我国综合立体交通网中心节点评估识别

朱高儒，王 曼，刘 杰，程雪雁，潘佳敏，赵燕妮

（1.交通运输部规划研究院，北京 100028；2.交通排放控制监测技术实验室，北京 100028；3.北京大学城市与环境学院，北京 100871；4.北京大学深圳研究生院环境与城市科学重点实验室，广东深圳 518055）

1 研究背景

综合立体交通网包括铁路、公路、水运、民航、管道等各种运输方式的主要通道和节点，是布局完善、规模合理、结构优化、资源集约、衔接高效、互联互通的海陆空运输骨架［1］。其中，交通节点包括枢纽城市、枢纽港站等不同层次，是不同交通基础设施和人流物流集散转换的核心，是综合交通运输体系高质量发展的关键所在。我国《国家综合立体交通网规划纲要》（以下简称《纲要》）提出加快建设20 个左右国际性综合交通枢纽城市以及80个左右全国性综合交通枢纽城市，推进一批国际性枢纽港站、全国性枢纽港站建设。交通节点作为运输活动的重要中转站，对基础设施有着更高的要求，需要更多关注以保障实现其重要功能。从城镇角度评估并识别交通中心节点，将有效提升综合立体交通网布局的科学性，推动综合交通运输体系高效运转和交通网络功能的复合化、多样化与集约化发展。

近年来，综合交通规划成为交通和规划学界的研究热点，如金凤君等［2］探讨了我国综合交通地理格局的演化特征与空间效应；杨涛［3］提出了跨区域综合交通运输体系规划的主要思路、技术路线与组织实施建议；马小毅等［4］对国土空间规划下大城市综合交通理论与实践进行了探索；朱高儒等［5］探讨了综合交通规划环境影响评价的指标和方法；Farooq等［6］聚焦交通通道提出了综合交通基础设施比选和建设的建议；Holz-Rau 等［7］探索了综合交通规划与土地利用之间的相互作用及如何通过优化减少温室气体排放；Lawson 等［8］开发了一种适用于国家公园的更可持续、基于系统的交通规划方法。围绕交通节点，研究主要从交通网络节点特征、城市枢纽节点功能、运输服务节点设计等方面开展，如李甍娜等［9］基于复杂网络理论对我国高速铁路网络的特征和节点可靠性进行了研究；郭卫东等［10］利用社会网络分析方法和地理探测器分析了县域公路交通网络中心性及其影响因素；李国政［11］分析了综合交通运输视角下枢纽经济的演化机理与推进路径；汪德根等［12］分析了城市高铁枢纽接驳-集疏运绩效空间分异及机理；陈卓等［13］分析了我国城市节点通达性格局，探讨了“轴-辐”组织模式和由此支撑的“菱形”国土开发结构；廖勇刚等［14］提出了TOD 模式下城市大型交通节点综合空间开发及设计技术；Yatskiv 等［15］研究了多式联运公共交通枢纽的相关规划、政策及影响。

随着社会经济的发展，交通运输在新形势下面临着经济高质量发展、生态文明建设等新要求，需要用综合交通的视角为交通规划提供新思路［16］；同时，伴随着规划体制的改革，国土空间规划将是我国目前和今后一段时期内的重要任务［17］。Holz-Rau 等［7］和赵鹏军等［18］的研究均表明，交通节点不仅直接带动所在城市经济发展，而且通过改善交通通达性、增强城市吸引力，从而支撑并优化对更广大区域国土空间的开发。在国土空间规划体制下，有必要科学识别并设定交通节点，从而支撑综合立体交通网规划，调控国土空间开发的方式与强度，促进城乡统筹发展［19］。针对以上需求，进行交通中心节点的评估识别，实际上是结合了社会治理体系变革和多学科融合的背景，开展综合交通规划发展与转型的合理尝试［20］。

评估识别交通中心节点，是通过综合评价节点重要性和区域竞争力，分析其成为交通枢纽的潜力。如王灵丽等［21］综合节点介数、节点交通量和PageRank 值等指标，提出了基于改进模糊C 均值（FCM）聚类算法的交通网络节点重要性评价方法；刘杰［22］基于网页排序算法和高斯混合分布拟合识别铁路货物运输网络关键节点；王迎等［23］考虑社会经济、发展潜力、交通区位等因子，采用熵权法、层次分析法和逼近理想解排序法（TOPSIS）法进行城市群公路网络节点重要度综合评价。现有的交通节点研究还存在一些不足：一是大多基于现状交通网络的特征出发筛选网络节点，而对社会经济需求，特别是国土空间、生态保护等综合需求考虑较少；二是计算方法在指标综合上往往造成信息损失，难以辨识突出属性；三是交通中心节点识别精度不够高，还未在全国层面开展区县一级的交通节点评估，不利于研究次级交通系统和引导枢纽场站落地。因此，需要开展更全面、更详细、更精准的交通节点评估识别，以提高综合交通的整体运转效率，推动交通与城市的良性互动，保护重要的生态空间，实现交通与国土空间的协同发展。

