林强   曹小曙

　　                     

　　摘要：东莞市经济发展的成功离不开其公路特别是高速公路和一级公路的建设。本文以东莞市高速公路和一级公路为研究对象，通过对其公路网络的连接度和通达性等指标的统计和分析，阐述其公路网络的状况和对其存在的利弊并提出一些改进意见和建议。

　　关键词：连接度；通达指数；东莞市；高速公路

　　

　　1. 引言

　　基于网络的分析是目前地理学，特别是交通运输地理学研究的一个热点。欧洲学者Javier等曾经以欧洲铁路网络的为例进行通达性演变的研究[1]。而日本学者也系统地探讨了日本铁路网络发展变化对日本城市通达性的影响，他们认为两者之间是相互融合的关系[2]。而另一些学者则通过分析欧洲的快速道路系统与城市之间的相互关系探讨道路开发和建设模式在城市体系中的地位和作用[3]。中国也有不少学者对交通网路进行了分析研究。金凤君等通过分析航空客流网络的空间演化模式来探讨城市间的空间相互作用特征[4]。曹小曙等则以东莞为例，通过分析交通网络的时间演化规律，揭示其对通达性格局的影响[5]。此外，曹小曙等还针对中国干线公路网络联结的城市通达性空间格局进行分析，结果县市国家干线公路网络联结的城市具有明显的“核心－外围”模式[6]。

　　东莞市处于粤港交通走廊上，其特殊德地理位置及发达的经济使得其网络结构具有一定的独特性。作为全国公路密度最高的地级市，对其网络分析具有一定的学术意义。本文将藉助一些拓扑几何的研究方法，对东莞市高速公路和一级公路路网结构进行一些定量的研究分析。

　　2. 研究方法及区域划分

　　对空间网络的研究方法有很多，本文将运用一些拓扑数学公式，将实际连网的一级公路和高速公路以及这些公路连接的城镇抽象为直线和端点，并采用一系列的指标，如连接度β，通达度，实际成环率α，实际结合度γ以及环路指数μ等，通过对东莞市公路网络各项指标的统计,然后结合数据来分析东莞市网络的发育程度以及各镇区组团公路网络的发达程度。

　　网络连接度表示交通网络的发达程度，通常用贝塔指数来计算与比较，计算公式为：

　　　                                  β=e /υ

　　式中：β为交通网的连接度，β＜１时，网络成树状，β＞１时，网络为回路网络； e为交通网中边的数量；υ为交通网中顶点的数量。

　　   通达度是衡量网络中点之间移动的难易程度，可以用通达指数和分散指数来衡量。

　　通达指数：通达指数是网络中从一个顶点到其他所有顶点的最短路径，由下公式计算：

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

　　式中：Ai 顶点i在网络中的通达度；Dij顶点到顶点j的最短距离(可以用边即区间来简单表述)；

　　分散指数：分散指数是用来衡量网络系统中总的通达程度与联系水平，用D来表示.计算公式如下：

　　                             D=A1+A2+A3+….An

　　分散指数越小，说明网络内部联系水平越高，通达性越好。

　　   为了更好地说明东莞市各镇区交通网络的发育演化情况，本文采用度量网络发育程度的指标，α、γ、μ，计算公式如下：                         

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

　　                               γ ＝е/３(υ－２)                     

　　                               μ＝е－υ+р

　　式中α、γ、μ分别表示：实际成环率、实际结合度、环路指数；е、υ、р分别表示网络中线路数、节点数、子图个数。α反映实际成环水平； γ反映线路的实际结合水平，其值愈小，结合潜力愈大；μ值越大网络愈发达。


　　2．4 对东莞市域城镇的功能区分

　　为了能更好的说明东莞市域各地区的高等级公路发展情况，以及讨论公路发展与区域发展之间的关系，根据东莞市城建规划局对东莞市市域的城镇组团结构划分，将东莞市划分为四个功能区（见图3），下面分别分析各个区域的高速公路和一级公路网路网：

　　西北城镇组团：包括东莞市区，麻涌镇，中堂镇，茶山镇，道窖镇，高埗镇，石碣镇，石龙镇，望牛墩镇，洪梅镇等镇区，为政治，经济，文化中心，公路枢纽，珠江三角洲高新技术产业基地之一，为外向型加工贸易区。

