儲金龍，李欣怡王愛

（1.安徽建筑大學(xué) 建筑與規(guī)劃學(xué)院，安徽 合肥，230022；2.安徽省城鎮(zhèn)發(fā)展研究中心，安徽 合肥，230022）

隨著城市的發(fā)展，城市交通擁堵問題日益嚴(yán)重，如何改進(jìn)城市道路網(wǎng)，優(yōu)化城市交通一直都是研究的熱點。近年來利用空間句法進(jìn)行的研究很多，包括共享自行車租賃，古城景點，城市軌道交通，城市公園，建筑空間，刑事犯罪預(yù)防。通過梳理現(xiàn)有研究可以發(fā)現(xiàn)，目前關(guān)于可達(dá)性的研究都著眼于某個城市內(nèi)部或者城市某一要素，對象只有一個；而選取多個城市（對象），進(jìn)行城市之間道路可達(dá)性橫向?qū)Ρ仍u價的研究很少。因此，進(jìn)行多個城市道路可達(dá)性的比較評價具有重要意義，其目的在于找到各城市道路建設(shè)的異同、優(yōu)點和不足之處，發(fā)掘造成這些相似或差異的原因，進(jìn)而提出優(yōu)化道路可達(dá)性的方法建議，從而改善城市路網(wǎng)，提升城市交通環(huán)境。中國北方地區(qū)南至秦嶺-淮河，北至黑龍江漠河一帶，區(qū)域跨度很廣闊，很多城市在城市形態(tài)、地形地貌、路網(wǎng)建設(shè)方面都具有典型性。鑒于此，選取中國北方11個主要城市為對象，進(jìn)行道路可達(dá)性對比評價，得出優(yōu)化建議。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)域

選取哈爾濱、長春、沈陽、北京、石家莊、天津、太原、濟(jì)南、鄭州、青島、大連等11個北方城市為研究對象，首先建立這些城市的空間句法軸線模型。（參考底圖來源于2019年4月發(fā)布的《中國主要城市道路網(wǎng)密度檢測報告》）

1.2 研究方法

空間句法理論以空間及其句法為基本支撐，探索建筑與城市的內(nèi)在模式，目的在于通過空間劃分模擬相關(guān)空間關(guān)系，從而能夠判斷實際工程和規(guī)劃方案空間上的可行性與合理性。空間句法的根本任務(wù)在于挖掘和描述一個空間系統(tǒng)內(nèi)部的復(fù)雜關(guān)系，為規(guī)劃設(shè)計決策提供支持。

空間句法通過軟件計算分析，可以得出全局整合度、局部整合度、全局深度、平均深度、控制值（度）、連接值（度）、選擇度、可理解度和智能度。中國北方城市道路可達(dá)性評價涉及對象整體之間的比較，故應(yīng)選取能反映整體情況的參數(shù)進(jìn)行研究，經(jīng)過篩選，得到符合要求的三個參數(shù)：

（1）全局整合度（Integration）：整合度值變量符號為

RA

，計算公式如式（1）：

公式中，

MD

的拓?fù)鋵W(xué)意義是相對深度；

n

的拓?fù)鋵W(xué)意義是連接圖中所有節(jié)點的個數(shù)。全局整合度是反映整體道路可達(dá)性的重要指標(biāo)，一般認(rèn)為整合度越高，可達(dá)性越好。（2）全局深度（Total Depth）：全局深度變量符號為

D

，計算公式如式（2）：

公式中，

d

的拓?fù)鋵W(xué)意義是從節(jié)點

i

到節(jié)點

j

的最短路程，表示某一節(jié)點距其他所有節(jié)點的最短步長。任意兩個節(jié)點之間的最短拓?fù)渚嚯x，即空間轉(zhuǎn)換次數(shù)表示這兩點之間的深度值。節(jié)點空間轉(zhuǎn)換次數(shù)越多，說明其便捷程度越差，即深度值越高可達(dá)性越差。（3）可理解度：它表示連接度與全局整合度之間的相關(guān)關(guān)系，通常用以