综上，本研究构建了涵盖政治战略、社会经济、交通运输、国土生态等方面共18 个指标的中心节点评估指标体系，基于全国（未含港澳台地区。下同）区县级单元，利用专家赋值法和多维魔方法评估并识别我国综合立体交通网中心节点，以期为综合交通规划和枢纽场站选址提供科学参考，助力交通强国建设与国土空间开发保护协同发展。

2 研究材料与方法

2.1 研究样本选取

以全国陆域为研究范围，以所有区县级行政区为研究对象。考虑到部分市辖区距离接近，出行需求趋同，根据《纲要》，以享受1 h 内快速交通服务作为节点布局最小单元的参考，将距离市中心20 km（约1 h 车程）内的市辖区归并为一个研究单元，共得到2 457 个研究单元。

2.2 评估指标体系及数据来源

为了全面、清晰、独立地量化各节点单元，构建了中心节点评估指标体系，包含4 个目标层、12项准则层和18 个具体指标，具体数据来源见表1。

表1 国家综合立体交通网中心节点评估指标体系

表1（续）

2.3 计算方法

2.3.1 指标标准化和权重赋值

为了将不同量纲的指标映射到同一个数据区间，对2 457 个单元的各项指标进行标准化计算，最低分为1 分，最高分为10 分。邀请了国内交通运输、自然资源、区域经济等领域的10 名专家，对各个指标层的权重进行打分赋值，且各目标层的总权重为1。此外，考虑到行政等级和战略重要度存在的内部关联，对政治战略目标层采用最大值合成法；考虑到交通节点对生态保护的潜在负面影响，将国家重点生态功能区作为扣分指标。具体赋值方法和指标权重如表2 所示。

表2 国家综合立体交通网中心节点评估指标计算标准

2.3.2 多维指标整合

针对政治战略目标层，采用最大值合成法。公式如下：

针对社会经济目标层、交通运输目标层，采用加权平均法。公式分别如下：

针对国土生态目标层，综合使用加权平均法、减分法。公式如下：

基于自然断点法，将各目标层指标按数值从小到大分为五级：低、较低、中、较高、高。参考自然资源部［24］的做法和Li 等［25］的多维魔方法，为避免在指标综合过程中损失重要信息，突出级别较高的目标层，五级按等比数列赋值法，分别赋值为1、2、4、8、16，据此计算逐个单元的得分。公式如下：

式（5）中：U为单元总分；P为政治战略层得分；E为社会经济层得分；T为交通运输层得分；L为国土生态层得分。

2.3.3 中心节点级别判定

按照单元总分排序，根据综合交通网服务目标确定阈值，将节点分为一级节点、二级节点、三级节点以及普通节点，代表该研究单元在国家立体综合交通网络中的地位。如表3 所示。

表3 国家综合立体交通网节点分级

3 研究结果

3.1 中心节点评估目标层空间分异

根据各目标层的数值空间分异，政治战略目标层中，各省份的省会（首府）及计划单列市、沿海沿边开放城市及各地级市中心区域的分值较高，区域分布相对均衡；社会经济目标层中，高分值单元主要分布于胡焕庸线以东，特别是京津冀、长三角、珠三角、成渝四大城市群及其连线区域，区域分布较为集中；交通运输目标层中，高分值区主要在沈阳-兰州-昆明-海南一线与海岸线合围的区域，在西部、东北等区域也有点状高值区，体现了交通运输对国土空间开发、区域均衡发展的支撑作用；国土生态目标层中，胡焕庸线以西的单元由于面积较大、较为偏远、地形崎岖，通达需求更为强烈，除部分生态敏感区域外，普遍分值较高，但在全国层面均衡程度相对较好。

3.2 交通中心节点分布及其规律

3.2.1 全国中心节点空间分布

在4 个目标层的分析基础上，针对2 457 个基础单元共确定中心节点687 个，占全国单元总数的28.0%。其中，一级节点48 个，占比为2.0%；二级节点184 个，占比为7.5%；三级节点455 个，占比为18.5%。

3.2.2 省份中心节点数量及分级

分析各省份的中心节点数量和比例发现（见图1），江苏、广东、新疆的中心节点数量超过40 个；海南、天津、上海、宁夏、北京的中心节点数量少于10 个；其余省份的中心节点数量介于11～39 个之间。可见，经济越发达、区域面积越大的省份拥有较多的中心节点，特别是各省份面积在中心节点评估过程中作用凸显。

