基于路网变迁的甘肃省景点可达性研究

高玉祥，韩 峰

(兰州交通大学 土木工程学院，甘肃 兰州 730070)

铁路和公路作为重要的交通方式往往是区域发展的前提条件，对沿线区域经济社会的发展速度和质量有重要的影响[1-3]。可达性是指通过特定的交通方式，从空间的某一位置到其他位置的便捷程度，路网结构变迁带来的区域可达性的改变已经成为研究的热点。李巍通过GIS、GS+软件对甘南州的优良级旅游资源的可达性及空间分布格局进行定量分析，并探索了不同区域之间可达性值的内在联系[4]。潘竟虎测算了全国所有4A及以上景区和县域单元的空间可达性，利用空间关联方法分析了县(区)可达性的空间规律[5]。吴威以加权平均旅行时间为指标，探讨了长江三角洲地区的节点城市在公路网中的可达性空间格局及其演化规律，并结合公路货运特征分析了路网对城市发展的影响[6]。关颖探讨了安徽省公路网建设所带来的可达性水平对发展的影响，分析了公路网可达性与区域发展的耦合关系[7]。谢翠荣以武汉市的公路交通网为基础数据，利用ArcGIS软件的空间分析工具和构建的可达性模型定量分析了武汉市旅游景点可达性及其空间分布规律，提出了旅游空间结构优化的相关策略[8]。张开广等设计了基于人口加权时间距离倒数的通达性指数，在4个时间断面上研究了河南省高速交通网络中通达性时空特征及演化规律[9]。魏伟选取甘肃省道路网和县域单元为研究对象，用GIS理论及方法分析道路网密度与人口密度、GDP密度的相关性[10]。

近年来甘肃省的路网建设得到迅速发展，但由于不同地区路网建设的不平衡不仅影响社会经济的发展，还对旅游业有一定的影响。本文以甘肃省为研究对象，选用不同时间节点的甘肃省道路网与铁路网数据，利用ArcGIS软件研究景点的分布情况及景点随着路网变迁的可达性改变，分析空间特征及发展规律，使今后的路网建设更加合理。

1 研究区概况

1.1 景点分布

甘肃省处于我国西北地区中部、“丝绸之路经济带”的黄金地段，境内有着以敦煌莫高窟、鸣沙山—月牙泉、麦积山石窟和崆峒山为代表的著名的自然和人文旅游资源，素有“中国西北游，出发在兰州”的美誉，2017年甘肃省的主要景点空间分布位置见图1。

图1 甘肃省主要景点空间分布

1.2 旅游业发展变化

从2010年以来，甘肃省的游客人数、旅游收入都保持以稳定的速度增长，旅游收入占GDP的比重已达20.6%，旅游业越来越成为经济发展的中坚力量。到2017年时，省内接待的游客人次达2.4亿次左右，旅游综合收入也由2010年的240亿增长到1 600亿左右，各指标增长速度如图2所示。

图2 相关指标增长速度

1.3 路网建设与旅游发展的互动关系

区域内的路网建设与旅游业发展是相互影响、相互推动、相互制约的，公路网、铁路网建设有助于提高建设区域内的运输能力，为经济建设、旅游业发展提供方便快捷的运输支持。另一方面，区域旅游业的发展也会对交通运输提出更高的要求。路网与区域发展的耦合程度越高越能为地方经济的发展带来巨大的社会效益和经济效益，特别是在快节奏的生活状态下能为游客节省更多的时间达到游览更多景点的目的，可以积极带动旅游业发展。

2 研究方法

2.1 景点空间分布类型

趋势面分析能够利用区域内各单元的统计样本数据，通过拟合出一个数学曲面来反映所研究的地理要素在空间区域上的变化情况和分布趋势，从而分析地理要素在空间的分布规律。

X轴、Y轴分别对应地图上的东西方向、南北方向，Z轴代表地理要素的测量属性值。如果散点数据拟合出的线段不是直线，则表明研究对象在空间的分布具有某种趋势，将甘肃省2017年各县(区)拥有的A级旅游景点的数目和分布位置进行空间趋势分析后如图3所示。

