北京交通網絡拓撲結構及可達性格局歷史變化研究

0 引 言

目前，交通網絡的研究主要包括網絡拓撲結構分析、網絡可達性分析、交通網絡模擬與預測等方面[1]。其中，網絡拓撲結構分析主要通過一系列網絡測度指標，包括分析目標網絡在直徑、平均路徑長度、介中性、網絡密度、聚集、分層等方面的拓撲特征[2 - 4]。網絡可達性分析能夠度量空間各點經濟區(qū)位的優(yōu)劣，評價區(qū)域各點獲得發(fā)展機會的能力。例如 Dupuy 及 Stransky 探討了歐洲城市公路網絡的可達性及其等級體系[5]。張兵、金鳳君等以經濟權重可達性和經濟潛力指數(shù)為主要指標，對近 20 年湖南公路網絡演化和空間格局進行了分析[6]。交通網絡的模擬與預測研究主要通過刻畫網絡的微觀動力學規(guī)律，即網絡點線對象在演化過程中的增長機制、偏好及對象之間的相互作用，從而模擬網絡的演化過程，并預測網絡發(fā)展的未來情境。Barabasi 和 Albert 最早提出了無尺度網絡的演化模型[7]。Feng Xie 基于智能體思想提出了網絡演化的退化模型[8 - 9]。然而，已有研究對交通網絡時間序列數(shù)據中蘊含的發(fā)展規(guī)律挖掘不夠充分，特別是針對長歷史時期北京交通網絡發(fā)展模式的實證研究更是罕有。

本文基于過去 800 年( 1160 ～ 2000 年) 北京城市交通網絡時間序列數(shù)據，從交通網絡的網絡規(guī)模、拓撲結構及可達性等方法，分別選擇網絡直徑、平均最短路徑長度、平均度、平均聚集指數(shù)、相對可達性、網絡中心性等交通網絡測度指標，進行定量及定性分析，揭示了北京交通網絡的演化規(guī)律。

1 研究數(shù)據

本文研究北京交通網絡發(fā)展的時間區(qū)間為 1160 年至2000 年。通過搜集歷史地圖，以及北京城市交通地圖等資料，針對不同時期的北京，分別選取了以下八個時間節(jié)點，包括: 1160 年、1341 年、1573 年、1750 年、1908 年、1947年、1984 年、2000 年。如圖 1 所示，其中，1160 至 1947 年間的北京交通網絡地圖數(shù)據源自 1988 年侯仁之主編的《北京歷史地圖集》; 1984 及 2000 年的北京交通網絡地圖數(shù)據則分別源自中國地圖出版社 1984 年出版的《北京市區(qū)交通圖》和 2000 年出版的《北京交通旅游圖》。

更多內容請查看pdf