基于高铁网建设的全国城市群可达性空间模拟与特征演变分析

doi:10.11867/j.issn.1001-8166.2023.050

从全局尺度探索城市群交通可达性，能有效描绘城市群间的协同关系及城市群内部的一体化趋势，为推进城市群一体化发展提供理论支撑。基于改进的时空图分析模型，测度11个国家级城市群的可达性水平，从城市群群内空间集聚性和群间交通协同特征方面分析高铁网建设下城市群可达性演变特征。结果表明：高铁建设产生的“时空压缩”将促进中国城市群点位“两横两纵”分布结构向“组团式”结构扩散。高铁建设将促进城市群内部的一体化和城市群间的协同化，增加区域平衡性。时空图分析模型能够有效解读时空图的空间信息，拓展了可达性空间分析方法的应用，并为促进城市群区域平衡发展提供了参考。

关键词: 城市群, 高铁网, 可达性, 时空压缩, 时空图分析模型

At a national scale, exploring the transportation accessibility of megalopoleis effectively depicts their collaborative relationships and trends in intra-cluster integration, providing theoretical support for promoting their integrated development. Based on an enhanced time-space map analysis model, this study measures the accessibility levels of 11 national-level megalopoleis and analyzes the evolutionary characteristics of accessibility within and between clusters under the construction of a high-speed rail networks. Results demonstrate that the ‘space-time compression’ resulting from the construction of a high-speed rail networks facilitates the diffusion of megalopoleis from a ‘two horizontal and two vertical’ distribution structure to a ‘clustered’ structure. The construction of a high-speed rail networks promotes intra-cluster integration and inter-cluster collaboration, thereby enhancing the regional balance. The time-space map analysis model effectively interprets the spatial information of the time-space map, expands the application of spatial analysis methods for accessibility, and provides insights for promoting balanced regional development in megalopoleis.

Key words: Megalopolis, High-speed rail network, Accessibility, Time-space compression, Time-space map analysis model

中图分类号:

P963

图1 国家级城市群

Fig. 1 National-level urban agglomerations

图2 时空图分析流程示意图

Fig. 2 Flowchart of time-space mapping method

图3 时空图空间校正示意图

Fig. 3 Time-space correction

图4 标准差椭圆

Fig. 4 Space standard deviation elliptic Algorithm

表1 城市群平均可达性变化

Table 1 The change of urban agglomeration average accessibility

城市群	平均可达性/h		变化绝对值/h	变化率/%	变异系数/%		Δ变异系数/%
城市群	现状	规划	变化绝对值/h	变化率/%	现状	规划	Δ变异系数/%
京津冀城市群	9.44	7.53	1.91	20.22	9.43	6.77	-2.66
中原城市群	8.47	6.91	1.56	18.44	6.26	4.34	-1.92
长江三角洲城市群	9.29	7.86	1.43	15.37	5.71	7.12	1.42
关中平原城市群	9.48	7.32	2.16	22.74	2.22	5.46	3.25
兰西城市群	11.72	9.13	2.59	22.12	6.40	7.45	1.05
长江中游城市群	8.65	6.96	1.68	19.45	7.98	4.89	-3.09
成渝城市群	10.26	7.72	2.53	24.69	4.58	5.57	0.99
粤港澳大湾区	10.78	9.03	1.75	16.24	6.31	5.87	-0.44
北部湾城市群	12.12	9.68	2.44	20.17	9.16	4.24	-4.92
呼包鄂榆城市群	10.68	8.03	2.65	24.83	9.83	4.73	-5.10
哈长城市群	12.85	10.67	2.19	17.01	8.66	9.18	0.52

表1 城市群平均可达性变化

Table 1 The change of urban agglomeration average accessibility

城市群	平均可达性/h		变化绝对值/h	变化率/%	变异系数/%		Δ变异系数/%
城市群	现状	规划	变化绝对值/h	变化率/%	现状	规划	Δ变异系数/%
京津冀城市群	9.44	7.53	1.91	20.22	9.43	6.77	-2.66
中原城市群	8.47	6.91	1.56	18.44	6.26	4.34	-1.92
长江三角洲城市群	9.29	7.86	1.43	15.37	5.71	7.12	1.42
关中平原城市群	9.48	7.32	2.16	22.74	2.22	5.46	3.25
兰西城市群	11.72	9.13	2.59	22.12	6.40	7.45	1.05
长江中游城市群	8.65	6.96	1.68	19.45	7.98	4.89	-3.09
成渝城市群	10.26	7.72	2.53	24.69	4.58	5.57	0.99
粤港澳大湾区	10.78	9.03	1.75	16.24	6.31	5.87	-0.44
北部湾城市群	12.12	9.68	2.44	20.17	9.16	4.24	-4.92
呼包鄂榆城市群	10.68	8.03	2.65	24.83	9.83	4.73	-5.10
哈长城市群	12.85	10.67	2.19	17.01	8.66	9.18	0.52

图5 现状通行时间时空图（a）和规划通行时间时空图（b）

Fig. 5 Current time-space map （a） and planed time-space map （b）

表2 全国城市群集聚性及标准差椭圆

Table 2 Analysis of spatial agglomeration and space standard deviation elliptic Algorithm of China

