西部城市群交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析和實(shí)證研究
——以蘭西城市群為例

馮 驍，曾俊偉，錢勇生，廣曉平

（蘭州交通大學(xué)，甘肅 蘭州 730070）

西部城市群交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析和實(shí)證研究
——以蘭西城市群為例

馮 驍，曾俊偉，錢勇生，廣曉平

（蘭州交通大學(xué)，甘肅 蘭州 730070）

隨著西部城市群城鎮(zhèn)化的推進(jìn)和“一帶一路”戰(zhàn)略的部署，我國西部城市群的交通網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)行合理的規(guī)劃建設(shè)。利用K-Means算法和支持向量機(jī)，以蘭西城市群為例，對(duì)城市群內(nèi)節(jié)點(diǎn)城市和城市間聯(lián)系度進(jìn)行分類，研究了西部城市群的交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在對(duì)蘭西城市群交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的研究中發(fā)現(xiàn):蘭西城市群內(nèi)整體經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱，交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足，交通網(wǎng)絡(luò)內(nèi)城市聯(lián)系度不高，蘭西城市群內(nèi)城市分化比較嚴(yán)重。蘭西城市群的發(fā)展?fàn)顩r在我國西部城市群中具有一定的代表性，根據(jù)蘭西城市群特點(diǎn)研究發(fā)現(xiàn)西部城市群內(nèi)交通網(wǎng)絡(luò)基本成型，但節(jié)點(diǎn)城市分化明顯且城市聯(lián)系分布不均。

西部地區(qū)；城市群；K-Means；支持向量機(jī)；交通網(wǎng)絡(luò)

1 引言

城市群是以一個(gè)或多個(gè)核心城市為中心，向周圍輻射構(gòu)成的一個(gè)復(fù)雜的城市集合體[1]。隨著社會(huì)發(fā)展，城市的邊界逐漸向外擴(kuò)展，地理上相鄰的城市在交通設(shè)施的連接下物資、信息的溝通逐漸頻繁。而不同城市由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上的互補(bǔ)關(guān)系也在便捷交通體系的基礎(chǔ)上日益緊密，產(chǎn)生了互相聚合的趨勢(shì)，建立起了跨越行政區(qū)域的城市群[2]。

我國西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平落后，人口密度低，較其他地區(qū)而言難以形成大規(guī)模的城市群，但豐富的自然資源是西部地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。就目前來看，我國西部已形成了大致10個(gè)城市群[3]。隨著“一帶一路”發(fā)展布局的逐步推進(jìn)，西部城市群所擔(dān)負(fù)的走廊作用日益明顯。交通運(yùn)輸是連接城市群內(nèi)城市的物理基礎(chǔ)，交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)也是城市群間人員物資流通的底層設(shè)施，交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展是加速推進(jìn)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的重要先決條件。對(duì)于西部城市群來說，交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)起步晚，基礎(chǔ)薄弱，適度超前的交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃對(duì)西部城鎮(zhèn)化的發(fā)展具有引導(dǎo)作用。在對(duì)區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)的研究中，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)城市和節(jié)點(diǎn)間的聯(lián)系強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)，以此獲得區(qū)域內(nèi)交通網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀的合理認(rèn)識(shí)，而這也是進(jìn)行區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的重要基礎(chǔ)。利用K-Means算法和支持向量機(jī)可以對(duì)城市群的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的分析，以得到客觀的蘭西城市群交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，為西部城市群的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)布局建設(shè)提供參考意見。

