城市流结构

城市流结构（精选7篇）

城市流结构 篇1

在我国目前的城市流研究中, 研究对象主要集中在长三角城市群、珠三角城市群和环渤海城市群:城市群的城市化水平较高、区域经济联系较紧密;对我国西部地区城市群的研究相对较薄弱。这种研究的不完善性, 影响了全国城市群发展基础数据的完善, 造成区域横向比较不足, 很难为我国东中西部区域发展不均衡问题提供整体性的对策建议。本文为云南省城市流的研究提供了可借鉴的理论依据。

一、国外研究动态及现状

Harris、Ullman、Haggett等国外学者很早就对城市的功能联系和外向服务功能进行过研究和探讨。Smith (1983) 认为“流”, 可反映城市体系的概貌, 空间流的刻画不应是其重点, 更为重要的是通过空间流揭示区域联系或城镇体系的空间秩序或法则。

英国地理学家哈哥特 (1988) 借用物理学的热传导方式, 把城市之间、城市与区域之间的人流、物流、资金流、信息流和技术流等空间相互作用的基本形式分为对流、传导和辐射三种类型。

二、国内研究动态及现状

本文中根据目前的城市流理论在我国的成熟度、应用范围的不断扩展, 研究方法的不断发展, 将城市流的国内综述分成三个阶段。

第一阶段 (2002年--2004年) 关于城市流的研究主要是单个城市的城市流研究, 研究的区域比较具有代表性——发展比较快的城市。朱英明等 (2002) 认为城市流是指城市之间的人流、物流、信息流、资金流、技术流等空间流在城市区域所发生的频繁、双向或多向的流动现象。城市流的表现形式为人流、物流、信息流、资金流、技术流等在城市密集区的空间流动。他们的研究对象是沪宁杭城市密集区, 依据城市流强度值, 沪宁杭城市密集区的中心城市可以分为三类。张虹鸥等 (2004) 的研究也是采用城市流强度的定量分析方法, 他们研究的区域比较有代表性, 主要是对珠江三角洲城市群城市流强度及其结构进行系统分析, 旨在一定程度上揭示珠江三角洲城市间的相互作用与联系, 该地区的研究对以后学者进行研究具有极强的参考性。

第二个阶段 (2006年--2009年) 的研究也侧重代表性区域的研究, 重心是有所转移, 研究的区域更广, 不仅涉及东部地区, 更涉及了中部、北部等地区;在方法上面, 不仅有通用的方法, 更是引用了SPSS分析方法;不仅有多地区的空间秩序比较, 更有同一地区的时间序列比较。

李桢业等 (2006) 以重庆、武汉、南京、上海四个城市为中心的城市群经济带共33座城市的外向型服务业数据作为本文的分析对象, 通过计算这两个期间33座城市的外向型产业外向功能量以及辐射强度的变化, 来确认20世纪90年代后期以来长江流域主要中心城市及其城市群连绵带的城市流变化情况。

王士君等 (2007) 采用城市流强度的定量分析方法, 对东北三个城市群组“辽中南”、“吉中”、“哈大齐”的区位熵、外向功能量和城市流强度进行了计算分析, 并基于此提出了城市群组的城市流强化与城市整合对策。

赵宇鸾等 (2008) 对广西环北部湾城市群的区位商、外向功能量和城市流强度进行了计算分析, 并基于此提出了城市群的城市流强化及城市发展对策, 以期促进广西环北部湾城市群的发展。王海江等 (2009) 用城市流来描述城市的基本活动部分, 用城市流强度来表征城市对外服务能力的强弱。城市流强度与中心城市的中心性强度具有强相关性, 通过对全国地级以上286个中心城市的城市流强度的计算和结构分析, 总结出我国中心城市对外服务能力的空间格局的的特征。

第三个阶段 (2010年至今) 更加注重在城市流研究的基础之上, 建立有利于各地区发展的网络结构以及城市流发展对一个地区经济发展的贡献程度;研究的点更细;更加注重区域间的和谐发展。主要研究体现在以下几位学者的研究上面。

朱顺娟等 (2010) 根据城市流强度值确定长株潭城市群三级网络节点, 构建城市网络联系模型来确定城市与城市之间的网络联系, 从而构建长株潭城市群网络的基本形式;王海江等 (2010) 通过对中国13个主要城市群的城市流强度与结构分析, 从城市流视角探讨中国城市群对外服务功能空间分布特征及其增长情况。研究认为, 由城市流强度占GDP比重而确定的外部贡献率, 是城市的基本活动部门对地区生产总值增长的贡献份额, 城市群区域内部密切的经济联系与交流提高了各城市的外部贡献率, 由城市间密切经济联系而形成的城市流是城市群演化发育的内在机制之一。

2011年的研究主要体现在:研究的方法采用了线性回归;研究的目的是提出区域发展的建议;最终促进区域的发展。陈群元等 (2011) 基于城市流强度理论模型, 对环长株潭城市群的城市流强度值和城市流强度结构进行了测算分析, 得出本城市群多数城市的城市流强度值偏小, 城市间的空间联系偏弱, 究其主要原因是各城市的综合经济实力不强, 产业的外向度不高。再对城市流强度值与三次产业的关系进行多元线性回归分析, 发现第二产业对城市流强度的影响大于第三产业, 环长株潭城市群仍然处于以工业增长为主的初级发展阶段, 最后, 提出了环长株潭城市群各城市提高城市流强度和增强空间联系的对策。

2012年和2013年的研究更加体现了, 城市流的研究方法及形式更加全面;城市流只是研究的工具, 最终还是为地区和国家的发展来做贡献的。郭建科等 (2012) 以中国地级以上城市为研究样本, 将货运量作为切入点, 把城市流模型改造为城市货运外向服务功能模型, 应用Arc GIS空间分析手段, 测算各城市水陆空等不同运输方式货运外向服务功能。对1989年和2008年的数据和计算结果进行对比, 揭示货运外向服务功能在中国城市体系中的空间分布规律和等级结构, 考察各城市在整个国家层面和所在区域货运空间联系中的地位和作用;赵林等 (2012) 基于城市流强度模型和城市间相互作用强度模型, 以中原经济区29 个城市为研究区域, 对中原经济区的城市内在经济联系进行了分析。据此, 提出了优化中原经济区城市经济联系的对策, 服务于中原经济区的发展;徐慧超等 (2013) 以中原经济区为研究区域, 选取2000、2003、2006和2009年4个时间截面, 采用城市流强度模型对中原经济区28个城市的城市流强度进行了测度。根据计算结果, 运用Q形聚类法, 将中原经济区28个城市的城市流强度划分为15种类型, 同时, 进一步分析了中原经济区城市流强度的时空演变规律。

三、结论

以上就是城市流的相关文献综述, 由以上文献我们也可以看出, 城市流的研究区域虽然广、方法也多, 但是始终没有一篇关于云南省的城市流研究, 所以本文是立足于全国城市流的基本研究——用文献综述的方式方法对云南省的城市流研究提出思考的路径。

摘要：城市化是社会生产力发展到一定程度的成果, 并且随着城市化水平的不断提高, 城市在社会经济发展中的影响和作用日益增大。城市化水平成为一个国家或地区经济发达程度, 特别是工业化水平高低的一个重要标志, 另外, 随着新兴的信息技术、空间技术、生物技术等一系列技术革命, 地区间的合作不断深化, 基本经济单位将不再是单个城市, 而是一个个组合起来的、实力雄厚且具有战略优势的城市圈或城市群。本文是立足于全国城市流的基本研究——用文献综述的方式方法对云南省的城市流研究提出思考的路径。

关键词：城市化,城市流,文献综述

参考文献

[1]Smith S.Recreation Geogra Phy[D].London:Longman, 1983.

[2]朱英明, 于念文.沪宁杭城市密集区城市流研究[J].城市规划汇刊, 2002 (1) :31-33.

[3]张虹鸥, 叶玉瑶, 罗晓云, 叶树宁.珠江三角洲城市群城市流强度研究[J].地域研究与开发, 2004 (6) :117.

[4]李桢业, 金银花.长江经济带外向型产业城市流分析[J].中南财经政法大学学报, 2006 (3) :117.

