基于出租車軌跡數(shù)據(jù)的上海市空間活躍度的時(shí)空演變研究

曹 梁

上海師范大學(xué)，上海 200234

關(guān)于城市活躍度的研究，最早的相關(guān)研究可以上溯到隆德學(xué)派的研究，數(shù)據(jù)來源也主要是以問卷調(diào)查為主[1]。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，大量的時(shí)空數(shù)據(jù)進(jìn)行城市空間結(jié)構(gòu)研究也成為一個(gè)熱點(diǎn)研究方向。城市空間結(jié)構(gòu)[2]、流動(dòng)人口[3]的生活活動(dòng)空間等眾多領(lǐng)域均有所涉及。與之前的調(diào)查問卷和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相比，軌跡數(shù)據(jù)有兩個(gè)方面的優(yōu)勢：第一，它是大數(shù)據(jù)的全樣本研究。第二，它是在時(shí)間上連續(xù)的、動(dòng)態(tài)的研究。

1 研究區(qū)域和數(shù)據(jù)來源

上海市出租汽車公司從1995的38554輛增長到2010年的4.2萬輛，增長率29.7%。2010年出租車客運(yùn)量日均達(dá)到304萬人

表1 出租車GPS數(shù)據(jù)示例

表1所示的是車輛編號(hào)為10788的出租車從2010年5月15日的00：33：23～00：33：28行軌跡數(shù)據(jù)。

2 工作日、休息日活躍度對(duì)比分析

為了定量化的對(duì)比上海市工作日和休息日在各個(gè)時(shí)間段內(nèi)的城市活躍度變化趨勢，將從工作日和休息日的最高活躍度和活躍度平均水平兩個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比分析。

2.1 最高活躍度

以每個(gè)時(shí)間段內(nèi)的最高活躍等級(jí)為對(duì)比參數(shù)，統(tǒng)計(jì)各個(gè)時(shí)間段內(nèi)的最高活躍度等級(jí)和出現(xiàn)的個(gè)數(shù)。上海市在工作日和休息日都可以分為三個(gè)階段：

（1）凌晨低活躍階段：在0：00～6：00階段城市整體活躍度較低，呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢，出行活動(dòng)的最低點(diǎn)出現(xiàn)在2：00～4：00階段，這也符合前面章節(jié)中的上海市在出行次數(shù)的變化規(guī)律。相比于工作日，休息日在0：00～6：00的活躍度更低，隨后城市活躍度開始提升進(jìn)入活躍期。

（2）高活躍階段：高活躍度階段從6：00以后開始至20：00結(jié)束。在這一期間，城市最高活躍度在9～10級(jí)之間波動(dòng)。休息日最高等級(jí)維持在10級(jí)。在10：00以前活躍中心主要集中在虹橋火車站和上海南站以及上海火車站，在10：00以后城市早高峰結(jié)束，居民出行活動(dòng)開始向中心城區(qū)中的繁華地區(qū)轉(zhuǎn)移，交通樞紐的活躍度有所下降。

（3）城市活躍度衰退期：20：00之后上海市城市活躍度開始下降，不論是工作日還是休息日城市活躍度都維持在7級(jí)，逐漸集中到黃浦區(qū)淮海中路。

2.2 城市活躍度變異系數(shù)

在這一小節(jié)中將工作日和休息日各個(gè)時(shí)段的活躍度的平均水平與工作日和休息日整天的活躍度平均水平進(jìn)行線性回歸分析計(jì)算城市活躍度變異系數(shù)：

上海在工作日的0：00～6：00時(shí)間段內(nèi)，城市活躍度水平呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢，是一天城市活躍度的低谷時(shí)期。6：00～10：00時(shí)間段內(nèi)，居民工作活動(dòng)的開始導(dǎo)致城市活躍度開始迅速上升，城市活躍度達(dá)到全天的最高峰。10：00～18：00城市活躍度小幅波動(dòng)，對(duì)應(yīng)著下午的城市活躍時(shí)間段。在18：00～20：00晚高峰開始，城市活躍度達(dá)到來第二個(gè)峰值。20：00以后進(jìn)入夜生活時(shí)間，城市活躍度迅速下降進(jìn)入第三個(gè)低谷時(shí)期。

