- 城市规划
- 文章编号：1009-6000(2004)09-0050-04
- 中图分类号：F299.27 文献标识码：B
- 项目基金：国家自然科学基金资助课题:（40271045）
- 作者简介：王德，同济大学建筑与城市规划学院教授，博士；
黄万枢，上海同济城市规划设计研究院助理规划师，城市规划硕士；
刘锴，日本名古屋大学工学院都市环境系博士生。
- 南京市一日交流圈的特征及影响要素分析
- Analysis of Daily Communication Area of Nanjing and its Evolution
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- 王德 黄万枢 刘锴
- WANG De HUANG Wan-shu LIU Kai
- 摘要：
应用地理信息系统划分南京市一日交流圈，分析其现状空间特征与影响要素。通过对1990年、2000年现状以及未来发展的动态比较，研究南京市一日交流圈的变化趋势，并从一日交流圈扩展的角度定量评价各种等级公路、重大基础设施建设的影响。 - 关键词：
一日交流圈；地理信息系统；交通网络；南京市； - Abstract: This paper divides the daily-communication-area of Nanjing City based on the transportation network with GIS technologies. The spatial structure, characteristics, contribution factors of daily-communication-area are discussed with focus on its dynamic changes and future expansion.
- Key words: daily-communication-area; GIS; transportation network; Nanjing city
- 一日交流圈是以城市为中心的一日以内可以往返的范围，是承接中心城市对外辐射的主要地区。一日交流圈以外的区域与中心城市的联系由于不能当日返回而增加了时间和费用的成本，因此，中心城市与区域的联系强度在一日交流的边界处发生跳跃，一日交流圈内部的经济联系强度显著高于外部。
一日交流圈的研究起源于日本（加藤晃，1990）。20世纪50年代的最初定义为以一日为周期，可以接受城市某一方面功能服务的地域范围。早期的应用主要有贝利（Berry,1970）借用一日城市系统（daily urban system）的术语进行美国城市通勤区划、日本国土厅（1987）在全国第四次国土开发规划中把建立全国性的一日交流圈作为国土开发的主要目标。
日本将任意一点为起点，单程3小时可到达范围定义为“一日交流圈”（加藤晃，1990）。相对来说，我国交通设施现状较差，私人交通工具较少，普通居民出行一般采用火车和长途汽车等公共交通工具，舒适、便捷程度与日本私人交通工具比较相差甚远。因此，我国一日交流圈的时距应低于3小时。假设适合一般居民出行（不影响第二天日常活动）的时间为：早上7:30出发，晚上19:30返回，则全天出行时间12小时，减去在两地城市内的平均交通时间约0.5小时，共1小时，再减去各城市一般午休时间1小时，再减去在目的地办事时间大约5小时，得到的单程交通时间约为2.5小时。在此，我国“一日交流圈”可定义为以城市为中心的采用公共交通方式,单程2.5小时内可到达范围 （王德,刘锴，2001，2003）。
1 研究目的、内容与方法
南京市作为长江流域4大中心城市之一，是长江三角洲重要的地区增长极。南京与长三角对接，是推进长三角一体化，建设大上海都市圈的重要一环。南京市一日交流圈研究的目的正是分析南京与长三角的联系紧密程度，研究拓展南京市一日交流圈、融入长三角一体化进程的有效途径。
研究内容包括：划分南京市现状（2000年）一日交流圈，分析其空间特征和影响因素；对南京市现状（2000年）一日交流圈的整体形态和各种交通基础设施对一日交流圈的贡献进行定量比较分析；研究其动态过程，包括1990年和2000年一日交流圈的扩大，以及对未来交通网络重大项目建设引发一日交流圈的拓展作出分析和对比。
本研究采用GIS网络分析技术划分一日交流圈。首先建立覆盖范围包括沪、苏、皖、浙三省一市以及鲁、豫部分地区的GIS数据库。数据库的交通网络包含所有县级以上各级公路的走向与等级；为提高计算精度，增加村镇级道路(本次研究以4km×4km的方格网代替)。建立数据库后，通过集成GIS的网络分析模块、3D模块和空间分析模块，结合数字高程（TIN）模拟的技术方法划分一日交流圈。应用该方法成功划分了上海市一日交流圈，对上海跨江通道、跨杭州湾通道不同方案进行了有效的比较分析（王德，刘锴，2003）。
本研究采用的2000年各省市地理和交通设施等基础数据源自2001年各省交通地图，1990年公路网数据源自1992年版全国交通地图册。各市域、县域面积和人口等数据源自上海统计年鉴（2001年、2000年）、江苏统计年鉴（2001年）、浙江统计年鉴（2000年）。计算中所用各级公路平均速度为设计车速乘以折减系数，2000年的折减系数取0.8，1990年取0.6。
2 南京市一日交流圈现状特征与因素分析
2.1南京市一日交流圈现状