[5]赵宇鸾, 林爱文, 骆建礼.基于城市流强度的广西环北部湾城市群发展研究[J].山西师范大学学报 (自然科学版) , 22 (3) :89.

[6]朱顺娟, 郑伯红.城市群网络化联系研究——以长株潭城市群为例[J].人文地理, 2010 (5) :65.

[7]王海江, 苗长虹, 郝成元.中国城市群对外服务功能强度与结构分析[J].人文地理, 2010 (1) :49.

[8]陈群元, 宋玉祥.基于城市流视角的环长株潭城市群空间联系分析[J].经济地理, 2011, 31 (11) :1840.

[9]李王鸣, 江勇.基于城市流要素的区域城市内外部功能联系研究——以浙江省台州市域为例[J].经济地理, 32 (2) :59.

[10]郭建科, 韩增林, 王利.我国中心城市货运外向服务功能空间体系[J].地理研究, 2012, 31 (10) :1849.

[11]赵林, 韩增林, 马慧强.中原经济区城市内在经济联系分析[J].经济地理, 2012, 32 (3) :57.

冀中南城市群城市流研究 篇2

1.1 城市流

城市流是指在城市间人流、物流、信息流、资金流、技术流等空间流在城市密集区所发生的频繁、双向或多向的流动现象。

1.2 城市流强度

城市流强度是指在城市密集区城市间的联系中城市外向功能 (集聚与辐射) 所产生的影响量。

公式为:F=N·E

式中F为城市流强度, N为城市功能效益, 即各城市间的单位外向功能量所产生的实际影响, E为城市外向功能量。

城市流强度说明了城市与外界 (城市或农村) 联系的数量指标。对城市间联系极为密切的城市密集区, 城市流影响因素、城市流规模结构、城市流规模体系分析, 将有助于城市密集区城市间的定量联系, 为城市密集区的规划、发展提供科学依据。

2 冀中南城市群城市流强度

2.1 冀中南城市群现状

河北省在2006年2月通过的《河北省国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中明确提出了“两群一带”的经济发展形态, 冀中南城市群即是两群中的一个。冀中南城市群从行政上包括了石家庄、衡水、邢台、邯郸四个地级市的行政区划范围, 到2007年底共有14个城市, 其中4个地级市, 10个县级市, 49个县, 352个镇, 土地总面积4.89万平方千米, 占全省的26.1%, 2 929万, 占全省的42.8%。

2.2 城市流强度模型

考虑到指标选取的通透性以及代表性, 选择城市从业人员为城市功能量指标, 则城市是否具有外向功能量E, 主要取决于其某一部门从业人员的区位商Lqij:

城市J部门从业人员区位商Lij:

若Lqij<1, 则i城市j部门不存在着外向功能, 即Eij=0;若Lqij>1, 则i城j部门存在着外向功能, 因为i城市的总就业人员中分配给j部门的比例超过了全省的分配比例, 即i部门在j城市相对于全省是专业化部门, 可以为城市外界区域提供服务。因此, i城市j部门的外向功能Eij:

i城市m个部门总的外向功能量Ei:

i城市的功能效率Ni为:

Fi=GDPi/Gi

i城市城市流强度Fi:

2.3 冀中南城市群城市流强度

本文将根据2006年各城市的GDPi、Gi, 利用以上公式求出冀中南城市群主要中心城市的城市流强度。

首先利用公式 (1) , 求出冀中南城市群不同等级中心城市的主要外向服务部门的区位商 (下页表2) 。

根据下页表1的数据, 利用公式 (2) 计算i城市j部门 (Lqij>1) 的外向功能量Eij (Lqi<1时, Eij=0) ;再利用公式 (3) 和 (4) 计算i城市的外向功能量Ei和城市流强度Fi (下页表3) 。

3 结论与对策

3.1 结果分析

由计算结果可以看出, 冀中南城市群的中心城市可以分为三类:高城市流强度值中心城市———石家庄;城市流强度一般的中心城市———衡水;城市流强度低的城市———邢台和邯郸。城市流强度值不同的三类城市与外界区域所产生的实际差距是明显存在的, 石家庄的城市流强度值表明其理所当然成为冀中南城市群集聚辐射中心, 衡水可作为冀中南城市群东部的辐射集聚中心, 而冀南地区两个主要城市的集聚辐射作用有限, 亟需加强。

资料来源:河北省2007经济年鉴, 2007中国统计年鉴

3.2 存在问题

3.2.1 城市群整体城市流强度弱

作为冀中南城市群的四个核心城市, 其城市流强度不高, 除省会石家庄外, 其余三个城市强度均不高。与国内较发达的长三角地区相比较, 2002年, 上海的城市流强度为4 974737.33万人·元, 杭州和南京分别为870 612.20万人·元和694 887.85万人·元, 宁波、苏州等城市也都有很高发城市流强度, 接近600 000万人·元。石家庄和长三角城市群的核心城市2002年数据相比差距明显, 其它三个城市差距更大。

3.2.2 城市流强度与城市规模不相称

按常理来讲, 应该是城市规模越大的城市, 其对周边区域的辐射和集聚能力就越强, 城市流强度就越高。邯郸市人口140多万, 是冀中南城市群中的第二大城市, 但是, 其城市流强度却是最低的, 作为城市群的副核心城市, 这是极不相称的。另外, 邢台也是一个大城市, 其城市流强度也不高, 还不如中等城市衡水。

3.3 强化对策

构成城市流强度的因素最终可以概括为城市总体实力与城市流倾向性两个因素, 两者之间的相对比例关系影响到城市流强度的大小。既有较高的总体实力, 又具有较高的综合服务能力的城市, 方能具有较强的城市流强度。

根据朱英明对城市流强度的研究模型:第三产业对城市流强度的影响远远超过GDP的影响, 二者呈正相关关系。目前, 集中南城市群第三产业在GDP中的比重较低。石家庄为57%, 衡水为36%, 邢台为26%, 邯郸为30%, 而同时邯郸和邢台两市的第二产业比重则高达69%和68%。邯郸和邢台做为资源密集型开发的老工业基地, 第三产业严重落后于经济发展, 产业结构不合理。服务性部门发展缓慢, 对区域的辐射和集聚能力不强。

针对冀中南城市群城市流强度偏弱的特点, 制定出相应的措施。石家庄作为区域内唯一一个高城市流强度值的中心城市, 但与发达地区比, 差距还很大。从加强其与城市群内其他城市和区域外城市联系的枢纽地位考虑, 今后的发展除了进一步加强城市综合服务能力的建设以外, 强化城市的总体实力更为迫切, 只有这样, 才能真正提高其城市流强度, 促进其健康发展。衡水市虽然有一定的城市流强度, 但因其建市较晚, 第三产业不太发达, 以后要在增强城市综合实力和调整产业结构方面下功夫。邯郸和邢台则最重要的是调整产业结构, 加强城市的服务能力建设。特别是邯郸, 作为晋冀鲁豫四省交界的唯一特大城市, 加强其城市流强度对于发展河北南部经济, 促进冀中南城市群更好更协调的发展, 加快区域一体化进程具有重要的意义, 城市群规划中对其副核心城市的定位也要求其必须这样才能完成其使命和职能。

摘要：城市流是指在城市密集区城市间人流、物流、信息流、资金流、技术流等空间流所发生的频繁的、双向或多向的流动现象。依据城市流强度值可以看出, 石家庄市是冀中南城市群的集聚辐射中心, 邢台、衡水和邯郸的城市流强度均较低, 特别是邯郸市的城市流强度与其城市规模极不相称。

关键词：城市流,城市流强度,冀中南城市群

参考文献

[1]朱英明, 于念文.沪宁杭城市密集区城市流研究[J].城市规划汇刊, 2002, (1) :31-35.

[2]朱元秀.长江三角洲都市圈城镇体系发展与优化布局研究[D].华东师范大学硕士毕业论文, 2005.

