郑州市中心各区道路网评价研究
郑州市中心各区道路网评价研究
黄文，职晓晓，马云，刘朋杰，吴越儿
（河南理工大学建筑与艺术设计学院，河南焦作454002）
【摘要】文章选取郑州市中心各区为基本研究单元，基于GIS，综合运用叠加分析对郑州市中心各区道路网现状进行研究，同时选取道路密度、道路网等级级配、人均道路用地面积、车均车行道面积、路网连接度为指标，采用层次分析法与模糊评价法对郑州市中心道路网络进行合理性评价。研究发现郑州市中心各区的道路建设情况存在较大差异；郑州市中心道路密度低于GB/T51328-2018《城市综合交通体系规划标准》（以下简称标准）所规定的值；道路等级结构极不合理；路网连接度较低；郑州市中心各区人均道路密度均大于标准值；郑州市中心道路网合理性评价为不合理。
【关键词】GIS；道路网结构；模糊评价
【中图分类号】TU984.191【文献标志码】A
2016年2月国务院《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》正式发布，意见明确指出要优化道路网结构，加强街区的建设和规划，原则上不再建设封闭式小区，对于建成小区要逐步打开，实现内部道路的公共化。理清城市道路网建设现状，对于城市建成区内部道路的开放和指导新建开放社区的
建设具有重大意义。董振华等（2017）、范科红
等（2011），石民丰等（2013）学者分别对内蒙古、重庆市、武汉市的道路密度进行了空间分异特征分析，发现道路密度的
空间分布具有明显的聚集性。田旺（2017），李阳等（2019）则对城区道路网的空间结构进行了合理性评价研究。但是
道路的快速建设也带来了很多问题，研究发现道路网的建设加剧了区域景观的破坏（黄梦娜等,2019）。随着规划理念的不断更新，街区制的推行，现代学者逐渐开始研究“密路网，小街区”模式下的路网规划（王煦立,2017；常乐,2017）。但是过往研究的区域尺度较大，没有分析城市内部各个分区道路网络的相互关系，对下一步的城市社区开放（姚佳丰, 2018）与城市建设很难提供较好的指导。
本文选取郑州市中心各区为基本研究单元，分析了郑州市中心各区的城市道路网络现状。
1研究区域概况与数据来源
1.1研究区域概况
郑州市是河南省省会城市，地处华北平原南部，下辖6区一县五市，是我国重要的综合交通枢纽，总面积7446 km2o本文选区郑州市市辖区内的金水区、二七区、中原区、惠济区、管城回族区五区为研究对象，总面积825.66km2o 截止2018年年底郑州市中心区“井+环”的城市快速路系统基本建成，全市道路规模为1932km，较2010年增长约45%，而郑州市全市一级公路建设里程为471km，二级公路建设里程为1879km，三级公路建设里程为1189km，四级公路建设里程为6592km o
1.2数据来源
城市道路数据来源于Openstreemap，通过GIS矢量化并运用Google地图校准。行政边界，各区面积等数据来自于各区政府。
2研究方法
2.1叠加分析
叠加分析是GIS中的一项空间分析方法，是将两个或两个以上要素层进行叠加从而得到一个新的要素层（范科红
等,2011）。本文中利用GIS的叠加功能将郑州市中心区的城市快速路，城市主干道，城市次干道以及城市支路的矢量数据和郑州市中心地图叠加在一起得到郑州市中心城区道路网分布图（图1）。
图1郑州市中心城区道路网分布
2.2构建指标评价体系
选取道路密度、道路等级结构、人均道路面积、车均车行道面积、路网连接度为评价指标对郑州市中心道路网进行合
［定稿日期］2020-08-04
［基金项目］河南省教育厅2019年度人文社会科学研究项目（项目编号：2019-ZZJH-120）；河南理工大学2020年度人文社会科学研究基金项目（项目编号:SKJC2020-03）［作者简介］黄文（1997~），男，本科，主要研究方向为村庄规划与设计；职晓晓（1982~），女，硕士，副教授，主要研究方向为村庄规划与设计。
理性评价。
本次郑州市中心区道路网评价调查总共向城乡规划系与建筑系大学老师以及城市规划设计院专业人员发放12份问卷，收回8份有效问卷。根据收回的问卷整理得到结果见表］。
表1郑州市中心道路网合理性评价各项指标专家评分汇总指标极合理较合理合理不合理极不合理道路网密度00.1250.250.50.125
路网连接度0.1250.1250.50.1250.125
道路等级级配00.1250.50.250.125
人均道路用地面积00.1250.250.50.125车均车行道面积00.250.250.50
2.3确定各个指标权重
综合多位专家打分，采用层次分析法确定各指标权重。使用Santy等人提出的_致矩阵法构建判断矩阵：
-1 1 T 3
1
4
1
1
1
2~
3
W,=
1
T
1112 11111
11
111 -T T
通过计算:C/=0.0882，因此判断矩阵具有满意的一致性。得到权重=(0.3507,0.1858,0.1493,0.2012,0. 1130)=(道路密度、路网连接度、道路等级级配、人均道路面积、车均车行道面积)
2.4模糊评价法
模糊评价法被广泛应用于城市道路网合理性评价研究中，对城市道路的现状具有较科学合理评价(陈光辉等, 2001)，本文也选择此方法。
(1)设定评语集卩=｛极合理I较合理I合理I不合理I 极不合理｝=｛叫|%丨卩3丨叫丨叫｝
_厂11 (15)
(2)构造权重判断矩阵他=...........
