数据驱动模型下成渝城市群交通韧性评估与演变分析:城市交通可持续发展的关键洞察

【字体: 时间:2025年05月14日 来源:Environmental and Sustainability Indicators 5.4

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  随着全球城市化加速,城市交通面临诸多挑战。研究人员开展 “Urban Agglomeration Transportation Resilience: Evaluation and Evolution Analysis Using a Data-Driven Model” 研究,构建 EWM-GA-BP 模型评估成渝城市群交通韧性,发现其整体上升且有收敛趋势,为城市交通规划提供依据。

  在全球城市化的浪潮中,城市交通系统正面临着前所未有的挑战。人口的快速增长让城市交通需求猛增,拥堵、污染、交通事故频发。同时,现代交通基础设施虽然发达,但在极端天气、网络攻击面前却显得十分脆弱。就像脆弱的城堡,看似坚固,实则不堪一击。传统的交通韧性评估方法依赖专家主观判断,难以准确衡量交通系统的真实状况。在这样的背景下,开展一项能客观评估城市交通韧性的研究显得尤为重要。
为此,来自国内的研究人员针对这一问题展开了深入研究。他们聚焦于成渝城市群,运用数据驱动模型对其交通韧性进行评估与演变分析。研究成果发表在《Environmental and Sustainability Indicators》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先是反向传播神经网络(BP),它像一个智能分析器,通过调整参数来处理复杂的非线性关系,对交通韧性进行评估。其次是遗传算法(GA),用于优化 BP 神经网络的权重和阈值,避免其陷入局部最优,提高评估的稳定性和准确性。熵权法(EWM)则用来计算指标权重,确保评估结果的客观性。此外,还运用了空间自相关分析、α 收敛和绝对 β 收敛模型,探究交通韧性的空间分布和演变趋势。研究数据来源于四川和重庆统计年鉴(2012 - 2022)。

下面来看具体的研究结果:

  • 城市交通韧性特征分析:构建 GA - BP 模型评估成渝城市群 2012 - 2022 年交通韧性特征。结果显示,该模型预测精度比传统 BP 神经网络大幅提高,平均预测误差显著降低。在韧性特征方面,2022 年成都和重庆在稳健性(Robustness)上达到 IV 级,资源 fulness 呈弱金字塔分布,快速性(Rapidity)呈现 “核心 - 边缘” 模式,适应性(Adaptability)呈 “钟形” 分布,冗余性(Redundancy)整体较高,但雅安和眉山较低。
  • 城市交通综合韧性分析:计算成渝城市群城市交通综合韧性得分,经敏感性分析验证评估框架的稳健性。2012 - 2022 年,整体韧性呈上升趋势,成都、重庆和南充一直保持高韧性,雅安和自贡较低,宜宾、绵阳和泸州提升明显。
  • α 收敛分析:计算 2012 - 2022 年 α 值,发现呈波动下降趋势,表明城市间交通韧性差距在缩小,区域发展更均衡,这得益于相关战略规划的实施。
  • 空间自相关分析:运用全球莫兰指数(Moran's I)评估空间关系,2012 - 2022 年呈负相关,前期负相关加剧,后期减弱,反映出区域发展从失衡到逐渐平衡的过程。
  • 绝对 β 收敛分析:应用绝对 β 收敛模型并调整考虑空间溢出效应,结果表明存在绝对 β 收敛,即初始韧性低的城市增长更快,区域协作有助于平衡发展。

研究结论表明,2012 - 2022 年成渝城市群交通韧性整体呈波动上升,2022 年呈双峰结构。各维度分布特征不同,城市间韧性差距逐渐缩小,空间自相关从负相关逐渐减弱。这一研究为成渝城市群交通规划提供了重要依据,帮助决策者了解交通系统的优势与不足,制定针对性策略提升交通韧性。同时,也为其他城市群的交通韧性研究提供了参考范例,推动城市交通可持续发展。不过,该研究也存在一定局限性,未来研究可开展跨区域对比分析,探索更合适的空间权重矩阵和先进的空间计量技术,进一步完善交通韧性研究体系。

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