交通大數據視角看廣佛同城

陳先龍，李彩霞

(廣州市交通規劃研究院，廣東廣州510230)

交通大數據視角看廣佛同城

陳先龍，李彩霞

(廣州市交通規劃研究院，廣東廣州510230)

廣佛同城發展由來已久，是中國城市群中同城化程度最高的區域。簡要分析廣佛同城的交通基礎設施發展演變歷程，并基于模糊大數據(手機信令數據)和準確大數據(運行監測數據)對廣佛通勤交通特征進行分析。結合手機信令數據對廣州南站的客流組成及空間分布進行研究，對廣州南站選址偏遠問題進行解析。結果表明：廣佛同城具有雙向對等性的聯系；地鐵在同城化推進過程中起到重要的促進作用，拓展同城化活動范圍；廣州市機動車交通需求管理政策不夠系統，非廣佛車牌在通勤小汽車中比例超過40%，需要引起足夠的關注；廣州南站服務的客流中廣州客流與佛山客流比為7:3，與對應的常住人口規模比例相當，初步實現了交通戰略規劃提出的共享理念。

交通大數據；通勤交通；樞紐共享；交通需求管理；廣佛同城；手機信令數據

0 引言

廣州、佛山兩市空間相連，擁有近200km的邊界線，歷史文化同根同源。廣佛同城發展由來已久，是中國城市群中同城化程度最高的區域，經歷了從民間自發形成到政府引導發展的過程[1]，并在2000年以后得到進一步明確和加強。2000年，完成《廣州城市建設總體戰略概念規劃綱要》，首次官方提出打造廣佛都市圈。2006年，廣州市和佛山市聯合編制《廣佛兩市道路系統銜接規劃》，從基礎設施規劃建設層面促進廣佛兩市同城化發展。2008年，國務院批準《珠江三角洲地區改革發展規劃綱要(2008—2020年)》[2]，明確提出“以廣佛同城引領珠江三角洲地區打造布局合理、功能完善、聯系緊密的城市群”，將廣佛同城發展提升到國家戰略層面。

在此背景下，2009年廣州市和佛山市聯合簽署《廣州市、佛山市同城化建設合作框架協議》，明確廣佛同城化的指導思想、發展規劃，并建立聯席會議制度。此外，四個子協議則針對城市規劃、交通基礎設施、產業協作、環境保護等廣佛同城化中最迫切要解決的問題。2015年，廣佛兩市聯合編制了《廣佛兩市軌道交通銜接規劃》，為兩市軌道交通一體化發展提供指引。2016年國務院批復的《廣州市城市總體規劃(2011—2020年)》和《佛山市城市總體規劃(2011—2020年)》均提出深入推進廣佛同城化發展。

廣佛同城作為同城化的典型范例，眾多學者從多個方面對其運行機制、發展政策、城市規劃和交通規劃等進行研究。文獻[3]以廣佛同城發展為對象，探討跨市交通發展的模式、問題與對策。文獻[4]通過同城化案例分析，研究同城化不同發展階段的特點和交通設施布局。文獻[1]以廣佛同城為案例對同城化規劃設施面臨的問題、成因和改善策略進行研究。文獻[5]通過網絡問卷調查，采用社會統計學及GIS空間分析方法，對廣佛城際出行的變化及空間分布特性進行研究。文獻[6]結合對倫敦、紐約、東京都市圈案例的分析，探討廣佛都市圈國家鐵路、城際鐵路、城市軌道交通、低運量軌道交通四網合一及樞紐空間的規劃預留等問題。

圖1 民國時期廣州對外聯絡三大鐵路示意Fig.1 Three major railways connecting Guangzhou and other regions during the period of the Republic of China

圖2 廣州市區交通圖(1969年4月版)Fig.2 Urban transportation in Guangzhou(VersionApril 1969)

近年來，大數據技術應用也日趨廣泛。文獻[7]通過手機信令數據對上海市的職住空間特征進行分析，并結合不同新城的職住空間特征分析探討新城范圍劃定對統計結果的影響。文獻[8]基于北京市公交IC卡數據對城市職住關系和通勤交通進行研究。文獻[9]基于移動通信數據研判同城化實現的基礎條件，并對溫嶺市同城化地區內部的職住通勤關系等問題進行研究。

