烏魯木齊市交通設施空間布局及優化對策研究

阿也提古麗·斯迪克 張鳳嬌 王凱江 計克勤 王曉旋

摘 要：文章利用交通設施的POI數據，以烏魯木齊市為研究區域，選取地鐵站、公交站和停車場作為研究對象，采用文獻查閱法、標準差橢圓法、核密度分析法，結合GIS空間分析功能，對烏魯木齊市現有交通設施空間布局特征進行研究。研究結果表明：烏魯木齊市公交站點的總體空間分布呈現出“一核向多核”發展的趨勢。從高核密度值分布的區域來看，區域中心核密度最高，并由中心逐漸向外發散；地鐵站呈現出“帶狀”集聚分布，其中1號線區域核密度值最高，并由此向外發散，距離1號線區域越遠核密度越低；停車場呈現出“核心—外圍”核密度從低到高的圈層式結構，區域中心核密度最高，并由內向外逐級遞減。

關鍵詞：交通設施；空間布局；標準差橢圓分析；核密度分析；烏魯木齊市

中圖分類號：F252；U121文獻標志碼：ADOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2023.12.020

Abstract： The paper uses the POI data of transportation facilities， takes Urumqi City as the research area， selects subway stations， bus stations and parking lots as the research objects， uses the literature reference method， standard deviation elliptical method， nuclear density analysis method， and combines the GIS spatial analysis function to study spatial layout characteristics of existing transportation facilities in Urumqi City. The research results indicate that the overall spatial distribution of bus stops in Urumqi shows a trend of "one core to multiple cores" development. From the distribution of high nuclear density values in the region， the center of the region has the highest nuclear density， gradually diverging outward from the center. The subway station presents a "strip" clustering distribution， with the highest nucar density value in the area of Line 1， which diverges outward. The farther a subway station is from the area of Line 1， the lower the nuclear density is; The parking lot presents a circular structure with a "core periphery" density ranging from low to high， with the highest core density in the center of the area gradually decreasing from the inside out.

Key words： transportation facilities; space layout; standard deviation ellipse analysis; nuclear density analysis; Urumqi City

0 ? ?引 ? ?言

自改革開放以來，我國社會經濟迅速發展，工業化和城市化進程快速推進，然而伴隨著城市的快速擴張，城市交通問題也隨之出現，出行供需不平衡、交通擁堵、交通安全和環境污染等問題日益凸顯[1]。城市交通設施空間布局優化是城市規劃發展的重要組成部分，合理的交通設施空間布局對于緩解交通問題和促進城市發展具有重要意義[2]。但城市原有的交通設施空間布局已經不能應對當下交通問題以及滿足未來城市規劃發展的需要，因此研究城市交通設施空間布局的時空演變、挖掘其中存在的問題、優化空間布局具有重要的現實意義。

烏魯木齊市是新疆維吾爾自治區的政治、經濟、文化和交通中心，也是第二亞歐大陸橋經濟帶上重要的節點城市。近年來，隨著人口的增長、社會經濟的發展和居民生活水平的提高，烏魯木齊的交通問題越來越突出。首先，李靜通過研究烏魯木齊市交通運行和擁堵指數指出烏魯木齊城市主干道道路堵塞問題依舊十分嚴重，交通道路網的密度亟待提高[3]。然后，劉強等通過研究烏魯木齊市道路和公共交通系統提出烏魯木齊城市公共交通運行未成體系，公共交通運行體系需要優化完善[4]。這些研究都表明烏魯木齊市現有的交通設施及其布局并不足以應對當前的交通問題。截至2021年年末，全市民用車輛保有量為138.98萬輛（同比增長10萬輛），全市擁有公交營運線路237條（數量與上一年保持一致），城市公交車輛為4 523臺（同比增長65臺）。每萬人僅對標11臺公交車輛，上年度為16臺（同比下降5臺）。烏魯木齊日益增長的人口和車輛數量給城市交通系統造成了極大的壓力。此外，由于冬季天氣影響出現的道路結冰、路面濕滑等情況，更加劇了烏魯木齊的交通問題。因此，優化烏魯木齊市交通設施空間布局刻不容緩。當前與烏魯木齊交通相關的研究以公共交通和軌道交通較多，而基于烏魯木齊市交通設施空間布局的研究卻相對較少。例如馬瑞睿從智慧公交管理問題出發，研究了烏魯木齊的智慧公交交通運行及其存在的問題[5]。趙雪針對烏魯木齊的交通問題研究了政府推動地鐵建設中遇到的問題并提出了相應的優化建議等[6]。因此，本文以烏魯木齊市為主要研究區域，基于烏魯木齊市城市交通設施的POI數據，采用標準差橢圓分析和核密度分析方法研究烏魯木齊市交通設施的空間布局，找出其中問題，并提出相應的對策優化方案，以期為烏魯木齊市交通規劃提供決策依據。