2 研究現(xiàn)狀概述

1915年英國城市規(guī)劃思想家P.Geddes最早在其著作《進(jìn)化中的城市（Cities in Evolution）》中提出了城市群的概念，它將其稱為集合城市（conturbations）或城市群（urban agglomeration）[4]，而我國對(duì)城市群的學(xué)術(shù)研究最早始于1964年嚴(yán)重敏對(duì)1962年國際地理聯(lián)合會(huì)城市地理年會(huì)論文集中Walter Christaller的“Die Hierarchi der stadte（城市的層次結(jié)構(gòu)）”的翻譯“城市的系統(tǒng)”[5]。在對(duì)城市群的發(fā)展演進(jìn)進(jìn)行研究后，近年來西方學(xué)術(shù)界提出了“區(qū)域城市[6]”、“城市網(wǎng)絡(luò)[7]”、“城市村莊群落[8]”等理念。我國學(xué)者也對(duì)城市群不同發(fā)展階段下交通系統(tǒng)所起的作用進(jìn)行了研究[9-10]。在對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和可達(dá)性的研究基礎(chǔ)上，一些學(xué)者參考城市交通規(guī)劃提出了城市群交通規(guī)劃的模式和評(píng)價(jià)方式[11-12]。在對(duì)城市群交通網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)研究過程中，有著如下研究成果：城市群的交通網(wǎng)絡(luò)可視為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)可劃分為不同的層級(jí)結(jié)構(gòu)[13]；而區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)符合無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)特性，即絕大部分節(jié)點(diǎn)連通度較小，只有少數(shù)節(jié)點(diǎn)具有較大的連通度[14]；通過研究城市公交網(wǎng)絡(luò)，也能證明交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)具有無標(biāo)度性[15]；以上研究都說明交通網(wǎng)絡(luò)是可分層的。在進(jìn)一步的研究中，通過建立網(wǎng)絡(luò)層級(jí)結(jié)構(gòu)的識(shí)別模型，李夏苗等人對(duì)交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了深入分析[16]。在對(duì)蘭西城市群的研究中，賈卓、陳興鵬等人以蘭白西城市群為例對(duì)中國西部城市之間的聯(lián)系強(qiáng)度進(jìn)行了建模計(jì)算[3]。而支持向量機(jī)最早由Vapnik在1995年提出用以進(jìn)行樣本分類，相較其他分類算法，支持向量機(jī)采用風(fēng)險(xiǎn)最小理論，在解決小樣本、高維度的分類的問題上有很大的優(yōu)勢(shì)，成為機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

3 研究方法介紹

3.1 算法介紹

目前，在不同領(lǐng)域中有多種分類算法的應(yīng)用，如模糊聚類、層次聚類，而K-Means算法因其簡(jiǎn)單有效的特點(diǎn)而被廣泛采用。K-Means算法是一種無監(jiān)督類算法，是數(shù)據(jù)挖掘過程中的一種重要工具。這種方法屬于硬聚類方法[17]，以樣本間的距離作為相似性的指標(biāo)，認(rèn)為不同數(shù)據(jù)樣本間的距離越近他們之間的相似性就越高。K-Means算法將多維空間上的若干個(gè)樣本分為K個(gè)簇，使同一個(gè)簇內(nèi)的數(shù)據(jù)的距離盡可能小，而不同簇之間的距離盡可能大。

支持向量機(jī)將求解問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)二次型尋優(yōu)問題，其解出的最優(yōu)解在理論上是全局最優(yōu)解，這就避免了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法中難以解決的局部極值問題。支持向量機(jī)將非線性問題轉(zhuǎn)化到高維度的特征空間，在轉(zhuǎn)化到高維度空間后構(gòu)造線性分類函數(shù)在高維度中進(jìn)行分類，通過這樣升維的方式解決原空間中較難解決的非線性分類問題，這樣其算法復(fù)雜度與樣本的維數(shù)無關(guān)。

3.2 城市群網(wǎng)絡(luò)分析方法

本文所需數(shù)據(jù)全部來自2014年中國交通統(tǒng)計(jì)年鑒、2014年各省、市年度統(tǒng)計(jì)公報(bào)以及各省市交通地圖，研究方法如下：

3.2.1 城市群交通運(yùn)輸網(wǎng)節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)分級(jí)。在城市群的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中，城市被視為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)城市的交通發(fā)生與吸引量是整個(gè)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)所承載的交通量的直接影響因素。而節(jié)點(diǎn)城市的交通建設(shè)情況、人口、GDP都可以反映該城市的交通發(fā)生吸引量。節(jié)點(diǎn)城市的交通建設(shè)情況如公交車數(shù)、高速公路里程等都反映了該城市的交通屬性與經(jīng)濟(jì)狀況的匹配程度。對(duì)城市交通發(fā)生量的衡量需要考慮城市建設(shè)中與交通相關(guān)的多個(gè)因素及城市所在網(wǎng)絡(luò)的總體情況。為了綜合考慮影響城市交通發(fā)生量的不同因素，本文從交通建設(shè)、交通運(yùn)輸量、城市公交發(fā)展水平以及城市綜合因素這三個(gè)方面考量一個(gè)城市的交通發(fā)生量水平。在成熟的城市群體系中，各個(gè)城市之間依賴完善的高速鐵路、高速公路以及航空運(yùn)輸進(jìn)行連接，而蘭州-西寧城市群正在完善高速鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，故而未考慮鐵路運(yùn)輸。具體的分級(jí)所需指標(biāo)見表1。

