基于运输网络的城市综合交通运输需求空间分布研究——以江门市为例

许多、王紫阳、曾瑞

（广东省交通运输规划研究中心，广东 广州 510000）

0 引言

为深入贯彻落实《国家综合立体交通网规划纲要》，构建现代化高质量综合立体交通网，加快建设交通强省，广东省要求各地区各部门编制综合立体交通网规划[1]，而建设综合立体交通主骨架（运输通道）是构建城市综合立体交通网过程中的重要任务。形成城市综合交通运输通道，有利于提高城市功能，引导区域产业空间合理布局；有利于合理配置运输资源，优化交通运输结构[2]。交通运输需求空间分析作为运输通道规划建设的先导性工作，对完善运输通道规划理论与方法、合理配置运力资源具有重要的意义[3]。

1 运输需求空间分布理论及方法

1.1 运输需求空间分布理论

区域综合交通运输需求空间分布是指区域内客货流的流量、流向在主要交通线路上的分布，即交通运输需求在区域空间上的分布，由此可见，交通运输网络是交通需求空间的基础[4]。通过交通运输网络，各地区经由运输线路进行联系。交通运输网络决定地区间运输联系的数量、能力、强度、速度和流向[5]。本文从通道分析的角度对江门市高速公路、铁路的交通运输需求空间分布进行分析。

1.2 运输需求空间分布方法

为进行交通运输空间分布分析，选用虚拟蛛网作为空间分布方法。在覆盖面积和路网密度相等的条件下，类似蛛网的环形放射式路网因其交通非直线性系数最小、路网的直达性能最好、路网平均时耗最小，可以保证交通效率达到最高。虚拟蛛网相当于简化的路网，在蛛网上进行运输网络分配[6]，可以展现需求空间的总体分布，具体步骤如下。

一是建立邻接矩阵，反映小区之间的相邻情况。二是基于邻接矩阵绘制期望线。三是调整蛛网并赋值参数，根据实际小区的连接情况调整蛛网，并为蛛网赋值通行能力、速度、时间等路段参数。四是建立网络，利用需求矩阵在虚拟蛛网上进行交通分配[7]。

1.3 数据来源

高速公路OD 数据来源于广东省高速公路ETC 门架与卡口采集的车辆（联网收费）通行数据，数据主要包括车辆通行时刻、通行速度、车型、车重、收费站编号及门架编号等字段。该研究截取了2021 年广东省内各收费站间的客车与货车流量数据，计算收费站间的年平均日交通量OD 数据。铁路OD 数据来源于广东省各客货铁路站点间运量数据，该研究截取了2021年全年的铁路客运及货运数据作为铁路OD 数据。

2 市域高速公路需求空间分布分析

2.1 高速公路运输网络

城市运输需求空间更加聚焦于城市内部区域间的交通联系，因此需要将小区划分得更加精细，该研究将江门市内的小区按照镇街进行划分，其他城市按照市域进行划分。基于此，需将高速公路OD 按照不同颗粒度进行分布。

2.1.1 市域对外OD 分布

对外OD 分布就是将江门市各收费站的对外OD按照权重分配到相应的各镇街，根据江门市各收费站与各镇街中心的对应关系，利用人口、工业产业、时间阻抗等变量进行权重的计算，如式（1）～式（5）所示。

式（1）～式（5）中：i表示江门市收费站；j表示江门市外部小区；ODij、表示江门市第i个收费站到第j个江门市外部小区的OD，拆分后的江门市第m个镇街小区到第j个江门市外部小区的OD；δm表示第i个收费站到第j个外部小区的OD 拆分到第m 个镇街到第j个外部小区OD 的权重；αm表示OD 拆分综合权重中人口（客运量）、规上工业产值（货运量）所占分项权重；βm表示OD 拆分综合权重中时间阻抗所占分项权重；φm表示第m个镇街在第i个收费站OD 拆分所有目标镇街中的人口（客运量）、规上工业产值（货运量）比重；popm表示第m个镇街的人口数量；Industrym表示第m个镇街的规上工业产值；ξm表示时间阻抗指标权重；Timem表示第m个镇街到第i个收费站的行驶时间的倒数。