[3]中国统计年鉴编辑部, 2007中国统计年鉴[Z].2007.10

货运机车准流线形司机室结构设计 篇3

1.1 总体结构及主要技术参数

HXD1深度国产化机车为大功率六轴货运机车,司机室外形采用上部为直面,下部为双曲面的准流线形设计,使整体造型新颖别致。如图1所示,司机室钢结构由司机室前墙、司机室顶盖、司机室左侧墙、司机室右侧墙、司机室后墙五部分组成。整个司机室结构为全焊接结构,各部件均为钢板和钢板压型件组成。前墙部分通过双曲面从底架上平面过渡到前窗下平面,再利用直平面从前窗下平面过渡到顶盖曲面。在满足高度限界的前提下,顶盖部分设计成曲面形状,以增强整体造型效果。在保证司机室前窗和操纵台空间的前提下,侧墙的前部向机车纵向中心线倾斜6°。左右侧墙保证入口门的使用空间以及活动侧窗和扶手杆的安装空间,前墙与侧墙的过渡面采用弧度一致的双曲面,以增强流线效果。司机室后墙作为司机室的一部分,镶嵌在司机室后端有效的控制了司机室变形,提高了司机室的整体刚度。

司机室的主要技术参数如下:

总长/mm3003

高度/mm2595

宽度/mm3100

质量/kg3056

1.2 主要结构梁、柱的布置

对于重载货运机车司机室来说,需对结构梁进行合理的布置和优化设计,使司机室具有高的强度和合理的传力途径。为了满足UIC651[1]对机车司机室强度的要求,该型货运机车司机室由纵向、横向、垂向三个方向的梁结构及两侧的门立柱等槽形梁组成一网架梁结构,从整体上提高了司机室的刚度和强度[2]。同时,将司机室的主要质量分配给用于传递纵向力及提高车体整体刚度的前墙、左侧墙和右侧墙,对司机室的顶盖部分进行减重设计,充分发挥梁、柱的承载能力。

1.3 材料选择

该型机车为大轴重重载机车,运用环境较为复杂,适用温度为-40℃~+40℃,因此选择材料时不仅要考虑强度性能,还必须具有良好的低温性能,即材料在-40℃时能承受一定的冲击。通过分析钢材的机械性能[3],见表1,当板厚t≥6 mm时,材料选择为16 Mn DR;当t<6 mm时,材料选择为Q345E。整个司机室主要由2 mm、4 mm、6 mm和8 mm厚的Q345E和16Mn DR钢板焊接而成。

2 司机室钢结构的模块化设计过程

模块化设计[4]是基于标准化、规范化、通用化、系列化基础而产生的一门新的设计技术,有利于技术储备和新技术的发展。对于车体司机室而言,司机室钢结构可分为前墙、左右侧墙、顶盖、后墙模块。采用模块化设计不仅简化了设计工作,提高了司机室设计的可靠性和工作效率,而且能使焊接工作分散开来,有利于后续工艺的进行。在该型机车司机室三维模型的设计过程中,采用的是由整体到部分,自顶向下的方法。

1)根据主要技术参数,综合考虑空气动力学性能和外观效果,设计头型方案,形成头型片体,加厚生成司机室钢结构的外轮廓蒙皮。

2)以外轮廓蒙皮为基础向里分别完成前墙、左右侧墙、顶盖的主体梁骨架的构造。考虑强度和接口要求细化建模,设置加强筋板。

3)根据接口要求,构建前窗玻璃安装框、头灯玻璃安装框、辅照灯安装框、刮雨器安装座、空调通风法兰、喇叭安装板等骨架间结构。

4)对模型各部件间进行干涉检查,尽量避免接口错误,提高设计的可靠性。

5)将模型输出进行静强度和模态计算,根据计算结果对结构进行改进设计。

3 司机室各部件结构及特点

3.1 司机室前墙

司机室前墙的钢结构较为复杂,如图2所示。前墙的钢结构可分为三大部分:起主要承载和传力作用的支撑骨架;布置于骨架间的安装结构;蒙皮。

前墙的钢结构支撑骨架由上弦梁、下腰梁、窗间立柱、横向及纵向支撑板等组成。为了使司机室前墙具有较高的强度,骨架的各个部分均设计成箱型梁结构。其中,在前墙上部,上弦梁与横向及纵向支撑板形成箱型梁结构;在前墙中部,上弦梁、下腰梁与窗间立柱形成箱型梁结构;前墙下部的横向及纵向支撑板与牵引梁上盖板形成箱型梁结构,使司机室前端能承受较强的正面冲击。司机室前端两侧通过纵向支撑板及立柱由底架连接到司机室侧墙顶梁,再过渡到侧构的上弦梁,这样当车体处于拉伸或压缩工况下时,力矩能有效地通过这一路径由司机室传递到侧构上弦梁。在前端两侧分布的横向支撑板不仅起到了支撑蒙皮的作用,还有利于工艺对曲面准流线型的外蒙皮进行准确定位,保证了车体整体一致的外观效果。

前墙骨架间布置有头灯安装座、前窗玻璃安装框、辅照灯安装座、刮雨器安装座、空调通风法兰、通线管道和重联插座法兰等结构。为配合整体造型的需要,辅照灯的外形设计成倒置的拱门形状,如图3所示,整个辐照灯安装装置分为辐照灯框和辐照灯法兰两部分。采用薄板压型折弯后组焊成拱门形状的辐照灯框,同时辐照灯框两侧还具有弯边结构,利于辐照灯安装装置与周围结构进行焊接连接。辐照灯法兰与辐照灯框采用密封焊。辐照灯法兰与辐照灯框的上下表面成垂直关系,使法兰的制造更为简单,同时利于法兰安装时的定位,装拆方便,提高了密封性能。重联插座法兰布置于空调法兰之间的区域,一方面能够避开脚踏,另一方面可以避免机车转弯时重联管路与重联机车之间可能存在的干涉现象。重联插座法兰上焊接一根弯管用于走线,弯管穿过空调法兰区域,并与空调法兰纵腹板之间满焊以保证密封性。

前墙下部两侧的双曲蒙皮厚度为4 mm,在具备一定强度的同时便于工艺制造加工。其余部分蒙皮厚度为6 mm,以保证蒙皮开口区域的强度。

3.2 司机室左、右侧墙

如图4所示,司机室左侧墙由左侧墙顶梁骨架、左侧墙后墙立柱、左入口门门框、左侧窗上横梁、侧窗下横梁、左侧窗封板、左侧窗立柱、左侧窗板等组成。根据吊装设备的需要,入口门的净空尺寸为1 679 mm×604 mm。司机室入口门门角往往是应力集中区,为了避免应力过度集中于门角区域,采用整块门板作为门框,减少了焊缝,同时对门角处圆滑处理。侧窗的净空尺寸为635 mm×520 mm,采用上下滑动的连动杆式结构。为了防止侧窗积水,侧窗下横梁上开孔并连接下水管。

司机室右侧墙与司机室左侧墙为对称结构。

3.3 司机室顶盖

为了与司机室的整体外形效果相配合,司机室顶盖呈圆弧凸起,如图5所示。司机室顶盖主要由横向、纵向角钢、蒙皮等组成。角钢上进行开孔,一方面可用于走线,另一方面减轻了司机室顶盖的重量。蒙皮厚度为6 mm,蒙皮上安装有电笛安装座及喇叭安装板。

3.4 司机室后墙

如图6所示,司机室后墙由后墙骨架及蒙皮组成。其中后墙骨架包括后墙上部梁、走廊门门框、不同长度的横梁、不同高度的立柱等。蒙皮厚度为3mm。走廊门的净空尺寸为484mm×1754mm。后墙上部梁中的筋板结构与侧构上弦梁的断面结构保持一致,保证了纵向力的有效传导。

4 司机室强度计算

该型机车要求车体(包括司机室)承载能力须满足UIC 566[5]《车体以及车体部件的载荷》的要求,但其纵向压缩载荷不小于3 000 k N,纵向拉伸载荷不小于2 500 k N。在通用有限元软件中建立车体承载结构的计算模型,对3 000 k N纵向压缩载荷和2500 k N纵向拉伸载荷两种工况进行计算[6],计算结果如图7、图8所示。两种工况下司机室的最大von_Mises应力均出现在司机室侧窗母材圆弧区域,该区域材料为6 mm厚16 Mn DR钢材,由表1可知其屈服强度为315 MPa。根据标准DIN EN 12 663的规定,车体主体结构在所有静载荷工况的载荷作用下,应力要求达到1.15的安全系数。车体承载结构在纵向3 000 k N压缩时,最大von_Mises应力为270.982 MPa,最小安全系数为315/270.982=1.162>1.15;车体承载结构在纵向2 500 k N拉伸时,最大von_Mises应力为183.156 MPa,最小安全系数为315/183.156=1.72>1.15。在这两种工况下,司机室钢结构的强度均达到了要求。

5 结语

该型货运机车目前已完成试制工作。由于司机室钢结构是按照模块化的理念进行设计的,在试制过程中各部件均有专门的工装进行保证,基本避免了各部件间的接口错误,减少了生产过程中出现的问题,提高了工作效率,达到了预期设计效果。

参考文献

[1]UIC651-2002机车、动车、动车组和带司机室客车的司机室结构[S].2002.