组团	城市群	类型	空间集聚分析			标准差椭圆
组团	城市群	类型	最邻近比率	集聚趋势	比率变化	方向角度/（°）	角度偏转/（°）	偏转方向
中原—京津冀—长江三角洲—长江中游组团	中原城市群	规划	1.232	集聚	0.080	106.076	7.996	顺时针
	中原城市群	现状	1.152	集聚	0.080	98.080	7.996	顺时针
	京津冀城市群	规划	1.401	离散	-0.047	32.063	-14.234	逆时针
	京津冀城市群	现状	1.449	离散	-0.047	46.297	-14.234	逆时针
	长江三角洲城市群	规划	1.249	离散	-0.187	118.265	-7.871	逆时针
	长江三角洲城市群	现状	1.436	离散	-0.187	126.136	-7.871	逆时针
	长江中游	规划	1.193	离散	-0.007	116.828	-13.060	逆时针
	城市群	现状	1.200	离散	-0.007	129.889	-13.060	逆时针
哈长组团	哈长	规划	1.965	离散	-0.082	72.697	3.143	顺时针
哈长组团	城市群	现状	2.047	离散	-0.082	69.554	3.143	顺时针
成渝组团	成渝	规划	1.440	集聚	0.039	70.079	61.332	顺时针
成渝组团	城市群	现状	1.400	集聚	0.039	8.747	61.332	顺时针
北部湾—大湾区组团	北部湾城市群	规划	1.410	集聚	0.074	111.947	-21.087	逆时针
	北部湾城市群	现状	1.337	集聚	0.074	133.035	-21.087	逆时针
	粤港澳大湾区	规划	1.349	离散	-0.042	59.022	-69.473	逆时针
	粤港澳大湾区	现状	1.390	离散	-0.042	128.496	-69.473	逆时针
关中—兰西组团	关中	规划	1.441	离散	-0.719	106.345	-14.890	逆时针
	城市群	现状	2.161	离散	-0.719	121.236	-14.890	逆时针
	兰西	规划	2.316	离散	-0.573	116.762	-2.843	逆时针
	城市群	现状	2.889	离散	-0.573	113.919	-2.843	逆时针
未形成组团	呼包鄂榆	规划	3.551	集聚	0.159	55.748	-38.697	逆时针
未形成组团	城市群	现状	3.392	集聚	0.159	94.445	-38.697	逆时针

表2 全国城市群集聚性及标准差椭圆

Table 2 Analysis of spatial agglomeration and space standard deviation elliptic Algorithm of China

组团	城市群	类型	空间集聚分析			标准差椭圆
组团	城市群	类型	最邻近比率	集聚趋势	比率变化	方向角度/（°）	角度偏转/（°）	偏转方向
中原—京津冀—长江三角洲—长江中游组团	中原城市群	规划	1.232	集聚	0.080	106.076	7.996	顺时针
	中原城市群	现状	1.152	集聚	0.080	98.080	7.996	顺时针
	京津冀城市群	规划	1.401	离散	-0.047	32.063	-14.234	逆时针
	京津冀城市群	现状	1.449	离散	-0.047	46.297	-14.234	逆时针
	长江三角洲城市群	规划	1.249	离散	-0.187	118.265	-7.871	逆时针
	长江三角洲城市群	现状	1.436	离散	-0.187	126.136	-7.871	逆时针
	长江中游	规划	1.193	离散	-0.007	116.828	-13.060	逆时针
	城市群	现状	1.200	离散	-0.007	129.889	-13.060	逆时针
哈长组团	哈长	规划	1.965	离散	-0.082	72.697	3.143	顺时针
哈长组团	城市群	现状	2.047	离散	-0.082	69.554	3.143	顺时针
成渝组团	成渝	规划	1.440	集聚	0.039	70.079	61.332	顺时针
成渝组团	城市群	现状	1.400	集聚	0.039	8.747	61.332	顺时针
北部湾—大湾区组团	北部湾城市群	规划	1.410	集聚	0.074	111.947	-21.087	逆时针
	北部湾城市群	现状	1.337	集聚	0.074	133.035	-21.087	逆时针
	粤港澳大湾区	规划	1.349	离散	-0.042	59.022	-69.473	逆时针
	粤港澳大湾区	现状	1.390	离散	-0.042	128.496	-69.473	逆时针
关中—兰西组团	关中	规划	1.441	离散	-0.719	106.345	-14.890	逆时针
	城市群	现状	2.161	离散	-0.719	121.236	-14.890	逆时针
	兰西	规划	2.316	离散	-0.573	116.762	-2.843	逆时针
	城市群	现状	2.889	离散	-0.573	113.919	-2.843	逆时针
未形成组团	呼包鄂榆	规划	3.551	集聚	0.159	55.748	-38.697	逆时针
未形成组团	城市群	现状	3.392	集聚	0.159	94.445	-38.697	逆时针

图6 全国城市群标准差椭圆

Fig. 6 Analysis of space standard deviation elliptic Algorithm of China

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Spatial Simulation and Temporal Analysis of Urban Agglomeration Accessibility Based on High-Speed Rail Networks: An Improved Time-Space Analysis Model