2.1.2 市域内部OD 分布

市域内部OD 分布主要分为两个步骤：第一，将收费站的交通生成吸引量转化为镇街的交通生成吸引量，与上一小节方法相同；第二，将各镇街的交通生成吸引量进行分布，公式如下所示。

式（6）～式（7）中：ODyy表示镇街y 内部OD；ODyz表示镇街y与镇街z之间的OD；distranceyz表示镇街y与镇街z之间的距离。

2.2 高速公路需求空间分析

2.2.1 省域视角需求空间分析

基于江门市各镇街与广东省其他各市之间的客货OD，结合虚拟蛛网空间分布方法，从省域视角进行江门市对外客货运虚拟蛛网图绘制，如图1 所示。

图1 江门市对外高速公路客货运虚拟蛛网图

从图1 中可以看出，广东省的高速公路客货运需求主要聚集于珠三角地区，特别是珠江口两岸。江门市高速公路客货运对外需求主要以阳江、佛山、中山为主，考虑到江门市在大湾区处于“承东启西”的位置，江门市还承担着珠三角与粤西之间的过境运输需求。

2.2.2 市域视角需求空间分析

基于江门市各镇街之间的客货OD，结合虚拟蛛网空间分布方法，进行江门市市域内客货运虚拟蛛网图的绘制，如图2 所示。

图2 江门市市域内高速公路客货运虚拟蛛网图

从图2 中可见，江门市交通量主要聚集于江门市城区，且能够看出明显的运输需求分布规律。目前客货运需求均为东西走向，与沈海高速、中开高速的线位相符合，主要联系江门市区与台开恩地区。相比货运需求空间，客运需求空间的覆盖范围更广，货运需求主要聚集于城区，而客运需求延伸至恩平西部及台山南部。

3 市域铁路需求空间分布分析

3.1 铁路运输网络

利用江门市铁路OD 可以进行铁路运输需求蛛网图的绘制，与高速公路蛛网图不同，铁路的蛛网不能仅依靠邻接矩阵的期望线构筑，目前江门市铁路运输占比总运输量较小，铁路的站点与高速公路的收费站相比，数量少很多。目前，江门市货运铁路站点有3 个，客运铁路站点仅有7 个，且货运铁路站点均集中于鹤山市与新会区，若通过邻接矩阵期望线简单构筑蛛网，将不符合铁路运输的特性。基于此，该研究对江门市内期望线进行拆解，在蛛网分配时仅考虑江门市与外部小区之间的OD，即从省域视角进行需求空间分布。

与高速公路不同，铁路的OD 数据主要基于站点间的运量数据，而铁路站点相对收费站站点数量较小，因此该研究将江门市内的小区按照区县进行划分，其他城市按照市域进行划分。

3.2 铁路需求空间分析

该研究根据江门市现状客运站点分布，仅保留新会区、江海区、台山市、恩平市以及开平市之间的期望线，结合虚拟蛛网空间分布方法，进行江门市客运虚拟蛛网图的绘制；根据江门市现状货运站点分布，仅保留新会区和鹤山市的期望线，且由于江门市发送货运量与到达货运量极不均衡，在进行铁路货运研究时将到达量与发送量合并绘制蛛网图。铁路客货运虚拟蛛网图如图3 所示。

图3 江门市铁路客货运虚拟蛛网图

从图3 中可以看出，铁路客货运需求分布与高速公路客货运需求分布不同，需求空间主要取决于铁路的线位。江门市客运需求主要是东西走向，且江门市区间的联系强度大于台开恩地区间的联系强度；江门市货运需求主要是南北走向，市域内货运量主要聚集于鹤山与新会之间。

4 结语

综上所述，为了优化设计城市综合交通基础设施网络空间布局和基本形态，应对城市综合交通运输需求空间进行研究。交通运输需求空间分析作为运输通道规划建设的先导性工作，对完善运输通道规划理论与方法、合理配置运力资源具有重要的意义。以江门市为例，基于高速公路、铁路等不同颗粒度的运输网络，结合虚拟蛛网图空间分布方法进行分配，进而从省域及市域角度，对江门市的综合交通需求空间进行分析，有利于构建高效优质的城市综合立体交通网络。