林强   曹小曙

　　                     

　　摘要：東莞市經濟發展的成功離不開其公路特别是高速公路和一級公路的建設。本文以東莞市高速公路和一級公路爲研究對象，通過對其公路網絡的連接度和通達性等指標的統計和分析，闡述其公路網絡的狀况和對其存在的利弊並提出一些改進意見和建議。

　　關鍵詞：連接度；通達指數；東莞市；高速公路

　　

　　1. 引言

　　基於網絡的分析是目前地理學，特别是交通運輸地理學研究的一個熱點。歐洲學者Javier等曾經以歐洲鐵路網絡的爲例進行通達性演變的研究[1]。而日本學者也系統地探討了日本鐵路網絡發展變化對日本城市通達性的影響，他們認爲兩者之間是相互融合的關係[2]。而另一些學者則通過分析歐洲的快速道路系統與城市之間的相互關係探討道路開發和建設模式在城市體系中的地位和作用[3]。中國也有不少學者對交通網路進行了分析研究。金鳳君等通過分析航空客流網絡的空間演化模式來探討城市間的空間相互作用特徵[4]。曹小曙等則以東莞爲例，通過分析交通網絡的時間演化規律，揭示其對通達性格局的影響[5]。此外，曹小曙等還針對中國幹綫公路網絡聯結的城市通達性空間格局進行分析，結果縣市國家幹綫公路網絡聯結的城市具有明顯的“核心－外圍”模式[6]。

　　東莞市處於粤港交通走廊上，其特殊德地理位置及發達的經濟使得其網絡結構具有一定的獨特性。作爲全國公路密度最高的地級市，對其網絡分析具有一定的學術意義。本文將藉助一些拓撲幾何的研究方法，對東莞市高速公路和一級公路路網結構進行一些定量的研究分析。

　　2. 研究方法及區域劃分

　　對空間網絡的研究方法有很多，本文將運用一些拓撲數學公式，將實際連網的一級公路和高速公路以及這些公路連接的城鎮抽象爲直綫和端點，並采用一系列的指標，如連接度β，通達度，實際成環率α，實際結合度γ以及環路指數μ等，通過對東莞市公路網絡各項指標的統計,然後結合數據來分析東莞市網絡的發育程度以及各鎮區組團公路網絡的發達程度。

　　網絡連接度表示交通網絡的發達程度，通常用貝塔指數來計算與比較，計算公式爲：

　　　                                  β=e /υ

　　式中：β爲交通網的連接度，β＜１時，網絡成樹狀，β＞１時，網絡爲回路網絡； e爲交通網中邊的數量；υ爲交通網中頂點的數量。

　　   通達度是衡量網絡中點之間移動的難易程度，可以用通達指數和分散指數來衡量。

　　通達指數：通達指數是網絡中從一個頂點到其他所有頂點的最短路徑，由下公式計算：

　　                   Ai=DiI+Di2+Di3+…Din      i=1,2,3,….,n

　　式中：Ai 頂點i在網絡中的通達度；Dij頂點到頂點j的最短距離(可以用邊即區間來簡單表述)；

　　分散指數：分散指數是用來衡量網絡系統中總的通達程度與聯繫水平，用D來表示.計算公式如下：

　　                             D=A1+A2+A3+….An

　　分散指數越小，説明網絡内部聯繫水平越高，通達性越好。

　　   爲了更好地説明東莞市各鎮區交通網絡的發育演化情况，本文采用度量網絡發育程度的指標，α、γ、μ，計算公式如下：                         

　　                          α＝（е－υ+р）/(２υ－５)       

　　                               γ ＝е/３(υ－２)                     

　　                               μ＝е－υ+р

　　式中α、γ、μ分别表示：實際成環率、實際結合度、環路指數；е、υ、р分别表示網絡中綫路數、節點數、子圖個數。α反映實際成環水平； γ反映綫路的實際結合水平，其值愈小，結合潜力愈大；μ值越大網絡愈發達。


　　2．4 對東莞市域城鎮的功能區分

　　爲了能更好的説明東莞市域各地區的高等級公路發展情况，以及討論公路發展與區域發展之間的關係，根據東莞市城建規劃局對東莞市市域的城鎮組團結構劃分，將東莞市劃分爲四個功能區（見圖3），下面分别分析各個區域的高速公路和一級公路網路網：

　　西北城鎮組團：包括東莞市區，麻涌鎮，中堂鎮，茶山鎮，道窖鎮，高埗鎮，石碣鎮，石龍鎮，望牛墩鎮，洪梅鎮等鎮區，爲政治，經濟，文化中心，公路樞紐，珠江三角洲高新技術産業基地之一，爲外向型加工貿易區。