上海休息日的城市活躍度整體上與工作日的全天出行波動(dòng)曲線相似，大體上也可以分為：上午出行高峰、下午活躍時(shí)間段以及晚高峰三個(gè)時(shí)間段。凌晨4：00～6：00的整體活躍度是全天當(dāng)中最低的，相比與工作日的出行活動(dòng)休息日的出行活動(dòng)要明顯的推遲2h，在中午12：00達(dá)到第一個(gè)峰值。12：00～16：00城市整體活躍度出現(xiàn)小幅度的回落，16：00～22：00城市活躍度開始回升，22：00時(shí)間段達(dá)到峰值。隨后晚高峰結(jié)束，城市活躍度開始衰退。

3 城市活躍度總體空間格局分析

在這一節(jié)中將原始數(shù)據(jù)集劃分為兩類：工作日和休息日，工作日選擇每周一、周四兩天的數(shù)據(jù)。休息日的數(shù)據(jù)集包括每周六和周日的數(shù)據(jù)。將核密度等級(jí)劃分為（0～100]、（100～300]、（300～500]、（500～800]、（800～1100]、（1100～1400]、（1400～1700]、（1700～2000]、（2000～2500]、（2500～4000]， 單位是人次/km2。工作日、休息日城市活躍空間及活躍度工作日、休息日城市活躍空間及活躍度如圖1所示。

圖1 工作日、休息日城市活躍空間及活躍度

工作日最高活躍度等級(jí)為10級(jí)，10級(jí)活躍區(qū)分布有三處，主要分布在上海中心城區(qū)的商業(yè)區(qū)：黃浦區(qū)的南京東路和人民廣場一帶、靜安區(qū)的南京西路和天目西路一帶。三個(gè)10級(jí)活躍區(qū)之間，人民廣場活躍區(qū)和南京西路活躍區(qū)之間有連接融合的趨勢，除中心城區(qū)之外，交通樞紐中的上海南站、虹橋交通樞紐有八級(jí)的活躍度，屬于較高的活躍度。

休息日在高等級(jí)活躍區(qū)的面積上明顯的減少。最高活躍度最高等級(jí)也是10級(jí)，主要有兩處。一處是在天目西路周邊，一處是在福州路周邊。相較于工作日，南京西路的活躍度有著明顯下降，只有8級(jí)。天目西路的10級(jí)活躍區(qū)面積較小，周邊存在一個(gè)9級(jí)活躍區(qū)和兩個(gè)8級(jí)活躍區(qū)及一個(gè)7級(jí)活躍區(qū)，并且和下方的福州路活躍區(qū)有著明顯的分割線。

4 結(jié)語

本文通過對(duì)不同時(shí)間斷面居民出租車出行目的地的分布狀況來分析城市活躍度，根據(jù)居民出行目的地核密度的大小把城市活躍度分為10個(gè)等級(jí)，從而展示一天中不同時(shí)段城市活躍度的空間狀況和分布特征。基本結(jié)論如下：

（1）出行規(guī)律：乘客出行呈現(xiàn)出明顯的波動(dòng)規(guī)律性，在一個(gè)星期的周期內(nèi)，出租車的服務(wù)次數(shù)逐漸增加，在周六或者周日達(dá)到一個(gè)高峰。休息日的出行次數(shù)明顯的高于工作日。

（2）在一天的時(shí)間尺度上城市活躍空間呈現(xiàn)出“中心城區(qū)-交通樞紐-中心城區(qū)”的變化過程。在以天為單位的時(shí)間尺度范圍上發(fā)現(xiàn)在空間上呈現(xiàn)出明顯的“一帶四點(diǎn)”的分布格局。