基于開放數(shù)據(jù)平臺的樞紐可達(dá)性分析方法

仲小飛 孫華燦 尤雨婷

摘 要：應(yīng)對加快高鐵站點(diǎn)周邊地區(qū)綜合開發(fā)的時代背景，提出了基于開放數(shù)據(jù)平臺的可達(dá)性評估方法。通過精確評估高鐵站點(diǎn)的交通等時圈，確定高鐵集疏運(yùn)交通方式的實際影響邊界，反饋以交通可達(dá)性為基礎(chǔ)的高鐵站點(diǎn)圈層開發(fā)理論和模式，以期為新一輪高鐵站點(diǎn)選址、未來場站用地邊界控制及站點(diǎn)周邊用地功能布局優(yōu)化提供量化決策參考。以南京南站為應(yīng)用案例，驗證了方法的有效性和實用性。

關(guān)鍵詞：高鐵站點(diǎn)；客運(yùn)樞紐；可達(dá)性；時空圈；圈層理論

中圖分類號：F727 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）36-0112-02

Abstract： This paper puts forward the method of accessibility assessment based on the navigation map platform in response to the rapid development of high-speed railway and the comprehensive development of the high-speed rail station policy. By accurately assessing the traffic isochrone time of high-speed rail stations， the method can be applied for siting new railway station， future site boundary control and land city function layout optimization surrounding station. The validity of the method is verified by a study case.

Keywords： high-speed railway stations； passenger transport hub； accessibility； time-space circle； circle theory

引言

隨著中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃的逐步落實，實施鐵路用地及站場毗鄰區(qū)域土地綜合開發(fā)利用受到了國家和地方政策的大力支持，但是如何因地制宜確定合理的開發(fā)邊界，避免重復(fù)既有高鐵新城規(guī)劃面積過大的誤區(qū)引起了業(yè)界廣泛的關(guān)注。雖然基于TOD理論的高鐵站點(diǎn)圈層開發(fā)理論已經(jīng)得到了普遍認(rèn)可，并且已經(jīng)成為當(dāng)前高鐵客運(yùn)站周邊地區(qū)實施綜合開發(fā)規(guī)劃的重要指導(dǎo)理論，但是，關(guān)于圈層劃分的范圍，不同的研究者依然存有不同的認(rèn)識，并未形成普遍共識[1]。Peek和Hagen[2]認(rèn)為車站對周邊1公里范圍內(nèi)影響最為深遠(yuǎn)，他們按照步行方式的可達(dá)性并將高鐵站點(diǎn)區(qū)域劃分為三個圈層，第一圈層為半徑100米范圍內(nèi)的“轉(zhuǎn)換空間”，包括商務(wù)、會面設(shè)施；第二圈層為半徑100-300米范圍內(nèi)的“車站環(huán)境”，包括商務(wù)、會面設(shè)施；第三圈層為半徑300-1000米范圍內(nèi)的“車站地區(qū)”，包括更明確的城市設(shè)施，如居住、工作和休閑場所。Pol[1]對人流運(yùn)動心理及空間物質(zhì)特征的研究，從經(jīng)濟(jì)影響角度出發(fā)將高鐵站場對地區(qū)的經(jīng)濟(jì)影響劃分成5～10分鐘基本發(fā)展區(qū)、15分鐘以內(nèi)的發(fā)展區(qū)以及15分鐘以上的發(fā)展區(qū)，分別對應(yīng)的空間距離為400～800米、1250米以及1250米以上。不同交通方式時間可達(dá)性的評估是決定高鐵站點(diǎn)周邊地區(qū)綜合開發(fā)用地邊界的決定性因素。

1 可達(dá)性概述

可達(dá)性是指利用特定的交通系統(tǒng)，從某一區(qū)位到達(dá)指定活動區(qū)位的便捷度，反映了不同空間實體之間克服空間障礙進(jìn)行交流的難易程度，因此交通可達(dá)性與區(qū)位、空間尺度和空間相互作用等密切相關(guān)。交通地理學(xué)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)學(xué)上常把可達(dá)性作為評價交通區(qū)位和交通網(wǎng)絡(luò)的綜合性指標(biāo)。城市空間對出行者產(chǎn)生的阻力作用，表現(xiàn)為出行時間的消耗和運(yùn)費(fèi)費(fèi)用的增加，也就是出行成本。出行成本根據(jù)分析模型的不同分為距離成本、時間成本、費(fèi)用成本和綜合成本。對于城市內(nèi)部而言，時間通常是第一敏感要素，落實到空間層面就是距離成本。本文主要依托城市交通網(wǎng)絡(luò)考慮高鐵站點(diǎn)的實際影響圈層結(jié)構(gòu)，因此主要考慮時間成本。

2 基于開放數(shù)據(jù)平臺的分析方法

既有相對成熟的可達(dá)性分析方法主要是柵格分析法及其改進(jìn)法。但是，柵格分析法需要自行建立復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)模型，而且在計算時間成本時，一般會對道路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡化處理，難以反映實際交通狀況。隨著空間感知及移動定位技術(shù)的快速發(fā)展及廣泛應(yīng)用，衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)技術(shù)與國民經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展越加緊密，并且逐漸深入百姓日常生活，基于地圖導(dǎo)航服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)開放平臺為時空可達(dá)性的分析提供了一個新的視角[2]。

本文提出利用地圖開放平臺分析交通可達(dá)性，具體步驟如下：

（1）指定中心點(diǎn)。通過輸入經(jīng)緯度或利用地圖坐標(biāo)拾取工具確定。

（2）確定搜索范圍。基于目標(biāo)點(diǎn)，通過單條路徑試算估算一定的范圍或者直接提取指定行政區(qū)域，通過ArcMap工具箱生成柵格圖，同時生成柵格中心點(diǎn)陣。