表1 節(jié)點(diǎn)城市分級(jí)指標(biāo)

城市高速公路里程和高速公路的密度反映了一個(gè)城市的交通建設(shè)強(qiáng)度和這個(gè)城市的路網(wǎng)特性，一個(gè)城市的高速公路建設(shè)強(qiáng)度越高就說明這個(gè)城市有著越高的交通通行需求。公路和民航的客貨運(yùn)量反映了一個(gè)城市在這個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)中的重要程度。一個(gè)城市的公路、民航客貨運(yùn)量直接決定這個(gè)城市在交通網(wǎng)絡(luò)中的重要程度，越高的客貨運(yùn)量就說明這個(gè)節(jié)點(diǎn)城市向網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生、吸引越多的交通量。城市內(nèi)的公交數(shù)量與公交線路數(shù)體現(xiàn)了這個(gè)城市內(nèi)部的交通活躍程度，一個(gè)城市內(nèi)的交通活動(dòng)越頻繁也可以反映出這個(gè)城市有較高的交通需求。一個(gè)城市所能產(chǎn)生和吸引的交通量與這個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)水平和人口有很大的關(guān)系，而越高的郵電營業(yè)額也說明這個(gè)城市的活躍度較高，會(huì)產(chǎn)生較大的交通量。城市的空間尺寸是受城市內(nèi)交通便捷性制約的，便利快捷的交通系統(tǒng)可以為城市的擴(kuò)張?zhí)峁┍Ｕ?，而城市交通的拓展方向也是城市空間擴(kuò)張的指導(dǎo)，故而城市面積也可以反映一個(gè)城市的交通需求、建設(shè)水平。

我們把K-Means聚類和支持向量機(jī)配合使用，可以通過上述數(shù)據(jù)對(duì)城市群內(nèi)的城市進(jìn)行聚類，以此完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的分級(jí)。

3.2.2 城市群交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)間聯(lián)系強(qiáng)度分級(jí)。城市群交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中的城市被視為節(jié)點(diǎn)，不同節(jié)點(diǎn)間的聯(lián)系強(qiáng)度反應(yīng)了兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間交通需求的大小。不同城市間的兩兩聯(lián)系強(qiáng)度可以反映運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)上所承載流量的直接指標(biāo)，若兩城市間的聯(lián)系強(qiáng)度較大，那么它們之間的物理交通網(wǎng)絡(luò)上就會(huì)有較高的流量。

城際交通的聯(lián)系強(qiáng)度主要受兩座城市各自的經(jīng)濟(jì)水平和人口數(shù)影響，而交通吸引力是兩座城市之間的聯(lián)系強(qiáng)度的體現(xiàn)[18]。本文參照重力模型，選用交通聯(lián)系度模型[19]：

式中fij為兩城市間的聯(lián)系強(qiáng)度，Pi和Pj為i，j兩城的人口數(shù)，Gi和GJ為i，j兩城的人均GDP值，Rij為兩城間的高速公路里程，Kij為兩城市之間的聯(lián)系系數(shù)，計(jì)算公式如下：

式中Qi和Qj分別為兩城的公路、民航總客運(yùn)量，Q為城市群內(nèi)所選城市的平均公路、民航客運(yùn)量，Ci和Cj分別為兩城的公路、民航總貨運(yùn)量，C為城市群內(nèi)所選城市的平均公路、民航貨運(yùn)量。

因?yàn)闃?gòu)建支持向量機(jī)所需的訓(xùn)練集中所包含的樣本來自西部城市群中的城市，這些城市大都不在同一城市群中，而在各自城市群中建立的聯(lián)系強(qiáng)度值又與蘭西城市群的具體情況不符，故對(duì)城市群聯(lián)系強(qiáng)度的分類只采用K-Means聚類方法。

