北京交通网络拓扑结构及可达性格局历史变化研究

0 引 言

目前，交通网络的研究主要包括网络拓扑结构分析、网络可达性分析、交通网络模拟与预测等方面[1]。其中，网络拓扑结构分析主要通过一系列网络测度指标，包括分析目标网络在直径、平均路径长度、介中性、网络密度、聚集、分层等方面的拓扑特征[2 - 4]。网络可达性分析能够度量空间各点经济区位的优劣，评价区域各点获得发展机会的能力。例如 Dupuy 及 Stransky 探讨了欧洲城市公路网络的可达性及其等级体系[5]。张兵、金凤君等以经济权重可达性和经济潜力指数为主要指标，对近 20 年湖南公路网络演化和空间格局进行了分析[6]。交通网络的模拟与预测研究主要通过刻画网络的微观动力学规律，即网络点线对象在演化过程中的增长机制、偏好及对象之间的相互作用，从而模拟网络的演化过程，并预测网络发展的未来情境。Barabasi 和 Albert 最早提出了无尺度网络的演化模型[7]。Feng Xie 基于智能体思想提出了网络演化的退化模型[8 - 9]。然而，已有研究对交通网络时间序列数据中蕴含的发展规律挖掘不够充分，特别是针对长历史时期北京交通网络发展模式的实证研究更是罕有。

本文基于过去 800 年( 1160 ～ 2000 年) 北京城市交通网络时间序列数据，从交通网络的网络规模、拓扑结构及可达性等方法，分别选择网络直径、平均最短路径长度、平均度、平均聚集指数、相对可达性、网络中心性等交通网络测度指标，进行定量及定性分析，揭示了北京交通网络的演化规律。

1 研究数据

本文研究北京交通网络发展的时间区间为 1160 年至2000 年。通过搜集历史地图，以及北京城市交通地图等资料，针对不同时期的北京，分别选取了以下八个时间节点，包括: 1160 年、1341 年、1573 年、1750 年、1908 年、1947年、1984 年、2000 年。如图 1 所示，其中，1160 至 1947 年间的北京交通网络地图数据源自 1988 年侯仁之主编的《北京历史地图集》; 1984 及 2000 年的北京交通网络地图数据则分别源自中国地图出版社 1984 年出版的《北京市区交通图》和 2000 年出版的《北京交通旅游图》。

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