空间结构发展前景论文

2022-04-24

今天小编为大家推荐《空间结构发展前景论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。作者简介:冷亚辉(1987-),男,汉,江西九江人,硕士,吉首大学,研究方向:旅游区域经济。刘雨婧(1990-),女,汉,湖南邵阳人,硕士,吉首大学,研究方向:旅游绩效和效率。

空间结构发展前景论文 篇1:

浅谈总装分析对大跨空间结构设计的重要性

摘 要:在传统方法中,应用于大跨空间结构以及上下部结构当中的单体设计方法,有着很大的安全隐患问题。上部结构刚度对整体结构的作用在传统方法中并不能得到很好的体现,而且对下部结构有限刚度的效应进行了不实际的扩大;这种情况下,很多专家分析了在总装分析整体结构设计传统计算方法中可能出现的问题。分析结果显示,整体结构总装分析的设计理念和设计方法都能够让大跨空间结构的设计具有更加良好的效果。

关键词:总装分析;大跨空间;大跨空间结构;空间结构设计

引言

类似会展中心、剧院还有体育馆等大跨度的空间结构,一般都会利用下层的钢筋混凝土结构来支撑上层的大跨空间钢结构,下层对上层部分有支撑又有效应放大作用,而上层能对下层有刚度约束作用,使得整体是一个密不可分的整体。本文着重提出总装分析设计理念,介绍了大跨空间结构的概念、历史发展,利用总装的传统分析方法,即上下单元结构独立分析,将上下层结构作为一个整体进行分析。

1 大跨空间结构的概念判断

大跨空间结构的类型一共有以下几个:网壳结构、膜结构、索膜结构、钢筋混凝土薄壳结构、悬索结构、平板网架结构和混合结构。在20世纪60年代时,我国的钢筋混凝土薄壳结构才刚刚开始有了一定程度的发展,但是因为局限性,并没有得到推广应用,所以,对其进行连续性倒塌的深入研究,没有太大意义。

空间网格结构不止有平板网架结构,还有网壳结构和一些特殊形式的网架结构,这种类型的结构通常都是由标准化尺寸、形状的杆件与节点体系按照某种规律进行相互连接从而构成空间网格状结构。因为在这样的结构当中,很多杆件交集在一个节点上,形成高次超静定结构,所以在某种意义上来说,这种网格结构的冗余度较高,而且还有一定程度的鲁棒性,当中很多重要构件的初选范围可集中在容易发生屈曲失稳的受压杆件和多根重要杆件汇聚处的关键节点上,当这种类型的空间网格结构直接在柱子上进行支撑的时候,完整的支承柱是空间网格结构倒塌设计当中非常重要的一个环节。

2 大跨空间结构的历史发展

最近30a,美国、日本、欧洲等发达国家当中的各种大跨空间结构都有了很大程度的发展。随着越来越多的新建筑采用大跨度空间结构,众多的新型材料与新兴技术都得到了非常广泛的应用,同样,这些应用也促进了更多空间结构形式的出现。从当今建筑行业发展趋势及前景来看,大跨度与超大跨度建筑物以及其代表的核心的空间结构技术地位非凡,已成为评价一个国家建筑科技发展水平的关键标准,成为踏入世界先进水平行列的敲门砖。

众所周知的一些著名建筑就是大跨度建筑,例如,上海世博会、上海八运会(1997)等,都是我国建筑科技进步的一种直观表现与强力象征,在国际上造成了很大的影响力。在20世纪80年代后,我国的各类型大跨空间结构经过发展,已经开始进入协调阶段,相应工程呈现稳定增长的趋势,多样化的结构形式能满足更多需求,配套理论逐渐完善,未来发展前景非常广阔。

形式丰富多彩是许多大跨度空间结构的一个显著特点,因为其结构形体与作为重要指标的受力性能存在着密切的内在关系。所以,理论上认为,结构形式的创新进步,预示着大跨空间结构逐渐发展。

