MetroVFE：一种基于活力-功能-空间覆盖公平性的耦合协调框架，用于从多模式交通网络拓扑诊断地铁站点结构服务潜力

《Mathematics》：MetroVFE: A Vitality–Function–Spatial Coverage Equity Coupling-Coordination Framework for Diagnosing Metro-Station Structural Service Potential from Multimodal Transit Network Topology

　　摘要在全国家尺度下比较地铁站服务效能，受制于各城市间一致的客流或手机数据的稀缺。我们提出了MetroVFE，一种基于拓扑结构的框架，用于诊断地铁站结构性服务潜力。该框架整合了三个耦合子系统——活力（网络中心性、换乘能力和接驳公交连通性）、功能（线路类型多样性、目的地可达性、方向覆盖度和运营主体多样性）以及空间覆盖公平性（站点间距均匀性）。所有指标均从公开可用的交通网络拓扑数据中推导而来。每个子系统通过熵权法进行聚合，三者通过耦合协调度（CCD）模型进行整合，该模型会对发展不平衡进行惩罚。我们在CPTOND-2025全国公交-地铁矢量数据集上实例化了该框架，为45个中国城市的7057个独立地铁站计算了指标，并将42,796条接驳公交线路与500米站点集水区进行了空间关联。实证分析得出了四项主要发现：（i）耦合协调度处于中等水平且呈正偏态：站点平均CCD为，其中的站点处于拮抗或过渡带，仅有高度协调。（ii）活力是主要的滞后子系统（的站点），且这一比例从大型网络到小型网络单调上升（）。（iii）无监督聚类恢复了五种可解释的诊断类型，以活力不足型（）和功能发展型（）站点为主，仅有均衡协调型站点。（iv）空间覆盖公平性适度调节了功能→活力的关系（交互项，对控制变量具有稳健性）：在高覆盖公平区域，功能多样性对活力的边际贡献比低覆盖公平区域大约（对比）。各网络规模层级间的平均协调度无显著差异（ANOVA ），但类型构成存在显著差异（）。消融分析和敏感性分析确认，协调特征和完整的V-F-E特征集对于稳定的类型划分是必要的。MetroVFE完全可从开放数据复现，为优先推进站点层面的干预提供了可操作且具有数学基础的评估工具。