至2000年底，宁通、沪宁、宁连、宁马、宁高、宁合等高速公路已建成，与312国道、104国道以及多条省道一起构成了以南京为核心的放射状公路交通格局。
应用GIS技术划分的南京市现状（2000年）一日交流圈如图1所示。南京市一日交流圈覆盖了南京市域、镇江市域、常州市域、芜湖市域、巢湖市域、滁州市域以及淮安市域、扬州市域、无锡市域、苏州市域、宣城市域、合肥市域的部分地区，总面积51140km2，覆盖总人口3394.74万人。从延伸范围来看，北、西和东南三个方向的最远延伸距离都达到235km，其中北端最远位置已经越过淮安市，西端最远到达六安，东南向最远接近昆山市，最短延伸距离也超过130km，其中南端到达泾县、宣城市、郎溪县一带，西北端最远到达安徽凤阳县、五河县。南京市现状（2000年）一日交流圈内包含的地级以上城市有：合肥，马鞍山，芜湖，巢湖，滁州，蚌埠，淮安，泰州，常州，无锡，镇江，扬州。
2.2南京市一日交流圈特征
2.2.1 以南京市为中心四周放射，沿高等级公路指状延伸，局部受水面阻隔
尽管位于长江南岸，但是交流圈的扩展基本没有受到长江阻隔，而是以南京市为中心向四周放射，从形状来看，呈不规则多边形，而且沿高等级公路指状延伸，边缘地区受到湖泊水域的阻挡，其中北方受到洪泽湖的阻挡，东北方向受到高邮湖的影响，东南受到太湖的影响，西南受到巢湖的微弱影响。
2.2.2 边缘地带枝状碎片、飞地现象明显
由于不同级别公路组合不均一，边缘地区形成分布不均匀的“枝状碎片”。不同等级公路分布的不均匀使得道路密度较低的区域出现覆盖空洞。如在定远县、肥东县之间出现面积约500km2的空洞。一日交流圈的边缘在高速公路出入口附近点状扩散，与主体分离，形成“飞地”，如淮安市、合肥市的部分地区，面积从20km2～150km2不等。
2.2.3 各级公路贡献率比较
各级公路在建构一日交通圈时发挥着不同的作用，高等级快速公路具有拓展、延伸作用，是支撑一日交流圈的骨架；与高、低等级公路都互通的国道、省道具有衔接、承转的作用；密度较高的低等级公路网充当了填充的角色。
本次研究选取两个指标来比较各级公路对一日交流圈的贡献程度，这两个指标是：各等级公路存在前后单位长度所贡献的一日交流圈面积（以下简称单位长度面积贡献率[2]）和各等级公路速度变化所引起的一日交流圈面积变化率（以下简称速度弹性[2]）。单位长度面积贡献率是一个平均值，表明的是各级公路存在时单位长度所对应的平均一日交流圈面积，从某种意义上也可以近似地认为是新建单位长度的公路可以带来的一日交流圈面积增加量；一日交流圈面积的速度弹性则借助经济学中的弹性理论，分析速度变化的弹性，即一日交流圈范围对各级公路速度变化的敏感程度，考察各级公路速度增长10%时的南京市的一日交流圈，再应用弹性公式计算弹性。两个指标从两个不同的角度进行观察，可帮助我们全面把握各级公路对一日交流圈的贡献。
计算结果表明，高等级公路的单位长度面积贡献率都高于低等级公路，依次为高速公路12.215、国道8.548、省道4.597、县道1.100，表现为梯度变化，就是说目前交通条件下高速公路对一日交流圈的贡献远远超过其他各级公路，省道的单位长度面积贡献率低于国道，没有表现出巨大的贡献率。
高等级公路的速度弹性基本上都高于低等级公路，依次为高速公路0.974、国道0.629、省道0.396、县道0.070，而且国道、省道和县道的速度弹性都较低，说明通过对这三级公路提高速度的方式对一日交流圈的拓展效用不大。
3 南京市一日交流圈动态研究
3.1 1990～2000年南京市一日交流圈的扩展
1990年通过南京的高等级公路包括：104国道、205国道、312国道。南京市1990年一日交流圈主要沿这些干线向各方向延伸（图2），总面积仅为21310km2。
2000年宁通、沪宁、宁连、宁马、宁高等高速公路相继建成，极大地拓展了南京市一日交流圈（图2），与1990年相比，2000年南京一日交流圈面积增长了140%。
3.2 南京市一日交流圈的未来拓展
南京市目前在建和规划的高速公路有宁杭高速、宁淮高速、宁蚌高速以及宁巢高速等，另外润扬大桥、苏通大桥等跨江通道和京沪、沪杭高速铁路也在建设或规划中。这些重大项目的建成都将促进南京市一日交流圈的拓展。
图３是杭宁高速公路、润扬大桥、宁淮高速公路、宁蚌高速公路、宁巢高速公路以及宁沪杭高速铁路对一日交流圈的拓展状况。其中杭宁高速公路、润扬大桥、宁淮高速公路、宁蚌高速公路以及宁巢高速公路使南京市一日交流圈扩大11.1%，达到56830km2，而宁沪杭高速铁路使南京市一日交流圈扩大32.3%，达到67600km2。
四条高速公路及京沪高速铁路南京-北京段建成后将使南京市一日交流圈向北有较大的拓展（图４、图５）。图４是按照高速铁路安徽段只设蚌埠站时的拓展状况，一日交流圈将扩大41.8%，达到72433km2（图4）。由于站点较少，高速铁路对一日交流圈的拓展不能得到道路网的充分转承，拓展地区局限在铁路两侧呈线状分布。
如在安徽境内增加宿州站，那么一日交流圈将扩大近50%，比只设蚌埠站时高4200km2，达到76601km2（图5）。高速铁路对一日交流圈骨架的拓展得到道路公路网有效承转。
高速公路和高速铁路全部实施后南京市一日交流圈将达到2000年的两倍，将覆盖上海市域大部分以及嘉兴和杭州的部分地区；向北覆盖范围超出江苏省，到达河南商丘市、山东枣庄市。而京沪杭高速铁路的建设对南京市一日交流圈的拓展至关重要。
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