城市轨道交通网络与城市空间结构的耦合关系研究施建刚温科学计算机与互

我国城市的粗放式扩张致使城市中心区人口过度集中，引发了交通拥堵和环境污染等一系列的城市问题。作为现代城市公共交通的重要组成部分，城市轨道交通能够有效地缓解这些城市问题。然而，我国部分城市的城市轨道交通存在规划过度超前、建设规模过于集中、资金落实不到位等问题，在一定程度上加大了地方政府的财政负担。在当前我国“多规合一”的重大战略部署下，对城市轨道交通与城市空间结构（urban spatial structure）的深层次关行研究，有利于提高城市轨道交通的发展质量，城市轨道交通与城市空间结构的耦合协调发展。

首先，本书阐述城市轨道交通网络和城市空间结构如何演变。一方面，运用复杂网络方法，通过分析城市轨道交通网络节点的局部特性和网络的全局特性，阐述城市轨道交通网络的演变规律。另一方面，从城市经济学的视角，通过研究城市土地利用（land use）类型、土地开发强度和土地价值的变化，阐述城市空间结构的演变规律。其次，在把握城市轨道交通网络和城市空间结构的演变规律的基础上，构建城市轨道交通网络与城市空间结构的耦合关系模型。城市轨道交通网络与城市空间结构的耦合关系主要表现如下：城市空间结构随着城市轨道交通网络的发展而演变，城市轨道交通网络随着城市空间结构的调整而发展。通过分析城市轨道交通网络对城市空间结构的引导作用，以及城市空间结构对城市轨道交通网络的作用，研究城市轨道交通网络与城市空间结构的耦合机理。后，运用实证研究的方法，探讨城市轨道交通网络与城市空间结构的耦合关系。

本书研究结果表明：城市空间结构的演变受先导四期的城市轨道交通网络规划的影响；小世界（small world）特性强的城市轨道交通网络具有较小的短路径长度和较大均聚类系数，城市轨道交通网络小世界特性越强，乘客的满意度越高，城市轨道交通网络的竞争力越强；城市轨道交通网络的小世界特性与城市土地价值和土地开发强度显著正相关；城市轨道交通网络的投资受滞后一期的国有土地使用权出让价款的影响，上一年度的国有土地出让价款越高，城市轨道交通网络的投资额越高；土地开发强度与城市轨道交通网络客运量显著正相关。

本书从复杂网络的视角研究城市轨道交通与城市空间结构的耦合关系，拓展了城市发展与管理方向的研究视角，丰富和完善了城市轨道交通和城市空间结构的理论和方法体系。成果的应用能够为制定城市发展与管理政策提供理论参考，有利于增强城市轨道交通的竞争力，“多规合一”重大战略部署的实施，推动城市国土空间结构的优化，实现城市的可持续发展。

第pan>章绪论

1.pan>时代背景及研究意义

1.1.pan>研究的背景

1.快速城镇化带来了一系列的城市问题

在全球经济一体化的大环境下，中国经济保持着快速的增长态势。2010年中国值（gross domestic product,GDP）日本,成为仅次于美国的世界第二大经济实体①。2018年中国GDP已达到90.03万亿元②。社会经济的发展推动了城镇化的发展。1980~2018年，中国城镇化率从19.39%快速上升到59.58%③，年均增长约1.06个百分点。尤其是2000年以来，随着城镇程的加快，中国私人汽车拥有量和能源消量迅猛增长（图1.pan>）。2018年私人汽车拥有量突破了2亿辆，Cervero（2013）预测，2050年中国私人汽车拥有量将达到8亿辆。能源消量则从1980年的60275万吨标准煤增长到2018年的464000万吨标准煤，增长670%。

城市发展能够增加就业机会、提高居住、改善教育质量，同时也会给城市公共资源、社会服务和基础设施带来巨大的压力（姚士谋等，2012）。快速的城镇化也带来了城市中心区过度拥挤、交通拥堵和环境污染等城市问题（刘成玉,2012;Feng et al.,2014;Cervero,2013）。我国众多城市呈现出“单中心”发展、“摊大饼”的模式（刘仁忠等，2018）。在这种发展模式下，城市公共资源过于集中在城市中心区，使得中心区过度拥挤，引发交通拥堵。以北京为例，2018年路网高均车速为23.35千米/小时均每天通勤拥堵时长为44.97分钟①。交通拥堵带来巨大的外部成本，201pan>年北京道路交通拥外部成本达到117pan>亿元（佟琼等，2014）。另外，快速的城镇化发展也带来了环境污染严重、基础设施不堪重负、自然资源承载超负荷等问题（陆大道和陈明星，2015）。针对快速的城镇化发展带来的问题和挑战，2014年3月16日，《印发〈国家新型城镇化规划（2014-2020年）〉》（2014年第9号）的出台标志着中国城镇化的发展从“人口城镇化”向“人的城镇化”的新型城镇化方向转变（陈明星等，2019）。如何实现高质量的新型城镇化发展、实现人的城镇化是新时代迫切需要解决的问题（陆大道等，2019）。

2.城市轨道交通规划过度超前、建设规模过于集中

快速的城镇化发展致使私人汽车拥有量大幅度增长，同时也带来了交通拥堵、环境污染等问题（潘海啸，2010）。城市轨道交通具有速度快、容量大、运……