[2]金希红.我国重载电力机车车体设计及技术发展[J].电力机车与城轨车辆,2009(1).

[3]闵阳春,金希红,袁文辉.HXD1B型大功率交流传动机车车体[J].电力机车与城轨车辆,2010(4).

[4]刘晓波,杨相健.基于变型设计思想的机车车体结构模块化设计[J].电力机车与城轨车辆,2009(1).

[5]UIC566-2006车体以及车体部件的载荷[S].2006.

城市流结构 篇4

关键词：城市空间联系,城市流强度,丝绸之路经济带新疆北线城市

城市联系是城市的基本经济活动, 是不同区域以人口、资源等生产要素的流动和产业关联为主要内容, 利用便捷的交通网络和现代化的通讯技术以实现城市间集聚与辐射功能的有效发挥。国外对城市联系的定量研究较为广泛, 威廉·J赖利 (Reilly) 提出的“零售业引力法则”, 为研究区域空间联系及相互作用奠定了坚实的理论基础。近年来随着社会经济发展市场化、全球化的推进, 国外又掀起了空间联系与相互作用研究的热潮, 研究主要集中在城市相互作用与经济联系空间流, 城市群空间结构及演变特征等方面。国内学者周一星提出了主要经济联系方向论, 奠定了城市与区域经济联系研究的理论基础。其中诸多学者运用城市流强度模型对区域的空间联系进行了深入的研究, 朱英明等运用城市流强度的分析方法分别对沪宁杭、珠江三角洲、山东半岛、长江三角洲、环渤海及东北地区等不同的区域内各城市空间联系进行了定量研究。从研究内容看, 以往的研究多以区际联系为主, 对区域连续时间段进行空间联系的定量分析较少;从研究方法看, 以往的研究多采用空间相互作用的引力模型, 缺乏对具体城市流强度的动态分析及研究;从研究地域来看, 多集中在长江三角洲、珠江三角洲等内部联系比较紧密、发展水平较高的成熟区域, 而对西部欠发达地区、内部联系相对松散, 发展水平处于中下游的新疆涉及较少。

1 研究区域概况、研究方法及数据来源

1.1 研究区域概况

“丝绸之路经济带”在新疆包含北、中、南三条线, 本文以北线城市为研究区域 (图1) , 本研究区是带动全疆社会经济发展的龙头, 也是目前新疆最具发展潜力和发展前景的区域。其主要包括哈密市、乌鲁木齐市、昌吉市、阜康市、五家渠市、石河子市、克拉玛依市、奎屯市、伊宁市、博乐市10个中心城市, 由于这些城市均位于“天山北坡经济带”铁路沿线, 人口集聚性较强, 城市间的相互联系较为密切, 经济发展水平处于新疆前列。2013 年底, 北线各中心城市地区生产总值为4536.74亿元, 占全疆的54.27%, 年末总人口575.51万, 占全疆的25.42%;人口最多的为乌鲁木齐市 (262.93万人) , 其次为石河子、伊宁、哈密。

1.2 研究方法与数据处理

城市流强度是指区域内城市间相互联系中城市外向功能 (集聚与辐射) 所产生的影响量, 城市是否具有外向功能量E, 主要取决于某一部门的从业人员区位熵, i城市j部门从业人员区位熵Lqij为:

式 (1) 中Gij为i城市j部门的从业人员数量, Gi为i城市总从业人员数量;Gj是指所在区域中j部门的从业人员数量, G表示城市所在区域总从业人员数量。因此, i城市j部门的外向功能Eij为:

i城市n部门总的外向功能量Ei为:

i城市的功能效率Ni用人均从业人员的GDP表示, 即:

根据公式 (1) 至 (4) , 计算i城市的城市流强度Fi可以表示为:

式 (6) 中Ki是指i城市外向功能量的比例, 称为城市流倾向度, 反映了i城市的总功能量的外向程度。

城市流强度结构是指影响城市流强度因素之间的相对数量比例关系。由公式 (5) 中的Fi=GDPi·Ki可知, 构成城市流强度的因素最终可概括为城市总体经济实力与城市流倾向度两个因素, 二者之间的相对比例关系直接影响城市流的大小。其公式为:

式 (6) 和式 (7) 中:GDPi′与Ki′分别为各市国民生产总值与城市流倾向度的标准化值, 与分别为各市国民生产总值与城市流倾向度的最大值。GDPi′与Ki′分别反映城市的相对总体经济实力和相对综合外向能力。

本文将“丝绸之路经济带”新疆段北线中心城市作为基本研究单元, 利用《新中国六十年- 新疆人民生活》 (1949-2009) 《新疆统计年鉴》 (2008) 、 (2010) 、 (2013) 以及各地州统计年鉴获得2007、2009、2012 年新疆“丝绸之路经济带”北线10个中心城市的制造业、建筑业等10个行业的全市从业人员数据、全市总从业人员人数、全市GDP的数据。

2 城市流强度的动态演变分析

为进一步分析新疆北线“丝绸之路经济带”城市空间联系格局, 本文将城市流强度值用ArcGis软件处理, 得到空间插值图 (图2) 。对比“丝绸之路经济带”新疆段北线城市流强度空间插值图可以看出, “丝绸之路经济带”北线城市流强度格局整体上变化较大, 且各中心城市间的联系有逐步强化的趋势, 呈现出以乌鲁木齐、克拉玛依为主要核心的圈层结构。

2.1 总体分布格局变化较大

由图2可以看出, 2007年北线各中心城市城市流强度较突出的只有克拉玛依、乌鲁木齐两个城市。2009-2012年间北线各中心城市城市流强度总体分布格变化较大, 城市流强度呈现出东南高, 西北低的空间分布格局, 且随着时间的演变, 研究区内东南强联系区与西北弱联系区城市之间的差异有缩小的趋势, 由于新疆城市主要经济活动皆分布在绿洲上, 就绿洲内的要素密度而言, 绝不亚于东部发达省市, 作为一类特殊的人文活动空间, 新疆城市间的空间联系既不同于平原地区的普遍性稠密, 也不同于典型山区的普遍性稀疏, 而是被大范围稀疏区包围的斑状稠密区, 且疏密区缺少过渡。

2.2 城市对外联系能力空间分布不均匀, 等级化差异明显

据各城市流强度值数据, 可将北线各中心城市对外联系强度划分为高、中、低3个等级:乌鲁木齐、克拉玛依属于高城市流强度值城市, 2012年城市流强度分别为615.02、445.46 亿元, 远远大于排名第三的石河子 (69.06亿元, ) 分别是石河子的8.91、6.45倍, 占城市流强度总量的75.99%, 处于绝对优势地位, 显示出乌鲁木齐作为省会城市对周边城市的集聚和扩散能力, 成为区域核心城市;克拉玛依市城市流强度值仅次于乌鲁木齐市, 远高于其他城市, 是区域次中心城市。哈密、石河子、昌吉、伊宁为中城市流强度值城市, 2012年城市流强度总值增幅较为明显, 分别为2007 年的13.75、4.61、2.86倍, 城市流强度主要受城市综合服务能力的影响, 故今后在维持城市综合服务能力较强的优势下, 还需重点提升城市的综合经济实力。