-r ml…r m5-
r j¥分别表示第j个指标评级为”级的隶属度(田旺, 2017)，本文由专家评价直接确定r j¥。见式1。
式中：g”为专家评价j因素为”级的人数;Q为参加评价的专家人数。
由表］计算得到评价指标的模糊转换矩阵：
-0 0.1250.125
0.125
0.25
0.5
0.5
0.125
0.125-
0.125
Ri=00.1250.50.250.125
00.1250.250.50.125
L o0.250.250.50」
(3)对评价指标权重W，和判断矩阵血进行模糊运算，得到综合评判：
5=^x7?!=(0.023、0.140、0.334、0.393、0.111)
(4)对评语集进行赋值V=(极合理I较合理I合理I不
合理I极不合理)=(514131211)得出的评价得分：0.023 x5+0.140X4+0.334X3+0.393X2+0.Ill x1=2.574。对比评语集的值，结论是郑州市中心区的道路合理性评价在不合理区间内。
3郑州市道路现状分析
选取道路网密度、道路网等级结构、人均道路用地面积、车均车行道面积、路网连接度等指标对郑州市中心各区道路网现状进行研究。
3.1道路网密度
道路密度是指某一区域内道路总里程和该区域总面积之间的比值，是评价某一地区交通状况的常用指标(董振华等,2017)，计算公式见式2。
D=J s⑵
式中：D为道路密度(km/km2)；Z为道路总里程数(km)；S为面积(kn?)。
从Openstreemap提取出郑州市中心各区2018年道路数据后在GIS中进行处理，然后在GIS中分别提取郑州市中心各区城市快速路、城市主干道、城市次干道、城市支路的道路长度，结果见表2。
表2郑州市中心各区各级道路长度km 金水区二七区中原区惠济区管城回族区快速路104.9263.1327.3013.6597.79
主干道114.0852.39123.2037.25123.10
次干道299.0865.7818&1191.27218.75
支路735.95334.17490.01257.12503.18
由表⑵以及郑州市中心各区面积，得出郑州市中心道路网密度为4.78km/km?以及郑州市中心各区快速路、主干道、次干道、支路的道路密度(表3)。
表3郑州市中心各区各级道路密度km/km2
指标金水区二七区中原区惠济区管城回族区快速路0.770.400.140.060.91
主干道0.830.360.640.16  1.15
次干道  2.190.420.970.39  1.87
支路  5.39  2.14  2.54  1.10  4.70
由表3可以看出以下几点。
(1)郑州市中心各区各等级道路密度差距很大，道路分布非常不均匀。
(2)郑州市中心道路密度较小，标准中规定城市中心区道路密度应大于8km/km2。
随着社区的开放，我国城市新区的路网规模将会得到显
著提高。在中国，传统的车本位思想，导致我国大量采用大街
区的路网结构（叶彭姚,2018），城市建成区存在着大量小区内部道路和单位内部道路，因此中国道路密度较西方国家较小（陆建等,2004）。近年来国家提出打通城市断头路和开放小区内部道路，这些措施会很大改善中国城市建成区路网规模不足的问题。郑州市中心区的道路密度也将得到很大改善。3.2
道路网等级结构
道路网等级级配指建成区内城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市支路的里程数比例（田旺,2017）。计算表达式见式3。
怎样查高考成绩查询弘理2羽他（3）式中：N1是城市快速路总里程数;“2是城市主干道总里程数；他是城市次干道总里程数;M是城市支路总里程数。
依据表2与式3得出郑州市中心各区的道路网等级级
配表4。
表4郑州市中心各区道路等级级配及各区各级道路占比％
金水区二七区中原区惠济区管城回族区
级配21：23：13：10：5：24：3：8：19：25：60:14713：6738：9818：5244：101
干线道路占比17.5322.3317.5813.5823.28
集散道路占比23.9012.6223.0322.2223.28
支线道路占比58.5765.0559.3964.2053.44