3 大跨空间结构设计的创新

在20世纪80年代以前,我国建筑业发展较小,悬索结构在建筑业方面应用狭窄,工程师大多比较陌生。1983年设计吉林滑冰馆时考虑过采用悬索结构,但实际操作过程中出现了难以解决的问题:柔性的悬索在自然状态下不但刚度不够,而且形状不好确定,因此只有通过下档的手段赋予悬索结构一定的形状和刚度才能达到建筑物所需要的理想效果。让悬索体系形状稳定的方式之一是利用两组相反曲率的索(“承重索”和“张紧索”)相互之间拉紧来组成的预应力双层索系。吉林滑冰馆用的是新型的空间双层索系方案;它的“承重索”与“张紧索”不在同一个竖直平面内,而是相互错开半个柱距,二者之间通过桁架式檩条和波形拉杆相互联系,由此构成了全新的建筑造型,还可以非常巧妙的解决了矩形平面悬索屋盖通常遇到的屋面排水问题。1986年这个全新的结构正式建成,1987年,还被推荐参加在美国举行的“国际先进结构展览”。

4 大跨空间结构设计传统计算方法弊病

传统计算方法面对设计问题的时候,虽然都可以进行计算,但是也有着很多的安全问题,具体是下面几个方面:

4.1 对上下两个部分进行分离开来,单独分别进行复杂的计算

上部分的结构是钢的,在对这样上面的部分进行计算来参与设计时,将上部钢结构在混凝土结构交界面上的支撑点假设为固结或铰接;在对下面的混凝土结构进行设计与计算时,也是类似的手段,把上部钢结构的支座反力作为荷载。采用这样的方法进行计算,最大的问题就是,下部混凝土结构对上部钢结构的支承刚度被夸大为无穷大:支座铰接——平动刚度无穷大,支座刚接——平动、转动刚度无穷大。

4.2 引入下部混凝土结构支座的平动、转动刚度,上部钢结构支承于一系列弹簧支座

应用该方法时,也存在一定的安全隐患,即无法将上部结构刚度对于整体结构所发挥的作用客观而完全的反映出来,与此同时,也无法将下部结构有限刚度对于上部结构的那种放大效应有效的反映出来,不仅如此,还增加了计算的难度。

5 总装分析对大跨空间结构设计的重要性

5.1 上下部结构性能分析

不同的机构有着不同的受力效果与变形效果,这样的情况下,如果采用同样的方式进行计算,得到的结果必然存在着非常大的误差。

通常情况下,将钢结构置于下部混凝土结构之上,后者结构刚度将表现出有限特性,不仅如此,其材料还面临多种问题,如收缩问题、变形问题,对于支座而言,还将面临复杂受力问题而引起的相关变形。因此,应用总装分析这一原理和做法所获得的上部钢结构,无论在控制内力方面,还是在抵御变形方面,均比应用单体钢结构分析这种方法得到的结论更为准确和实用。另外,在单体钢结构的一系列分析之中,无论是对下部混凝土结构的弹性支承,还是对上部钢结构振型以及地震作用效应放大的影响,均无法进行客观而全面的反映。

在分析下部混凝土结构振型、地震作用的效应及其受力等工作的过程中,由于没有考虑上部钢结构的地震作用放大效应,还有刚度贡献,所以,最终结果往往存在一定的误差。

5.2 地震作用分析

通常情况下,上部钢结构屋盖往往位于下部混凝土结构柱、梁顶面之上,如此一来,可实现对地震效应的有效抵抗,当地震力顺着下部混凝土结构向上传递并到达上部钢结构时,具有十分有效的削弱效果。值得一提的是,地震若直接作用于上部钢结构高位支座这一位置处,也就是说基础底面被拉高到钢结构的高位支承面,那么地震作用效应将会受到非常明显的加强,这对于上部钢结构的抗震安全性而言是极为不利的。

5.3 连接界面结构构件安全

下部结构支座刚度的不均匀性带来上部结构的受力不均匀,特别是连接构件的部分更加明显。如果采用单体结构分析,这样的问题就不能得到很好的反应,无法预知的连接界面结构构件的高应力,给安全性造成很大的威胁。