　　西南城镇组团：虎门镇，长安镇，沙田镇，大岭山镇，厚街镇等镇区，为港口加工和出口贸易区，观光旅游区。

　　中北城镇组团：，常平镇，寮步镇，石排镇，黄江镇，东坑镇，大朗镇，横沥镇，桥头镇，企石镇等镇区，为交通枢纽和加工贸易区，外贸仓储基地。

　　东南城镇组团：塘厦镇，凤岗镇，清溪镇，樟木头镇，谢岗镇等镇区，为综合性加工工业区和渡假旅游区。

　　3. 对东莞市交通公路网络各指标的统计和分析讨论

　　3.1 各网络指标的统计

　　3.1.1 连接度：

　　全市高速和一级公路连接度：

　　β=48/29=1.655

　　各区域高速和一级公路网络的连接度：

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

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

　　3.1.2 通达性：

　　各镇区通达指数(见表1)：

　　各区域高速和一级公路网络的分散指数：

　　D西北= 1041                  D西南=536

　　D中北= 818                   D东南=767

　　为了使四个区域具有可比性，采用计算网络分散指数的平均值方法，即用分散指数除以网络中结点数的方法，即得出每个点的平均通达指数：

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

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

　　3.1.3 实际成环率α、实际结合度γ、环路指数μ：

　　全市高速和一级公路的实际成环率α、实际结合度γ、环路指数μ：

　　α=0.4167            γ=0.5926                μ=20

　　各区域高速和一级公路网络的实际成环率α、实际结合度γ、环路指数μ（见表2）：

　　

　　3.2 对统计内容的分析

　　3.2.1 通达性最优的地方接近市的几何中心

　　通过对各镇区通达指数A的统计分析，全市通达度最好的地区是东莞市城区和其周围的寮步镇，石龙镇，而这几个地区几乎位于东莞市的几何中心（见图4），略偏西北。以东莞市区为例，就有莞深高速，莞惠公路和莞长公路等几条高速和一级公路经过，大大降低了其通达指数，使其与各镇区的连接更便捷。而石龙镇也有万石公路，莞龙公路等几条骨干公路经过。骨干公路横穿市中心是造成中心地区通达性优于其他地区的主要原因之一。

　　3.2.2 西面城镇的通达性要优于东面城镇

　　就市内而言，中北城镇组团的通达性最优，平均每个点的通达指数为90.9；其次为西北城镇组团，平均每个点的通达指数为104.1；再次是西南城镇组团，平均每个点的通达指数为107.2；通达性最差的为东南城镇组团，平均每个点的通达指数为153.4。最优组团区域比最差组团区域在点平均通达指数上要低40.74%。另一方面，通过对环路指数μ的统计发现，毗邻广州的西北城镇组团的通达性要明显优于毗邻深圳的东南城镇组团（西北城镇组团的环路指数μ为5，而东南城镇组团的环路指数μ为1，西北大大优于东南），因此从另一个侧面反映广州对东莞交通公路特别是高速公路和一级公路网络的影响要大于深圳。

　　3.2.3 高速公路和一级公路网络发展的区域差异较大

　　东莞市市域的高速公路和一级公路网络在空间分布上存在不均匀的状况，而且空间差异较大。首先由连接度β来看，最优的为西北城镇组团，为1.400，表明网络为回路网络。其次为中北城镇组团，为1.333，网络为回路网络。最差的为西南和东南城镇组团，为1.000，表明网络正在由树状网络向回路网络发展，因此网络并没有真正发展成型。而对各城镇组团的实际成环率α统计也说明瞭西南和东南城镇组团的回路网络并没有完全发展起来。而对实际结合度γ的统计则表明，西北城镇组团的网络结合度最好，为0.583，而西南和东南城镇组团结合度差，都为0.556,比西北城镇组团低4.86%,说明这两个城镇组团的结合潜力较大，表明西南和东南两个城镇组团的网络还有待进一步完善。

　　3.2.4 东北－西南方向的各镇区之间的公路联系不够紧密

　　图2中可以看出许多东北-西南方向上相邻的镇区，如石排镇与茶山镇，虎门镇与大岭山镇，企石镇与横沥镇等，都没有直接连接的高速公路和一级公路，因此修建东北-西南方向的高速公路和一级公路显得十分必要。为此，在规划建设的到路中常虎高速的修建就显得很重要。它直接连接了谢岗镇，常平镇，东坑镇，大岭山镇和虎门镇，大大降低了他们的通达指数，提高通达性。