X

軸和

Y

軸為坐標(biāo)系的散點圖及回歸線來表達(dá)，

X

軸為全局整合度，

Y

軸為連接度。通過計算得出R的值即為對象的可理解度。R值越高，說明空間系統(tǒng)的可理解度越好，局部空間與整體空間的相似度越高，局部空間可以較好地融入整體。R值越小，則表示空間系統(tǒng)的可理解度越差，空間結(jié)構(gòu)沒什么規(guī)律可言，局部空間和整體空間差異較大，人們不能很好地把握道路空間。通常認(rèn)為R值大于0.5，空間連接度與全局整合度之間的相關(guān)性較強(qiáng)，可理解度較好，而小于0.5則可理解度較差。

2 數(shù)據(jù)的比較和可達(dá)性評價

2.1 數(shù)據(jù)的比較

軸線模型建立之后，利用Depthmap進(jìn)行計算分析，得到相關(guān)參數(shù)值（表1）。

表1 各城市空間句法參數(shù)匯總表

通過表1得出的數(shù)據(jù)，經(jīng)過比較，可以得出如下的結(jié)論：

（1）就全局整合度來看，從高到低排列，城市依次為：北京、石家莊、鄭州、長春、天津、太原、沈陽、濟(jì)南、哈爾濱、青島、大連。其中大連的數(shù)值明顯偏低。

（2）就全局深度看，從高到低排列，城市依次為：大連、青島、沈陽、哈爾濱、北京、長春、鄭州、濟(jì)南、天津、太原、石家莊。其中，大連的數(shù)值出現(xiàn)奇高的情況，青島和沈陽數(shù)值差別不大，分為一檔；哈爾濱至太原數(shù)值變化均勻，為二檔；石家莊數(shù)值出現(xiàn)奇低的情況。

（3）就可理解度來看，從高到低排列，城市依次為：石家莊、北京、太原、鄭州、天津、長春、沈陽、哈爾濱、濟(jì)南、大連、青島。其中，大連和青島數(shù)值明顯偏低。

2.2 可達(dá)性評價

通過以上數(shù)據(jù)的比較與獲得的參數(shù)值，可從三個方面來評價這11個城市道路的可達(dá)性。

2.2.1 全局整合度

各城市的整合度分析圖如圖1，按照整合度值從大到小，從左到右排列。

圖1 各城市全局整合度圖

數(shù)值最高的是北京，說明從全局整合度來看，它在所有城市中道路可達(dá)性最好。北京近年來傾向于主干道路建設(shè)，形成了環(huán)形放射結(jié)構(gòu)路網(wǎng)。通過整合度圖可以看出北京路網(wǎng)分布均勻，次干道和支路發(fā)達(dá)，中心區(qū)許多道路互聯(lián)性（與其他道路相互連接的程度）很好，整體可達(dá)性高。石家莊與北京相似，城市中與主要道路連接的次級道路很多，且各級道路彼此的互聯(lián)性強(qiáng)，路網(wǎng)密度比較高，使得石家莊全局整合度占優(yōu)，可達(dá)性好。鄭州整合度高的區(qū)域集中于市中心地帶，這里道路密布且道路系統(tǒng)較為完善；而城市周邊路網(wǎng)稀疏，互聯(lián)性差，造成整體可達(dá)性下降。

長春、天津和太原，三者數(shù)值十分接近。長春市整合度高的道路分布在東南部地區(qū)，中心城區(qū)道路整合度較低，有明顯的整合度高低分區(qū)，斜向道路多，可達(dá)性處于中上等水平。天津的整合度值與長春可達(dá)性幾乎一樣，但兩者的整合度形成情況不同。天津整合度分布十分均勻，僅在邊緣地帶有幾處整合度低的情況，而且高低數(shù)值相差不大，這表明天津道路建設(shè)內(nèi)外兼顧，整體可達(dá)性優(yōu)良。太原的路網(wǎng)主要沿南北向類似帶狀發(fā)展，中部路網(wǎng)密集且整合度分布均勻可達(dá)性好；南北地區(qū)道路疏而少，整合度低，可達(dá)性一般。