6 连接界面构件总装分析

从地震的作用与温度的作用下,悬索结构和索一膜结构都可以看作是柔性结构体系当中张力结构,这决定了连接界面构件成分的关键性,因为柔性体系的特点决定了这种张力结构本身的自然刚度完全小到可以忽略不计,不管是几何形状还是结构刚度都是通过拉索或膜结构当中的预应力来实现。所以,对于这样的结构,其中任何一根构件,特别是施加预应力的构件都是整体结构的关键构件。与此同时,要在最大程度上保证连接界面构件的安全性。

7 结语

在进行了以上的分析之后,我们可以很清楚的看到,对于上下部结构在重力、风、地震、温度等的不同种荷载作用下的效应,通过总装分析能得到较为合理与可靠的结果,不止是使结构更加安全,在经费使用方面,也能够进行合理的安排,总装分析的作用非常重要。在现在高速发展的社会当中,很多大型工程当中,都已经成功应用了全新的设计理念和设计方法。

参考文献

[1] 傅学怡,杨想兵,高颖.网壳结构稳定性[J].第七届全国现代结构工程学术会议论文集[C].2010.

[2] 中建国际设计顾问有限公司.TMD减振系统在网壳结构中的应用[R].2010.

[3] 傅学怡.顾磊.国家游泳中心结构设计与研究[J].空间结构,2011(3).

[4] 邢丽,赵阳,傅学怡.改进贴板加强的钢管受弯连接节点试验研究[J].土木工程学报,2012(12).

[5] 中国地震局工程力学研究所.薄膜结构的风振响应分析[R].2012.

作者:贾照远

空间结构发展前景论文 篇2:

旅游空间发展战略研究

作者简介:冷亚辉(1987-),男,汉,江西九江人,硕士,吉首大学,研究方向:旅游区域经济。

刘雨婧(1990-),女,汉,湖南邵阳人,硕士,吉首大学,研究方向:旅游绩效和效率。

摘要:借鉴国内外学者对区域旅游空间结构的研究,本文以张家界为例深入分析其旅游空间结构演变过程及发展战略,探讨张家界旅游发展历程中空间结构的演变模式和特征,建立在以“点-轴”理论和旅游地屏蔽理论的基础上,确定张家界旅游重点发展区位和延展方向,建构了张家界旅游空间发展形态,以促进张家界旅游业可持续性发展。

关键词:旅游空间;发展战略;张家界

旅游空间结构常常表现为旅游经济客体在空间中相互作用所形成的空间集聚程度及状态,体现了旅游活动的空间属性和相互关系, 是旅游活动在地理空间上的投影[1]。针对旅游城市在旅游发展过程中呈现出的一些关键问题,旅游空间结构模式的建立或许能为其提供重要的参考价值,旅游城市的空间布局及优化能有效促进旅游区域人财物三者之间合理流动,深入探讨旅游空间结构发展特征及其在旅游综合中的应用,对于优化整合区域旅游资源,完善旅游空间布局具有重要的理论与现实意义。

20世纪60年代,国外学者就开始对旅游活动空间行为模式和旅游区空间布局等方面进行了研究, 而理论模型运用有区位论( Christaller,1964)[2]、核心-边缘理论模型(Lundgren,1973; Hills,1977; Britton,1980)[3-5]等。我国学者对旅游空间结构的研究起初于20世纪90年代, 多广泛在旅游资源、旅游流、空间组织形态以及旅游地空间相互作用等诸多方面,陆林(1995)以皖南地区为例,分析该旅游区域空间布局[6];陶伟(2002)等针对苏州提出了整体整合与核心整合城市旅游空间结构两条可行性途经[7];杨新军等(2004)和黄火金(2005)等先后以西安为例,就旅游系统空间结构模式展开了探讨[8-9];马中华等(2008)就吉林省构建了“五地、两带、四轴”旅游空间结构[10];沈惊宏(2015)等探讨了安徽区域旅游五阶段演化模式[11]。

1.相关理论分析

1.1“点-轴”理论

“点-轴”理论将中心城、交通干线及市场作用范围等统一于一个增长模式中,点占据主导地位,轴是实现各点之间联接的神经枢纽,通过市场配置资源要素,是点与点之间、点与轴之间发生联系的根本动因。社会经济空间结构的不均衡致使空间扩散,“量能高低”和“势能梯度”形成空间扩散, 在市场相互作用下, 社会经济得到发展,区域空间结构实现均衡化,“点-轴”空间扩散理论由此形成。“点-轴”理论反映了社会经济空间组织的客观规律, 是区域开发的基础性理论, 对区域旅游开发同样具有非常重要参考价值。