大數據分析方法為從量化的角度更深入地掌握廣佛同城化特征提供可能。本文從廣佛同城的發展及演變著手，結合歷年交通調查數據分析，以手機信令數據、公交IC卡數據、道路卡口視頻監測數據為突破口，進一步探討廣佛同城化的交通運行特征。

1 廣佛同城交通基礎設施演變

1.1 清末—民國時期：從內河運輸到鐵路時代

受益于珠江三角洲密集的河網系統，這一時期的交通運輸以水運為主。1901年12月，廣州民國三大鐵路(見圖1)之一廣三鐵路動工，自廣州珠江南岸石圍塘，經三眼橋、佛山、小塘至三水，全長48.9 km。1903年全線建成通車，標志著廣佛交通聯系進入鐵路時代。有趣的是，廣三鐵路廣佛段長16.5 km，行駛時間約27 min，旅行速度與現狀地鐵廣佛線相當。

1.2 新中國成立初期—改革開放前：道路、鐵路簡單聯系時代

1960年10月1日，廣東省珠江上第一座橋梁珠江大橋通車(見圖2)，標志著廣佛之間的交通聯系進入陸路直通時代。這也是很長一段時間內廣州與佛山乃至粵西的唯一陸路通道。

1.3 改革開放—2010年：高速公路時代

1989年，中國最早的高速公路廣佛高速公路建成通車，實現了從國省道運輸到高速公路的跨越。2000年6月，廣州環城高速全線通車，進一步增強了廣佛之間的聯絡。隨著佛山一環路建成通車，廣州和佛山形成了雙心+環形放射的高快速路網絡系統(見圖3)。

1.4 2010年至今：地鐵銜接與全面融合時代

2009年12月31日，廣州地鐵5號線開通運營，起點站滘口位于珠江大橋南橋頭，毗鄰南海區大瀝鎮。2010年11月廣佛線(魁奇路—西朗段)通車，正式標志廣佛同城進入地鐵通勤時代。2013年12月，廣州地鐵6號線開通運營，可直接服務南海區里水鎮。在建的廣州地鐵7號線西延段、佛山地鐵2號線等線路也即將開通。此外，根據《廣佛兩市軌道交通銜接規劃》，未來廣佛兩市之間將有9條地鐵線對接，廣佛銜接將進入全面融合、共享時代(見圖4)。

總結廣佛交通系統聯系的發展歷程，經歷了水路—鐵路—公路—高速公路—地鐵與城際鐵路發展的多個階段，這也是一個不斷追求科技進步和交通系統效率提升的過程。

2 廣佛聯系交通需求及特征分析

2.1 基于境界線調查的廣佛聯系交通需求成長分析

廣佛兩市面積1.12萬km2，2016年末常住人口2 150萬人，其中廣州市1 404萬人，佛山市746萬人。廣州市自1997年開始對境界線進行交通量觀測，并對基礎設施進行統計。截至2016年末，廣佛兩市銜接通車道路20條，共116條車道(見圖5)。結合道路交通量、地鐵客運量、公共汽車客流數據統計推算，廣佛境界線客流交互量從2005年46萬人次·d-1增至2016年111萬人次·d-1，年均增長率超過8%，2014年以來更是以接近10%的年均增長率迅猛增長，這也表明廣佛兩市的聯系日趨緊密(見圖6)。由于境界線交通量只是通過廣佛境界線截面的交通數據，不能反映出行OD，同時其中也包含了過境交通流，并不是完整意義的廣佛聯系出行。

2.2 基于手機信令數據的廣佛同城職住與通勤交通分析

基于手機信令數據分析職住和通勤的技術方法已經基本成熟。本文基于20天約3000萬用戶的手機信令數據，分析廣佛同城的職住及空間分布，居住人口分布見圖7。

1）居住在佛山、工作在廣州的通勤人口。

居住在佛山、工作在廣州的通勤人口(以下簡稱“佛山通勤人口”)約13.3萬人，主要分布在佛山市大瀝鎮(廣佛公路、穗鹽路)、里水鎮(金沙洲)及地鐵廣佛線周邊(見圖8)。從圖8a可以看出，除了傳統的廣佛延綿帶，地鐵廣佛線對通勤人口的分布有巨大的帶動作用。此外，良好的公共汽車接駁能夠有效擴大地鐵的輻射范圍，公交IC卡數據分析結果顯示，地鐵5號線滘口站和地鐵6號線潯峰崗站公共汽車接駁客流量均超過地鐵客運量的25%。