1 ? ?研究區概況與數據來源

1.1 ? ?研究區概況

本文研究區域為烏魯木齊市行政區域。烏魯木齊為新疆維吾爾自治區首府，下轄七區一縣，是中國西北部重要的中心城市。

1.2 ? ?數據來源

本文研究所需數據包含兩個方面，分別是DataV.GeoAtlas地理數據和POI數據。DataV.GeoAtlas地理數據通過阿里云可視化地圖平臺獲取地理矢量數據，并運用ArcGIS 10.6加載Load DataV.GeoAtlas File模塊進行數據解析處理，包括烏魯木齊市道路交通矢量數據、烏魯木齊市城市軌道交通矢量數據及行政區劃邊界等。POI（Point of Interest）數據，即地理信息“興趣點”數據，由高德地圖開放平臺API接口獲取，并利用Python軟件進行數據解析與提取，包括烏魯木齊市城市軌道交通站點數據和站點出入口數據等。

2 ? ?研究方法

本文首先要采集烏魯木齊市的公交站點、停車場和地鐵站的POI數據，將獲取的POI數據進行進一步清洗，并將清洗后的數據導入GIS中，然后利用標準差橢圓法和核密度估計法研究分析烏魯木齊市停車場、公交站點和地鐵站等交通設施空間分布的方向特征和空間集聚特征，具體方法如下所述。

2.1 ? ?標準差橢圓法

標準差橢圓法是以圓心、長軸、短軸、方位角為參數，定量描述空間要素分布特征的一種空間統計方法。橢圓的長半軸代表地理要素的主要發展方向，短半軸代表地理要素的次要發展方向。長短半軸的差值越大（扁率越大），說明數據的方向性越明顯；短半軸越短，表明數據呈現的向心力越明顯；反之，短半軸越長，表明數據的離散程度越大。

2.2 ? ?核密度估計法

核密度估計法常被用于反映點要素空間分布的相對集中程度，其計算結果能夠表現出距離核心越近的區域所受中心輻射值越大的特征。通過對交通設施分布的POI數據進行分析研究，可以得到交通設施的空間分布聚集情況。

3 ? ?結果分析

3.1 ? ?交通設施的方向分布特征

為體現烏魯木齊市近年來各類交通設施的數量、分布方向以及目前的發展情況，本文采用標準差橢圓法分別對烏魯木齊市2018—2022年所擁有的地鐵站點、公交站點、停車場三大類交通設施點進行分析。圖1分析結果顯示：2018年烏魯木齊市的各類交通設施整體分布方向都呈現高度集中分布趨勢。其中，地鐵站點主要分布在新市區、頭屯河區、沙依巴克區、天山區和水磨溝區這五個城區交互的中心地帶，其他地區分布數量較少，在米東區、達坂城區以及烏魯木齊縣內沒有分布。其主要原因是在烏魯木齊市“十三五”規劃藍圖中，計劃在這期間將烏魯木齊建設成區域現代化綜合交通樞紐，使烏魯木齊市正式步入軌道交通時代，而同期烏魯木齊市才正式開始規劃建設城市地鐵。2018年，全市僅有地鐵一號線建成投入使用，而其他線路尚在規劃中。較于地鐵站的高度集中分布狀態，2018年烏魯木齊市停車場和公交站點設施分布則比較分散，無論從擁有數量還是從分布范圍上看都顯得比較寬泛，在新市區、頭屯河區、沙依巴克區、天山區、水磨溝區以及米東區中大面積分布，少量站點零星分散于達坂城區和烏魯木齊縣。出現這種現象的主要原因是城市公共交通是居民出行最主要的交通方式，因此其無論從數量還是分布范圍上都要比地鐵站廣泛。