1. 2 旅游地屏蔽理论

我们把某一特定区域旅游资源或旅游区域间存在某些阻碍性因素致使开发利用价值降低,甚至难以开发的现象称之为旅游地屏蔽现象。该现象以资源屏蔽和区位屏蔽为主。资源屏蔽是指因资源相互关系协调性差造成某一或几个旅游区旅游资源开发价值降低的现象。区位屏蔽着重于借鉴生态学的“空间竞争理论”,即由于一个或几个旅游区的存在而对某特定旅游区形成的空间竞争状态致使其处于不利地位的现象。旅游地屏蔽理论对于旅游城市在制定并调整旅游区的发展战略时有着重要的理论与现实意义。

2.张家界旅游空间分析

2. 1 张家界旅游空间结构发展历程

核心旅游景点往往会演变成城市旅游中心, 通过交通干道等枢纽联接周边地区, 再由中心向周边辐射逐渐推进旅游区域发展。在此过程中, 整合城市区域各类旅游资源在市场资源配置下合理流动,城市旅游空间结构逐渐规范。张家界旅游发展依次经历了单核、双核以及一轴两点梯度发展模式。

单核发展阶段:该阶段由于当地旅游发展水平较低,行政边界模糊,发展不具规模, 1988年,经国务院批准,成立地级市大庸市,将索溪峪、天子山以及张家界国家森林公园统一划归新成立的武陵源区。随着1992年武陵源风景名胜区被列入世界自然遗产这一标志性事件,形成了以武陵源为辐射源的核心增长点。

双核发展阶段:由于旅游集聚与辐射效应不断增强,武陵源区旅游承载能力有限,利用已有的旅游节点,积极开发新的旅游景区分散游客,扩大规模效应,成为地方政府和业界迫切需要解决的问题。武陵源区的辐射作用,培育出茅岩河、天门山、九天洞等次级核心点,带动了整个区域经济的协调发展, 1992年国家林业部批准建立天门山国家森林公园,这一标志性时间更加确定了天门山在张家界的地位。天门山位于永定区,永定区作为张家界的市中心,是游客的集散中心,除拥有天门山等自然景观外,还具有休闲购物、商务会展等现代旅游配套项目,永定区由此成为张家界旅游业另一个核心增长极。据此,张家界旅游发展的空间格局形成以武陵源自然风景遗产和永定中心城区商务休闲旅游双核。

一轴两点发展阶段:经过三十多年的旅游发展,张家界已经初步培育了国内外知名的旅游目的地品牌。卫星景区的发展,离不开核心景区的辐射作用,以武陵源和永定区为双核的辐射作用必定推动周边慈利县和桑植县旅游的发展,两核心的联动效应以306省道形成核心发展轴,慈利县与桑植县成为核心发展轴衍生的旅游发展节点。从内部发展格局来看,张家界市域内部已经基本形成“两核、一轴、两节点”空间发展格局。

2.2 张家界旅游发展存在的问题

张家界市由于自然资源丰富资且源集聚度高, 历来形成以武陵源和永定区为核心的旅游空间发展结构, 并对其它景区产生了持续强劲的屏蔽影响,造成张家界旅游发展整体呈不均衡格局;世界级旅游目的地品牌形象建设朦胧,问题在对张家界资源价值内涵理解不清,营销卖点不明确,宣传口径不统一,营销渠道不畅,影响旅游形象宣传的效果等方面;与中心城市地位配套的交通建设不够,城市形象及城市旅游配套设施建设不完善,与中心城市相配套的软件建设有待进一步加强,城市功能单一等方面;现代旅游产业发展不足,产业关联带动效应未充分发挥;总体认为,张家界旅游空间结构不合理性表现致使区域旅游发展不均衡, 旅游资源开发缺乏协同互补,空间蕴含的能量未充分释放, 进一步阻碍了张家界旅游业健康有序的发展。

