CN103218768B

CN103218768B - 一种城市中心区通达度的评价及应用方法

Info

Publication number: CN103218768B
Application number: CN201310075756.8A
Authority: CN
Inventors: 杨俊宴; 史北祥
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2016-05-04
Anticipated expiration: 2033-03-11
Also published as: CN103218768A

Abstract

本发明公开了一种城市中心区通达度的评价及应用方法，涉及城市规划技术领域。步骤是：首先确定中心区通达度的评价指标，构筑中心区通达度评价模型；接着获取矢量地形图资料，并在现状实测的基础上对其进行校核及调整；然后利用AUTOCAD软件计算获取各指标数据，将指标数据输入评价模型，得到中心区通达度指数；最后以此为依据，以AUTOCAD软件为工作平台，通过不断的优化-评价提升中心区通达效率。本发明以客观的理性数据为基础，简化了通达度评价方式，且数据更易获得，精确度更高，并能通过直接的可视化方式进行调整，提升城市中心区通达度。

Description

一种城市中心区通达度的评价及应用方法

技术领域

本发明涉及一种城市中心区通达度的评价及应用方法，属于城市规划技术领域。

背景技术

通达性，简单地说，指一个地方能够从另外一个地方到达的容易程度，它可以用空间距离、拓扑距离、旅途距离、旅行时间或运输费用来衡量。在城市化地区内部，通达性通过不同活动之间的相互作用及其导致的交通行为来定义，它以在给定的交通条件下，一个地方的活动能够从另外一些地方接近的容易程度来衡量。因而，通达性能够表示某一地域内不同地点之间的联系，并可衡量把某一活动放在不同地点的相对优势。

对于通达性的度量现有方法主要有以下4种：

1.距离度量法

距离度量法是所有度量方法中最为基本的一种。它使用空间距离，时间距离（跨越空间距离所需的时间），或经济距离（为跨越空间距离所支付的费用）来度量通达性。在所有这些方法中，最为基础的一种叫相对通达性，它用两个地点之间的自然间隔来度量它们之间的通达性，并且还假设通达性是具有对称性的，即甲地对乙地的通达性与乙地对甲地的通达性是一致的。在相对通达性的基础上，又定义了总体通达性，即某地到所有其它地点的相对通达性的总和。在实际应用中，根据资料的可得性和研究问题的需要，相对通达性和总体通达性可分别以直线距离，旅行距离，旅行费用，旅行时间或其它一些相关的耗费来衡量。

2．拓扑度量法

拓扑度量法用于网络中各个节点或者整个网络的通达性的度量，它将现实中的网络抽象成图，通常只考虑点与点之间的连接性，而不考虑它们之间的实际距离，每一对互相连接的节点之间的距离被认为是等值的。连接两点的具有最少的线段数的路径是这两个节点之间的最短路径，最短路径包含的线段数是这两点之间的拓扑距离，这就是拓扑度量法的相对通达性。类似于距离度量法，定义一个节点的总体通达性为该节点到所有其它节点的相对通达性的总和。一个节点到所有其它节点的相对通达性的平均值被定义为该节点的通达性指数。通达性指数常用于衡量交通网络中各地之间的交通方便程度。将网络中各个节点的通达性指数取平均值，得到整个网络的通达性指数，它常在网络分析中与其它参数一起使用，用来评价交通网络的优劣。在某些交通行为中，如航空，是否能够直达，要转多少次航班，在许多情况下比距离本身更重要。城市内部的公共交通，也有类似的性质。因而，拓扑度量法常用于类似于航空的交通网络。

