化景区交通。