　　西南城鎮組團：虎門鎮，長安鎮，沙田鎮，大嶺山鎮，厚街鎮等鎮區，爲港口加工和出口貿易區，觀光旅遊區。

　　中北城鎮組團：，常平鎮，寮步鎮，石排鎮，黄江鎮，東坑鎮，大朗鎮，横瀝鎮，橋頭鎮，企石鎮等鎮區，爲交通樞紐和加工貿易區，外貿倉儲基地。

　　東南城鎮組團：塘厦鎮，鳳崗鎮，清溪鎮，樟木頭鎮，謝崗鎮等鎮區，爲綜合性加工工業區和渡假旅遊區。

　　3. 對東莞市交通公路網絡各指標的統計和分析討論

　　3.1 各網絡指標的統計

　　3.1.1 連接度：

　　全市高速和一級公路連接度：

　　β=48/29=1.655

　　各區域高速和一級公路網絡的連接度：

　　β西北=14/10=1.400               β西南=5/5=1.000    

　　β中北=12 /9= 1.333               β東南=5/5=1.000

　　3.1.2 通達性：

　　各鎮區通達指數(見表1)：

　　各區域高速和一級公路網絡的分散指數：

　　D西北= 1041                  D西南=536

　　D中北= 818                   D東南=767

　　爲了使四個區域具有可比性，采用計算網絡分散指數的平均值方法，即用分散指數除以網絡中結點數的方法，即得出每個點的平均通達指數：

　　d西北=1041/10=104.1          d西南=536/5=107.2

　　d中北=818/9=90.9             d東南=767/5=153.4

　　3.1.3 實際成環率α、實際結合度γ、環路指數μ：

　　全市高速和一級公路的實際成環率α、實際結合度γ、環路指數μ：

　　α=0.4167            γ=0.5926                μ=20

　　各區域高速和一級公路網絡的實際成環率α、實際結合度γ、環路指數μ（見表2）：

　　

　　3.2 對統計内容的分析

　　3.2.1 通達性最優的地方接近市的幾何中心

　　通過對各鎮區通達指數A的統計分析，全市通達度最好的地區是東莞市城區和其周圍的寮步鎮，石龍鎮，而這幾個地區幾乎位於東莞市的幾何中心（見圖4），略偏西北。以東莞市區爲例，就有莞深高速，莞惠公路和莞長公路等幾條高速和一級公路經過，大大降低了其通達指數，使其與各鎮區的連接更便捷。而石龍鎮也有萬石公路，莞龍公路等幾條骨幹公路經過。骨幹公路横穿市中心是造成中心地區通達性優於其他地區的主要原因之一。

　　3.2.2 西面城鎮的通達性要優於東面城鎮

　　就市内而言，中北城鎮組團的通達性最優，平均每個點的通達指數爲90.9；其次爲西北城鎮組團，平均每個點的通達指數爲104.1；再次是西南城鎮組團，平均每個點的通達指數爲107.2；通達性最差的爲東南城鎮組團，平均每個點的通達指數爲153.4。最優組團區域比最差組團區域在點平均通達指數上要低40.74%。另一方面，通過對環路指數μ的統計發現，毗鄰廣州的西北城鎮組團的通達性要明顯優於毗鄰深圳的東南城鎮組團（西北城鎮組團的環路指數μ爲5，而東南城鎮組團的環路指數μ爲1，西北大大優於東南），因此從另一個側面反映廣州對東莞交通公路特别是高速公路和一級公路網絡的影響要大於深圳。

　　3.2.3 高速公路和一級公路網絡發展的區域差异較大

　　東莞市市域的高速公路和一級公路網絡在空間分布上存在不均匀的狀况，而且空間差异較大。首先由連接度β來看，最優的爲西北城鎮組團，爲1.400，表明網絡爲回路網絡。其次爲中北城鎮組團，爲1.333，網絡爲回路網絡。最差的爲西南和東南城鎮組團，爲1.000，表明網絡正在由樹狀網絡向回路網絡發展，因此網絡並没有真正發展成型。而對各城鎮組團的實際成環率α統計也説明瞭西南和東南城鎮組團的回路網絡並没有完全發展起來。而對實際結合度γ的統計則表明，西北城鎮組團的網絡結合度最好，爲0.583，而西南和東南城鎮組團結合度差，都爲0.556,比西北城鎮組團低4.86%,説明這兩個城鎮組團的結合潜力較大，表明西南和東南兩個城鎮組團的網絡還有待進一步完善。

　　3.2.4 東北－西南方向的各鎮區之間的公路聯繫不够緊密

　　圖2中可以看出許多東北-西南方向上相鄰的鎮區，如石排鎮與茶山鎮，虎門鎮與大嶺山鎮，企石鎮與横瀝鎮等，都没有直接連接的高速公路和一級公路，因此修建東北-西南方向的高速公路和一級公路顯得十分必要。爲此，在規劃建設的到路中常虎高速的修建就顯得很重要。它直接連接了謝崗鎮，常平鎮，東坑鎮，大嶺山鎮和虎門鎮，大大降低了他們的通達指數，提高通達性。