3．重力度量法

重力度量法将自然间隔与各个地理实体的自身属性结合起来衡量通达性。用重力度量法度量所得的通达性通常也称为潜能。它借用了物理学中的重力模型，认为，城市等地理实体的空间效应随距离而衰减，与万有引力有相似的数学表达方式。城市对城市外的某地点的影响，称之为城市在该点的潜能，它是作为引力因子的地理实体与距离衰减效应双重作用的结果。一个地方的通达性是它所在的系统中所有其它地理实体施加的影响的总和。重力度量法下，通达性也是对称的，一个地方的通达性不仅取决于它在交通网络中的位置，也取决于该网络中的大小不一的地理实体的分布方式。

4．累积机会法

累积机会法用在设定的出行距离或出行时间之内，从某地点出发能接近的机会的多少来衡量通达性，这里的机会既可以是就学机会、就业机会、购物机会，也可以是就医机会、休闲机会，完全可以视需要而定。必须注意到这一度量方法并不考虑距离衰减效应，随着设定的出行时间或出行距离的增加，计算所得的通达性值是增加的。这一方法的缺陷在于对时间或距离的设定不可避免的带有主观因素，可能掩盖不同地点的通达性差异。

不同的通达性的度量方法，往往与对通达性的不同理解相对应。使用距离法或拓扑法，倾向于把通达性理解成接近程度，使用累积机会法，倾向于把通达性理解成给定的旅行时间或距离内，能够接近的目的地的数目，而重力度量法的使用者将通达性理解为接近某个地方的潜在可能性。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明针对城市中心区较为拥堵的现实条件，认为城市中心区这一特定地域范围内的交通通达度更应更多的考虑通过中心区的交通通达性，以提高中心区的交通通达效率，降低中心区的交通通过时间，并能形成良好的城市中心区的交通通过效率的评价—反馈方法。

本发明要解决的问题是：城市中心区通达效率的评价及提升问题，存在评价方法复杂，数据难以获得，并缺乏相应的调整方法的问题，需要提供一种以客观的理性数据为基础，较为简化的评价及提升方式，且数据更易获得，精确度更高，以提升城市中心区通达效率。

技术方案：一种城市中心区通达度的评价及应用方法，首先确定中心区通达度的评价指标，构筑中心区通达度评价模型；接着获取矢量地形图资料，并在现状实测的基础上对其进行校核及调整；然后利用AUTOCAD软件计算获取各指标数据，将指标数据输入评价模型，得到中心区通达度指数；最后以此为依据，以AUTOCAD软件为工作平台，通过不断的优化-评价提升中心区通达效率。包括以下步骤：

步骤1：确定中心区通达度的评价指标，包括道路面积及直行路段数量。直行路段数量具体反映了交通流在平面运行上的通畅效率，相同面积的用地范围下，路段数量越多则导致机动车交通的顺畅程度越高。道路面积则体现了整体路网在中心区范围内利用的合理程度，相同情况下道路面积越大，则代表了整体路网在整个中心区土地利用上所占比重越大，两者比值所反映的是在高效率的路网面积比重上，更多的直行路段数量体现整体路网的结构的高效性。

步骤2：构筑中心区通达度评价模型，通达度指数由以下函数模型确定

K = \frac{Σ_{i = 1}^{n} m_{i}}{Σ_{j = 1}^{n} a_{i}} = \frac{M}{A}

a_j＝l_j×d_j

式中：K—中心区内路网通达度指数，i—第i个节点，m_i—第i个节点的路段数（段），M—中心区内的网络总路段数（段），j—第j个路段，a_j—第j个路段的道路面积（m²），l_j—第j个路段的长度（m），d_j—第j个路段的宽度（m），A—中心区内道路面积（m²）。

路网通达度指数K反映了一个中心区内道路网络的成熟程度，K值越高，表明路网的成熟率越高，成环成网率越高，反之则表明路网成网率越低。

步骤3：获取比例精准，数据精确的矢量地形图资料，作为数据计算的基础。

步骤4：对中心区道路情况进行实地测量，并与矢量地形图进行校核，查漏补缺，形成完整的矢量地形图数据。

步骤5：将矢量地形图资料以DWG文件格式输入AUTOCAD矢量编辑软件，利用软件线段绘制命令（PLINE）以及距离测量命令（DIST），计算获得各节点的路段数及中心区内道路总面积。