4 城市群節(jié)點(diǎn)城市與城市間聯(lián)系度分級(jí)實(shí)例

交通網(wǎng)絡(luò)是由節(jié)點(diǎn)城市和交通線路組成的，本文通過K-Means算法與支持向量機(jī)結(jié)合的方式將各城市分為三類，對(duì)應(yīng)將算出的城市聯(lián)系值用K-Means算法分為四類。在將節(jié)點(diǎn)和聯(lián)系分類的基礎(chǔ)上進(jìn)行對(duì)蘭西城市群交通網(wǎng)絡(luò)的分析。

4.1 節(jié)點(diǎn)城市分級(jí)

本文將西部除蘭西城市群外城市群內(nèi)重要節(jié)點(diǎn)城市選為訓(xùn)練集，如西安、呼和浩特、南寧、貴陽、烏魯木齊、昆明、咸陽、寶雞、華陰、渭南、德陽等，將蘭西城市群內(nèi)的節(jié)點(diǎn)城市列為測(cè)試集，它們是蘭州、西寧、銀川、白銀、定西、中衛(wèi)、固原、海北、海東。節(jié)點(diǎn)城市的數(shù)據(jù)收集完畢后，首先將用來構(gòu)建支持向量機(jī)訓(xùn)練集的城市和構(gòu)建測(cè)試集的城市數(shù)據(jù)輸入統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品與服務(wù)解決方案（Statistical Product and Service Solutions,SPSS）軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化后數(shù)據(jù)。

為比較使用支持向量機(jī)的分類效果，本文對(duì)測(cè)試集內(nèi)的蘭西城市群內(nèi)城市也進(jìn)行了K-Means聚類，聚類結(jié)果見表3。

表2 訓(xùn)練集節(jié)點(diǎn)城市K-Means分類結(jié)果

表3 測(cè)試集節(jié)點(diǎn)城市K-Means分類結(jié)果

根據(jù)K-Means對(duì)訓(xùn)練集的分類，用此訓(xùn)練集對(duì)支持向量機(jī)進(jìn)行訓(xùn)練，得到用支持向量機(jī)進(jìn)行分級(jí)的蘭西城市群分類結(jié)果。本文所使用支持向量機(jī)的核函數(shù)選為徑向基核函數(shù)，在迭代過程中，最大進(jìn)化代數(shù)為100，種群最大數(shù)量為20，懲罰因子C為5.656 9，核函數(shù)的參數(shù)g為0.353 55，CV精度為86.666 7%，圖1為本次分類的參數(shù)圖，圖2為樣本數(shù)據(jù)的分布圖。

圖1 支持向量機(jī)分類參數(shù)圖

分類結(jié)果見表4：

表4 測(cè)試集節(jié)點(diǎn)城市支持向量機(jī)分類結(jié)果

在用K-Means算法對(duì)測(cè)試集的分類中，蘭州、銀川、西寧、白銀、定西被分為一級(jí)節(jié)點(diǎn)，而其他城市被分為二級(jí)節(jié)點(diǎn)，而利用支持向量機(jī)的分類結(jié)果中蘭州被列為一級(jí)，銀川為二級(jí)，其他為三級(jí)。這樣的分級(jí)結(jié)果不論是從客觀數(shù)據(jù)還是主觀的判斷上都更符合現(xiàn)實(shí)情況，由此可見結(jié)合K-Means算法與支持向量機(jī)進(jìn)行分類其分類效果是優(yōu)于只用K-Means算法的。

4.2 城市聯(lián)系度分級(jí)

由于難以構(gòu)建城市聯(lián)系度的訓(xùn)練集，本文只對(duì)城市聯(lián)系度進(jìn)行K-Means聚類。各城市間的聯(lián)系度KMeans聚類過程與上述類似。各城市之間的聯(lián)系值見表5。

表5 各城市間聯(lián)系強(qiáng)度值

聚類之后分類結(jié)果見表6。

表6 各城市間聯(lián)系強(qiáng)度分級(jí)