沈陽至哈爾濱數(shù)值依次減少，差別不大。沈陽是環(huán)形放射狀路網(wǎng)，中心城區(qū)道路密度大，整合度高，分布均勻；一環(huán)以外道路密度下降，整合度明顯下滑，其道路互聯(lián)性也明顯處在劣勢，整體可達(dá)性一般。濟(jì)南路網(wǎng)比較簡單，它同樣呈現(xiàn)出中心區(qū)道路整合度偏高的情況，這里路網(wǎng)密而可達(dá)性好，而東邊和西南地區(qū)整合度明顯大幅度下降，造成可達(dá)性較差。哈爾濱是典型的組團(tuán)型城市，可分為北部、中部和東南三個組團(tuán)。中部是老城區(qū)，路網(wǎng)建設(shè)成熟，道路可達(dá)性好，直至繞城高速整合度開始下降；北部和東南組團(tuán)道路孤立，路網(wǎng)稀疏，導(dǎo)致整體可達(dá)性偏低。

青島整合度排在倒數(shù)第二，由于膠州灣的阻隔，形成了西南、東部和北部組團(tuán)。其中西南組團(tuán)為城市新區(qū)，道路建設(shè)不完善，路網(wǎng)較為稀疏，互聯(lián)性差，與其它組團(tuán)聯(lián)系不緊密，整合度很低。由于地形起伏變化明顯，高差大，道路方向多樣，東部組團(tuán)（中心城區(qū)）整合度相對較高，路網(wǎng)密集而復(fù)雜，互聯(lián)性較強(qiáng)，可達(dá)性較好；北部組團(tuán)屬于城市遠(yuǎn)郊地帶，路網(wǎng)建設(shè)較為滯后，可達(dá)性差的道路居多，拉低了整合度。

大連整合度最差，它也屬于組團(tuán)型城市，其發(fā)展的東西向跨度很大，中間有山地的阻隔，組團(tuán)之間距離較遠(yuǎn)。整合度較高的地域位于市中心，主要道路互聯(lián)性較之前的城市還顯不足，市中心與西部組團(tuán)（旅順口區(qū)）之間有大片山地，嚴(yán)重削弱了兩者的交通聯(lián)系；旅順口區(qū)由于山體較多且成若干塊狀分布而被割裂，對交通建設(shè)影響很大；同時東部組團(tuán)同樣山地林立，阻礙了道路的建設(shè)，路網(wǎng)密度低。

2.2.2 全局深度

各城市的全局深度分析圖如圖2，按照深度值從小到大，從左到右排列。

圖2 各城市全局深度圖

全局深度對可達(dá)性的反映表現(xiàn)為：數(shù)值越高可達(dá)性越差。為了方便分析，取全局深度的倒數(shù)，使其與可達(dá)性變化趨勢一致。由于倒數(shù)值很小，故將所有數(shù)值都乘以10000（下文稱為深度倒數(shù)），更容易看出數(shù)值之間的差異。

處理之后發(fā)現(xiàn)石家莊的深度倒數(shù)值最高，證明從全局深度來看，它的可達(dá)性最好；而石家莊全局整合度排名第二，兩者結(jié)合考慮，得知石家莊的道路可達(dá)性確實較好。太原排名第二，但在全局整合度排名中位列第六，兩者對可達(dá)性的反映情況出現(xiàn)矛盾，這時為了平衡差異，應(yīng)該統(tǒng)籌考慮全局整合度和全局深度。經(jīng)過分析得知，全局整合度對太原道路可達(dá)性反映是不夠準(zhǔn)確的，其可達(dá)性應(yīng)該更好。天津排在第三，全局整合度排名第五，綜合考慮全局整合度和全局深度后，它的可達(dá)性也應(yīng)更好。濟(jì)南深度倒數(shù)排名第四，整合度排名第八，其可達(dá)性應(yīng)比整合度反映的要好。

鄭州排在第五，整合度排名第三，兩者情況基本一致，無需平衡差異，說明鄭州的可達(dá)性較好，全局整合度反映可達(dá)性較準(zhǔn)確。長春排名第六，整合度排在第四，說明整合度反映的情況較為準(zhǔn)確。北京深度倒數(shù)排名第七，整合度排名第一，兩者反映情況出入明顯，說明其道路可達(dá)性并不是最好的，其可達(dá)性應(yīng)該更差。