2.3 中心城市与外围区域的梯度差逐年缩小

北线各中心城市的整体布局是以中心城市为主向外层一次辐射, 乌鲁木齐作为区域中心城市, 一直处于北线各中心城市城市流强度最高的核心城市, 集聚了北线地区大规模的人流、物流、信息流等。从动态来看, 由于交通条件的改善, 乌鲁木齐与外围城市的梯度差在逐渐缩小, 至2012 年, 乌鲁木齐与昌吉、石河子、五家渠、哈密、阜康、博乐、伊宁、奎屯、克拉玛依的城市流强度分别由2007年的10.24、15.03、834.11、71.95、26.34、50.27、15.61、35.13、2.63缩小至17.02、8.90、12.79、14.28、18.16、15.89、14.89、20.54、1.38, 这种梯度差异的缩小不仅表明乌鲁木齐正在发挥其作为中心城市的辐射效应, 同时也说明了北线各中心城市城市流强度有缩小的趋势。

3 结论

本文以“丝绸之路经济带”新疆段北线10个中心城市为研究区域, 基于城市流强度模型, 利用2007、2009、2012年3个时间截面的动态数据, 对“丝绸之路经济带”新疆段北线中心城市的城市空间联系进行分析, 进一步客观的分析了城市空间联系的时空变化规律。主要结论如下:

(1) 在空间分布上, 北线各中心城市城市流强度空间演变总体分布格局保持稳定, 呈现出东南高, 西北低的空间分布格局, 且随着时间的演变, 呈现出高、中、低不同层次, 城市间空间距离成为影响其空间格局分布的重要因素之一。因此, 应该借助新疆在“丝绸之路经济带”核心区域的地域优势, 构建全疆范围内快速交通, 进一步缩小城市间联系的空间距离, 坚强疆域范围内城市间的联系能力。

(2) 影响城市流强度的因素主要表现为三大产业, 其中第一产业对城市流强度的相关作用越来越微弱, 第二产业和第三产业对城市流强度的相关作用愈加强烈, 而第二产业和第三产业的发展还受经济建设政策及方针的制约。

参考文献

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城市流结构 篇5

城市轨道交通中采用的电压等级众多, 仅直流制式就有近二十种, 从DC400V至DC3000V均有采用。在这二十种电压等级中, 应用最多的还是DC750V和DC1500V两种。这也是国际电工委员会 (IEC) 推荐采用的电压等级。

就授流方式而言, 在目前世界上100多个城市修建的轨道交通中, 架空接触网和和接触轨约各占一半。其中架空接触网采用的电压等级较为广泛。由于受到整流技术水平的制约, 早期建设的地铁普遍采用DC750V及以下电压等级的接触轨, 但随着硅整流技术的发展以及架空接触网技术的成熟, DC1500V架空接触网在城市轨道交通中得到较为广泛的应用, 近年来, DC1500V接触轨技术也开始在轨道交通领域得到应用。

从我国城市轨道交通的发展史看, 北京、天津地铁等采用DC750V接触轨, 上海地铁1号线、2号线、广州地铁1号线、2号线、上海轨道交通明珠线以及深圳地铁一期工程等均采用DC1500V架空接触网, 广州地铁的4、5、6号线采用了DC1500V接触轨。纵观我国城市轨道交通授流方式的选择, 无论是架空接触网还是接触轨在我国城市轨道交通领域均有较多应用, 都具有成熟的建设及运营经验。

2 授流方式简介

目前在国内外城市轨道交通系统中, 供电系统授流方式根据安装位置的不同主要有架空接触网和接触轨两种方式。下面主要对两种授流方式的结构组成及特点作简要介绍。

架空接触网根据结构形式的不同又分为架空柔性接触网和架空刚性接触网两种主要方式。架空柔性接触网主要由接触线、承力索、架空地线、绝缘子、支持结构、立柱等组成, 如图1所示;架空刚性接触网主要由汇流排、接触线、垂直悬吊装置、绝缘子等组成, 如图2所示;目前架空接触网的零部件及设备已经全部实现了国产化。

接触轨是沿轨道线路敷设的附加导电轨, 从电动客车转向架伸出的受流器通过受电靴与接触轨接触而取得电能。根据与电力机车受流器的接触面不同, 接触轨可以有三种授流方式, 即上接触式、下接触式和侧接触式。接触轨主要由钢铝复合轨、支撑装置、端部弯头、防护罩、中间接头、膨胀接头、中心锚结及电缆连接板等部件组成, 如图3所示。目前接触轨的零部件及设备也已经全部实现了国产化。

架空柔性接触网的跨距一般为30~50米, 可采用单支柱悬臂结构悬挂安装, 投资省, 施工方便, 一般应用于地面、高架桥及车辆基地等;架空刚性接触网结构简单、维护量小, 但由于悬挂点间距一般为6~8米, 不适合于隧道外悬挂安装, 一般应用于隧道内。相比于接触轨而言, 由于架空接触网设置在线路顶部, 人员不易接触, 触电概率较小, 安全性较好, 也便于人员疏散。但是架空柔性接触网零部件较多, 运营维护量较大、成本高。同时, 在高架及地面线路还需考虑架空接触网与城市景观相互协调配合的影响。

接触轨沿线路布置, 结构简单, 安装方便, 维护工作量少, 可做到少维修免维护。运行可靠性也较高, 对城市景观基本没有影响。而且与架空接触网相比, 其磨耗小, 使用寿命长。但由于接触轨布置在走行轨旁, 在紧急情况下不利于人员疏散, 需增加安装疏散平台等设施。另外在车场等维修人员活动频繁的地点, 需在运营维护上加强管理, 严格控制维修与接触轨带电运行之间的隔离。

3 两种授流方式综合比较

采用何种授流方式, 不仅需从牵引供电系统本身考虑, 还牵涉到城市轨道交通授流方式的适用性、土建条件、车辆负荷、运行安全可靠性、工程投资、运营维护成本、城市景观、线网规划等方面。

3.1 工程实施技术分析

根据我国城市轨道交通架空接触网的建设和运营经验, 对于地下段采用架空接触网主要有刚性悬挂和柔性悬挂两种方式, 刚性悬挂较柔性悬挂相比具有安装结构简单、运营维护成本低、可靠性高的优点。架空刚性悬挂方式自广州地铁2号线率先引进并实现设备国产化至今, 运行效果良好。目前已在南京、上海、杭州、苏州、成都等国内其他城市轨道交通中大量采用。而对于地面及高架段如采用刚性悬挂, 悬挂点间距一般为6~8米, 支柱设置密集, 施工困难, 而柔性悬挂点间距一般为30~50米, 可采用单支柱悬臂结构形式, 施工方便。因此在地面及高架段柔性悬挂要优于刚性悬挂方式。

我国接触轨供电制式根据授流方式不同主要分为上接触式和下接触式两种型式, 早期北京地铁、天津地铁都是采用DC705V上接触式接触轨, 随着广州地铁4号线DC1500V下接触式接触轨的成功应用, 接触轨供电方式在城市轨道交通领域得到推广应用。采用下接触式, 防护罩可以覆盖接触轨3/4部位, 仅外露接触面。采用上接触式, 防护罩仅能覆盖接触轨1/2部位。下接触式与上接触式相比, 具有较好的设备安全性, 对人身安全的保护也有所提高。而且遇雨雪天气, 在地面和高架段线路, 为防止上接触式接触轨表面结冰, 地铁运营部门需加开空驶列车进行轧道作业, 对运营线路和接触轨进行全面检查, 造成一定的能源浪费。而下接触式由于接触面始终处于底部, 其它面均被防护罩所保护, 因此结冰的概率极低, 对雨雪天气的适应性明显增强。

3.2 运行安全可靠性

两种授流制式对运行的安全性都是可行的, 主要的差异在于架空接触网的高空架设后对维护及其它相关人员的安全性有了明显的隔离, 接触轨方式则由于其自身特点采取低位安装, 与人身接触的概率增大, 需要采取更为可靠的技术措施与管理制度来保证人身安全, 尤其是在检修作业频繁的库内更是如此。

架空接触网在地下段采用刚性悬挂, 接触线卡在汇流排内, 汇流排和接触线无轴向力, 断排或断线概率极小, 运行可靠性较高。而在地面及高架段采用柔性悬挂, 由于结构比较复杂, 有可能出现的钻弓、烧融、磨耗不均以及受电弓故障造成的断线故障, 柔性悬挂可靠性稍低。但从国内外运营经验来看, 其可靠性还是能够满足列车的安全运行的要求。而接触轨结构简单, 基本实现免维护, 其本身的可靠性较高。