标准中规定干线道路占比应为15%~20%，集散道路占比应为5%~15%，支线道路占比应为65%~70%。由表（4）看出郑州市中心五区中仅有金水区，中原区干线道路占比处于合理区间，而集散道路占比仅有二七区处于合理区间，其它四区均大于标准区间值上限。郑州市中心五区支线道路占比均小于或刚刚达到标准区间值的下限，表明郑州市中心各区应加大支线道路的建设，优化道路体系结构。
3.3人均道路用地面积
人均道路用地面积是指城市道路用地面积和城市总人口的比值。计算公式为式4。
式中:A为人均道路用地面积（《?/人）；L为道路里程数（m）；D为道路宽度（m）；P为城市总人口（人）。
根据《郑州市城市规划管理技术规定》城市快速路宽度取40m、城市主干道宽度取40m、城市次干道取30m、城市支路取14m计算得到郑州市各中心人均道路用地面积见表5。
表5郑州市中心各区人均道路用地面积m?/人指标金水区二七区中原区惠济区管城回族区快速路  3.24  3.17L43L857.01
主干道  3.53  2.63  6.44  5.58.82
次干道  6.93  2.487.389.2911.76
支路7.97  5.878.9612.2112.62
郑州市中心各区21.6714.1524.2128.8540.21
标准中规定人均道路与交通设施用地面积不少于12.0
m?/人，郑州市中心各区人均道路用地均大于标准值。
3.4车均车行道面积
不同车辆行驶中占地面积见表6（徐吉谦,1998）。依据
表中的数据对车均行车道面积进行测算。计算表达式见
式5。
血=
y Mg
⑸
式中：久表示车均车行道面积（nf/veh）;©为第i种机
动车拥有量（veh）；0为第i种机动车高峰小时平均出车率;
T；为第i种机动车常速行驶时占用的道路面积（m?）。
小汽车高峰小时平均出车率分别为0.1（限制性）、0.2
（竞争性）、0.3（鼓励性）；公共汽车和出租车为0.9；社会大
客车为0.5；摩托车为0.5（陈光辉等,2001）。
表6不同车辆行驶中占地面积
交通方式占用道路面®/m2
自行车8
摩托车20
小汽车120
中型公共汽车123
大型公共汽车123
地道型公共汽车113
由2018年郑州市统计年鉴查取郑州市中心各个类型机
动车拥有量，小汽车高峰小时平均出车率取0.2，结合表6计
算得到郑州市中心区车均车行道面积为22.56m2/veh o
3.5路网连接度
道路连接度反映了整体道路网络成熟度，数值越高表明
城市道路断头路少。路网连接度计算公式为式6。
式中：J为道路连接度;M为路网总边数;N为路网总节
点数。利用GIS计算出道路总节点数和路段数，结合式6，计
算出郑州市中心各区城市道路连接度见表7。
表7郑州市中心各区路网连接度
指标金水区二七区中原区惠济区管城回族区
路网连接度  2.92  2.79  2.87  2.71  2.70
由表7可以看出郑州市中心各区路网连接度较低，城市
道路网络不成熟，存在较多断头路，各个区路网连接度较为
平衡。
4结论
本文基于GIS的空间分析功能分析了郑州市中心各区
的道路网现状及其联系并采取层次分析法与模糊评价法对
郑州市中心区进行了评价研究得出以下结论：
（1）研究发现郑州市中心道路密度小于标准值，郑州市
中心各区需要加大道路建设的投资。
(2)郑州市中心各区的道路等级级配极化严重，其中中原区与惠济区城市快速路总里程远远少于城市支路的总里程，其它各区的道路等级级配也不合理。
(3)郑州市中心各区的人均道路面积远超标准，其中最小的为二七区为14.15n?/人，其值也大于标准的推荐值12 n?/人，人均道路面积最大的为管城回族区40.21n?/人，是标准值的3.35倍。
(4)郑州市车均车行道面积为22.56m2/veh o
(5)郑州市中心各区道路连接度较低，各区道路连接度差距不大，其中金水区最大为2.92，管城回族区最小为2.70。
(6)郑州市中心区道路网合理性评价为不合理。
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(上接第103页)合全线桥梁情况综合考虑，合理进行桥梁布设、选择合理的上下部结构桥型方案，做好桥梁涵洞及桥梁景观设计，达到桥梁设计的经济、适用、安全、美观的目标，希望为今后类似高速公路的设计提供参考。
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