步骤6：将矢量地形图中计算获得的数据输入通达度评价模型，得到中心区通达指数K。

步骤7：以AUTOCAD软件为工作平台调整路网结构，按步骤5、步骤6重新计算中心区通达度指数，根据多次评价的通达度指数变化情况确定中心区道路体系优化方案，提升中心区通达效率。

其中步骤2具体为：

步骤2.1：分别计算中心区每个道路节点的路段数m_i；

步骤2.2：将各节点路段数进行加和处理，得到中心区总路段数M；

步骤2.3：测量得到中心区每段路段长度l_j及每个路段的路幅宽度d_j，将其相乘得到每个路段的面积a_j；

步骤2.4：将各路段面积数据进行加和处理，得到中心区总道路面积A；

步骤2.5：中心区总路段数M与中心区总面积A的比值，即为中心区通达指数K。

其中步骤5具体为：

步骤5.1：用PLINE命令绘制各道路节点路段，并统计其段数及每段长度；

步骤5.2：用DIST命令测量各路段的路幅宽度；

步骤5.3：根据测得的各路段长度及宽度指标，分别计算得到各路段道路面积数据；

步骤5.4：分别将得到的各节点路段数数据及各路段面积数据相加得到中心区总路段数及总道路面积数据。

其中步骤7可以通过AUTOCAD软件的矢量编辑特征，对中心区路网进行调整，调整后，将改动的指标替换，重新输入通达度评价模型，获取新的通达度指数。重复此步骤，直至达到最优的中心区最优的通达效率，并以此时的矢量图纸为依据，对城市中心区路网进行调整。

由于是在既有道路基础上进行调整，所以应充分考虑调整的可行性，有些路段可增加面积，有些可新增路段，最后得到的是一个调整后的综合评价结果。而在城市中心区现状条件的限制下，道路调整也具有一定的限制，其调整方案是有限的，因此通过对各方案的通达度指数的计算及比较，能够求得在现有条件下城市中心区通达度指数的最大值，在此条件下，中心区通达效率最高，而这一方案即为中心区道路体系的最优方案。

有益效果：本发明提供的城市中心区通达度的评价及应用方法，一方面针对城市交通最为拥堵的中心区，提出交通通达效率的评价及提升方法，更具现实意义及使用价值；另一方面简化了通达度评价指标体系，构筑了较为简捷直观的模型，数据更易获得，也更为准确，且数据客观性较强，并能直接用于指导中心区道路系统优化。

附图说明

图1为本发明实施例的方法流程图；

图2为本发明实施例中新街口中心区通达度评价图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

以下将结合南京新街口中心区案例和附图来详细地说明本发明的技术方案。

城市中心区通达度的评价及应用方法，包括7个步骤：首先确定中心区通达度的评价指标，构筑中心区通达度评价模型；接着获取矢量地形图资料，并在现状实测的基础上对其进行校核及调整；然后利用AUTOCAD软件计算获取各指标数据，将指标数据输入评价模型，得到中心区通达度指数；最后以此为依据，以AUTOCAD软件为工作平台，通过不断的优化-评价提升中心区通达效率。

具体流程如图1所示，并详细介绍如下：

K = \frac{Σ_{i = 1}^{n} m_{i}}{Σ_{j = 1}^{n} a_{i}} = \frac{M}{A}

a_j=l_j×d_j

式中：K—中心区内路网通达度指数，i—第i个节点，m_i—第i个节点的路段数（段），M—中心区内的网络总路段数（段），j—第j个路段，a_j—第j个路段的道路面积（㎞²），l_j—第j个路段的长度（km），d_j—第j个路段的宽度（km），A—中心区内道路面积（㎞²）。