哈爾濱排名第八，整合度排名也第九，證明全局整合度反映情況準(zhǔn)確。沈陽深度倒數(shù)值排名第九，整合度排名第七說明沈陽的道路可達(dá)性的確較差。最后，青島和大連分別排在第十，十一名，與它們在整合度中排名一致，說明整合度反映情況準(zhǔn)確，青島和大連的道路可達(dá)性都很差，其中大連最差。

2.2.3 可理解度

可理解度也稱為感知可達(dá)性，是一種從主觀角度評價可達(dá)性的方法，反映從局部空間理解整體空間的可能性。在這11個城市中，石家莊可理解度排名最高，也僅有它的可理解擬合度R值超過了0.5，說明石家莊的感知可達(dá)性較好，空間整體較為規(guī)律，局部空間與整體空間彼此協(xié)調(diào)統(tǒng)一。其余10個城市的可理解度均低于0.5，這10個城市可理解度較低的原因主要包括：整體路網(wǎng)錯綜復(fù)雜；局部路網(wǎng)與整體形態(tài)關(guān)聯(lián)度差；道路規(guī)整性差，斜向路、曲折路，斷頭路多；城市跨江發(fā)展和城市道路網(wǎng)間有山地阻隔等原因。大連排在倒數(shù)第二，城市組團(tuán)分散布置，旅順口區(qū)與市中心地區(qū)相距較遠(yuǎn)，中間山地阻隔，道路曲折性很大，無法形成規(guī)則的路網(wǎng)；市中心許多道路建設(shè)年代久遠(yuǎn)，規(guī)劃先后不統(tǒng)一，各時期建設(shè)的道路生硬融合在一起形成了混亂的路網(wǎng)格局，難以從局部空間感知整體，可理解度僅為0.104。青島可理解度排在最后，數(shù)值低至0.064。青島受到海岸線和山地地形影響，道路不可避免地出現(xiàn)曲折迂回；膠州灣東部市中心地區(qū)路網(wǎng)建設(shè)較早，由于歷史上曾為租借地，各國對這里的規(guī)劃建設(shè)思想存在矛盾，造成路網(wǎng)混亂復(fù)雜，沒有規(guī)律性和統(tǒng)一性。此外，因地形造成的較大高差和多叉路口、道路方向的多樣也讓青島道路空間辨識度大大降低，可理解度很差。

在分析了可理解度之后，將結(jié)論與前面全局整合度、全局深度得到的情況綜合，進(jìn)一步修正道路可達(dá)性評價結(jié)果，完善研究。

3 道路可達(dá)性的優(yōu)化

3.1 優(yōu)選規(guī)整正交的城市路網(wǎng)，避免斜交路、丁字路等異形交叉口

通過圖表分析得知，可達(dá)性較好的城市，其路網(wǎng)明顯呈規(guī)整正交布局，即城市道路建設(shè)規(guī)劃嚴(yán)謹(jǐn)，等級明確，以道路彼此正交（垂直相交）為主要特征，大部分城市道路呈現(xiàn)十字交叉口的通達(dá)狀態(tài)，而非丁字路（T型路）或斜交路（兩條道路銳角相交）。本研究中，石家莊、北京、鄭州、太原這幾個城市的路網(wǎng)即符合“規(guī)整”的形態(tài)，這樣城市道路體系相似程度便被提高，容易反映路網(wǎng)的形態(tài)和規(guī)律，進(jìn)而帶動城市道路可達(dá)性的改善。斜交道路往往向多個方向延伸且隨意交織在一起，這必然會破壞城市路網(wǎng)的分布規(guī)律與格局，使路網(wǎng)顯得混亂無序，進(jìn)而降低城市路網(wǎng)的可達(dá)性；而丁字路則降低了車輛的通行效率，迫使車輛繞行而增加了附近道路的交通壓力和擁堵風(fēng)險，嚴(yán)重影響城市道路可達(dá)性，弱化道路通行能力。研究中，天津、長春、濟(jì)南就有較多的丁字路或斜交路，因此他們的道路可達(dá)性不高。