5 西部城市群交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析—以蘭西城市群為例

通過上述數(shù)據(jù)處理過程，本文已將蘭西城市群的節(jié)點(diǎn)城市及城市間的聯(lián)系強(qiáng)度做了分級(jí)，在此基礎(chǔ)上該交通網(wǎng)絡(luò)已有了清晰的結(jié)構(gòu)層次，綜合數(shù)據(jù)處理結(jié)果，我們可以得到蘭西城市群的交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)現(xiàn)狀水平及其中的問題，如圖3所示。

通過初審的課題將送交美國國立衛(wèi)生研究院各研究所或研究中心的國家顧問委員會(huì)（the National Advisory Boards or Councils）進(jìn)行二審。該委員會(huì)由科學(xué)家和關(guān)注健康問題的各界代表組成，成員一般有12～18人，名單公開，該委員會(huì)對(duì)通過初審的申請(qǐng)書就其整體水平、是否符合各研究所科技優(yōu)先領(lǐng)域和經(jīng)費(fèi)預(yù)算及初審意見等進(jìn)行全面審核。

5.1 城市群交通網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)城市分析

在蘭西城市群的主要節(jié)點(diǎn)城市中，各城市被分為三級(jí)，具體分析如下。蘭州作為蘭西城市群的核心城市，不論交通建設(shè)水平、交通運(yùn)輸水平還是城市綜合水平都明顯高于城市群內(nèi)的城市，所以被列為一級(jí)節(jié)點(diǎn)城市。蘭州是全國主要的交通中轉(zhuǎn)城市，而蘭州新區(qū)更成為蘭州進(jìn)一步發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。蘭州作為區(qū)域核心城市，其綜合發(fā)展水平是評(píng)價(jià)蘭西城市群的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，而為了進(jìn)一步發(fā)揮蘭州作為核心的輻射作用，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)蘭州的綜合交通建設(shè)。

銀川是寧夏回族自治區(qū)的省會(huì)，雖然其各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)都低于蘭州，但由于其面積小，人口少，故而在路網(wǎng)密度和人均GDP上顯示出了和蘭州相差不大的水平，就蘭西城市群范圍內(nèi)其各項(xiàng)指標(biāo)水平與自身的定位是相符的，所以被列為二級(jí)節(jié)點(diǎn)城市。

此外的城市被列為三級(jí)城市。西寧是青海省的省會(huì)，作為省會(huì)城市，其交通現(xiàn)狀分類明顯與其行政等級(jí)劃分不符，導(dǎo)致其分類較低的是西寧在交通直接相關(guān)指標(biāo)都偏低，而這是由青海整體經(jīng)濟(jì)水平較低造成的。西寧城市市內(nèi)公交線路與公交車數(shù)也顯示出西寧城市內(nèi)交通需求較低，這也從側(cè)面印證了青海省經(jīng)濟(jì)水平不高。白銀、定西和中衛(wèi)、固原分別是甘肅和寧夏的地級(jí)城市，這四個(gè)地級(jí)市被劃為第三級(jí)，就目前蘭西城市群的整體經(jīng)濟(jì)水平來說是合理的，它們都緊鄰各自所處省份的省會(huì)城市且互相毗鄰。這四座城市中白銀的各項(xiàng)數(shù)據(jù)都略高于其他三座城市。而海東和海北作為青海省的自治州和地級(jí)市受制于整體薄弱的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，其交通建設(shè)水平也有不足，這兩座城市都有著較大的面積，但路網(wǎng)密度不高，人口稀疏，在未來的發(fā)展過程中基礎(chǔ)建設(shè)方面仍有很大的缺口。