3.3 工程投资及运营维护成本

架空刚性悬挂接触网预算造价约为160万/条公里, 架空柔性悬挂接触网 (以全补偿链型悬挂为例) 预算造价约为150万/条公里;接触轨预算造价为190万/条公里。在一次性投资经济性能比较上, 接触轨明显高于架空接触网。

架空接触网主要的接触面为银铜导线, 其使用寿命为15~20年;而接触轨的接触面为铝芯不锈钢带, 钢带的厚度为6mm, 含铬量达到17%, 具有良好的耐磨性能, 根据有关资料, 在集电靴每年通过100万次的条件下, 不锈钢带的寿命可达35年, 如果每年通过50万次, 则可使用60年以上, 并且不锈钢带表面光滑, 具有良好的抗氧化性能和耐腐蚀性能。根据全寿命周期理念, 这里以接触轨系统钢铝复合轨运行60年作为比较基准, 则架空刚性悬挂接触网需进行2次大修换线, 架空柔性悬挂接触网需进行3次大修换线, 全寿命周期成本上接触轨要略优于架空接触网授流方式。

3.4 对城市景观影响

对于地面及高架段线路若采用架空接触网, 不仅支柱林立, 而且接触网的线材纵横交错, 需要采取景观化效果较好的构造形式, 以减小对城市景观的影响;而接触轨沿轨道架设, 高架段不高于桥翼, 视觉上给人一种简洁干净的效果, 对城市景观基本上没有影响。此外, 如广州等一些台风高发区域, 接触轨有较高的抗风性能, 不会导致刮弓事件的发生, 确保运营安全。

结语

综上所述, 架空接触网与接触轨各具优点, 都是城市轨道交通成熟可靠的牵引网授流方案。架空接触网授流方式具有运行经验丰富, 安全可靠, 一次性建设成本较低, 对车辆选型没特殊要求的优点。与接触轨相比, 主要的缺点是运营维护成本较高, 对土建工程有一定的影响, 运行可靠性, 全寿命周期成本不如接触轨;接触轨授流方式具有运行可靠性高, 全寿命周期成本低的优点, 与架空接触网相比较, 主要缺点在地面段运行安全性需要技术与管理的保障、车辆选型较少、国内线路尚无120km/h的运行经验。

摘要：通过对不同类型供电系统授流方式的调查研究及理论分析, 分别从工程可实施性、运行安全可靠性、工程投资及运营维护成本等方面阐述不同类型授流方式的优缺点。

关键词：城市轨道交通,受流方式,架空接触网,接触轨

参考文献

[1]中铁电气化局.电气化铁道接触网[M].北京.中国电力出版社, 2004年:74-81

[2]于万聚.电气化铁道接触网[M].成都:西南交通大学出版社, 2003年:134

城市流结构 篇6

关键词：流空间,城市网络,中原城市群

城市在经济和社会发展中扮演着重要的角色,由于城市之间联系的密切性,城市体系研究是城市研究的重点之一。传统的城市地理学强调城市等级、规模、位序等方面的重要性,但在全球化、信息化的背景下,城市体系研究的重点发生了逐步转变。社会学家卡斯托罗提出了流空间理论[1],根据其观点,可以认为区域是由一系列的节点和连接节点的流构成。流包括了人流、物流、资金流、信息流等方面,它们既是城市之间政治、经济、文化往来的表征,又是影响城市发展的重要因素。流构成的网络使城市之间的界限更为动态和模糊,城市之间“关系的亲近性”在城市发展中扮演着比“物理邻近性”更为重要的角色,使城市在区域发展中的作用和地位与传统的地域空间不同,新地理区位开始出现。因此,对“流空间”构成的城市网络进行研究至关重要,并且研究重点倾向于了解城市之间的合作和互补关系[2,3]。

国内外不少学者就流构成的城市网络开展研究。Alderson A S等通过分析世界500强企业的空间分布状况研究了世界城市网络[4];吴康以大数据量、多区位的国内企业组织数据构建城市网络连接关系,并运用复杂网络理论分析其空间结构特征[5];陈晨选取银行网点数据,研究了资金流构成的城市网络特征及其与社会经济发展之间的关系[6];张荣天分析了2000—2012年江苏省城市网络空间结构的特征和演化过程,并从要素流动、区位差异和交通创新三个方面分析了城市网络空间结构的演化机制[7];叶磊以信息流和以高铁、普速铁路、公路为代表的交通流为基础,分析了多种流要素影响下江苏省区域空间格局的变化[8]。可以看出,基础设施、企业组织是研究城市网络的重要切入点,定量化是研究中的一大趋向,而珠三角、长三角是国内城市网络研究的重点区域。

在流空间中,信息流起着主导作用[9]。甄峰、陈映雪以新浪微博为例,分析了网络社会空间角度下的中国城市网络特征[10,11];熊丽芳借助百度指数,通过计算模拟城市之间的信息流,对长三角城市网络的时空演变特征进行了分析[12]。可以看出,从以微博、百度指数等为代表的互联网资源角度研究全球化、信息化影响下城市网络结构及其演变成为城市研究的一个新方向[8]。本文选择中原城市群为对象,对其由信息流构成的城市网络特征进行了分析。

“中原城市群”的概念在编制“八五”计划时初次出现,当时叫“中原城市群体”[13]。2003年,河南省正式提出“中原城市群”的概念,并将其定位为带动河南经济社会发展的重点区域。2012年国务院正式批复《中原经济区规划》(2012—2020年)并在其中明确提出,要“促进郑州、开封、洛阳、平顶山、新乡、焦作、许昌、漯河、济源9市经济社会融合发展,形成中原经济区发展的核心区域,引领带动整个区域发展”[14]。2014年,《国家新型城镇化规划(2014—2020年)》也提出要加快培育中原城市群等城市群,使之成为推动国土空间均衡开发、引领区域经济发展的重要增长极。2015年,《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》发布,在“一带一路”具体方案里,中原城市群与内陆地区其他四个城市群一起,被赋予“推动区域互动合作和产业集聚发展”的使命。从以上可见,中原城市群在联接东西部经济发展中有着重要的地位,加之本身在国家粮食安全等方面的影响力,其发展值得重视。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象

中原城市群包括郑州、洛阳、开封、济源、焦作、新乡、许昌、平顶山、漯河9个城市。由于济源市2005年才升级为省辖市,考虑到数据获取的方便性和完整性,本文以除济源外的其他8个城市作为研究对象。

1.2 研究方法

信息流的构成复杂多样,在此选取百度指数作为信息流的表征来开展研究。百度指数是以网民在百度的搜索量为数据基础,以关键词为统计对象,通过分析并计算各个关键词在百度网页搜索中搜索频次的加权和得到[15],反映了用户在互联网上对特定关键词的关注程度与持续变化情况。百度指数的大小可表征城市间信息流动的强度。在此,可将中原城市群各城市视为网络中的节点,将两两城市间的百度指数视为节点之间的联系,以此来分析和了解信息流视角下的中原城市群城市网络特征。

在具体的应用中,以某一城市名为关键词,以年度为单位,通过百度指数查询,共获取从2011—2015年8个所选城市的百度指数数据280个。通过对其处理,进一步得到信息流强度、信息流总量、相对关注度、点度中心度等指标,这些指标对了解“节点”、“流”的地位与等级关系,深层次分析流空间的网络等级结构十分必要。

假设城市a对城市b的百度指数数据为Fab,城市b对城市a的百度指数数据为Fba,则a、b两城市间的信息流强度计算方式为:

城市a在区域内的信息流总量:

城市a的相对关注度:

式中,Nh为该区域内信息流总量的最大值。

点度中心度是社会网络分析法(SNA)中常用的指标,社会网络分析法包括中心性分析、凝聚子群分析等,其中点度中心度是中心性分析的指标之一,它反映了个体在网络中的重要性程度,在此可引申为城市作为“节点”在城市网络中的地位。点度中心度又可分为点出度和点入度两方面,其中点出度即某城市影响其他城市的程度,点入度指其他城市联系影响某城市的程度,可用Fab表示城市a对城市b的影响程度,用Fba表示城市b对城市a的影响程度,则:

2 中原城市群城市网络时空变化特征

2.1 百度指数数据分析

百度指数数据反映了某城市用户对另外一个城市的关注程度,间接反映了城市之间的联系程度。

表1列出了历年百度指数居于前三名和后三名的城市对。从表1可见,五年来郑州市对其他城市的百度用户关注度始终处于前三名,属于信息输出的峰地。与之相对应,漯河市无论是对其他城市的关注程度,还是其他城市对其关注程度,五年来都处于低谷,郑州、漯河在城市网络中的差别初步显现。总体来说,郑州对洛阳、开封、平顶山三市的关注相对较多,漯河对焦作、新乡、开封三市间的信息交流总体较少。

2.2 信息流强度分析

百度指数数据反映的是某城市联系其他城市的情况,突出的是城市自身在区域联系中的地位,而信息流强度则表示了城市间双向联系的强度。从表1可见,百度指数排名前三、后三的城市对和信息流强度排名前三、后三的城市对基本一致。但在2013年及以后年份,百度指数中排名第三的城市对为郑州—平顶山,而信息流强度中排名第三的城市对为郑州—新乡,这说明2013年及以后,虽然郑州对平顶山的单向关注程度较高,但郑州—新乡间的双向联系紧密。总体而言,郑州—洛阳、郑州—开封等城市对间的联系处于区域较高水平,而开封—漯河、新乡—漯河、漯河—焦作等城市对间的联系处于区域较低水平,郑州—漯河在城市网络中的差别进一步得到验证。

2.3 信息流总量分析

信息流总量反映的是某城市与区域其余城市的总体联系程度。从图1可见,在2011—2015年的五年时间,中原城市群各个城市的信息流总量呈现不同幅度的上涨,这在一定程度上说明各个城市与区域其他城市的联系在不断增强。从图1还可看出,无论是信息流总量本身,还是在信息流总量的增幅上,郑州、洛阳两市与区域内其他城市的差别都较大,显现出突出优势。

对各个年份所有城市的信息流总量进行求和,其值从2011年的941254增加到2015年的3368062,增幅高达258%。巨大的增幅表明五年间中原城市群各城市间的信息交流日益频繁、总体联系逐步密切。

为了进一步了解各城市信息流总量的差异性,分别计算各个年份中原城市群城市信息流总量的离散系数和地理集中指数。离散系数主要反映数据之间差异性的大小。地理集中指数则是旅游地理学中的常用指数,用以表示旅游需求的空间分布集中性,其值介于0—100之间。对于某一旅游目的地而言,地理集中指数的值越大,意味着该旅游目的地的客源地越少越集中,即客源地趋向于单一,某一个或几个客源地的地位较为突出;反之,其值越小,代表该旅游目的地的客源地越多越分散,各个客源地扮演的角色趋于均等。将地理集中指数引入到城市信息流总量中,可以表征各城市在信息流总量上表现出的集中或分散程度。经过计算,结果见表2。

从表2可见,离散系数虽然在2011年、2012年出现波动,但近三年呈现逐步下降的趋势,这表明中原城市群各城市信息流总量的差异性在日趋缩小。而从历年的地理集中指数来看,其变化趋势与离散系数基本一致,进一步验证了这一趋势。但地理集中指数的数值都处于0—100之间的位置,数值不足够小,说明中原城市群各城市在信息流总量上虽然有缩小差距的趋势,但其中某个或几个城市仍表现出较突出的优势。

2.4 相对关注度分析

相对关注度为某城市的信息流总量与该区域最大的信息流总量的比值,其大小反映了一个城市在该区域的相对位置。为了了解中原城市群各城市在相对关注度上表现出的层级关系,采用Arcview GIS软件中的自然断裂法对其进行分类,结果见表3。

通过表3可见,郑州市始终处于城市网络核心地位。郑州市信息流总量从2011年的359240增加到2015年的1287816,增幅高达258%,与所有城市信息流总量和的增幅一致,这说明其变化趋势主导着区域总体的变化趋势。此外,五年来郑州市信息流总量占所有城市信息流总量和的比例分别为0.3817、0.3721、0.3936、0.3862、0.3824,远高于中原城市群其他城市,表明郑州在城市网络中的特殊地位。

除郑州外,中原城市群其他城市相对关注度的排序有所变化,在城市网络中的层级略有波动。其中,郑州、洛阳、开封始终保持区域的前三名,漯河一直屈居末位;平顶山、焦作两个城市的相对关注度排序分别下降了两位,新乡、许昌两个城市的相对关注度排序则分别上升了两位。可以看出,虽然区域内部各城市的层级、排序有变化,但五年来区域总体的城市网络格局并没有大的改变,郑州的核心地位日益突出,并与周边的洛阳、开封形成轴线,其他城市以此为中心分散分布。

2.5 点中心度分析

点中心度主要衡量了某个城市在一定区域范围内与其他城市的联系能力和影响力大小。从表4可见,2011—2015年中原城市群各城市的点出度和点入度虽然在个别年份出现个例,但总体呈升高趋势。这在一定程度上说明各个城市无论是对别的城市的影响力,还是受别的城市的影响程度方面都有了较大增长,反映了中原城市群内部联系的加强。对各个城市自身的点出度和点入度进行对比发现,郑州历年来的点出度都高于点入度,说明对周围城市的辐射影响作用更加突出,其余城市则总体都表现出点出度小于点入度的趋势。对历年来各城市的点出度和点入度分别进行排序发现:在点出度方面,郑州、洛阳、焦作、新乡等城市居于前列,许昌、开封、平顶山、漯河四市居于后列;在点入度方面,郑州、洛阳、开封始终居于前列,而焦作、新乡、许昌、漯河四市居于后列。这说明郑州、洛阳两市无论是对外影响力还是受其他城市的影响程度都较高,而许昌、漯河呈现双低的情况。

3 结论和建议

3.1 结论

通过对信息流构成的中原城市群城市网络特征进行分析,可得出以下结论:①从百度指数、信息流总量和点度中心度等数据的变化趋势可见,中原城市群各城市的信息交流日益密切,彼此联系不断增长,城市网络总体稳定性增强。②中原城市群各城市在信息流总量上的内部差异趋于减少,但一些城市的优势地位仍十分突出,中原城市群城市网络呈现出明显的“一核一轴线”态势。“一核”是指以郑州为核心,百度指数、信息流总量与增幅、相对关注度、点度中心度等一系列指标值都指向这一特征。同时,对信息流强度、信息流总量与增幅、相对关注度的分析也表明郑州与周边的洛阳、开封等城市联系较强,且洛阳、开封两市在城市网络层级中的地位较高,三者从东西方向上形成“一轴线”。③除“一核一轴线”外,其他城市在城市网络中扮演的角色和地位各不相同。其中,漯河市在多项指标的表现上均不理想,成为城市网络联系的低谷;焦作、新乡、许昌、平顶山等城市虽然较郑州、洛阳而言在城市网络中的地位不够突出,但近年与其他城市的联系日益密切。

3.2 基于城市网络特征分析的发展建议

信息流是城市间客流、物流等的体现,是城市间联系程度的综合反映,应引起各界的重视,但重视“流空间”并不意味着舍弃或轻视“地域空间”。苗长虹认为,地域空间和“由一系列节点和流构成的”网络空间的关系不是“或”(Eether/Or)而是“和”(Both/And)的关系[13]。董超也认为,“流空间”依附于传统意义的地理空间是其天然属性,同时“流空间”也在时刻作用于传统意义的地理空间[16]。因此,分析“流空间”的目的就在于“地域空间”。通过分析信息流构成的中原城市群城市网络空间特征,了解城市间的相互作用和联系,可更加科学地进行城市职能分工,并据此引导和促进城市合作与交流。

根据《中原城市群总体发展规划纲要》的定位,郑州为区域中心,洛阳为副中心,郑汴洛形成东西向的城市工业走廊,并与南北向的“新乡—郑州—漯河”一线构成大“十”字型核心区[17]。可以看出,这种定位与目前城市网络空间结构反映出的城市地位基本相符,尤其是“一核一轴线”在区域中的总体优势已十分突出,但在南北向上,郑州、漯河两市之间的城市网络联系与规划定位有着一定的差距。据此建议:①进一步巩固郑州在区域的核心地位,并通过职能分工,加强“郑汴洛”的融合,促使东西向轴线的深度发展。②通过交通联系、产业分工,促进南北向轴线发展。新乡至许昌、平顶山、漯河一线有107国道、洛阳—南京高速公路以及多条铁路线通过,其南部地区更是郑州国际航空港的辐射影响区,交通优势突出。结合这种优势,通过产业规划和分工,逐步扩大其影响力,使其与东西向轴线一起成为带动区域经济发展的重要轴线。

城市流结构 篇7

火山岩化学组成成分复杂,其中多孔火山岩主要以二氧化硅为主与石英化学成分类似,并且其矿物成分主要由橄榄石、单斜辉石、玻璃基质组成,与微流星体矿物成分较一致;同时其物理性质具有相似性,如密度与微流星体平均密度接近、多孔性质与微流星体类似,所以为了更好地模拟微流星体高速撞击试验,本文采购五大连池多孔火山岩,作为低密度脆性微流星体典型模拟材料,对典型航天器防护结构进行高速撞击实验研究,分析舱壁损伤特性[3].