圖3 廣佛高速公路系統(佛山一環為快速路)Fig.3 Guangzhou-Foshan freeway system(The 1st-ring road in Foshan is highway)

圖4 廣佛都市圈城市軌道交通線網規劃Fig.4 Urban rail transit network planning in the Guangzhou-Foshan metropolitan area

工作地主要分布在廣州市中心六區(約占90%)，特別是相鄰的白云、荔灣及越秀三區。該部分通勤客流平均出行距離為9 km(約為廣州市政府到佛山市祖廟距離的一半)，單程平均出行時間為27 min。

圖5 廣佛兩市現狀通車道路Fig.5 Existing roadways in Guangzhou and Foshan

圖6 2005—2016年廣佛境界線客運交通需求變化Fig.6 Passenger travel demand within Guangzhou-Foshan boundary from 2005 and 2016

2）居住在廣州、工作在佛山的通勤人口。

居住在廣州、工作在佛山的通勤人口(以下簡稱“廣州通勤人口”)約8.8萬人，主要分布于佛山與廣州邊界及地鐵廣佛線周邊，呈分散和蔓延態勢，規律性相對較弱(見圖9)。值得注意的是，地鐵廣佛線南海段金融城一帶吸引了較多的居住地在廣州的人口。地鐵的區位優勢和南海的租金優勢在這一區域得到了較為充分的發揮。地鐵IC卡數據的分析結果進一步說明了這一點。

該部分通勤客流平均出行距離為11 km，單程平均出行時間為29 min，出行距離和時耗均略大于佛山通勤人口。

3）小結。

手機信令數據為模糊數據，主要表現為位置不確定、一人多號、非全樣本等，但由于數據規模足夠大，用以分析大致量級和變化趨勢基本可信。從手機信令數據分析結果來看，廣佛通勤人口(22.1萬人)約占常住人口總量(2 150萬人)的1%；佛山通勤人口與廣州通勤人口約為3:2。這表明廣佛之間的同城化為交互模式，而非單向吸血模式。地鐵在同城化推進過程中起到重要的促進作用，加速同城化發展；有效的公共汽車接駁能夠較好地拓展地鐵輻射范圍。

2.3 基于地鐵IC卡數據的廣佛通勤特征分析

1）客流規模、分布及成長態勢。

統計結果顯示，地鐵廣佛線客流從開通初期9萬人次·d-1增長至2016年末24.55萬人次·d-1，年均增長率達18%(見圖10)。從客流組成來看，廣佛間交互客流占客流總量的51%，充分反映了地鐵廣佛線在廣佛同城中的重要作用。

2）佛山通勤人口。

廣佛線佛山段早高峰進站客流量1.74萬人次·h-1，其中通勤客流約1.2萬人次·h-1，占69%，其中往廣州通勤客流0.98萬人次·h-1，占通勤客流的82%(見圖11)。

3）廣州通勤人口。

廣佛線佛山段早高峰出站客流1.65萬人次·h-1，其中通勤客流約1.18萬人次·h-1，占71%，其中廣州往佛山通勤客流約0.88萬人次·h-1，約占總通勤客流的75%(見圖12)。此外，千燈湖站是廣州通勤客流重要的吸引點。

4）客流方向性與沿線人口就業。

廣佛線自通車以來，高峰小時斷面客流一直保持較好的方向均衡性，2016年早高峰客流方向不均衡系數1.19(見表1)，與廣州市區1號線相當，遠低于2號線、3號線、4號線等線路。究其原因主要有兩個方面：1)廣佛同城是交互模式，而非單向吸血模式，早高峰時段佛山往廣州通勤客流和廣州往佛山通勤客流比約為4:3，比較接近；2)廣佛線沿線的就業崗位和人口分別為36.3萬個和73.9萬人，比值約為0.5，與城市的就業崗位人口比值比較接近，人口和就業崗位的均衡進一步降低了線路客流的方向不均衡系數。與之相對的是地鐵3號線北延段(燕塘站以北段)覆蓋人口76萬人，就業崗位26萬個，就業崗位人口比僅為0.34，線路客流方向不均衡系數達2.39。