路网通达度指数K反映了一个中心区内道路网络的成熟程度，K值越高，表明路网的成熟率越高，成环成网率越高，反之则表明路网成网率越低。具体计算方法为：

步骤2.1：分别计算中心区每个道路节点的路段数m_i；

步骤4：对中心区道路情况进行实地测量，并与矢量地形图进行校核，查漏补缺，形成完整的矢量地形图数据（图2）。

步骤5：将矢量地形图资料以DWG文件格式输入AUTOCAD矢量编辑软件，利用软件线段绘制命令（PLINE）以及距离测量命令（DIST），计算获得各节点的路段数及中心区内道路总面积。具体过程如下：

步骤5.2：用DIST命令测量各路段的路幅宽度；

如图2所示，在南京新街口中心区中，第i个节点的路段数为m_i=4，第j个路段的长度为l_j=180m，路幅宽度为d_j=40m，所得第j个路段面积a_j=7200m²。在此基础上，测算每个节点及路段的面积。

步骤6：将矢量地形图中计算获得的数据输入通达度评价模型，得到中心区通达指数K。通过数据测算及计算，得到新街口中心区现状通达度指数为999。

步骤7：以AUTOCAD软件为工作平台调整路网结构，通过AUTOCAD软件的矢量编辑特征，对中心区路网进行调整，调整后，将改动的指标替换，重新输入通达度评价模型，按步骤5、步骤6重新计算中心区通达度指数。由于是在既有道路基础上进行调整，所以应充分考虑调整的可行性，有些路段可增加面积，有些可新增路段，最后得到的是一个调整后的综合评价结果。而在城市中心区现状条件的限制下，道路调整也具有一定的限制，其调整方案是有限的，因此通过对各方案的通达度指数的计算及比较，能够求得在现有条件下城市中心区通达度指数的最大值，在此条件下，中心区通达效率最高，而这一方案即为中心区道路体系的最优方案。

Claims

1.一种城市中心区通达度的评价及应用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：确定中心区通达度的评价指标，包括道路面积及直行路段数量；

K = \frac{Σ_{i = 1}^{n} m_{i}}{Σ_{j = 1}^{n} a_{i}} = \frac{M}{A}

a_j＝l_j×d_j

式中：K—中心区内路网通达度指数，i—第i个节点，m_i—第i个节点的路段数，单位为：段，M—中心区内的网络总路段数，单位为：段，j—第j个路段，a_j—第j个路段的道路面积，单位为：㎞²，l_j—第j个路段的长度，单位为：km，d_j—第j个路段的宽度，单位为：km，A—中心区内道路面积，单位为：㎞²；

步骤3：获取矢量地形图资料，作为数据计算的基础；

步骤4：对中心区道路情况进行实地测量，并与矢量地形图进行校核，查漏补缺，形成完整的矢量地形图数据；

步骤5：将矢量地形图资料以DWG文件格式输入AUTOCAD矢量编辑软件，利用软件线段绘制命令以及距离测量命令，计算获得各节点的路段数及中心区内道路总面积；

步骤6：将矢量地形图中计算获得的数据输入通达度评价模型，得到中心区通达指数K；

2.根据权利要求1所述的城市中心区通达度的评价及应用方法，其特征在于步骤2包括以下步骤：

步骤2.1：分别计算中心区每个道路节点的路段数m_i；

3.根据权利要求1所述的城市中心区通达度的评价及应用方法，其特征在于步骤5包括以下步骤：

步骤5.2：用DIST命令测量各路段的路幅宽度；

4.根据权利要求1所述的城市中心区通达度的评价及应用方法，其特征在于步骤7通过AUTOCAD软件的矢量编辑特征，对中心区路网进行调整，调整后，将改动的指标替换，重新输入通达度评价模型，获取新的通达度指数；重复此步骤，直至达到最优的中心区最优的通达效率，并以此时的矢量图纸为依据，对城市中心区路网进行调整。