基于AHP法的乌鲁木齐市地下空间开发利用潜力研究

张雅 王承武 林晓东

摘要：采用层次分析法评价乌鲁木齐市地下空间的开发利用潜力。选择乌鲁木齐市7个区作为评价单元，根据评价指标体系构建的原则，建立乌鲁木齐市地下空间开发潜力的指标体系，从经济、人口、交通、土地资源、市政、城市区位6个方面着手，使用层次分析法计算每个评估因子的权重，并计算评估单元中每个指标的得分，分别求出7个评估单位的指数和，确定乌鲁木齐市7个区的地下空间开发利用潜力水平。根据评价得出，沙依巴克区、天山区、新市区为一级区域;头屯河区、水磨沟区为二级区域;米东区为三级区域;达坂城区为四级区域。

关键词：地下空间;开发利用;潜力评价

中图分类号：C93         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）10-0035-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.10.009           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： The development and utilization potential of Urumqi underground space was evaluated using AHP. The research selected 7 districts of Urumqi as evaluation unit. According to the principle of the construction of the evaluation index system， it established the index system for the development potential of underground space in Urumqi from such six perspectives as economy， population， transportation， land resources， municipality and urban location. The weight of each evaluation factor was calculated by using analytic hierarchy process， and each factor score in the different evaluation unit was determined， final core of each evaluation unit was found. According to the evaluation score， the development and utilization potential of 7 districts of Urumqi at four level areas was listed： Shayibak district， Xinshi area and Tianshan district were belonged to the first level; Toutunhe district and Shuimogou district were belonged to the secondary level; Midong District was belonged to the third level; Dabancheng District was belonged to four-level area of development and utilization potential.

Key words： underground space; development and utilization; potential evaluation

在城市化水平提高和社会经济加速发展的情况下，城市土地资源供不应求，城市交通问题严重，城市空间十分拥挤。为了缓解上述情况，政府开始将目光转移到地下空间资源的开发利用上。土地资源开发由地面扩张向地底深入或空中发展，由于城市密度越来越高，社会经济不断发展且新的地下空间开发技术越来越丰富与成熟，从而形成了多样的地下空间利用形式，如地下商场、地下轨道交通及其站点、地下供排水管道、人防工程、地下仓库和地下停车场等。乌鲁木齐市城市地下空间的利用开始于国防战备建设时期，主要以人员疏散的人防工程为主。随着乌鲁木齐市城市化现代化的推进，少量的人防工程被改造成了停车场，也有部分用于商业的地下建筑的開发建设。利用地下空间资源是很有必要的，地下空间已成为城市建设的战略性资源。乌鲁木齐市地下空间的主要类型是地下建筑工程、地下人防工程（地下人行道）、单一地下工程和地下综合管道，还有一些地下空间用于地下停车场和地下商场。随着城市轨道交通线路的建成，地下空间的开发利用增加了地铁站和地铁轨道。计划中的轨道交通1、2号线的第一阶段长度约47.9 km。1号线从三屯碑到机场，全程约为26.5 km，有21个车站，2号线的一期长约21.4 km，有16个站点。乌鲁木齐市新客运站南广场地下空间为10.51万m2。

1  研究区概况及数据来源

1.1  研究区概况

乌鲁木齐市是新疆维吾尔自治区的首府，位于天山山脉中段北麓，亚欧大陆中心，准噶尔盆地南缘，辖七区一县，分别为沙依巴克区、新市区、米东区、天山区、头屯河区、水磨沟区、达坂城区和乌鲁木齐县。辖区总面积约为13 783.10 km2。乌鲁木齐市的7个区有不同的定位和不同的经济发展水平，沙依巴克区、水磨沟区、新市区和天山区是乌鲁木齐市的4个主要中心城区，是政治、经济、文化和金融中心;头屯河区、达坂城区和米东区是主要的制造核心区域和物流区域，交通便利，以工业为主。

1.2  数据来源

主要统计数据包括人口数据、经济数据、社会建设状况等，主要反映了乌鲁木齐市的人口、经济和社会状况。数据主要来源于《2017年乌鲁木齐市国民经济和社会发展统计公报》以及《新疆统计年鉴2018》《2018年乌鲁木齐统计年鉴》等。