（3）通過ArcMap數(shù)據(jù)管理工具箱，為點(diǎn)陣添加經(jīng)緯度坐標(biāo)。

（4）利用地圖的路徑規(guī)劃服務(wù)請求中心點(diǎn)到各目標(biāo)點(diǎn)的導(dǎo)航路徑，獲取路徑的實際里程和通行時間。

（5）在ArcMap中將目標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)的里程和時間值關(guān)聯(lián)

賦值給柵格或點(diǎn)陣。

（6）基于柵格圖提取交通等時面，或者直接基于點(diǎn)陣生成交通等時線。

利用開放地圖的路徑規(guī)劃服務(wù)批量獲取點(diǎn)到點(diǎn)之間的交通時距，相比于傳統(tǒng)可達(dá)性時距獲取具有以下優(yōu)點(diǎn)：地圖服務(wù)商的路網(wǎng)數(shù)據(jù)要比研究者基于遙感影像數(shù)字化獲取的數(shù)據(jù)更為精細(xì)，包含支路、巷路級別道路，且考慮了高架出入口、道路互通關(guān)系等復(fù)雜路網(wǎng)信息；可達(dá)性的速度測定來自于實時路況反饋，比以往基于規(guī)劃時速賦值更為精確，能夠較好地反映交通網(wǎng)絡(luò)的實時通達(dá)性，彌補(bǔ)了以往可達(dá)性研究在時態(tài)變化上的不足。基于地圖平臺的可達(dá)性分析還可以選擇多種常見的交通方式，如步行、騎行、公交和自駕等。在公交和自駕方式中，既可以測算基于現(xiàn)實路網(wǎng)的理想時耗，也可以計算精確到考慮交通路況的實際花費(fèi)時間，可以應(yīng)對不同的分析需求。

3 應(yīng)用案例

以南京南站步行15分鐘和自駕15分鐘可達(dá)圈層為例，說明采用開放數(shù)據(jù)平臺分析可達(dá)范圍的應(yīng)用實效。以南京南站為中心，首先以6000米為半徑構(gòu)建緩沖區(qū)，然后以此緩沖區(qū)為模板，生成20164個100米×100米的網(wǎng)格，導(dǎo)出數(shù)據(jù)后處理成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)列表。利用地圖開放平臺的二次開發(fā)接口批量申請所有網(wǎng)格中心距離南京南站中心點(diǎn)的交通時間，清理存在明顯錯誤的數(shù)據(jù)，整理獲取基于南京南站樞紐中心的時間等值線（圖1）。由于研究分析所選擇的起點(diǎn)位于南京南站場站內(nèi)部，考慮到從站點(diǎn)到出入口之間亦需要花費(fèi)一定的步行時間（圖2），因此按5分鐘對計算時間進(jìn)行扣減，即步行15分鐘可達(dá)范圍實際為起點(diǎn)20分鐘可達(dá)范圍，而自駕路徑規(guī)劃的默認(rèn)起點(diǎn)由指定起點(diǎn)自動跳轉(zhuǎn)至出站口附近車行道路上（圖3），因此自駕15分鐘即為實際自駕15分鐘所能到達(dá)的范圍。

由圖1結(jié)合空間統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，包括突破樞紐地區(qū)規(guī)劃邊界約0.9平方公里范圍外，南京南站步行15分鐘可達(dá)面積約為5.5平方公里，接近由雙龍大道，機(jī)場高速路，繞城公路和秦淮新河圍合的6.03平方公里。未來隨著地區(qū)道路網(wǎng)絡(luò)的逐步加密，步行南向可達(dá)的范圍還會略有擴(kuò)大。相比步行而言，機(jī)動車的可達(dá)性明顯拓展，15分鐘內(nèi)可達(dá)用地面積約為74平方公里，接近步行覆蓋面積的14倍。分析結(jié)果顯示，南京南站樞紐地區(qū)的規(guī)劃能夠印證圈層理論的主要觀點(diǎn)，即以步行方式為主導(dǎo)，用地開發(fā)主要集中在1.2公里的半徑范圍內(nèi)，與規(guī)劃用地邊界基本符合。若加入快速機(jī)動交通方式，空間圈層將擴(kuò)充至60-70平方公里左右。

4 結(jié)束語

實施鐵路用地及站場毗鄰區(qū)域土地綜合開發(fā)利用，正在成為政策力推的重要方向。經(jīng)過第一輪四縱四橫客運(yùn)專線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，一部分城市高鐵站點(diǎn)周邊的綜合開發(fā)已經(jīng)初具成效，對其空間規(guī)劃和設(shè)施布局也逐漸進(jìn)入到反思與總結(jié)的階段。對鐵路樞紐交通可達(dá)性的進(jìn)行評估是對過去高鐵站點(diǎn)及周邊用地規(guī)劃建設(shè)得失、未來新站點(diǎn)用地控制以及用地布局規(guī)劃優(yōu)化調(diào)整的必要環(huán)節(jié)。基于數(shù)據(jù)開放平臺的分析方法，充分利用了共享開放資源，可以省卻大量基礎(chǔ)性的建模工作，值得重視并進(jìn)一步開發(fā)利用。

參考文獻(xiàn)：

[1]POL P M J. The Economic Impact of the High-Speed Train on Urban Regions[J]. General Information， 2003，10（1）：4-18.

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[3]劉淼，徐猛.基于互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)的交通時間數(shù)據(jù)使用實測及其應(yīng)用設(shè)想[EB/OL].http：//bbs.caup.net/read-htm-tid-34978-page-1.html.