圖2 樣本數(shù)據(jù)分布圖

圖3 蘭西城市群交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

5.2 城市群交通聯(lián)系強(qiáng)度分析

在蘭西城市群中，各城市之間的聯(lián)系強(qiáng)度總體水平偏低，這說明各城市之間的交通需求并不旺盛且交通建設(shè)不足。在所有聯(lián)系強(qiáng)度中只有蘭州-白銀間為一級(jí)，一方面這是由于蘭州在蘭西城市群內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和交通建設(shè)水平都較高，有著較高的交通需求，另一方面兩座城市間的地理距離也很近，只需強(qiáng)度不大的交通建設(shè)就可以滿足兩座城市間的交通需求。而其他列為二級(jí)的聯(lián)系強(qiáng)度所連接的城市都是直接相接的城市，且都是建立在與其相鄰的省會(huì)城市之間。直接與蘭州相接的城市間聯(lián)系都為二級(jí)以上，這說明以蘭州為核心的城市群已出具規(guī)模，蘭州已經(jīng)顯現(xiàn)出作為核心的輻射作用。被列為三、四級(jí)的聯(lián)系都建立在經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱的城市間和距離較遠(yuǎn)的城市之間。如定西和白銀雖然相鄰，二者經(jīng)濟(jì)水平較低，交通需求并不高；西寧與海東經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱，兩座城市內(nèi)部的交通需求水平本就不高，故而雖然同處青海省內(nèi)且西寧為青海省會(huì)城市，但二者之間的聯(lián)系強(qiáng)度并不強(qiáng)；蘭州是蘭西城市群的核心城市，銀川為寧夏區(qū)域核心，這兩座城市雖然有著較好的經(jīng)濟(jì)水平，但由于二者間的地理距離較遠(yuǎn)，故而其聯(lián)系強(qiáng)度也并不高，但這也同樣說明蘭西城市群內(nèi)核心城市的輻射水平仍有待提升。

5.3 蘭西城市群交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)綜合分析

總體來說蘭西城市群內(nèi)部的交通網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)初具規(guī)模，其中銀川地區(qū)內(nèi)的公路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)不論是從路網(wǎng)密度還是運(yùn)輸量來說都已與成渝城市群、關(guān)中城市群這個(gè)兩個(gè)定位更高的西部城市群相當(dāng)，而作為核心的蘭州的輻射作用也正在逐步顯現(xiàn)，蘭州與周邊城市的交通聯(lián)系度正在逐步提升，但蘭西城市群的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)仍有很多不足。

5.3.1 蘭西城市群整體經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱。蘭西城市群跨甘肅、青海、寧夏三省，這三省的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較薄弱，城市之間的聯(lián)系強(qiáng)度都偏低。 城市之間的聯(lián)系強(qiáng)度取決于各城市的整體發(fā)展水平，而經(jīng)濟(jì)水平與交通需求之間又存在著相互促進(jìn)的關(guān)系。加大這三省的交通建設(shè)投資不僅可以促進(jìn)蘭西城市群內(nèi)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也可以刺激城市之間的交通需求增長。

5.3.2 蘭西城市群內(nèi)交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施不足。蘭西城市群內(nèi)，高鐵網(wǎng)絡(luò)尚未完全建成，高速公路網(wǎng)密度整體水平不高。成熟的城市群都以便捷的交通設(shè)施相連接為基礎(chǔ)，但相較成渝、關(guān)中城市群來說蘭西城市群在此方面仍有欠缺。

5.3.3 蘭西城市群內(nèi)城市分化比較嚴(yán)重。在蘭西城市群內(nèi)的城市分級(jí)中，只有蘭州為一級(jí)城市，而二級(jí)城市也只有銀川一座，其他城市為三級(jí)城市。這說明蘭西城市群內(nèi)只有蘭州和銀川有著較為優(yōu)越的交通條件，而其他城市在交通建設(shè)方面仍有較大不足。

6 結(jié)語

本文根據(jù)K-Means算法和支持向量機(jī)，以蘭西城市群作為實(shí)例，分析了我國西部城市群的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，得出了其發(fā)展特征。在研究過程中，因?yàn)檠芯抠Y料所限，在構(gòu)建支持向量機(jī)的訓(xùn)練集時(shí)只選取了部分城市，未能構(gòu)成一個(gè)更充分的訓(xùn)練集。在城市聯(lián)系度的測(cè)算上參考重力模型，這樣就只考慮了兩座城市間的客貨運(yùn)量、道路里程這些客觀因素，不能估計(jì)交通出行的人為主觀因素。以上這些不足將會(huì)在以后的研究中進(jìn)一步完善。

[1]張倩,胡云峰,劉紀(jì)遠(yuǎn),等.基于交通、人口和經(jīng)濟(jì)的中國城市群識(shí)別[J].地理學(xué)報(bào),2011,66(6):761-770.

[2]顧朝林.城市群研究進(jìn)展與展望[J].地理研究,2011,30(5): 771-784.

