農(nóng)村公路建設水平評價方法研究

鄒 運

1 背景

現(xiàn)階段農(nóng)村公路正處于網(wǎng)絡化建設時期,因此在農(nóng)村公路網(wǎng)絡中起到骨干作用的通鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路在解決農(nóng)村公路網(wǎng)“通暢”問題中起到主要作用[1]。

通鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路的建設不足,縣域經(jīng)濟的發(fā)展與城鎮(zhèn)體系尚未形成[2],因此確定合理的通鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路建設水平,在農(nóng)村公路網(wǎng)絡化建設中則顯得尤為重要。

目前基于面積密度、連通度等的農(nóng)村公路建設水平評價指標只能從總量上反映農(nóng)村公路的建設情況,無法體現(xiàn)出縣城與鄉(xiāng)鎮(zhèn)的銜接以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)間的連通情況。而分枝維數(shù)評價方法的提出則可以有效滿足這一需求。

一方面,可以確定從中心到周邊連通程度的變化情況,即用于評價鄉(xiāng)鎮(zhèn)間的連通情況;

另一方面,可以反映行政中心與鄉(xiāng)鎮(zhèn)的銜接情況,即用于評價縣道的建設水平。

因此,本文應用分形理論中的分枝維數(shù)分析方法,評價縣域農(nóng)村公路的網(wǎng)絡化程度,并且確定滿足鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展的縣鄉(xiāng)公路建設水平的指標取值。

2 分枝維數(shù)

分形幾何的概念是由美籍法國數(shù)學家Mandelbrot于1975年提出,近年來在交通領域得到了廣泛的應用[3]。應用分枝維數(shù)評價交通網(wǎng)絡由劉繼生、陳彥光在 1999年提出,該方法可反映出交通網(wǎng)絡的連通程度,并且測算方便[4]。

2.1 測算方法

對于實際路網(wǎng),以行政中心或幾何中心為圓心,做半徑r=1, 2,3…的同心圓,第k個圓的半徑為rk,圓內的路網(wǎng)分枝數(shù)為 N(k),由交通網(wǎng)絡的自相似性,即,則:

其中,分枝維數(shù)D的取值是(0,+∞),系數(shù)b的取值范圍同為(0,+∞)[5]。

2.2 物理意義和理想取值

在農(nóng)村公路網(wǎng)評價中,分枝維數(shù)可以用于分析兩方面的問題:一方面通過分枝維數(shù)D反映區(qū)域中心到周邊通達程度的變化情況;另一方面通過系數(shù)b評價中心區(qū)域與周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)銜接的緊密程度。

當分枝維數(shù) D的取值為 2時,所有分枝均勻的分布在由同心圓分割的研究區(qū)域內,即所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)的通達情況是相同的;而當其取值小于 2時,分枝數(shù)從測算中心到四周逐漸減少,即周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)通達程度較低;當其取值大于 2時與取值小于 2的情況相反[4]。

式(1)中,系數(shù)b(或lnb)標定了曲線的初始位置,即最內側一個圓內的分枝數(shù)目。對于縣鄉(xiāng)公路網(wǎng)則可用于評價行政中心與周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)銜接的緊密程度,即用于評價縣道的建設水平。當系數(shù)b(或lnb)的取值越大,則縣城與周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)的銜接越緊密,縣道的建設水平越高。對于由中心地理論確定的交通原則下的中心地系統(tǒng),b的適宜取值應為6,即lnb的取值為1.79時,理想路網(wǎng)達到最優(yōu)[6]。

綜上,分枝維數(shù)分析方法可以很好的用于解決農(nóng)村公路建設水平評價的問題。對于理想路網(wǎng),分枝維數(shù)D與系數(shù)lnb的取值分別為2和 1.79時,所研究的農(nóng)村公路網(wǎng)能夠最好的滿足縣域社會經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展的需要。

3 應用分枝維數(shù)分析農(nóng)村公路網(wǎng)

以連江、晉江和安溪三個縣(市)的現(xiàn)狀和規(guī)劃農(nóng)村公路網(wǎng)為例進行評價。連江、晉江和安溪三個縣(市)所轄鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)和縣域總人口相近,農(nóng)村公路均處于網(wǎng)絡化階段,但建設水平相差較大,而且經(jīng)濟發(fā)展程度與城鎮(zhèn)化水平具有較大差異,具有一定代表性。

所分析的連江、晉江和安溪三個縣(市)的通鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村公路網(wǎng)由縣道、鄉(xiāng)道和少量高等級公路組成,該網(wǎng)絡在農(nóng)村公路網(wǎng)中起主要作用,具體情況如圖 1,圖2所示。