通過分析2022年烏魯木齊市交通設施的方向分布特征可以發現，烏魯木齊市交通設施整體方向分布呈“西北—東南”格局，這表明2022年烏魯木齊市的交通設施主要分布趨向為西北—東南軸，圍繞新市區、頭屯河區、沙依巴克區、天山區和水磨溝區呈現出高度集中的分布態勢，并且向西北和東北方向均有擴散。其中，烏魯木齊市公交站點的橢圓長軸與短軸長度相近，扁率較小，方向性不明顯，大致呈西—東方向分布；停車場與地鐵站的橢圓長軸遠大于短軸，方向性明顯，呈西北—東南方向分布。

通過比較2018—2022年烏魯木齊市交通設施的方向特征可知，烏魯木齊市交通設施發展方向與《烏魯木齊市總體規劃（2011—2020年）》中提到的“南控、北擴、先西延、后東進”的空間發展格局高度一致。隨著烏魯木齊市被確立為絲綢之路經濟帶核心建設區，并且憑借位于亞洲中心這一優越地理位置，作為交通樞紐和我國對外開放經濟文化交流的重要門戶，在未來，烏魯木齊市“兩橫兩縱、五環十五射”的城市道路骨架將不斷強化，全方位多模式的一體化綜合交通樞紐將不斷完善，市民的出行將更加方便快捷。

3.2 ? ?交通設施的空間集聚特征

3.2.1 ? ?烏魯木齊市公交站點的空間集聚特征

城市公共交通是城市交通規劃的動脈系統，而公交站點作為一種依附于城市道路的空間實體，其設置的合理性將直接影響城市居民的出行便利程度。本文選取的烏魯木齊市公交站點數量為1 976個，其中沙依巴克區398個、天山區259個、水磨溝區253個、米東區254個、新市區460個、頭屯河區243個、達坂城區15個、烏魯木齊縣94個。如圖2所示，烏魯木齊市的公交站點主要集中分布在沙依巴克區、天山區、水磨溝區、新市區、頭屯河區這五個中心城區，而距市中心較遠的米東區、達坂城區和烏魯木齊縣的公交站點數量相對較少。烏魯木齊市的公交站點總體呈現出以一個高度集中的核心為主、多個中度集中核心為輔的“核心—衛星”式空間分布特征。具體表現為：市中心區域核密度值最高，為烏市公交站點的核心；在此核心之外還有多個中度集聚的區域作為次級中心。烏魯木齊市公交站點的總體空間分布呈現出“一核向多核”發展的態勢，從高核密度值分布的區域來看，烏魯木齊市公交站點的核心區域由天山區、水磨溝區和沙依巴克區向新市區和頭屯河區等區域發散，符合烏魯木齊市“烏昌一體化”的戰略構想。

3.2.2 ? ?烏魯木齊市停車場的空間集聚特征

停車場指的是供各種機動車和非機動車停放的露天或室內場所，是城市交通體系的重要組成部分。本文獲取的烏魯木齊市停車場的數量為3 429個，其中沙依巴克區902個、天山區588個、水磨溝區491個、米東區289個、新市區1 030個、頭屯河區98個、達坂城區15個、烏魯木齊縣16個。烏魯木齊市的停車場主要集中分布在沙依巴克區、天山區、水磨溝區、米東區和新市區，頭屯河區、達坂城區和烏魯木齊縣，分布數量較少，且較為分散。烏魯木齊市的停車場空間集聚特征總體呈現出“核心—外圍”核密度值從高到低的圈層式結構，具體表現為：停車場主要集聚于市中心，該區域的核密度值最高，并由此向外逐級遞減，且受到烏魯木齊市人口分布的影響，外圍邊緣區域均呈點狀分散分布。結合烏魯木齊市“雙軸、一城、一區、兩群、多點”的空間結構規劃，烏魯木齊市停車場的空間分布特征趨向于從“核心—外圍”的單中心集聚分布轉變為“多中心組團式”空間分布。