5）小結。

刷卡數據分析結果表明，廣佛線客流處于高速成長期。作為比較準確的大數據，地鐵刷卡記錄進一步驗證了手機大數據分析的部分結果，包括廣佛同城交互的對等性。此外，對比分析表明，合適的就業崗位人口比能改善地鐵客流方向不均衡系數，有效減少運能浪費。

2.4 基于道路卡口車牌識別數據的小客車通勤分析

車牌識別數據是另一類較為準確的大數據源。本文對廣佛聯系中的重要卡口龍溪大道車牌識別結果進行分析。研究時間為連續兩周的10個工作日，早高峰通勤時間定為7:00—9:00，車牌統計數據如表2所示。假定早高峰時段出現次數大于等于5次的小汽車為通勤小汽車，則通勤小汽車比例約為3%，出廣州方向通勤車輛比例高于入廣州方向。此外，廣州車牌的通勤比例略高于其他車牌，同樣出廣州方向通勤車輛比例高于入廣州方向。與2005年相比，通勤車輛比例從13.6%約下降10個百分點，這也反映了地鐵廣佛線對通勤出行結構的巨大影響。

圖8 佛山通勤人口分布Fig.8 Distribution of commuting population in Foshan

從通勤車輛車牌組成來看(見表3)，非廣佛車牌占比超過40%，佛山往廣州方向非廣佛車牌比例高達53%，這與廣州的機動車限牌政策不夠系統有直接關系。從早高峰時段小汽車車牌組成來看，非廣佛車牌約占13%，廣佛車牌占比超過85%。早高峰時段廣州往佛山方向的佛山車牌占比為36.4%，廣州車牌占比為50.5%，這也在一定程度上證明了廣佛同城的雙向性，而非簡單的廣州居住地蔓延。

3 樞紐共享視角的廣州南站客流特征分析

3.1 廣州南站概況

廣州南站位于廣州市中心城區以南，廣州與佛山交界處的番禺區石壁鎮，距離廣州市政府直線距離15 km。廣州市老城中心區的地鐵公園前站距離廣州南站12站，約17.2 km，車內時間約30 min。新城中心區的地鐵體育西站距離廣州南站12站，約22.8 km，車內時間約36 min。

廣州南站自建成以來客流高速增長，客流發送量從2011年4.2萬人次·d-1增至2016年15.4萬人次·d-1，年均增長率接近30%。客流的高速增長也使得廣州南站在廣州樞紐中逐漸占據主導地位，客流規模超過廣州火車站、廣州東站與廣州北站之和(見圖13)。但廣州南站自選址確定起就一直因距離中心城區太遠而飽受爭議。顯然，單從廣州的視角來看，廣州南站的區位距離市中心較遠，這是事實。然而，從廣佛同城的視角看，結論可能會有所不同。

3.2 從廣佛同城和樞紐共享的視角看廣州南站客流分布

根據手機信令數據分析結果，廣州南站客流來源廣州:佛山:東莞約為65:27:8。佛山客流在廣佛客流中占比約為29.8%，與其常住人口在廣佛常住人口總量中的比例34.7%比較接近。

圖9 廣州通勤人口分布Fig.9 Distribution of commuting population in Guangzhou

圖10 地鐵廣佛線客流量變化Fig.10 Changes in passenger flow on Guangzhou-Foshan subway lines

圖11 廣佛線佛山段早高峰進站客流Fig.11 Arrival passenger volume at Foshan section of Guangzhou-Foshan subway line during morning peak hours

圖12 廣佛線佛山段早高峰出站客流Fig.12 Departure passenger volume at Foshan section of Guangzhou-Foshan subway line during morning peak hours

從發送客流的時間可達性來看，約84%的廣州客流可以在45 min內到達廣州南站，約有88%的佛山客流可以在45 min內到達廣州南站(見圖14)。這也反映了廣州南站所能提供的可達性指標對于廣州市和佛山市基本一致，同時也契合了2007年《廣州城市交通發展戰略規劃》提出的共享理念。

常住人口和流動人口的出行起點分布存在較大差異(見圖15)。流動人口更愿意選擇地鐵沿線及臨近的地區作為臨時居住地。而從客流組成來看，現狀廣州南站服務的常住人口和流動人口比約為55:45，即流動人口幾乎達到與常住人口同等量級的水平。因此，樞紐共享既是廣佛同城的共享，也是常住人口與流動人口的共享。

