长三角城市群最优人口规模及其空间格局优化

长三角城市群的人口发展及空间格局关系到长三角区域一体化和高质量发展，关系到国家整体城市群发展战略的实现。本文通过构建城市最优人口规模理论模型，利用2009—2020年数据，使用系统广义矩估计(GMM)方法计算长三角城市群首位城市——上海市的最优人口规模，并结合城市体系位序—规模法则中的齐普夫标准分布指数，测算了基于城市群人口空间格局优化目标的长三角城市群的其余城市人口规模。通过计算发现，长三角城市群超大城市人口规模过大，特大城市人口规模不足，大城市人口分布相对合理，中小城市人口规模过小。最后，本文依据上述发现得出了针对不同城市发展与人口调控的政策启示。     

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分析了辽宁省公路交通网络的基本现状，根据分形理论，利用Hausdorff维数简化算法和空间关联维数的计算方法，测算了以省内国道干线为基础的辽宁省公路交通网络的分维数和网络直通度.通过对比分析数值得出辽宁省干线公路网络的分维数比较低，网络直通度比较高的结论.并指出辽宁省公路交通网络应从提高网络直通度向提升线路等级，从而向缩短运输时间、增大运量的方向转移.     

破碎能耗的分维数

利用分形和分维数基本概念,导出破碎粒度分布的分维数和分裂比、粉碎概率互相存在的简单关系,从能耗与表面积相关出发,推出单位体积破碎能耗与粒度分布的分维数的相关性;当破碎粒度分布的分维数小于1,破碎能耗呈现自然分形的特征.     

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以分形理论为基础,借助于GIS工具,对中国三大经济地带及六大经济区的公路网、包含公路及铁路的路网分布的空间结构形态进行了分形研究,测定了各区域路网空间体系分布的Hausdarf维数,计算了各区域的路网覆盖深度值,并在同一尺度上作了比较。结果表明我国三大经济地带由东部→中部→西部,路网分维值逐渐降低,覆盖深度值逐渐增大;六大经济区的路网分维值,按华东、中南、西南、东北、华北、西北的顺序依次减小,覆盖深度值以华东经济区与中南经济区为最小,其余按东北、西南、华北、西北的顺序逐渐增加。在此基础上,建立了路网分布与区域经济之间的关联关系,以期为路网分析和交通规划提供新的思路和方法。     

长江重庆主城段河流长度分维数与洪水的关系

应用分形理论对长江重庆主城段进行了分形标定。研究表明:长江重庆主城段河流长度具有二阶分维特性;河流长度分维数可以反映河道的弯曲程度,分维数越大,河道越弯曲;在同一河段,河流长度分维值越大,河流的泄洪能力越差,洪水发生的可能性和洪水的强度越大。     

锈蚀钢筋混凝土梁开裂的分形特征

基于电化学快速锈蚀混凝土梁的静载试验,分析了相同类型5片锈蚀钢筋混凝土梁在各级荷载下的裂缝特征,证明了构件裂缝分布具有分形特性,在此基础上,利用分形理论研究了锈蚀钢筋混凝土梁开裂及破坏过程,讨论了裂缝分维数与荷载、跨中挠度及钢筋锈蚀率的关系．试验结果表明：随着试验梁上作用荷载的增加,构件裂缝的分维数逐渐增大;极限荷载下锈蚀钢筋混凝土梁裂缝的分维数随着钢筋锈蚀率的增加而减小．     

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为了满足城市日益增长的停车需求并缓解市中心交通压力,在轨道交通停车换乘(P&R)条件下,研究区域停车设施的选址方法及规模测算方法.基于随机用户选择原理,构建城市中心区及外围区域的停车需求预测Logit模型.以车辆总出行距离最短为目标函数,构建轨道交通P&R站选址优化模型.提出城市中心区及外围P&R站的停车场规模测算方法.以大连市西安路商业圈为研究对象,开展停车需求调查并分析其特征.依据调查数据,进行轨道交通P&R站选址规划与规模测算案例研究.研究表明,对于具有轨道交通的城市,该方法较传统规划方法更有利于引导停车需求在用地空间上的合理分布.     