　　3.3 對分析結果的討論

　　3.3.1 繼續發展高等級公路，特别是高速公路和一級公路

　　高速公路的建設是反映一個國家公路網現代化的最主要指標。基於未來客流量還會有顯著提高，因此發展高速，安全和便捷的高速公路是東莞市未來道路的發展方向。但是東莞市域的高等級公路網絡的各項指標並不突出，因此還有很高的發展潜力。前不久剛開始動工的北環高速和南環高速就是以這個標準來建設的，規劃中的常虎高速也是如此。另外，對於二級公路和一些鄉道的擴建也是爲了緩解日益增長的車流量所帶來的交通堵塞問題。當然，在建設公路特别是高速公路等耗資巨大的工程方面，可以采用比較流行的BOT模式，這樣在拓寬融資渠道的同時，也可以加强公路管理，提高工程質量。在未來的公路規劃中也要注意與其他交通運輸方式的結合，使公路發揮最大效用。

　　3.3.2 加强東北-西南方向高速公路和一級公路的建設迫在眉睫

　　由於所處地理位置的原因，東莞以往的主幹道路建設都是西北-東南方向走向，這不利於市内各鎮區之間特别是位於東北-西南方向的鎮區之間的交流，對長遠的經濟發展不利，因此加强東北-西南方向高速公路的建設就顯得很必要也很重要。而北環高速，南環高速和常虎高速的走向就是如此。另外，在規劃建設東北-西南方向的高速和一級公路的同時，需要充分考慮到原來的路網結構，優化整個公路網絡，使得它得到最合理的發展。 

　　3.3.3 重點加强西南沿海城鎮組團和東南城鎮組團的高速公路網絡建設

　　通過前面對各城鎮組團的通達指數A，連接度β，實際成環率α、實際結合度γ以及環路指數μ等指標的統計分析發現，西南城鎮組團和東南城鎮組團在各項指標均低於西北和中北城鎮組團，而在區域的高速和一級公路網絡方面西南和東南城鎮組團甚至没有成環，因此加强這兩個地方的高速公路和一級公路的建設顯得很必要。由於西南城鎮組團定位於港口加工和出口貿易區和觀光旅遊區，而東南城鎮組團爲綜合性加工工業區和度假旅遊區，因此必然會産生大量客流和貨流，而交通網絡特别是高速公路網絡發展的滯後必然會給區域經濟發展帶來阻礙。而規劃建設中的沿海高速和龍林高速等高速公路也許會促進這兩個區域網絡的近一步發展和完善。

　　4. 結語

　　根據上述對東莞公路網絡的連接度和通達性的統計分析，得出了一些結論。但是研究也存在一些問題。首先由於采用拓撲的計算方法，對兩地實際間的距離有忽略，一定程度上影響到結果的可靠性。其次，將各個鎮區點化爲一個頂點來統計計算，也影響了數據的精確性。再次，由於只對高速公路和一級公路進行統計分析，忽略了許多次級公路對網絡的影響，因此在計算鎮與鎮之間通達性方面也許會顯得有失偏頗。但統計的方法也能在一定程度上反映東莞高速和一級公路的網絡結構。

　　隨着東莞經濟的進一步發展，客貨流量的大幅度增加必然加重東莞公路特别是高速公路和一級公路的負擔，因此進一步完善公路建設顯得十分迫切和必要。另一方面，東莞其他交通方式的發展也對東莞高等級公路的建設和布局産生一定影響。例如近期東莞對輕軌的規劃就會影響到高等級公路的布局。而其他一些大型基建項目的建設，也是影響高等級公路建設的一個重要原因。高速和一級公路與其他交通基礎設施協調發展，爲東莞經濟和社會生活服務，是未來東莞公路建設和發展的目標。

　　

　　參考文獻：

　　[1] Javier G, Rafael G, Gabriel G. The European high speed train network: predicted effects on accessibility patterns. Journal of Transport Geography,1996,4(4): 227-238

　　[2] Murayama Y. The impact of railways on accessibility in the Japanese urban system, Journal of Transport Geography,1994,2(2): 87-100

　　[3] Dupuy G, Stransky V. Cities and highway networks in Europe. Journal of Transport Geography,1996, 4(2):107-121

　　[4]金鳳君.我國航空客流網絡發展及其地域系統研究.地理研究,2001,20（1）：31－39.

　　[5]曹小曙,閻小培.經濟發達地區交通網絡演化對通達性空間格局的影響-----以廣東省東莞市爲例.地理研究,2003,22（3）：305-312.

　　[6]曹小曙,薛德昇,閻小培.中國幹綫公路網絡聯結德城市通達性.地理學報,2005,60(6):903-910.

　　

　　作者簡介：

　　林强，2003級本科生。

　　曹小曙，博士，副教授，博士生導師。