3.2.3 ? ?烏魯木齊市地鐵站的空間集聚特征

地鐵站是為城市軌道交通系統提供鐵路列車?？康牡胤?，用以搬運貨物和旅客乘車。本文獲取的烏魯木齊市地鐵站數據包括烏魯木齊市目前正在運營的地鐵1號線和其他正在建設還尚未投入使用的2、3、4號線。通過分析得出烏魯木齊現有的地鐵站途經新市區、水磨溝區、沙依巴克區和天山區四個區，共124站?？傮w來看，烏魯木齊市地鐵站呈帶狀集聚分布狀態，具體表現為：地鐵1號線區域核密度值最高，并由此向外發散，距離越遠，核密度值越低，受烏市地鐵交通體系的影響也就越小。結合烏魯木齊市交通規劃體系中的地鐵規劃可知，烏魯木齊市地鐵站發展趨勢是以地鐵1號線為主干，構建“十字交叉”型的網絡，覆蓋烏魯木齊市的中心城區，并連接烏魯木齊周邊交通設施相對薄弱的區域。

3.3 ? ?烏魯木齊市2018—2022年交通設施空間分布特征對比分析

由圖2烏魯木齊市交通設施分布和密度分析情況可知，烏魯木齊市公交車站、地鐵站和停車場等交通設施熱點集聚于市中心，并呈現出由中心向外圍擴散的趨勢，2018—2022年，烏魯木齊四年的交通設施熱點均集中于市中心，外圍區域并無熱點聚集。2022年交通設施熱點最為密集的是沙依巴克區、天山區、水磨溝區與新市區以及各區的交匯位置，相較于2018年更加密集，交通設施集聚情況更加顯著。公交車站熱點區域開始向米東區擴散，地鐵站的熱點區域則向沙依巴克區與水磨溝區擴散，停車場熱點區域向新市區擴散。交通設施冷點則集中在市區周邊的區縣中，交通設施的密集度從市區中心向周邊區縣逐步遞減，其中公交車站和停車場呈現散點分布特征。2018年冷點分布廣泛，其在米東區、烏魯木齊縣和達坂城區最為密集，頭屯河區、新市區、沙依巴克區、天山區和水磨溝區冷點分布較少。2022年相較于2018年并無明顯變化，周邊區縣的冷點集聚區域依舊集中。

交通設施熱點不顯著區域（熱點區域與冷點區域的交匯處）呈現向周邊區域擴散的趨勢，2018—2022年交通設施熱點不顯著區域分布于中心城區外圍，主要呈現圈層結構。2018年交通設施不顯著區域分布在新市區、沙依巴克區、天山區和水磨溝區內，烏魯木齊縣、達坂城區和米東區內分布較少。2022年不顯著區域呈現明顯擴散趨勢，公交車站明顯向米東區、烏魯木齊縣等地擴散。地鐵站并無過多變化，停車場不顯著區域分布增加，在新市區最為密集。

4 ? ?結 ? ?論

本文基于POI數據，利用標準差橢圓法和核密度分析法對烏魯木齊市的城市交通設施空間布局特征進行了研究，并得出了如下結論。

4.1 ? ?標準差橢圓分析的結果顯示

烏魯木齊市交通設施整體方向分布呈“西北—東南”格局，烏魯木齊市的交通設施點主要分布趨向為西北—東南軸，且在西北—東南走向上分布更加密集，圍繞新市區、頭屯河區、沙依巴克區、天山區和水磨溝區呈現出高度集中的分布態勢；公交車站方向分布與總體交通設施分布格局基本一致，大致呈西—東方向分布；停車場與地鐵站的方向性分布明顯，呈西北—東南方向分布。