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分形理论已经成为研究城市形态复杂性的有力工具，相对于较多区域层面的城市体系和交通网络的分形研究而言，单个城市内部交通网络的分形研究较少。本文根据1980、1995和2004年大连市基础地图，运用分形理论，采用长度-半径和分支-半径相结合的方法刻画大连城市交通网络时空演变特征。结果表明：随着城市规模的扩大和城市交通网向郊区的推进，大连城市交通网络分形特征在时空尺度上都越来越明显，主城区内外之间的分维差值亦有所减小，网络连通性大幅提高，但具有明显分形特征的无标度区范围无明显变化。这既与大连独特的地形地貌有关，同时表明在大连组团式城市空间格局转变中，主城区发展已由扩容为主转向改造提升为主的功能置换阶段，以主城区为中心的各组团彼此紧密联系，互动发展。文章在此基础上对照已有研究成果体现了分形理论在大连这类港口城市交通网络应用中的特殊性。     

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重点区域是我国人口集聚、城镇密集和经济发达的主要城市化地区,也是公路交通需求较高的区域.由于区域发展的不均衡性,各重点区域的公路网络发展水平存有较大差异.本文依据国家相关区域规划,以全国最具有代表性的27个重点区域为研究对象,选取了反映公路网络规模、质量、通达、运输等四个方面的9个指标,构建了评价指标体系和综合评价模型,对重点区域公路网络的发展水平进行了评价并划分为三类地区.同时,对于公路网面积密度、平均技术等级、平均路面等级、县级节点连通度、建制村通畅率5个指标,分别遴选出发展水平较为落后的区域,为分析制订这些区域公路网络优化升级的对策提供了依据.     

钢筋混凝土构件损伤演化的分形行为

根据试验资料,分析了钢筋混凝土构件在分级荷载作用下开裂及裂纹的演化、分布特性,证明了钢筋混凝土构件表面裂缝分布具有分形性质,并且不同损伤状态下构件表面裂缝的分维数与其动力特性参数之间具有良好的负线性相关关系。研究表明该分维数可作为钢筋混凝土构件损伤程度的衡量指标,从而为钢筋混凝土结构无损检测和剩余寿命评价提供了新的思路和方法。     

路网规划哲学——路网规划的新思路

从科学方法论的视域（哲学视域）提出一种新的路网规划思想。首先阐述用本体或主客均衡论展开规划思路的特点及有效域。提出展开近期规划应以主客均衡论为基础，远期规划则应以本体论为基础。规划设计属概念设计，其新思路是：采用交通式位原理规划地域节点间的几何联系性；根据产业形态序变特征选择运输方式；采用分形几何学方法去计算确定路网的总规模、各技术等级的规模；采用背景分析、内构分析得出何地有最大的比较利益和何时有     

基于分形理论的双洞隧道洞口段拱顶抗震反应特征分析

以双洞隧道洞口段拱顶抗减震试验数据资料为例,从分形维数的角度出发去分析双洞洞口段隧道拱顶抗震反应的特征.研究表明:隧道拱顶抗震反应确实存在着分形现象,分形维数的大小可以表征双洞洞口段隧道拱顶地震反应曲线的均匀程度,分维数越大,减震效果越不好;设减震层对结构的动力响应有一定的减震效果;在设置减震层后的隧道拱顶仍可以通过计算分形维数大小达到监测的目的.     

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区域公路网规模是保障交通供给能力的基础,确定合理的路网规模是调节交通供需平衡的关键. 本文从路网发展数量和质量两方面,里程、密度、等级结构三项指标出发,建立了基于BP神经网络与马尔可夫链的公路网里程规模组合预测模型,并采用多目标规划方法对公路网等级结构进行了优化研究. 该方法能够充分挖掘公路网规模演变的宏观调整与微观波动规律,提高了预测的精度和可靠性. 最后本文结合实际案例,对区域特征年公路网的合理规模及结构进行了分析预测. 结果表明,组合预测方法能够较科学、客观地反映公路网发展的数量特征和质量要求,具有一定的理论价值和现实意义.     

基于BPNN-MOP模型的区域公路网合理规模预测研究

区域公路网规模是保障交通供给能力的基础,确定合理的路网规模是调节交通供需平衡的关键. 本文从路网发展数量和质量两方面,里程、密度、等级结构三项指标出发,建立了基于BP神经网络与马尔可夫链的公路网里程规模组合预测模型,并采用多目标规划方法对公路网等级结构进行了优化研究. 该方法能够充分挖掘公路网规模演变的宏观调整与微观波动规律,提高了预测的精度和可靠性. 最后本文结合实际案例,对区域特征年公路网的合理规模及结构进行了分析预测. 结果表明,组合预测方法能够较科学、客观地反映公路网发展的数量特征和质量要求,具有一定的理论价值和现实意义.     