1试验方法

试验采用哈尔滨工业大学高速撞击中心的非火药驱动二级轻气炮为发射装置和激光测速装置.采用的Whipple结构(图1)基础构形由1mm厚防护屏(前板)和3 mm厚舱壁板(后板)及间距为100 mm的间隔组成,防护屏和舱壁板均为200mm×200mm的正方形,防护屏为2A12铝合金板,舱壁板为5A06铝合金板[4].弹丸采用多空、低密度、脆性火山岩材料,直径范围在6.6～7.2 mm之间.

2试验分析

Whipple防护结构高速撞击试验

本次试验总共进行了7次高速撞击试验[5],弹丸及试验参数如表1,表2所示.通过总结分析给出4个典型例子,分析如下:

(1)火山岩0弹丸高速撞击损伤分析

前板穿孔,其孔边缘不规则,分析其原因是不规则弹丸高速撞击引起;或者弹丸分裂成两大块并且其距离较近,高速撞击后形成的不规则弹孔.从弹丸发射破碎角度分析,不规则弹孔更可能是由于不规则弹丸撞击形成而不是由于其破碎,这是因为,当弹丸破碎时或多或少应有微小碎渣,在空气动力影响下分散开,在前板上留有弹坑.如图2所示.

注:在此压强是与一个大气压的相对值.

后板前面板有前板铝板碎片镶嵌,并且有火山岩粉末镶嵌或附着在后板上.后板在中心周围有个别前板铝片撞击形成的较大深坑.后板背面有零散鼓包,其鼓包高度分别是0.03mm,0.03mm,0.16mm.

(2)火山岩2弹丸高速撞击损伤分析

前板穿孔,其孔边缘圆滑,表明火山岩弹丸是完整的,弹孔周围铝板凹陷,后面板突起,低速效应明显,如图3所示.

后板前面板有前板铝板碎片镶嵌,并且有火山岩粉末以辐射状镶嵌或附着在后板上.后板在中心周围有个别前板铝片撞击形成的较大深坑.后板背面有一明显较大鼓包,其鼓包高度是1.58mm.

(3)火山岩41弹丸高速撞击损伤分析

前板穿孔,其孔边缘较圆滑,周围有两个较明显的穿孔和坑,表明火山岩弹丸表面的火山岩稍有剥落,这属于正常现象.因为多孔的火山岩弹丸表面强度极差,在发射过程中产生的冲击波作用在弹丸上,使其表面破碎.破碎的细小火山岩以与母体相同的速度撞击到前板上,形成弹坑或细小穿孔.如图4所示.

后板前面板有零散分布的较大弹坑,并且有火山岩粉末以辐射状镶嵌在后板上.其损伤比前面两个实验大.后板背面有零散鼓包,其鼓包高度分别是0.50 mm,0.57 mm,0.64 mm,0.67 mm,0.88 mm.

(4)火山岩14弹丸高速撞击损伤分析

前板穿孔,其孔边缘圆滑,周围有较多明显的碎片坑,并且有火山岩碎末镶嵌在前板上,说明火山岩弹丸表面的火山岩稍有剥落.由于多孔火山岩弹丸表面脆性差等特点,以及在发射过程中,弹丸压缩泡沫加速,弹丸与弹托接触较紧,使其弹丸表面与弹托内壁摩擦碰撞,从而导致表面的火山岩破碎脱离母体,其火山岩碎片以与母体相近的速度离开炮口,在靶藏中受空气动力的影响以母体弹丸为中心向四周扩散,撞击到前板上呈现辐射状的弹坑.如图5所示.

后板前面板有较多零散分布的较大弹坑,并且有火山岩粉末以辐射状镶嵌在后板上.其损伤与前一个实验相似.后板背面有零散鼓包,其鼓包高度分别是0.11 mm,0.16 mm,0.17 mm,0.30 mm,0.43 mm,0.44 mm.

(5)火山岩19弹丸高速撞击损伤分析

前板穿孔,其孔边缘不规则,表明是由不规则弹丸高速撞击引起.弹坑周围有极小的火山岩碎片弹坑.从前板分析和激光信号分析来看,弹丸基本保持完整.前板弹孔周围无明显凹陷,后面板无明显突起,高速效应明显.如图6所示.

后板前面板有很多由火山岩碎片云撞击成的密集细小弹坑,密集的火山岩碎片云将后板撞击形成一个大鼓包.在鼓包四周有前板铝碎片撞击形成的弹坑.后板背面有一个巨大鼓包,并且后板处于临界剥离状态;大鼓包四周有零星极小的小鼓包,其各鼓包高度尺寸是:0.36mm,0.39 mm,0.61 mm,3.24 mm.3结论

在试验过程中,前板出现细小零散的火山岩及其成坑属于正常现象,主要原因有两方面,一是多孔火山岩弹丸是脆性材料,在发射过程中产生的冲击波作用在弹丸上,使其表面破碎,破碎的细小火山岩以与母体相同的速度撞击到前板上;二是在火山岩弹丸发射过程中,弹丸与弹托接触较紧,使其弹丸表面与弹托内壁摩擦碰撞,从而导致表面的火山岩破碎脱离母体,其火山岩碎片以与母体相近的速度离开炮口.

由高速撞击实验结果分析可得:前板穿孔边缘凸凹性随着弹丸速度的增加逐渐减小;在1～3km/s的撞击速度范围中,后板的损伤随着弹丸速度增加而增加;前板的碎片也是后板损伤的重要因素,其所形成的坑比火山岩碎片云的大和深;火山岩弹丸在后板的损伤中,主要体现在其能量的集中性上,如后板的鼓包损伤.

参考文献

[1]胡中为,宣家余.陨石、流星体与小行星及彗星的演化关系.空间科学报,1982,2(2)(Hu Zhongwei,Xuan Jiayu.Evolutionary relation between meteorites,meteoroids and asteroids or comets.Chinese Journal of Space Science,1982,2(2) (in Chinese))

[2]廖少英.流星体对航天活动的影响与技术对策.上海航天, 1996,3:51-53(Liao Shaoying.The affect of meteoroids on aerospace activities and technical countermeasure. Aerospace Shanghai,1996,3:51-53(in Chinese))

[3]肖增岳,王艺芬.黑龙江二克山与五大连池富钾火山岩特征及成因.桂林冶金地质学院学报,1994,14(4):387-395(Xiao Zengyue,Wang Yifen.Petrological characteristics and genetic analysis of the belt of potassium-rich volcanic rocks from erkeshan and wudalianchi of heilongjiang.Guilin Institute of Metallurgical Geology,1994,14(4):387-395(in Chinese))

[4]哈跃,庞宝君,管公顺等.玄武岩纤维布Whipple防护结构高速撞击损伤分析.哈尔滨工业大学学报,2007,39(5):779-782 Ha Yue,Pang Baojun,Guan Gongshun,et al.Damage of high velocity impact on basalt fiber hybrid woven-Al Whipple shield.Journal of Harbin Institute of Technology,2007, 39(5):779-782(in Chinese))