交通与人口相关性分析

彭伟 应国伟 李胜 李亮

摘要：为分析区域人口对交通建设的影响，提出了一种基于对数函数的交通与人口相关性分析方法。利用交通網络密度、交通干线影响度、区位优势度构建衡量区域交通建设水平的交通优势度，利用人口密度表达区域的人口压力；采用对数函数对交通优势度与人口密度之间的函数关系进行拟合，在此基础上进行相关性分析。在四川省的实验结果表明区域交通与人口之间存在较强的相关性。

Abstract： In order to analyze the influence of regional population on traffic construction，a method of correlation analysis between transportation and population based on logarithmic function was proposed in the paper. Transport superiority which measures the regional traffic construction level was built by transport network density， influence degree of transport trunk line and transport superiority degree of location. Population density was employed to express the regional population pressure. The logarithmic function was used to fit the function relationship between the transport superiority and the population density， then correlation analysis was adopted. The experimental results in Sichuan province show that strong correlation exists between regional transportation and population.

关键词：相关性；对数函数；交通优势度；人口密度

Key words： correlation；logarithmic function；transport superiority；population density

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）25-0198-03

0 引言

交通设施作为区域发展的基本要素，对区域发展具有保障作用，是衡量区域发展条件优劣的重要指标[1-3]。区域交通建设能够促进区域的对外联系，与区域经济、人口等密切相关。

交通建设水平提升能对区域经济发展产生直接的经济效益[4]，两者之间的相关性分析已引起较多研究者的关注。陈永林等采用回归分析法分析了江西省交通优势度与经济发展的空间关联[5]；谢家豪等采用耦合协调模型，对皖北交通优势度与经济发展水平进行了相关性分析[6]；余增涛等采用耦合度、协调度、相对发展度等指标，对福建省的交通优势度与经济协调发展程度进行了研究[7]；杨雅楠等采用耦合模型，对新疆交通优势度与经济发展水平进行了耦合度分析[8]。

交通与经济之间的相关性分析已有较多研究，但交通与人口之间相关性分析的研究较少。本文对交通与人口之间的相关性进行分析。采用交通优势度表达区域的交通建设水平，利用人口密度衡量区域的人口水平，选择对数函数对两者之间的关系进行拟合，并进行相关性分析。在四川省的实验结果验证了交通与人口之间的相关性。

1 本文方法

本文方法首先利用地理国情普查数据与人口统计数据，计算区域的交通网络密度、交通干线影响度、区位优势度三个指标，采用加权组合的方法构建衡量区域交通建设水平的交通优势度；利用区域人口密度衡量区域的人口水平；采用对数函数对交通优势度与人口密度之间的相关性进行拟合，在此基础上对两者的相关性进行分析。本文方法的流程图如图1所示。

1.1 交通优势度

本文采用交通优势度来度量区域交通设施建设的优劣[9]。构建交通优势度（TA）的方法较多[10-13]，本文采用交通网络密度（TD）、交通干线影响度（TI）、区位优势度（TS）的加权组合来构建，公式如式（1）：

其中ωtd、ωti、ωts分别表示交通网络密度、交通干线影响度、区位优势度对应的归一化权重值。通常情况下，3个因子等权重。

1.1.1 交通网络密度

交通网络密度用来衡量区域单位面积上的公路长度。不同技术等级的公路，其对应的通行能力也不同。为此采用区域内不同技术等级公路密度的加权平均值来计算交通网络密度，即：

式中，δk、Lk分别表示第k级公路的归一化权重值及长度，S表示区域面积，K表示公路等级数目。公路等级越高，对应的权重也越大。我国公路技术等级分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路、等外公路六类，故K=6。

1.1.2 交通干线影响度

交通干线影响度用来综合表达区域内部交通附属设施的建设情况。区域综合交通运输能力越强，则对应的交通干线影响度越大。交通附属设施的类型不同，其对区域的影响程度也不同。对不同类型的交通附属设施设定不同的权重，将所有权重累加构建区域的交通干线影响度。表1为重要的交通附属设施及其参考权重。

1.1.3 区位优势度

区位优势度用来衡量区域的地理位置优势。区域越靠近中心城市，则其区位优势度越高。依据区域到中心城市的交通距离设定权重，利用权重来度量区位优势度。距离越大，则权重越小，对应的区位优势度越差。表2为交通距离与权重的对应表。

1.2 人口密度

人口密度是指区域在单位面积上的人口数量。人口密度越大，则区域面临的人口压力越大。人口密度的计算公式如下：

式中，PD、PT分别表示人口密度与人口总数，S表示区域面积。

1.3 对数函数

对数函数是一种常见的函数关系，一般表达式如下：

式中，ln（·）表示自然对数，x、y分别是自变量与应变量，a、b分别是两个系数。当一个变量与另外一个变量的对数值存在线性关系时，则这两个变量之间存在对数函数关系。

