基于空间句法的校园交通空间研究——以河南理工大学南校区为例

宋东博

(北方工业大学， 北京 100144)

0 引言

随着相关理论和技术的不断进步，数学中的拓扑学和相关计算方法的进一步优化使得对道路交通空间的研究进一步精细化、理性化和更具有说服力. 而空间句法作为能从系统空间内提取数据信息再加以计算分析的工具，更把需要大量人力成本和时间成本才能完成的研究工作，改进得低成本而高效率，并得出了通过传统研究方式研究无法得出的结论[1].

交通系统领域中能和空间句法理论较好地契合的只有交通空间系统以及其与多个学科交叉的土地利用理论，研究目标系统容易出现样本容量太小、研究方法和路径单一导致研究效果不太明显的情况.

通常情况下，拥有良好基础设施建设和使用情况的高校系统本身就是一个成熟的大系统，是一个值得研究的对象. 同时高校中交通参与者的交通出行较为固定、出行目的较为均质化、交通环境较为稳定，非常利于利用空间句法理论对高校系统内的交通空间进行分析研究. 而空间句法中进一步的各种分析理论方法也为其暴露出来的交通组织问题进行组织优化. 因此具有良好的研究意义. 并且由于交通与土地利用理论关系密切，交通的产生和吸引、交通方式的划分、交通流的分配与高校系统内部的建筑布局有着相辅相成和相互促进的关系.

河南理工大学南校区在迁入新校区之前进行了综合性的建设，而且持续了扩建、改建等，但是如今的河南理工大学南校区内部仍有大量的绿地和建设用地，仍然存在着大量的新建建筑的可能性. 而这些潜在的新建建筑势必会产生新的交通发生与吸引，导致新的交通空间的出现[2]. 因此，在此之前进行现有交通空间的分析研究和优化组织是有着必要性的. 所以在此进行尝试研究交通空间的进一步组织优化.

1 基于空间句法的校园交通空间研究

1.1 空间句法基本原理

空间句法作为一种描述城市空间格局的语言，其理论是基于空间尺度、空间分割以及对它们之间复杂关系的分析. 空间句法强调的是空间的主动性、物质性和独立性[3]. 空间句法理论更凸显了人类交通活动的内在属性也具有几何空间性，因此，空间不是一个单独的个体，彼此之间的联系构成了空间模型或者空间结构，为分析校园空间提供了新的理论依据. 由此可推之，对于校园交通空间而言，良好的交通空间布置和其上的交通组织并不是在人的自由意志下实施的强制性行为，而是应该适应交通空间的自组织规律，促使与其他组织力量耦合.

1.2 在交通空间中的研究和应用

空间句法相关理论有个重要结论是：空间本身不重要，重要的是空间之间的关系[4]. 在此基础上实际的交通空间被抽象成凸空间，然后又被抽象成了类似圆圈的点. 这样就将实际中的互相连接的道路图转换成了空间中各个点的拓扑图. 研究道路之间的关系就转变成了空间中各个点的相互关系.

2 基于空间句法对南校区的交通空间分析

经历了接近12年的建设和发展，河南理工大学南校区已经成为一个基础设施建设完备和使用情况良好的成熟系统，道路系统稳定并且经过了长期的使用和建设，已经使得学校师生在校内交通出行有了良好的选择习惯. 这种较为稳定存在的交通空间无论是对于理论研究还是优化处理都是极为方便的，因此河南理工大学南校区系统的空间句法研究适用性较为良好[5].

首先需要说明的是，在Depth Map中默认的颜色设置是这样规定的：从最大值到最小值共分成10个数值段，最高的数值用红色表示，最低的用蓝色表示. 也就是偏暖的颜色是高数值段的，偏冷的颜色是低数值段段.

空间句法中的图示中，颜色越偏向于暖色的空间轴线说明在此交通空间的变量值的数值越强，其所反映的理论意义就越强烈，与之相反，冷色的空间轴线表示实际理论意义强度越弱.

2.1 南校区轴线图的引入

首先选择河南理工大学南校区平面图作为底图进行分析，发现南校区的中心轴线道路——春秋大道是整个系统中最长的道路，选择CAD进行轴线图的绘制，从春秋大道起手开始画，逐步将各个相连的道路空间以轴线形式绘制.

在绘制过程中需要注意的有2点：

1)因为Depth Map这个软件不能识别曲线，因此所有圆弧形道路都是以直线段拼接而成.

从那之后，人类开始逐渐告别小儿麻痹症。而在研发该疫苗的过程中，索尔克教授的团队所用的细胞正是海拉细胞。

2)在绘制过程中，尽量按照实际情况中道路的布局进行交通空间的剥离和凸空间轴线的绘制.

图1 河南理工大学南校区图与轴线图

将CAD画出来的轴线图转换成dxf格式以便于导入Depth Map工具. 在应用Depth Map工具进行变量值分析前应当对所做的轴线图进行轴线模型的正确性验证. 而在Depth Map中，与任何轴线都不连接的轴线会显示出红色，会导致整个轴线模型的错误. 这种现象在实际情况中表现为：未与任何轴线相连的轴线代表没有存在着某些交通空间和其他交通空间不相通，这在实际情况中并不存在，因此会导致轴线模型的错误.

轴线图的正确性检查就是将轴线图导入Depth Map后进行检查Node Count这个参数. 而Node Count的意思就是从某个元素走出去，一共能走到几个其他的元素. 这样的话，一旦出现1个不属于目标空间系统的元素，它就不能通向任何一个空间系统，那么经过Node Count检查的话它就会被以不同于空间系统其他元素的颜色而被标出.