一個城市如果路網(wǎng)規(guī)整正交，首先在可理解度（感知可達(dá)性）方面就占有優(yōu)勢，容易從局部感知和理解城市整體道路空間的狀態(tài)，形成認(rèn)知地圖。像石家莊、北京、太原、鄭州這些可達(dá)性好的城市，它們的路網(wǎng)相對規(guī)整，異形交叉口很少，容易發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，城市道路空間同一性較好。而青島、大連、哈爾濱這些城市擁有許多斜交路，丁字路，這些異形交叉口破壞了城市道路體系的規(guī)律性，大大妨礙了城市道路可達(dá)性。

此外，在道路建設(shè)中，采用規(guī)整正交的路網(wǎng)形態(tài)易促成更高的路網(wǎng)密度，提升道路彼此之間的聯(lián)通程度，從而獲得更高的全局整合度，提升道路可達(dá)性；如紐約布魯克林區(qū)的高密度方格狀路網(wǎng)形成了小街區(qū)式的道路空間，規(guī)律性強(qiáng)，可達(dá)性好。

3.2 優(yōu)選團(tuán)塊狀城市形態(tài)，建設(shè)高密度路網(wǎng)體系

道路可達(dá)性與城市形態(tài)和路網(wǎng)密度有著緊密的聯(lián)系。對比全局整合度、全局深度和可理解度發(fā)現(xiàn)，石家莊、北京、太原、鄭州、天津這些可達(dá)性高的城市布局緊湊，屬于團(tuán)塊狀城市；而青島、大連、哈爾濱這些城市布局較為松散，呈組團(tuán)式發(fā)展，可達(dá)性明顯不如前面幾個城市，說明團(tuán)塊狀城市在道路可達(dá)性方面明顯優(yōu)于組團(tuán)狀城市。團(tuán)塊狀城市發(fā)展較為集中和均衡，城市各部分之間聯(lián)系更加緊密且很少受到地形的制約，易于形成緊湊規(guī)整的路網(wǎng)，強(qiáng)化了城市各節(jié)點和功能區(qū)的聯(lián)系，容易形成高可達(dá)性的路網(wǎng)體系。而組團(tuán)狀城市由于受地形影響很大，往往被山體、河流、森林分割打破，各組團(tuán)之間不得不依靠交通主干道彼此連接，城市不同區(qū)域跨度較遠(yuǎn)，無法像團(tuán)塊狀城市那樣形成規(guī)整、發(fā)展均衡的路網(wǎng)體系，因此其道路可達(dá)性必然受影響而無法提高。而像哈爾濱、青島、大連這樣組團(tuán)相距較遠(yuǎn)的城市，情況則更為嚴(yán)重。因此，在城市建設(shè)過程中，團(tuán)塊狀城市是一個值得優(yōu)先考慮的因素。

此外，路網(wǎng)密度也是影響道路可達(dá)性的因素之一。城市的路網(wǎng)密度越大，互聯(lián)性越好，道路系統(tǒng)也就越發(fā)達(dá)。從前面的圖表中可以看到，可達(dá)性高的幾個城市，道路數(shù)量眾多，密度大，支路體系發(fā)達(dá)，出行選擇多樣。高密度的路網(wǎng)可以讓城市中任意區(qū)域間擁有較多的通勤選擇，即有更多的線路使區(qū)域彼此聯(lián)系，因此要提高道路可達(dá)性，可考慮將城市布置成團(tuán)塊狀，若沒有條件建設(shè)，也應(yīng)盡量讓局部形成團(tuán)塊狀緊湊的發(fā)展模式，加強(qiáng)城市各部分的聯(lián)系；同時注重城市支路建設(shè)，增加路網(wǎng)密度，使城市各功能區(qū)之間到達(dá)路徑的選擇豐富，緩解干道交通壓力，分散車流，最終提升整體的可達(dá)性。