图3 景点空间分布规律

由图3可知，甘肃省的旅游景点在各个地区都有分布，在南北方向上拟合曲线呈现“两头高、中间低”的现象，表明在西北部的酒泉、张掖和东南部的天水、陇南、临夏景点较多，旅游资源较为丰富。东西方向上由于带状地理区域的影响，景点分布没有明显的特征规律，但整体来看甘肃东部地区的景点比西部地区的要多一些也更为集中，主要就是因为这里生态环境较好，自然风光秀丽。

2.2 可达性

为了度量各个景点游览便捷性的难易程度，将可达性作为评价指标来反映各个景点通达性的优劣，其算式为[12]：

(1)

式中：Ai代表可达性值；i，j代表甘肃省内的旅游景点；Tij为景点i通过交通网到达景点j的最短时间，公路换乘时间为15 min,铁路换乘时间为30 min；n为区域内除i以外的景点总数；可达性的值越小说明该景点到其他景点花费的时间成本越小，说明景点的可达性越好，反之则可达性越差。

3 基于GIS的可达性分析

3.1 路网现状

目前甘肃省主要形成了货运以陇海—兰新线、客运以宝兰高铁—兰新高铁为中心轴的主骨架，天平线、兰渝线、干武线等线路为支线的铁路运输网，线路时空变化如图4所示。

图4 甘肃省铁路网演化

由于特殊的地理形态的影响，甘肃省公路的空间分布及路网结构与铁路网有很大的相似性，都呈现一种带状分布形态，主要以连霍高速公路、国道为中心轴，省道、县道及其他等级的道路为支撑的公路交通网。但公路网与铁路网相比较，甘肃的公路网建设更为均衡一些，各个地级市、主要的节点城市都通达了高速公路、国道、省道，在铁路发展缓慢的一些地区，例如甘南、庆阳，也已经建成主干道路与分支道路相协调的道路运输网。很多道路都与省外道路直接连通，与外界的运输通道更多，公路网空间分布如图5所示。

图5 甘肃省公路网现状

3.2 可达时间计算

根据铁路、公路相关的设计标准和行车速度标准，并参考之前学者的研究成果[13]，结合甘肃省实际的铁路、道路情况，对不同等级、不同类型的铁路、公路的行车速度设置如表1所示。

表1 铁路和公路时间成本

根据表1给研究区域内的各条铁路与公路赋予相应的速度，通过ArcGIS软件利用路网与景点之间的空间关系计算出各景点的可达性时间，用Kriging插值法对计算结果空间插值，如图6所示。

图6 2007年甘肃省景点可达性

由图6可以看到可达性最好的是兰州市，因为兰州是甘肃省的省会和地理几何中心，也是通往宁夏、青海、新疆和西藏的铁路枢纽和公路枢纽。可达性较差的是西北部的酒泉市、东南部的庆阳市，这两个地区都远离几何中心，公路网建设四通八达，但由于经济、历史的原因铁路网发展比较薄弱，与外界的运输方式单一，因而可达性较差。

可达性较好的是河西五市、定西和天水，这些节点城市都被陇海—兰新铁路和连霍高速公路依次串联，处于甘肃省铁路和公路的交通运输大动脉范围区内，经济发展都比较好，形成了经济—交通相互带动的良性循环。酒泉、张掖、武威、天水都是国家级历史文化名城和中国优秀旅游城市，旅游资源十分丰富，良好的交通对当地旅游业的发展有积极的推动作用。

计算出的2012年甘肃省景点可达性空间分布如图7所示。

图7 2012年甘肃省景点可达性

在2007—2012年的5年间，甘肃的铁路建设较为缓慢，没有新建成通车的大铁路。公路网建设方面主要有天定高速、金永高速、康临高速等一些高等级公路相继通车，对局部区域内的可达性有一定的提升，但全省景点的可达性变化不大。