2  影响乌鲁木齐市地下空间开发利用潜力的因素分析

2.1  经济发展状况因素

2017年乌鲁木齐市的地区生产总值为2 743.82亿元，按可比价计算，比上年增加8.1%。第一、第二和第三产业结构比为1.1∶30.2∶68.7;按照常住人口统计，2016年全年人均GDP为6.96万元，增长3.6%。当人均收入在3 000美元以上时，该市具有大规模开发利用地下空间资源的经济实力[1]。乌鲁木齐市2017年人均已超过3.7万元，所以乌鲁木齐市有开发利用城市地下空间资源的必要，具备大规模的开发条件。《2018年乌鲁木齐统计年鉴》数据显示，天山区的区域生产总值为321.91亿元，沙依巴克区的区域生产总值为330.89亿元，新市区的区域生产总值为1 005.27亿元，水磨沟区的区域生产总值为281.31亿元，头屯河区的区域生产总值为444.71亿元，米东区的区域生产总值为301.76亿元，达坂城区的区域生产总值为22.97亿元。城市地下空间资源有地域性，不同的区域地下空间资源价值不同，经济繁华的区域地下空间资源的价值相对较高，在经济相对落后的区域，地下空间资源的价值比较低。

2.2  人口状况因素

2017年，乌鲁木齐市辖区总人口为222.62万人（包括乌鲁木齐县），城镇人口为198.20万人，农村人口为24.41万人，人口城镇化率约为89.03%。《新疆统计年鉴2018》数据显示，天山区年末人口为47.33万人，新市区年末人口为50.08万人，沙依巴克区年末人口为46.98万人，水磨沟区年末人口为22.92万人，头屯河区年末人口为18.46万人，米东区年末人口为27.37万人，达坂城区年末人口为3.41万人。城市人口的组成结构、人口分布密度以及总体规模等状况对城市地下空间的需求程度以及利用方式和效果有着很大的影响。其中，人口密度是城市土地资源利用紧张综合表现的重要指标之一。人口密度越大，地下空间开发利用的价值就能反映得更多[2]。在当今快速发展的城市中，人口密度越大，地下空间资源开发利用的潜在价值和需求也会越大。城市人口规模也将决定城市地下空间开发和利用的需求强度[3]。根据常住人口设定一定的人防标准面积是人防工程必须达到的。在居民区，交通设施和公服用地使用指标规划也会根据人口密度来制定。

2.3  城市交通状况因素

2017年，乌鲁木齐市机动车保有量年末达到105.50万辆，比上一年增加11.8%。随着乌鲁木齐市地铁的建设，交通拥堵将得到改善。但是，中心城区主干道路和交叉路口饱和度基本超过了1.0，早晚高峰经常交通拥堵。根据西方发达国家总结的实践经验，城市地下空间的开发利用，地下公共交通系统即地铁的大规模建设，地铁一体化是有效解决城市交通拥堵问题的重要途径。交通运输是城市功能最活跃、最关键的因素，便捷的交通系统将极大地促进城市的发展[4]。如今，交通拥堵已成为中国许多地区的主要弊病之一，已开始采取各种地上措施，例如建天桥和增加交通方式，但这些措施仍然无法有效地转移人流量。建设城市地下交通系统是城市交通的未来发展趋势和主要发展方向，各种地下交通方式，如地铁、地下公路、行人通道和地下停车场等，与地面行驶相比，地下交通不仅具有顺畅、便捷的特点，而且可以减少大气和噪声污染。大量实例证明，地铁线和地铁站周边地区是地下空间开发利用最具潜力和最有价值的区域。乌鲁木齐市地铁1号线北段已由2018年10月25日开通试运营，其地下站点配套商业也将逐步发展起来。