應用分枝維數(shù)分析方法所得的計算結果如表 1所示。

表1 三縣實際路網(wǎng)分枝維數(shù)計算結果

連江縣現(xiàn)狀路網(wǎng)的分枝維數(shù)為 0.38,遠小于理想路網(wǎng)取值 2,而且常數(shù)的值為 2.66,大于適宜值 1.79,表明連江現(xiàn)狀公路網(wǎng)中,縣道具有較好的通達性,而鄉(xiāng)道的建設則明顯不足,因此需加快鄉(xiāng)道的建設,以提升鄉(xiāng)鎮(zhèn)間的通達程度。

在規(guī)劃路網(wǎng)中,加強了連通鄉(xiāng)鎮(zhèn)鄉(xiāng)道的建設,并且兼顧了銜接縣城與鄉(xiāng)鎮(zhèn)縣道的建設,但鄉(xiāng)鎮(zhèn)間的連通程度還是遠沒有滿足需要。

晉江市現(xiàn)狀路網(wǎng)的分枝維數(shù)為 1.1,較接近理想路網(wǎng)取值 2,而且常數(shù)的值為 2.05,大于適宜值 1.79。因此對于規(guī)劃路網(wǎng),晉江市則以農(nóng)村公路的等級提升以及公路網(wǎng)與周邊縣市的連通建設為主,同時提升了鄉(xiāng)鎮(zhèn)間的連通水平。但在建設中需要提高對于鄉(xiāng)道建設的投入,以使鄉(xiāng)鎮(zhèn)間通達程度滿足需求。

安溪縣現(xiàn)狀路網(wǎng)的分枝維數(shù)為1.05,小于理想路網(wǎng)取值2,而且常數(shù)值為 1.02,小于理想路網(wǎng)取值 1.79。對于安溪縣,縣城與鄉(xiāng)鎮(zhèn)間通達程度較低,而且鄉(xiāng)鎮(zhèn)間的交通需求無法得到滿足。安溪縣的規(guī)劃路網(wǎng)加強了縣道的建設,首先解決縣城與鄉(xiāng)鎮(zhèn)間的銜接問題,但在農(nóng)村公路進一步的建設中需要提高鄉(xiāng)鎮(zhèn)間的通達程度,以滿足縣域協(xié)調發(fā)展的需要。

4 對于農(nóng)村公路進一步建設的啟示

通過對連江、晉江和安溪三個縣(市)現(xiàn)狀及規(guī)劃農(nóng)村公路網(wǎng)建設水平的評價,可以發(fā)現(xiàn)這三個縣通鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路在建設中存在的問題。在農(nóng)村公路網(wǎng)絡化建設中,有必要應用分枝維數(shù)分析方法進行通鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路建設水平評價,更有針對性的解決縣域農(nóng)村公路中存在的問題。

采用分枝維數(shù)分析方法評價農(nóng)村公路的建設水平,應對照測算結果與理想取值和農(nóng)村公路建設較完善的晉江市的測算結果,以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀路網(wǎng)中存在的問題,并指導農(nóng)村公路的網(wǎng)絡化建設。即分枝維數(shù)D的取值為1.1～2.0,系數(shù)lnb的取值為1.79～2.0。對于測算結果達到取值范圍下限的地區(qū),通鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路的建設應以完善為主;而對于測算結果沒有達到下限的地區(qū),則應針對建設中存在的問題,加強通鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路的建設,以滿足縣域社會經(jīng)濟發(fā)展的需要。

5 總結

應用分枝維數(shù)分析方法評價農(nóng)村公路建設水平是行之有效的,這種評價方法著眼于鄉(xiāng)鎮(zhèn)的通達程度,在現(xiàn)有分析結果的基礎上,評價路網(wǎng)的網(wǎng)絡化程度是否滿足縣域發(fā)展的需要,并且確定進一步建設的重點。在進一步的建設中,應針對縣域農(nóng)村公路中存在的問題,有目的的完善農(nóng)村公路網(wǎng)絡,以帶動縣域經(jīng)濟的發(fā)展和城鎮(zhèn)化水平的提高。

[1] 福建省交通廳,農(nóng)村公路工程技術標準[S].

[2] 孔令斌.我國城鎮(zhèn)密集地區(qū)城鎮(zhèn)與交通協(xié)調發(fā)展研究[J].城市規(guī)劃,2004,28(10):34-36.

[3] Liu Jisheng,Chen Tao.A fractal study on the spatial structureof system s of towns in Northeast China[J].Scientia Geographica Sinica,1995,15(2):136-143.

[4] 劉繼生,陳彥光.交通網(wǎng)絡空間結構的分形維數(shù)及其測算方法探討[J].地理學報,1999,54(5):72-73.

[5] 李 娟.區(qū)域公路網(wǎng)絡分析[D].成都:西南交通大學, 2008.

[6] 克里斯泰勒.德國南部中心地原理[M].北京:商務印書館, 1998.