4.2 ? ?核密度分析的結果顯示

烏魯木齊市的公交站點、停車場和地鐵站等交通設施的空間分布將向西北方向的新市區、頭屯河區和東北方向的甘泉堡工業園區等地拓展；從整體來看，烏魯木齊市的公交站點總體呈現出“一核向多核”的發展狀況，即以一個高度集中的核心為主，多個中度集中核心為輔的“核心—衛星”式的空間分布集聚特征。烏魯木齊市的公交站點主要集中分布在沙依巴克區、天山區、水磨溝區、新市區、頭屯河區這五個中心城區。從高核密度值分布的區域來看，烏魯木齊市公交站點的核心區域從天山區、水磨溝區和沙依巴克區向新市區和頭屯河區等區域發散；烏魯木齊市的停車場空間集聚特征總體呈現出“核心—外圍”密度從高到低的圈層式結構，主要集聚于市中心，并由此向外逐級遞減，在外圍邊緣區域均呈點狀分散分布。烏魯木齊市的停車場主要集中分布于沙依巴克區、天山區、水磨溝區、米東區和新市區，在頭屯河區、達坂城區和烏魯木齊縣等區域分布數量較少，且較為分散；烏魯木齊市地鐵站發展趨勢是以地鐵1號線為主干，構建“十字交叉”型的網絡，覆蓋烏魯木齊市的中心城區，并連接烏魯木齊周邊交通設施相對薄弱的區域。就烏市交通現狀來看，隨著烏魯木齊市人口數量的增加，人們對便捷出行的交通需求越來越迫切，烏市現有的城市交通設施體系已經無法滿足烏魯木齊市城市居民的需求，需要進行進一步的建設、完善與優化。

4.3 ? ?存在的問題

烏魯木齊市各區域的交通設施空間分布還存在不均衡的問題。受到人口、地形、經濟、政策等一系列因素的影響，烏魯木齊市的交通設施主要集中分布在新市區、水磨溝區、天山區、沙依巴克區和米東區這五個城區，其都位于城市的中心地帶，而烏魯木齊市外部城區的交通設施相對不夠完善，造成了空間上分布的不均衡。這種不均衡的空間布局給部分城市居民的出行造成了困擾，也暴露了烏魯木齊市當前城市交通規劃體系的不足；軌道交通線路不夠發達。目前，烏魯木齊的軌道交通只有一條線路在運行，其余線路仍在建設中，尚未實現軌道交通網絡化。

4.4 ? ?對策建議

烏魯木齊市可以適當增加外部城區的交通設施數量，建設新的道路以緩解交通壓力，使烏魯木齊市城市交通設施空間分布達到相對均衡狀態；著力發展軌道交通。以城市軌道交通為中心，綜合常規公共交通工具為輔助，從而構建出成熟的網絡化公共交通系統。城市軌道交通作為快捷舒適大運量的低碳環保公共交通工具，憑借其安全、穩定、便利等優點成為居民出行的重要交通方式，極大地減少了私家車使用量。著力發展軌道交通不僅能有效地減輕城市地面道路交通出行壓力，還能夠緩解交通擁堵，節約土地資源，減少交通污染。

參考文獻：

[1] 汪光燾．中國城市交通問題、對策與理論需求[J]．城市交通，2016，14（6）：1-9.

[2] 馬俊來．城市道路交通設施空間資源優化研究[D]．南京：東南大學，2006.

[3] 李靜．烏魯木齊市交通擁堵指數的分析[D]．西安：長安大學，2018.

[4] 劉強，高佩文．烏魯木齊市城市道路與公共交通系統規劃方案分析與研究[J]．工程建設與設計，2022（18）：75-77.

[5] 馬瑞睿．烏魯木齊市智慧公共交通管理問題研究[D]．烏魯木齊：新疆大學，2021.

[6] 趙雪．烏魯木齊市政府推動地鐵建設中的問題及對策研究[D]．烏魯木齊：新疆大學，2019.