3.张家界旅游空间发展战略

点轴模式、集聚扩散模式正驱动着张家界旅游空间快速发展。便捷的交通、丰富的信息、庞大的客流量, 使各旅游区紧密联系, “点—轴”、“核心-边缘”及辐射与梯度等理论得到较好的融合, 未来以构建围绕武陵源和永定区为核心增长极, 慈利县、桑植县作为两大节点, 各地区旅游核心增长点主要沿公路扩散, 铁路为次级扩散轴。

3.1 重点旅游发展点

目前,武陵源区和永定中心城区基本形成张家界市域内部核心旅游接待基地,以武陵源风景区和中心城区为双核式结构已经初步形成,发展相对成熟, 而慈利、桑植两县由于交通瓶颈限制, 可达性受限, 发展极为落后。因此, 张家界旅游发展应是在巩固两大核心区域的基础上, 加大对桑植慈利两县的开发。桑植县可重点建设茅岩河九天洞4A风景区、杨家界风景区以及贺龙故居等红色旅游景点,而慈利县应加大对张家界大峡谷4A景区、龙王洞4A景区、五雷山、张家界朝阳地缝等景区旅游开发,其交通及区位优势明显,张常高速公路、306省道、焦柳铁路穿境而过,慈利桑植两县将成为张家界最具发展前景旅游开发区域。

3.2 重点发展轴线

作为城市旅游的中枢枢纽,

交通运输干线及相应的综合运输通道对促进区域发展有重要意义。张家界地处湖南西部地区,已经是大湘西旅游圈的中心,长沙-韶山-张家界核心旅游轴的火车头,湘西生态民俗旅游走廊的极点,从全国来看,张家界作为未来中西部地区重要的旅游集散中心,高等级公路必然是重点发展轴线。目前,将贯穿境内的305、306省道、张常等高速公路定为重点发展轴, 在建的张花高速公路定为发展拓展轴, 焦柳铁路、荷花机场则成为最主要的扩散轴线。

3.3 张家界旅游空间结构体系

根据张家界市旅游产业发展总体规划(2009-2030),未来张家界旅游发展的空间格局定位为“两核、一环、一轴、两带”的发展格局。即武陵源核心景区的遗产旅游核、永定中心城区的商务休闲旅游核、连接两核的生态景观带,以及包围两核的环核休闲度假圈、东部观光休闲旅游带、西部生态人文旅游带。在交通枢纽规划方面,将加快“一纵两横两辐射”区域旅游交通枢纽建设,一纵是指沅陵—张家界市区—桑植—湖北鹤峰公路,两横是指永顺—桑植—慈利—石门—宜昌和吉首—张家界市区—慈利—常德公路,两辐射是指张家界市区—桑植—龙山—重庆黔江公路和张家界市区—武陵源—江垭—石门公路。

4.结论与讨论

研究表明, 在旅游发展的不同阶段张家界表现出对应的旅游空间形态及空间演进过程。随着张家界旅游业的飞速发展, 旅游发展正进入新的阶段,急需突破原有的发展模式,从新的视角新的定位实现张家界旅游质的飞跃。张家界以本土的湘西民族特色文化为亮点整合各类资源, 提升张家界旅游形象定位, 通过区域内外联系,拓宽旅游通道,促进以跨区域跨国境旅游为纽带, 势必有利于优化张家界旅游发展空间, 形成一个内部协调、外部联动的空间发展格局。城市旅游空间在动态过程中形成和发展,并依城市经济、社会、环境的变化而不断改变。(作者单位:吉首大学)

参考文献:

[1]汪德根.城市旅游空间结构演变与优化研究——以苏州市为例[J].城市发展研究,2007,14(1):21-26.

[2]Christxller, W. Some considerations of tourism location in Europe: the peripheral region-underdeveloped countries-recreation areas[J].Papers and Proceedings of Regional Science Association, 1964, ( 12) :95- 105.

[3]Lundgren, J. O. J. Tourism impact island entrepreneurship in the Caribbean. Tourism: Economic , Physical , and Social Impacts[M].Longman, 1973.

[4]HillsT, Lundgren J. The impact of tourism in the Caribbean, A methodological study[J]. Annals of Tourism Research , 1977, 4(5):248-267.