2.4  土地资源状况因素

乌鲁木齐市的行政面积约为13 788 km2，其中建成区面积约为436 km2。天山区的行政面积为171.0 km2;沙依巴克区的行政面积为422.5 km2;水磨沟区的行政面积为277.6 km2;新市区的行政面积为262.5 km2;米东区的行政面积为3 407.42 km2;头屯河区的行政面积为275.59 km2;达坂城区的行政面积为4 759.20 km2。乌鲁木齐市的基准地价一级住宅为2 400元/m2，一级商业为4 000元/m2，一级工业为670元/m2。可供利用的土地资源比较丰富，但中心城区相对较拥挤。土地交易价格与土地资源质量和短缺密切相关，全面反映了土地资源利用价值和附加值的水平和潜力。

2.5  市政状况因素

市政设施设备占地面积大且与周围环境相对较矛盾。大多数市政公用设施都埋于地下，占据了部分地下空间资源[5]。与城市地下空间密切相关的市政设施主要包括供水和排水系统及能源系统：自来水生产和供应设施;污水处理、雨水排放和下水道管道;供应变电站设施、天然气、煤气等管道。可以看出，这些市政管线是整个城市的血脉，种类多且十分重要，因此，城市地下空间应该是市政设施的主要容纳空间。评估地下空间开发利用潜力的另一个指标是市政管道密度。当一个城市对市政基础设施的利用需求不断增长时，对地下空间开发利用的需求也将增长。随着这些管线数量的增加，如果不能合理规划这些市政管线，将会严重阻碍城市的发展。

2.6  城市区位因素

城市土地位置包含绝对概念和相对概念。绝对区位是在评估系统中起决定性作用的空间区位，而相对区位是基于形成特定空间位置的绝对区位。城市的大多数行政、商业中心和交通枢纽都可视为绝对区位。与行政、商业中心、交通发达等区域联络的时间越少、距离越短，土地的价值将会更高，反之亦然。土地价值对地下空间开发利用的经济价值有着非常直接的影响[6]。城市行政中心往往具有优越的地理位置，租金较高，周边环境质量和城市面貌都很优越。开发利用地下空间资源以主要满足社会需求和环境需求，经济效益大，潜在的发展价值更高。此外，城市的其他一些文化場所，如旅游中心和会议中心，也是人流量大、交通便利的地方。土地租金普遍较高，地下空间开发利用价值也很高。

根据乌鲁木齐市经济社会等因素，综合分析经济、人口、交通、土地资源、市政、城市区位特征及其对地下空间开发利用的影响，根据不同类别的影响因素对地下空间开发利用影响的程度建立分级标准，见表1。

3  地下空间开发利用潜力评价

3.1  评价思路

地下空间资源开发利用受多种因素影响，除了与水文地质、区位、工程地形地貌等因素有关以外，还与城市发展的社会经济因素等密切相关。本文主要考虑乌鲁木齐市社会经济发展情况，以其经济社会发展的数据为基础，对乌鲁木齐市地下空间资源开发利用潜力作出评价，客观合理地评价乌鲁木齐市地下空间资源开发利用潜力情况[7]。

3.2  构建原则

以社会经济条件为基础，充分结合城市地下空间开发利用现状，以服务于地下空间规划为目标。

3.3  评价方法

影响地下空间资源开发利用的经济因素相互关联，相互制约。鉴于影响因素的复杂性和多层次性，使用准确的数据模型来求出每个影响因子的权重向量比较困难。一般多采用层次分析法（Analytical hierarchy process，AHP）来解决该类问题，层次分析法的评分标度及含义见表2。

3.4  评价指标体系

影响地下空间资源开发利用的社会经济因素主要包括经济条件、人口因素、城市交通状况、城市地价因素、城市区位因素和市政条件。通过咨询相关行业专家，确定了地下空间资源开发利用潜力评价指标体系[8]，指标层包括经济状况、人口状况、交通状况、土地资源状况、市政状况、城市区位状况。

4  指标的量化

4.1  权重参数的确定

经过专家调查进行提取，确定主题层，根据评价指标体系构建判别矩阵，按照评分标度确定各因素之间的重要性，比较并结合专家意见来赋值，求出权重值并进行一致性检验[9]，具体情况见表3。