　　3.3 对分析结果的讨论

　　3.3.1 继续发展高等级公路，特别是高速公路和一级公路

　　高速公路的建设是反映一个国家公路网现代化的最主要指标。基于未来客流量还会有显着提高，因此发展高速，安全和便捷的高速公路是东莞市未来道路的发展方向。但是东莞市域的高等级公路网络的各项指标并不突出，因此还有很高的发展潜力。前不久刚开始动工的北环高速和南环高速就是以这个标准来建设的，规划中的常虎高速也是如此。另外，对于二级公路和一些乡道的扩建也是为了缓解日益增长的车流量所带来的交通堵塞问题。当然，在建设公路特别是高速公路等耗资巨大的工程方面，可以采用比较流行的BOT模式，这样在拓宽融资渠道的同时，也可以加强公路管理，提高工程质量。在未来的公路规划中也要注意与其他交通运输方式的结合，使公路发挥最大效用。

　　3.3.2 加强东北-西南方向高速公路和一级公路的建设迫在眉睫

　　由于所处地理位置的原因，东莞以往的主干道路建设都是西北-东南方向走向，这不利于市内各镇区之间特别是位于东北-西南方向的镇区之间的交流，对长远的经济发展不利，因此加强东北-西南方向高速公路的建设就显得很必要也很重要。而北环高速，南环高速和常虎高速的走向就是如此。另外，在规划建设东北-西南方向的高速和一级公路的同时，需要充分考虑到原来的路网结构，优化整个公路网络，使得它得到最合理的发展。 

　　3.3.3 重点加强西南沿海城镇组团和东南城镇组团的高速公路网络建设

　　通过前面对各城镇组团的通达指数A，连接度β，实际成环率α、实际结合度γ以及环路指数μ等指标的统计分析发现，西南城镇组团和东南城镇组团在各项指标均低于西北和中北城镇组团，而在区域的高速和一级公路网络方面西南和东南城镇组团甚至没有成环，因此加强这两个地方的高速公路和一级公路的建设显得很必要。由于西南城镇组团定位于港口加工和出口贸易区和观光旅游区，而东南城镇组团为综合性加工工业区和度假旅游区，因此必然会产生大量客流和货流，而交通网络特别是高速公路网络发展的滞后必然会给区域经济发展带来阻碍。而规划建设中的沿海高速和龙林高速等高速公路也许会促进这两个区域网络的近一步发展和完善。

　　4. 结语

　　根据上述对东莞公路网络的连接度和通达性的统计分析，得出了一些结论。但是研究也存在一些问题。首先由于采用拓扑的计算方法，对两地实际间的距离有忽略，一定程度上影响到结果的可靠性。其次，将各个镇区点化为一个顶点来统计计算，也影响了数据的精确性。再次，由于只对高速公路和一级公路进行统计分析，忽略了许多次级公路对网络的影响，因此在计算镇与镇之间通达性方面也许会显得有失偏颇。但统计的方法也能在一定程度上反映东莞高速和一级公路的网络结构。

　　随着东莞经济的进一步发展，客货流量的大幅度增加必然加重东莞公路特别是高速公路和一级公路的负担，因此进一步完善公路建设显得十分迫切和必要。另一方面，东莞其他交通方式的发展也对东莞高等级公路的建设和布局产生一定影响。例如近期东莞对轻轨的规划就会影响到高等级公路的布局。而其他一些大型基建项目的建设，也是影响高等级公路建设的一个重要原因。高速和一级公路与其他交通基础设施协调发展，为东莞经济和社会生活服务，是未来东莞公路建设和发展的目标。

　　

　　参考文献：

　　[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]金凤君.我国航空客流网络发展及其地域系统研究.地理研究,2001,20（1）：31－39.

　　[5]曹小曙,阎小培.经济发达地区交通网络演化对通达性空间格局的影响-----以广东省东莞市为例.地理研究,2003,22（3）：305-312.

　　[6]曹小曙,薛德升,阎小培.中国干线公路网络联结德城市通达性.地理学报,2005,60(6):903-910.

　　

　　作者简介：

　　林强，2003级本科生。

　　曹小曙，博士，副教授，博士生导师。