可見，所謂的廣州南站偏遠是相對的，選擇在城市中心固然有其優勢，但是客流的平均出行時耗是更為客觀的指標。面向多中心的城市空間結構，就可達性而言，未來多樞紐組合布局將更能適應城市發展。

4 結論

本文簡要回顧了廣佛同城的交通基礎設施發展演變歷程，基于模糊大數據(手機信令數據)和準確大數據(運行監測數據)分析廣佛同城化通勤出行特征，并從共享的視角簡

表1 廣佛線早高峰客流方向不均衡系數Tab.1 Unbalanced directional factor for passenger volume on Guangzhou-Foshan subway during morning peak hours

表2 早高峰時段車牌出現頻次Tab.2 Frequency of car plate emergence during morning peak hours %

表3 早高峰時段小汽車車牌屬地組成Tab.3 Composition of localities of car license plates during morning peak hours%

圖13 2011—2016年廣州各樞紐客流日均發送量發展趨勢Fig.13 Development trend of the daily average passenger volume at different terminals of Guangzhou from 2011 to 2016

1）包括粵E、粵Y和粵X。要分析了廣州南站客流特征，形成主要結論如下：

1）歷史觀測數據顯示，廣佛同城日趨緊密且處于高速增長狀態，境界線日客流交互量突破百萬人次。

2）廣佛同城具有雙向對等性的聯系，而非簡單的居住蔓延帶來的單向吸血模式。

3）地鐵在同城化推進過程中起到重要的促進作用，加速同城化發展；同時有效的公共汽車接駁能夠較好地拓展地鐵的輻射范圍。

4）地鐵正逐步成為廣佛通勤主導模式，地鐵廣佛線開通后走廊小汽車通勤比例從13.6%降至3%，影響顯著。

5）受廣州車牌限制政策影響，非廣佛車牌在通勤小汽車中所占比例超過40%，需要引起足夠的關注，擇機優化廣州市機動車限牌政策。

6）廣州南站服務的客流中廣州客流與佛山客流比為7:3，與對應的常住人口規模比例相當，初步實現了交通戰略規劃提出的共享理念。

7）約85%的客流到達廣州南站的出行時耗在45 min以內，廣州南站位置偏遠只是相對的。

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圖14 廣州南站發送客流到站時耗分布Fig.14 Distribution of travel time of departure passengers at Guangzhou South Railway Station

圖15 廣州南站服務人口空間分布Fig.15 Spatial distribution of population served by Guangzhou South Railway Station

Guangzhou-Foshan Integration Development through Transportation Big Data

Chen Xianlong,Li Caixia
(Guangzhou Transport Planning Research Institute,Guangzhou Guangdong 510230,China)

The time-honored Guangzhou-Foshan integration development represents the highest degree of urbanization among the cluster of metropolitan areas in China.This paper briefly introduces the development of transportation infrastructure facilities in Guangzhou-Foshan integration,and analyzes the characteristics of commuting travel between Guangzhou and Foshan using fuzzy big data(cellular signaling data)and accurate big data(operation monitoring data).Based on the cellular signaling data,the paper discusses the passenger composition and spatial distribution of Guangzhou South Railway Station,as well as the problem of the remote site selection.The results show that Guangzhou and Foshan have bidirectional passenger connections.The subway plays a critical role in promoting the integration and expanding the scope of integration activities.The travel demand management policy of motorized transportation in Guangzhou is less systematic,and cars with plates outside Guangzhou and Foshan account for more than 40%among all commuting cars,which deserves to be acknowledged.The ratio of passengers from Guangzhou and Foshan at Guangzhou South Railway Station is 7:3,which is corresponding to the ratio of resident population.The sharing concept proposed in transportation strategic planning has been preliminarily realized.

transportation big data;commuting transportation;terminal sharing;travel demand management;Guangzhou-Foshan integration development;cellular signaling data

1672-5328（2017）05-0033-09

U491.1+2

A

10.13813/j.cn11-5141/u.2017.0506

2017-08-08

陳先龍(1978—)，男，安徽當涂人，教授級高級工程師，信息模型所副所長。主要研究方向：城市交通模型開發與應用、交通仿真研究。E-mail:harleych@163.com