3.3 重視城市環(huán)路建設(shè)，兼顧中心與外圍地區(qū)交通聯(lián)系

通過前文的分析可以發(fā)現(xiàn)，無論城市形態(tài)如何，規(guī)模和經(jīng)濟(jì)水平有何差異，所有11個城市外圍地區(qū)的可達(dá)性都較低，有的甚至呈現(xiàn)斷崖式的下跌。城市外圍地帶通常屬于城市郊區(qū)或者城鄉(xiāng)過渡區(qū)域，高速路、鐵路布置其中，建設(shè)用地較少，路網(wǎng)密度必然小于城市內(nèi)部，使得城市外圍道路相比于城市中心可達(dá)性降低明顯。

雖然本研究的11個城市都出現(xiàn)了外圍道路可達(dá)性低的情況，但仍有幾個城市，整體可達(dá)性很好。究其原因發(fā)現(xiàn)，這些可達(dá)性好的城市都擁有若干條環(huán)路，特別是城市邊緣有明顯的快速路串聯(lián)其周邊區(qū)域。如北京、石家莊、天津、鄭州等擁有三條以上的環(huán)路，且環(huán)路肌理明顯，交通疏導(dǎo)功能強(qiáng)大；相比之下，大連、青島、哈爾濱等城市，它們并沒有明顯的城市環(huán)路或者環(huán)路建設(shè)并不能滿足城市發(fā)展和交通運(yùn)營的需求。青島和大連本身就受到地形因素制約，城市各部分相對獨(dú)立，加之沒有環(huán)路將其串聯(lián)溝通，城市邊緣地帶的“孤立”局面始終存在，周邊城市用地的地理劣勢被放大，拉低了城市道路的可達(dá)性。而哈爾濱，沈陽則因為環(huán)路的數(shù)量不能滿足城市交通發(fā)展，造成城市部分邊緣區(qū)域聯(lián)系不暢，從而使整體的道路可達(dá)性不高。

通過環(huán)路的建設(shè)，城市周邊的各類用地都可以快速的聯(lián)系，并依靠其他等級道路迅速溝通城市中心與郊區(qū)。這樣原本處于城市邊緣的城市外圍地帶便利用環(huán)路打破了“孤立”的格局，弱化了因為地理位置的偏遠(yuǎn)而難以融入城市路網(wǎng)體系的不利形勢，相比于沒有環(huán)路的城市，環(huán)路建設(shè)較為成熟的城市可達(dá)性必然更加優(yōu)越。因此，“環(huán)路”是提升城市道路可達(dá)性的因素之一，城市交通規(guī)劃布局應(yīng)該重視環(huán)路的打造，利用環(huán)路帶動城市周邊用地的交通發(fā)展和聯(lián)系，兼顧市中心與外圍郊區(qū)的交通銜接，讓城市交通在一定程度上發(fā)展均衡，降低不利因素對城市可達(dá)性的干擾。

4 結(jié)論與討論

全局整合度是衡量道路可達(dá)性的重要指標(biāo)，但僅靠整合度來反映可達(dá)性并不一定準(zhǔn)確，需要通過全局深度和可理解度的分析結(jié)果對全局整合度反映的情況進(jìn)行修正，當(dāng)三者出現(xiàn)矛盾時，應(yīng)該綜合考慮，平衡差異，才能得到相對準(zhǔn)確的可達(dá)性結(jié)果。也就是說，對可達(dá)性進(jìn)行評價需要從主觀（感知可達(dá)性——可理解度）和客觀（全局整合度、全局深度）兩個方面統(tǒng)籌分析，才更具有科學(xué)性和價值。

綜上所述，通過全局整合度、全局深度和可理解度圖表的綜合比較分析，可以得出11個城市道路可達(dá)性的最終排名（由高到低）：石家莊、北京、太原、鄭州、天津、長春、濟(jì)南、沈陽、哈爾濱、青島、大連。

總之，對于像城市這種相對宏觀的整體對象，通過綜合考慮全局整合度、全局深度和可理解度，能夠較為準(zhǔn)確地評價道路可達(dá)性。當(dāng)然，城市道路是一個十分復(fù)雜的巨系統(tǒng)，空間句法對可達(dá)性的評價還存在缺陷和不足，為了城市道路發(fā)展能夠更加合理完善，需要空間句法技術(shù)的進(jìn)步和其他各類專業(yè)的互相配合。