[5]Briton S G. The spatial organization of tourism in a neo-colonial economy: Afiji case study[J]. Pacific Viewpoint, 1980, 21 (2):144-65.

[6]陆林.皖南旅游区布局研究[J].地理科学,1995,15(1):88-951.

[7]陶伟,戴光全,吴霞.“世界遗产地苏州”城市旅游空间结构研究[J].经济地理, 2002,(4):487- 491.

[8]杨新军,等.旅游目的地区域(TDD)及其空间结构研究——以西安为例[J].地理科学,2004,24(5):620- 626.

[9]黄金火,等.区域旅游系统空间结构的模式与优化——以西安地区为例[J].地理科学进展,2005,24(1):116-125.

[10]马中华,六继斌. 吉林省旅游空间结构构建[J].经济地理,2008,28(1):163-166.

[11]沈惊宏,等.区域旅游空间结构演化模式研究——以安徽省为例[J].经济地理,2015,35(1):180-186.

作者:冷亚辉 刘雨婧

空间结构发展前景论文 篇3:

山东半岛城市群空间结构演化特征研究

摘 要:城市群空间结构随着城市的发展不断演变,运用单中心—多中心、空间紧凑度、集聚—扩散和交通网络四个指标,对山东半岛城市群2000—2017年空间结构的演化特征进行研究。结果表明,山东半岛城市群为多中心结构,首位城市不突出,城市群空间紧凑度不断上升,人口呈集聚趋势,经济集聚现象不明显,路网密度急剧增长。这一结果可以为城市群未来规划和政策的制定与实施提供指导和借鉴。

关键词:山东半岛城市群;城市群空间结构;演化特征

引言

在区域经济一体化的影响下,城市相互集聚已经成为一种明显的趋势。不同性质、等级规模的城市相互集聚,并借助交通、经济等相互作用,形成一个城市密集区,即城市群。城市群已成为经济竞争的重要平台,支撑着区域的发展,是国家参与国际竞争与分工的重要空间组织形式。随着新型工业化、城镇化、农业现代化、信息化、绿色化“五化”协同理念的提出以及近年来国家大力践行生态文明建设,城市群也成为中国“五化”协同和生态文明建设的空间载体[1]。

山东半岛城市群是山东省发展的重点区域,包含山东省所有地级城市,是我国北方地区和华东地区重要的城市密集区之一,也是我国重要的区域性城市群[2]。城市群的空间结构是城市群发展程度、阶段与过程的空间反映,城市群的发展必然伴随着城市群地区地域结构的变化。近年来,随着城市群研究的进展,国内外学者开始从不同的角度对城市群的空间结构及其特征进行定量研究。

已有研究主要关注城市群的经济、人口或交通结构[3~5],较少综合经济结构、人口结构、交通网络结构等多个方面对城市群的空间结构进行整体分析。基于以上问题,本文以山东半岛城市群为研究对象,从单中心—多中心、集聚分散、空间紧凑度和交通网络四个维度进行研究,分析2000—2017年山东半岛城市群空间结构的演化特征。

一、研究方法

(一)单中心—多中心

1.Mono指数。借鉴mono指数的计算方法,并结合山东半岛城市群的特征,对山东半岛城市群进行单中心—多中心的研究。公式如下:

lnPi=C-qlnRi(1)

其中,Pi代表城市i的人口规模,C代表某一常数,Ri代表城市位序,q为最小二乘回归斜率的绝对值。其中,若q>1,城市群为单中心结构分布;若q<1,城市群为多中心结构分布;若q=1,则认为城市体系完全服从Zipf法则。

2.首位度指数。首位度的衡量指标包括二城市指数、四城市指数和十一城市指数。计算公式为:

式中,Pi代表城市i的人口規模。按照位序—规模原理,标准的二城市指数为2,四城市指数和十一城市指数为1。若高于标准值,则说明首位城市明显;若低于标准值,则说明首位城市不突出,城市群呈多中心结构。

(二)空间紧凑度

借鉴紧凑度的测度公式,并在其基础上略微改动,用现式(7)中的A替换原式中的Ai,对山东半岛城市群的空间紧凑度进行计算分析。公式为:

其中,空间相互作用指数由Isi表示,人口密度指数由Isp表示,城镇密度指数由Isu表示,采用熵技术支持下的AHP模型求得权重αs、βs、γs分别为0.35、0.28、0.37;第i、j市的总人口由Pi、Pj表示,第i、j城市的地区生产总值由GDPi、GDPj表示,第i、j城市的距离由Dij表示,城市群内城市个数为n;xi表示选取的某个城市群第i城市的相应指标值,相应指标的平均值由x表示;j为 1—5,即超大城市、特大城市、大城市、中等城市和小城市五个等级,不同城市等级的权重由ηj表示,分别为0.36、0.28、0.20、0.12和0.04,第 i 地级市的总人口由Pi表示,第i地级市的面积由Ai表示,山东省总土地面积由A表示;aj为不同城市等级的权重,相应等级的城市数量(含县级单位)由Nj表示。

(三)集聚—扩散

城市群的空间集聚与扩散,主要是指人口和经济的空间分布及动态变化,对区域的发展有重大的影响。

1.人口。马歇尔将属于经济范畴的基尼模型的计算方法用于研究城市的发育情况,并提出了城市规模基尼指数这一概念,用以衡量某一城市体系的人口集聚程度。公式为:

其中,n为城市数量,Ti为各个城市人口数量差值的绝对值之和,S为该城市系统的总人口数。城市规模基尼指数的数值处于0—1区间内,越接近0,人口分布越分散;越接近1,人口分布集聚程度越高,集中在首位城市或几个城市。

2.经济。经济集聚指的是经济活动的空间集聚,是反映城市群空间结构的指标之一。本文以区位系数(LC)作为衡量城市群经济集聚程度的指标。计算公式为:

式中,n表示城市体系中的城市个数;Si表示各城市的生产总值与城市群的比值。一般来说,LC的取值在0—(1-1/n)之间,越接近于0,说明经济活动的空间分布越平均;越接近于(1-1/n),则说明经济活动在地区间的分布越集中。

3.交通网络。交通设施密度评价是交通网络评价的重要传统方法,能在一定程度上反映一个地区的交通运输水平。公式为:

式中,Di为该区域的交通设施网络密度,Li为该区域交通设施营运长度,Ai为区域土地面积,该值越大,说明交通设施网络越密集,对地区发展的支撑作用越强。在各种交通方式中,公路和铁路具有一定的普适性。因此,本文选择公路和铁路路网密度作为评价主体。

二、测度结果与分析

(一)单中心—多中心

1.Mono指数。对山东半岛城市群2000—2017年间的人口规模与其位序进行回归分析,并通过分析最小二乘求出的斜率的绝对值q,推导得出城市群单中心—多中心状况。

由图1可知,山东半岛城市群2000—2017年最小二乘回归斜率的绝对值q<1,为多中心结构城市群。总的来说,2000—2017年山东半岛城市群人口分布较分散,各城市规模差距较小,城市群呈多中心结构,且近几年这一趋势越发明显。

2.首位度指数。本文以二城市指数、四城市指数和十一城市指数来衡量山东半岛城市群2000—2017年的首位度指数。从下页图2可知,总体上山东半岛城市群的二城市指数数值呈下降趋势,且始终低于标准值2。四城市指数偏离1较远,十一城市指数始终小于1,说明山东半岛城市群首位城市的极化效应不显著,空间结构具有明显的多中心特征。

(二)空间紧凑度

从下页图3可知,2000—2017年间,山东半岛城市群空间紧凑度指数(Is)总体呈现出曲折上升的趋势,城市群的空间紧凑程度有所提升;空间相互作用指数(Isi)由2000年的0.189上升到2017年的1.833,说明城市群中17地市的空间相互作用不断加强;人口密度(Isp)先上升,再下降,再上升,呈波浪状变化,自2004年下降后一直处于上升状态;城镇密度指数(Isu)变幅较小,基本维持在0.270左右,说明山东半岛城市群的城镇结构相对来说比较稳定。总体上,2000—2017年,山东半岛城市群的人口增长显著,不同地区的空间相互作用加强,城市群空间结构越发紧凑。近年来,山东省路网的完善、经济的发展以及信息技术的进步等方面都对其空间结构的紧凑起到了积极的作用。