图1 国家综合立体交通网中区域分级中心节点数量分布

3.2.3 省份中心节点比例

分析中心节点数量占辖区单元总数比例可知（见图2），上海、天津、江苏、北京的中心节点占比超过50%，其中上海有87.5%的单元属于中心节点；河南、四川、陕西、江西、河北、贵州、山西的中心节点占单元总数比例低于10%。可见，经济较发达、区域面积较小的省份的中心节点占单元总数的比例较高，经济因素的作用更明显。

图2 国家综合立体交通网区域中心节点占单元总数的比例

3.3 交通中心节点覆盖与服务水平

根据评估得出的687 个中心节点，分析其对全国城市、社会经济、国土空间和交通运输现有规划的覆盖与服务水平。

（1）重要城市。中心节点对全国660 个城市的综合覆盖率为67%。其中：一级节点对全国城区300 万人以上人口城市覆盖率为91%；二级以上节点对全国城区100 万人以上人口城市覆盖率为90%；三级以上节点对全国城区20 万人以上人口城市覆盖率为82%。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中“19+2”城市群包含的219 个城市，涉及一级、二级、三级节点分别为40 个、89 个、86 个，中心节点对这219 个城市的覆盖率达到98%。

（2）社会经济。根据2019 年全国户籍人口分布和各区县生产总值，中心节点所在单元人口数量和区域生产总值的占比分别为43%和67%，其中一级节点的这两个占比分别为11%和26%。

（3）国土空间。中心节点所在单元面积占全国陆地国土面积的比例为32%，高于中心节点数量占全国节点单元的比例。

（4）交通运输规划。中心节点对《纲要》提出的国际交通运输枢纽和全国交通运输枢纽覆盖率为100%，其中一级节点、二级节点分别大致对应国际性综合交通枢纽城市、全国性综合交通枢纽城市。中心节点对《全国沿海港口布局规划》《全国内河航道与港口布局规划》中的24 个沿海主要港口和28个内河主要港口覆盖率为100%，其中二级及以上节点对沿海和内河主要港口覆盖率达88%；对《全国民用运输机场布局规划》的370 个民用机场覆盖率为90%；对国家《中长期铁路网规划》的19 个综合铁路枢纽及中国铁路总公司确定的50 个铁路枢纽的覆盖率为100%，其中一级节点对综合铁路枢纽、二级及以上节点对铁路枢纽实现全覆盖。

可见，经评估筛选的交通中心节点与我国城镇体系、社会经济、国土空间、交通运输领域现状和规划均具有较好的符合性，将其用于指导我国综合交通运输枢纽布局，可有效提升我国交通网络对社会、经济、环境的支撑和适应水平。

4 结论与展望

交通运输节点研究是高质量发展和多学科融合背景下进行综合交通运输规划的必然要求，对于完善新时期我国综合立体交通网，满足安全、便捷、高效、绿色、经济的运输需求，优化国土空间具有重要意义。第一，中心节点是运量预测中交通小区划分的科学基础，可以推进交通网络运量预测更加精准和接近实际区域交通出行特征，使得交通运输具备精细化的国土覆盖能力。第二，中心节点是布局综合交通枢纽和分方式交通基础设施的重要参考依据，通过不同级别的中心节点实现不同运输功能的衔接转换，并在相关运输通道配置不同交通基础设施组合，支撑下阶段区域交通运输规划与建设。第三，中心节点是在国土空间规划体制下实现国土开发方式与强度合理管控的有力抓手，可以加快综合交通枢纽建设，促进城市地区发展，推动构建国土空间开发保护新格局。

本研究共评估识别国家综合立体交通网中心节点687 个，其中一级节点48 个、二级节点184 个、三级节点455 个，江苏、广东、新疆的中心节点数量超过40 个，上海、天津、江苏、北京的中心节点占辖区单元总数比例超过50%。总体上，经济越发达、面积越大的省份拥有较多的中心节点，土地面积在中心节点筛选中作用凸显；经济较发达、面积较小的省份中心节点占单元总数的比例较高，经济因素的作用更明显。中心节点对全国城市、人口经济、国土空间的服务水平以及对交通运输行业现有规划具有很好的覆盖与服务水平，验证了其选取科学合理。

本研究统筹自然与人文多方面因素，结合现状与规划对地区发展状况与潜力进行综合考虑，分级筛选中心节点，以期为细化全国性综合交通和分方式交通枢纽研究，构建省级、区域级综合交通立体网提供理论基础和实践支撑。下一步，需进一步研究交通中心节点内部的交通功能、运输结构、转换方式，细化从枢纽城市到枢纽场站的落地途径，推动综合交通运输体系高质量发展；同时，随着社会经济等外部条件的发展变化，交通中心节点的选取也是一个动态过程，需要根据形势变化进行动态识别和阶段性调整，进一步支撑我国交通强国建设。