2014年西北地区最长的高速铁路—兰新高铁建成通车，结束了甘肃、新疆、青海没有高铁的历史，连通了兰州、西宁和乌鲁木齐这3个西北地区重要的中心城市，对促进西北地区范围内的人员流通和文化交流有重要意义。

2017年宝兰高铁连接了兰新高铁和徐宝高铁，兰新高铁的运输效能得到进一步发挥，高铁成为人们出入西北的一个重要交通方式。之后运营的兰渝铁路连接了西南地区和西北地区，加快了西部大开发和长江经济带的建设速度。

公路网建设方面高等级公路范围进一步扩大，公路的通车总里程在迅速增长，可达性如图8所示。

图8 2017年甘肃省景点可达性

由图8可知，这几条重要线路的开通和局部区域内公路网的建设，对行经地区可达性有较大的提升，缩短了各景点之间的可达时间，在2010—2017年各年份张掖、甘南和陇南的旅游人数增长如图9所示。

图9 游客人数增长比较

通过比较张掖市、甘南州和陇南市的7年游客人数增长变化，在2010年时这3个地方的游客人数相当，到了2017年张掖的游客人数总量几乎为另外两个地区的总和。但陇南、甘南的景点数目总和远大于张掖，主要就是因为张掖的景点大多位于铁路或高等级公路两侧，能够在相等的时间段内为游客提供更多的旅游经历，游客在区域内的旅游活动具有明显的交通指向性。

3.3 路网发展的建议

过去的10年是甘肃铁路迅速发展的10年，甘肃的铁路通车里程进一步增大，形成了高速铁路贯穿全省的客运大动脉，各支线铁路得到进一步建设。但在一些铁路网发展比较薄弱且缓慢的地区，铁路建设仍然停滞不前，不仅阻碍了交通对经济的带动作用，还限制了新时期旅游业的发展。

甘南州、临夏州还没有通达铁路，进出该地区的交通方式依然是公路，不发达的交通在一定程度上会限制游客的游览热情，区域内丰富的自然旅游资源没有得到很好的开发和利用。应加快该地区铁路建设的步伐，在修建兰合铁路的基础上，使更多的地区进入铁路运输网。

庆阳、平凉是甘肃省的经济重镇，且庆阳还是重要的能源基地，但铁路建设却一直很缓慢，2015年通车的天平铁路仅是货运，铁路的客运职能没有得到利用。今后应尽快在天平铁路开通客运，在银西高铁的基础上修建从庆阳经平凉到天水的高速铁路，使庆阳的红色旅游资源和平凉的自然旅游资源得到进一步的开发利用，甘肃省的运输量统计预测如表2所示。

表2 甘肃省旅客运输总量统计预测

到2022年，甘肃省高速公路通车总里程预计为7 500 km左右，各个县(区)将会全部覆盖高速公路。市(州)铁路覆盖率进一步提升达到100%，实现省内地级行政中心全部都有铁路通达，交通网得到进一步发展，协调优化的路网将会对旅游业产生积极的带动作用，2022年可达性格局如图10所示。

4 结 论

1)通过分析甘肃省景点在不同时间节点的分布情况及可达性，景点在空间分布上有一定的集聚性，主要集中在甘肃的东南部，高等级旅游资源大多分布在交通线路两侧。

2)铁路、公路的建设及路网结构的不断优化，在提升各景点可达性的同时推动了当地旅游业的发展，铁路特别是高速铁路对区域内景点可达性的提升要优于公路。

3)甘肃省的铁路、公路都有了阶段性的建设成果，但是相对于公路的建设，还有很多地区未通铁路。在今后应优先在铁路建设缓慢的地区修建铁路，争取早日形成铁路与公路相互配合协调、效率更高的交通运输网络。