运用MATLAB软件计算出结果，权重W =（0.295 3  0.295 3  0.179 7  0.076 5  0.042 2  0.111 1），最大特征值λmax=6.097 4，一致性檢验CI=0.019 5，随机一致性比率CR=0.002 17<0.1，即通过检验。

将指标实际值和标准值进行对比，确定乌鲁木齐市7个区的评价单元内各指标的分值，具体情况见表4。

4.2  计算各评价单元指数和

计算参评指标的加权指数和，即指标的权重乘以相应的得分，公式如下：

R（j）=■Fi×Wi

式中，R（j）为第j个评价单元的综合得分，Fi、Wi分别是第i个参评指标的分值和权重值，n为参评指标的个数。

根据公式，计算沙依巴克区地下空间开发利用潜力加权指数和，0.6×0.295 3 +0.8×0.295 3+1.0×0.179 7+0.8×0.076 5+1.0×0.042 2+1.0×0.111 1=0.807 62，即沙依巴克区地下空间开发利用潜力加权指数和为0.807 62。依次计算可得，天山区、水磨沟区、新市区、米东区、头屯河区、达坂城区的地下空间开发利用潜力加权指数和分别为0.801 21、0.712 62、0.762 90、0.393 52、0.628 63、0.133 31。

4.3  评价单元等级的确定

由“4.2”结果显示，各区域评价单元的指数和都在0～1，得到梯度分段值，确定评价单元等别范围，结果见表5。由表5可知，一级，地下空间开发利用的潜力很大;二级，地下空间开发利用的潜力较大;三级，地下空间开发利用的潜力一般;四级，地下空间开发利用的潜力小。

综上得出，沙依巴克区、天山区、新市区为一级区域;头屯河区、水磨沟区为二级区域;米东区为三级区域;达坂城区为四级区域。

5  小结与讨论

本研究基于乌鲁木齐市经济社会和地下空间资源的开发利用现状条件，提出了地下空间资源开发利用的潜力评价模型，利用该模型评价乌鲁木齐市7个区的地下空间资源，得出以下结论。

1）影响乌鲁木齐市地下空间开发利用的因素总体上表现为经济状况=人口状况>交通状况>城市区位状况>土地资源状况>市政状况。

2）乌鲁木齐市7个区的开发潜力：沙依巴克区、天山区、新市区为一级区域;头屯河区，水磨沟区为二级区域;米东区为三级区域;达坂城区为四级区域。

如今城市空间紧张，交通拥挤，大力开发利用地下空间是改善这些问题的关键。在实际开展地下空间开发利用时，还需充分考虑城市建设中的实际情况，对城市地下空间资源开发利用潜力进行相应的评价，从而提高土地资源利用率，确保实现土地资源可持续发展。由于地下空间资源的开发利用潜力所受影响因素较多，仅从社会经济因素考虑不够全面，在今后的研究中可尝试结合多种指标进行分析。

参考文献：

[1] 刘常明.长沙市地下空间资源利用与管理研究[D].长沙：湖南师范大学，2013.

[2] 邵继中.城市整体空间耦合重构视角下地下空间设计理论研究[D].南京：东南大学，2014.

[3] 宋敏聪.基于社会经济因素的城市地下空间开发潜力评估[D].天津：天津商业大学，2012.

[4] 胡玲熙.城市地下交通空间的人性化建设时代[J].建筑与文化，2016（6）：128-131.

[5] 刘  婷，罗  翔.重庆主城区地下空间市政设施开发利用规划研究[J].城市建筑，2017（17）：55-57.

[6] 王  洋，赵景伟，彭芳乐.城市地铁沿线站域地下空间开发控制要素探讨[J].规划师，2014，30（9）：70-75.

[7] 杨大顺.地下空间资源评价及基于GIS的可视化研究[D].河北邯郸：河北工程大学，2010.

[8] 柳  昆，彭  建，彭芳乐.地下空间资源开发利用适宜性评价模型[J].地下空间与工程学报，2011，7（2）：219-231.

[9] 程子腾.荆州市地下空间开发利用与管理研究[D].武汉：华中农业大学，2012.