2.2 连接度的计算与分析

连接度(Connectivity value)是指空间系统中与目标元素相连的其他元素的数量. 由此可见，连接度只涉及到单一空间单元与其周围的邻接单元，而不受空间系统整体情况的影响，因而连接度是用来描述系统局部层面上的属性变量.

连接度反映的是空间系统的渗透性. 就是指当交通空间系统被分割成上百个凸空间元素时，各个凸空间连接其他凸空间的数量，这个数值就是连接度.

图2 南校区连接度

左图中存在着非常明显的一条红色轴线，相比其他而言它的色调是最偏近于暖色调的，这说明这个交通空间元素在整个交通空间系统中是连接度最高的，即它所连接的可视作凸空间元素的道路空间是最多的.

从右图中的实际地图中可看出这个编号为0的凸空间元素所对应的实际道路是春秋大道. 在实际的交通空间中，春秋大道也是河南理工大学南校区内部的主轴线，该道路从学校西门直指东门，贯穿整个南校区. 与春秋大道相连的凸空间交通空间共有25个. 可看出春秋大道在南校区交通空间中的重要地位.

2.3 控制度的计算与分析

(1)

在这种计算规则下，连接度表示是各个空间元素之间的相互控制的程度和比重. 某空间元素的控制度就是与之相连的其他空间元素的连接值倒数之和.

图3 南校区控制度

将河南理工大学南校区的连接度色度图与控制度色度图进行对比，发现大部分空间元素的控制度色调与连接度色调几乎没有改变. 在连接度色度图上偏向于暖色调的各条轴线在控制度色度图上依然是偏向于暖色调.

这样就可延续连接度的结论. 即是作为南校区中轴线的春秋大道是整个南校区交通空间系统内部中控制度最高的空间元素，而且在实际校园中控制度较高的交通空间道路元素依然是那些交通空间子系统的主轴线或者沟通交通空间子系统的交通要道.

2.4 集成度的计算与分析

整成度是空间句法中极为重要的变量指标. 集成度的意义是空间元素与系统内部其他空间元素之间的紧密联系程度，反映了空间元素相互之间的衔接性[7].

总结可知，集成度是一个关于全局深度值倒数的函数，这说明了空间集成度越高，全局深度则越低，可达性也就越好. 也就是集成度衡量了一个空间吸引到达交通的潜力.

图4 全局集成度(上)与R-3集成度(下)

从全局集成度结果来看，河南理工大学南校区空间元素的集成度基本上按照南校区主轴线、功能小区之间连接线、功能小区轴线、普通道路的顺序依次降低.

通过空间句法分析可看出，半径-3(R-3)集成度图与全局集成度图几乎一样，除去春秋大道这根主轴线，可见宿舍区域的空间道路元素的局部集成度普遍偏高. 根据实际调研，局部集成度之所以会出现这样的分布，是因为区域自身的功能特性. 在南校区交通空间系统中，局部集成度的核心往往是区域活动的中心，承担着一定的活动职能.

2.5 可理解度分析

可理解度反映了空间从局部到整体的认知程度. 相比于其他变量，它既不是用来显示系统的局部特征也不是用来衡量系统的整体结构，而是描述局部局面变量与整体层面变量之间的相关程度[8]. 人处于空间系统中需要通过在空间元素之间进行连续移动才能逐步将局部感受合成对整体空间系统的认知. 这个过程的难易程度决定了局部的空间结构能否作为看不到的整个空间结构的引导，进而决定了空间系统是否可很好地被理解[9].

图5 南校区可理解度较高的交通空间

南校区可理解度色度图中，选中右上方色度较为偏向于暖色的点，在轴线图中可看出这些轴线多是集中在南校区的图书馆广场区域和学生宿舍区交通要道，这些交通空间元素也是在整个南校区交通空间系统中可理解度较高的. 即是能较快的利用这些交通空间元素去感知和架构整个南校区的交通空间系统.

图6 南校区可理解度较低的交通空间

而位于南校区可理解度色度图左下方的点，其连接值和全局集成度在整个空间系统内部都是较低的. 圈出后，在图中发现，这些交通空间道路元素都是分布在南校区的“死角”. 通常情况下，都是通往一些对于在校学生来说教学设施和生活服务设施都不是集中的地方. 尤其是学校的工程实习基地，整个基地可视为一个可理解度极低的小空间系统.

3 结论

本文依托空间句法对河南理工大学南校区的交通空间进行分析研究. 以整个校区的道路空间作为研究基础元素，使用相关工具得到南校区交通空间系统的量化分析属性，得到了以下结论：

1)在南校区交通空间系统内部，凡是连接度与控制度趋于一致的道路元素，通常这些道路元素在自身所处于的局部交通小区内部较为重要. 通过实际调研，发现这些道路要么是南校区内部功能小区的主要交通干道，要么是连接各个功能小区的重要道路.

2)作为空间句法中极为重要的判断指标，集成度揭示的是一个道路空间元素吸引交通的潜力. 经过全局集成度与局部集成度的分析. 研究发现南校区内部图书馆区域和学生宿舍区是集成度较高的区域. 这意味着这两处的道路吸引交通的潜力较大.

3)对于新进入河南理工大学南校区的交通参与者来说，需要通过在空间元素之间进行连续移动才能逐步将局部感受合成对整体空间系统的认知. 这个过程的难易程度决定了局部的空间结构能否作为看不到的整个空间结构的引导，进而决定了空间系统是否可很好地被理解. 那么依据连接度和全局集成度两个数值的关联程度可判断道路空间元素的可理解度，发现图书馆区域和学生宿舍区是可理解度较高的区域.