[3]賈卓,陳興鵬,袁媛.中國西部城市群城市間聯(lián)系測(cè)度與功能升級(jí)研究—以蘭白西城市群為例[J].城市發(fā)展研究,2013,20 (4):71-76.

[4]Geddes P.City in Evolution:An Introduction to the Townplanning Movement and the Study of City[M].London:Williams and Norgate,1915.

[5]Walter C,著,嚴(yán)重敏,等譯.城市的系統(tǒng)[J].地理譯從,1964,(4): 1-8.

[6]Peter C,William F.The Regional City:Planning for the End of Sprawl[M].Washington D C:Island Press,2001.

[7]Arjen J,Van B,Frans D.Dutch urbanisation policies:from‘compact city’to‘urban network[J].Tijdschrift voor Economische en Sociale Gergrafie,2004,95(1):108-116.

[8]Yosef Rafeq Jabareen.Sustainable urban forms:Their typologies,models,and concepts[J].JournalofPlanning Education and Research,2006,26:38-52.

[9]鞠志龍,霍婭敏.交通運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)城市群發(fā)展支撐作用的探討[J].鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì),2009,31(3):39-42.

[10]董艷華.城市群交通規(guī)劃的理論分析與政策建議[J].綜合運(yùn)輸,2010,(9):21-26.

[11]陳必壯,楊立峰,王忠強(qiáng),等.中國城市群綜合交通系統(tǒng)規(guī)劃研究[J].城市交通,2010,8(1):7-13.

[12]朱彥東,吳兵,汪海淵.城市群綜合交通戰(zhàn)略系統(tǒng)規(guī)劃研究[J].現(xiàn)代城市研究,2001,(4):44-47.

[13]Clauset A,et al.Hierarchical structure and the prediction of missing links in networks[J].Nature,2008,453(7 191):98-101.

[14]曾明華,李夏苗,劉大鵬.城市群交通網(wǎng)絡(luò)特性[J].系統(tǒng)工程, 2009,27(3):10-15.

[15]Wu J J,Gao Z Y.Urban transit system as a scale-free network[J]. Modern Physics Letter B,2004,18(19-20):1 043-1 049.

[16]李夏苗,王國明,胡正東,等.城市群交通網(wǎng)絡(luò)層級(jí)結(jié)構(gòu)與組團(tuán)結(jié)構(gòu)識(shí)別[J].系統(tǒng)工程,2012,30(5):81-88.

[17]Chen T W,Chen S Y.Bandwidth Adaptive Hardware Architecture of K-Means Clustering for Video Analysis[J].IEEE transactions on very large scale integration system,2010,18 (6):957-966.

[18]劉麗亞.基于SD模型的城市群—交通影響機(jī)理研究[J].道路交通與安全,2011,11(1):41-45.

[19]戴帥,陳艷艷,王振報(bào).山東半島城市群的城際公路交通吸引研究[J].道路交通與安全,2006,6(2):29-31.

Structural Analysis and Empirical Study on Traffic Network of Western City Agglomeration: In the Case of Lan-Xi City Agglomeration

Feng Xiao,Zeng Junwei,Qian Yongsheng,Guang Xiaoping
(Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou 730070,China)

In this paper,using the K-Means algorithm and SVM,we analyzed the nodal cities in the Lan-Xi city agglomeration and their level of correlation,studied the traffic network structure of the agglomeration,identified the existing problems,such as weak economic foundation,lack of traffic infrastructure,low level of correlation between the network cities,etc.,and proposed that the development status of the Lan-Xi city agglomeration was representative among the city agglomerations in western China and that though the traffic network of the agglomeration had come into shape,the nodal cities were polarized seriously and not correlated evenly.

westernregion;city agglomeration;K-Means;SVM;trafficnetwork

F252;U125

A

1005-152X(2017)01-0006-06

10.3969/j.issn.1005-152X.2017.01.002

2016-10-24

國家社科基金青年項(xiàng)目（14CJY052）;國家社科基金項(xiàng)目（15BJY037）;甘肅省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（1606RJZA017）;甘肅省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（1508RJZA112）

馮驍（1991-），男，甘肅酒泉人，蘭州交通大學(xué)碩士研究生，研究方向：交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理。