2 实验及分析

以四川省为例，对区域交通与人口的相关性进行分析。利用四川省第一次全国地理国情普查数据为数据源，提取四川省交通干线及其附属设施数据，计算各县域的交通优势度；收集2016年四川省统计年鉴数据，计算各县域的人口密度。采用对数函数，对该省183个县域的交通优势度与人口密度进行拟合，在此基础上，对交通与人口的相关性进行分析。各项数据的现势性为2015年6月30日。

2.1 交通优势度分析

采用交通网络密度、交通干线影响度、区位优势度三个指标构建县域交通优势度，將三个指标分别归一化，且设定三个指标的权重相同。

图2为四川省各县域交通优势度的空间分布图。从图中可以看出：成都市所辖县域的交通优势度最大，其次是成都市周边的眉山市、德阳市、资阳市及川南城市群的宜宾市、泸州市。成都市及周边区域的交通优势度较大，是由成都市的政治经济中心地位决定的。成都市的公路、铁路、机场均较其他区域有着显著的优势。宜宾市、泸州市作为成渝经济区的重要组成城市，区域的交通基础设施建设良好，高速公路通车里程与铁路营业里程均较长，且两市均有民航飞机场，且位于长江黄金水道沿岸，区域的交通优势度也较大。

2.2 人口密度分析

四川是一个人口大省。图3显示的是四川省人口密度空间分布图。图中颜色越深的区域表示该区域的人口密度越大。

从图3中可以看出：四川省人口空间分布不均衡。人口主要集中在东部区域，西部区域幅员辽阔，但是人口较少。四川省92%的人口分布在40%的东部区域中。

2.3 相关性分析

采用对数函数，建立县域交通优势度与人口密度之间的函数关系。为了统一量纲，将交通优势度与人口密度均进行归一化。归一化交通优势度与归一化人口密度的函数拟合图如图4。

图4中可以看出：区域归一化交通优势度是区域归一化人口密度对数的对数函数，两者之间相关系数的平方值达到0.4389，呈现较好的相关性。对数函数的特点是初始时曲线斜率较大，曲线上升速度较快；达到一定临界值后，曲线的斜率趋近于零，曲线保持水平，不再上升。当区域归一化人口密度小于0.1时，随着人口密度的增加，区域交通优势度快速增大；当区域归一化人口密度大于0.1时，区域交通优势度随着县域人口密度的增大虽略有增大，但是增大的速度明显变缓。当区域归一化人口密度大于0.8时，区域交通优势度达到稳定，基本不再发生变化。这表明当区域人口密度增大时，会促进区域交通基础设施建设，从而提升区域的交通优势度；但是区域交通基础设施建设能力存在上限，不会受人口密度的影响无限提升。为此，当人口密度小于一定阈值时，可以通过区域交通基础设施建设来改善由于区域人口密度增大带来的交通拥堵问题；但是当人口密度大于一定阈值时，区域交通基础设施的建设能力得到饱和，交通优势度不再发生变化，单独依靠交通建设无法解决由于人口密度增大带来的交通拥堵问题。

3 结论及建议

本文研究了交通与人口之间的相关性。利用交通网络密度、交通干线影响度、区位优势度的加权组合构建衡量区域交通建设水平的交通优势度；利用区域人口密度表达区域的人口压力；采用对数函数对交通优势度与人口密度进行了拟合，并分析了两者之间的相关性。在四川省183个县域的实验结果表明了区域交通与人口之间存在较强的相关性，并得出以下结论：

①基于交通网络密度、交通干线影响度、区位优势度的交通优势度构建方法是可行的，能够准确反映区域的交通建设水平。

②区域交通与人口之间存在较强的相关性。在一定数值内，随着人口密度的增加，区域交通优势度不断提升，由于区域的交通建设用地有限，在达到一定的数值后，区域的交通优势度达到稳定，不再随人口密度的增大而变化。

参考文献：

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[2]吴旗韬，张虹鸥，叶玉瑶，等.广东省交通优势度及空间差异[J].热带地理，2012，32（6）：633-638.

[3]孟德友，沈惊宏，陆玉麒.中原经济区县域交通优势度与区域经济空间耦合[J].经济地理，2012，32（6）：7-14.

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[5]陈永林，谢炳庚，钟业喜，等.县域交通优势度与经济发展的空间关联——以江西省为例[J].地域研究与开发，2014，33（5）：21-26.

[6]谢家豪，张士杰.皖北交通优势度与县域经济发展水平的耦合研究[J].宿州学院学报，2016，31（3）：5-9.

[7]余增涛，韦素琼，林泽楠.福建省交通优势度与经济水平协调发展研究[J].福建师大学报（自然科学版），2017，0（2）：79-87.

[8]杨雅楠，阿里木江·卡斯木.“一带一路”背景下新疆城镇交通优势度与区域经济发展水平的关系分析[J].干旱区地理（汉文版），2017，40（3）：680-691.

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[12]吴威，曹有挥，曹卫东，等.长三角地区交通优势度的空间格局[J].地理研究，2011，30（12）：2199-2208.

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