城市轨道交通规划网络与城市规划的综合协调性量化分析

运用分形理论分析了城市轨道交通规划网络与城市规划在多半径多方向的综合协调性; 基于网络等效长度提出了城市轨道交通规划网络的扇形维数和城市道路规划网络的扇形维数, 基于等效车站提出了城市轨道交通规划车站的扇形维数; 借鉴人口分形维数, 提出了城市交通需求的扇形维数; 运用4个扇形维数, 建立了基于向量相似度和分维一致性的城市轨道交通规划网络与城市规划的综合协调性评估指标; 以南充市2种城市轨道交通规划网络方案为例, 研究了城市轨道交通规划网络与南充市城市规划的综合协调性。研究结果表明: 随着研究半径的增大, 扇形维数的均值逐渐减小, 与城市轨道交通规划网络和城市规划的情况相一致; 城市轨道交通规划网络与城市规划的向量相似度越高, 其在方向上的匹配程度越高; 城市轨道交通规划网络与城市规划的分维一致性越强, 其在研究区域内的协调性越高; 仅从分维一致性不能全面反映城市轨道交通规划网络与城市规划的协调性, 需要结合向量相似度与分维一致性全面分析; 城市轨道交通规划网络与城市规划的协调性随研究半径的变化而改变, 当研究半径分别为3、6、9、12、15 km时, 方案1与南充市城市规划的综合协调性指标分别为0.48、0.45、0.40、0.53、0.43, 方案2与南充市城市规划的协调性指标分别为0.40、0.50、0.48、0.51、0.47;2种方案与城市的协调性指标与实际情况相符合。可见, 本文计算的指标和方法适用于城市轨道交通规划网络与城市规划的综合协调性评价。      

多孔沥青混合料空隙特征与路用性能关系

以3种级配的OGFC-13马歇尔试件作为载体,运用X-CT技术和数字图像处理技术获取了不同类型混合料试件的内部空隙分布图像,采用分形理论研究了多孔沥青混合料的空隙分维特征,分析了空隙分维特征与混合料路用性能的关系。分析结果表明:多孔沥青混合料的劈裂强度随着空隙率的增加而减少,随着空隙轮廓分形维数的增大而增大;多孔沥青混合料的渗透系数随着空隙率的增加而增加,随着空隙轮廓分形维数的增大而减小。采用空隙轮廓分形维数可以很好地解释多孔沥青混合料孔隙率基本一致但路用性能差异较大的原因,可以用于分析多孔排水沥青混合料的空隙分布及其路用性能变化趋势。     

沥青路面粗集料微观纹理评价方法研究

选取5种不同材质石料,借助自主开发的激光纹理仪,测量集料微观纹理曲线;运用分形分维理论中的盒子计数法,通过MATLAB编程实现对不同粗集料分维数的快速计算。研究表明:该评价方法可以准确的评价粗集料的微观纹理,进而为抗滑层路面选材提供更为丰富的手段和科学依据。     

区域运输走廊与城镇空间发展关系研究

从区域人员与货物的交流、经济增长、产业结构优化等方面分析了区域运输走廊在区域发展中的地位和作用；从地域结构演变、城镇空间布局体系角度出发，研究了区域城镇群体空间发展的一般过程和组织模式以及区域运输走廊与城镇空间发展的关系；运用点－轴理论，提出了区域运输走廊与城镇空间布局的互动机理。     

基于建设成本约束的公路网结构演化研究

通过简化公路网系统,建立了公路网结构自组织演化框架,对演化过程进行了 仿真研究.首先,在给定各城市社会经济状况条件下,研究各城市节点间的连接概率,建立 初始路网;然后,在初始路网的基础上,通过交通分布和分配获得各道路的饱和度;最后, 以降低出行时间为目的,在建设成本最小的约束条件下,通过扩大路网规模或提高道路 等级,更新路网结构.本文以一个城市圈为对象,对路网演化过程进行了仿真.研究发现, 路网规模和等级更新存在一定的规律,城市圈内部的道路等级高于外部,且不相邻城市 间的道路等级一般较低.     

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目前针对中国城市公交复杂网络的实证研究仍然仅限于数个大城市,而对不同规模城市的公交网络在拓扑结构上是否存在不依赖于人口、社会、经济等外部因素的共性特征,以及城市公交系统演化机制的研究尚不多见.本文实证研究了330个中国城市P空间下公交复杂网络结构特征,发现度分布普遍呈指数分布,表示公交网络演化机制为随机连接而非择优连接;普遍具有较大的簇系数和较小的平均最短路径,呈现典型的小世界特征;网络同配性在N=1 000处发生相变,N>1 000的网络普遍正相关,反之负相关.C与K呈幂律下降关系,表明各城市公交网络具有等级模块性.本文研究结果可为理解城市公交系统演化规律、交通网络建模研究提供指导和参考.