(三)集聚—扩散指数

1.人口集聚—扩散指标。从图4可知,2000—2017年城市群的基尼指数呈上升趋势,说明人口总体上呈现出向中心城市集聚的趋势。因城市群中没有人口规模极其突出的中心城市,说明人口集中分布在多个城市中。城市群的人口集聚在一个或几个城市中,还是分散分布在多个城市地域中,都会影响城市群的经济效益[6]。山东半岛的经济正处于增长阶段,人口集聚会带来知识外溢、市场共享等好处,对经济增长产生正面影响。但是,一旦人口集聚达到某一临界值,过度的集聚反而会产生交通拥堵、环境恶化等问题,使集聚效应带来的负面影响远远超过其带来的正面影响,影响城市群的经济效益。因此,应正确看待城市群人口的集聚现象,采取有效措施,充分利用其带来的积极影响,减轻其消极影响。

2.经济集聚—扩散指标。从图5中可知,城市群的区位系数渐趋于0这一临界值,说明山东半岛城市群的经济的地区分布较为均匀,集聚现象并不明显。同时,区位系数呈下降趋势:2000—2002年上升,2002—2013年下降,2013—2017年再次上升,变化趋势为倒S型。2000—2002年处于城市群的发展初期,通过中心城市的经济极化获得城市群的经济集聚效应。2002—2012年,随着中心城市的集聚度不断提高,出现了环境恶化、交通拥堵等众多问题,易造成集聚不经济现象的出现。因此,为了避免集聚不经济,城市群的经济结构逐渐向多中心演化,中心城市的职能开始向外疏解,形成多个经济中心。在此期间,城市群的经济集聚现象有所减弱。正是因为多个经济中心的产生,使城市群的经济空间再次扩大。之后,2013—2017年,众多经济中心在这个更大的空间范围内再集中,城市群的经济集聚程度又得到提升。总体来说,2000—2017年,山东半岛城市群的经济集聚不显著,且呈现出均匀分散分布的趋势。

(三)交通网络

从图6可知,2000—2017年山东半岛城市群的交通网络密度呈上升的态势,说明山东省的交通设施网络日益完善,交通对山东省发展的促进特别是经济的支撑作用日益提高。

区域的交通优势越显著,经济发展的条件就越好。近年来,山东省政府对交通设施尤其是快速轨道交通的投资加大,交通优势不断增强。同時,由于快速交通轨道是城市群的骨架[7],是城市群整体发展的保障。因此,山东半岛城市群的发展前景良好。

结语

本文综合城市群单中心—多中心结构、空间紧凑度、集聚—分散指标和交通网络密度指标,对2000—2017年山东半岛城市群空间结构的演化特征进行了测度分析。得到如下结论:2000—2017年,山东半岛城市群的首位度比较低,首位城市规模较小。同时,其空间结构在不断调整,q值一直在变动,但绝对值一直小于1,为多中心结构,城市之间规模差异较小;2000—2017年,山东半岛城市群的城镇结构比较稳定,人口密度呈增长趋势,且城市间的相互作用不断加强,城市群的空间紧凑度曲折上升;2000—2017年,山东半岛城市群的人口呈现出集聚分布的趋势,相反,城市群的经济分布比较均匀,集聚现象并不明显;2000—2017年间,山东半岛城市群的交通网络密度大幅度上升,交通对山东半岛城市群的支撑作用愈来愈明显。

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[6]  邓丽君,张平宇,李平.中国十大城市群人口与经济发展平衡性分析[J].中国科学院研究生院学报,2010,27(02):154-162.

[7]  张庆瑜,邹哲.快速轨道交通对城市群可达性影响研究——以京津冀城市群为例[J].城市,2019,(2):14-20.

Research on Spatial Structure Evolution Characteristics of Shandong Peninsula Urban Agglomeration

ZHOU Yu-wen,PENG Meng-jie

(School of Geography and Environment,Shandong Normal University,Jinan 250358,China)

Key words:Shandong Peninsula urban agglomeration;spatial structure of urban agglomerations;evolution characteristics

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作者:周毓文 彭梦杰

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