彭一凡

(成都市規(guī)劃設(shè)計研究院, 四川成都 610041)

基于時間地圖的城市交通評估研究
——以成都市為例

彭一凡

(成都市規(guī)劃設(shè)計研究院, 四川成都 610041)

時間地圖是以空間地圖為基礎(chǔ)，以時間為測算單位，獲取并直觀顯示兩點之間的時間距離，映射出相互的時間關(guān)系。文章借助Arcgis手段，以成都市為研究對象，在閑時與忙時兩個時刻，用私家車和公共交通兩種出行工具對時間距離分別進行測算，并制作成都市城市交通時間地圖，分析成都市目前交通網(wǎng)絡(luò)存在的問題和評價城市時間環(huán)境。通過對數(shù)據(jù)的讀取和分析，提出時間地圖研究的價值和方向。

時間距離； 空間地圖； 時間地圖； 交通等時線； 等時圈

隨著城市化進程、信息網(wǎng)絡(luò)和高效交通的發(fā)展，城市建設(shè)方向更加注重高效便捷的“小緊湊、大舒展”的生活環(huán)境。傳統(tǒng)意義上點與點之間的空間距離對市民制約條件逐漸減弱，而時間因素所扮演的角色顯得越來越重要，人們在選擇生產(chǎn)與生活地點時，不僅注重人文和自然環(huán)境，也更加注重該地的“時間環(huán)境”。在過去，由于交通建設(shè)滯后，地區(qū)交通發(fā)展不均衡，未形成通達的交通網(wǎng)絡(luò)，兩點之間的時間損耗往往取決于地理空間距離，隨著高效便捷的交通設(shè)施建設(shè)，這種影響關(guān)系在逐漸減弱，例如：跨境的高鐵到達城區(qū)的時間少于市域邊界達到城區(qū)的時間，盡管前者空間距離遠于后者。這種高效便捷的交通帶來的是兩座城市之間更為緊密的聯(lián)系，所以，時間距離相比空間距離，用作評價兩點之間的連接程度，更加具有說服力。而且城市時間距離的重要性一直以來受到國內(nèi)外眾多學(xué)者的重視，早在1995年，王浣塵教授提出了上海30 min時間距離；陳述彭教授在《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》中提到了時間距離概念；劉洪杰教授提出了制作城市時間專題地圖的構(gòu)想，認為城市時間結(jié)構(gòu)可以借鑒空間地圖的方式側(cè)面表達出來。

本文旨在通過制作成都時間地圖方法，簡要分析成都市中心城區(qū)整體城市時間環(huán)境，評價城市交通水平和發(fā)展問題，論述時間地圖對于城市建設(shè)、市民出行的參考意義。

1 時間地圖相關(guān)概念

傳統(tǒng)的空間地圖，表達的是實體之間的地理方位和空間關(guān)系，是建立在空間坐標系上的，而城市時間專題地圖是一個全新的概念，它是以傳統(tǒng)空間地圖為基礎(chǔ)底圖，以時間為測算單位來描述城市各實體之間的時間關(guān)系。目前最常見的表現(xiàn)方式為城市交通等時線。

交通等時線的繪制原理與地形圖測量中等高線繪制的原理相同，方法有細微差異。其通過選擇一個出發(fā)點將達到各點等時間損耗數(shù)值的離散點連線并予于平滑處理，區(qū)別的是交通等時線是一個瞬時計算結(jié)果，城市交通設(shè)施的建設(shè)會影響等時線的變化。

2 成都時間地圖的制作

本文研究工具采用Arcgis、交通等時線工具箱、PcArcBruTile網(wǎng)絡(luò)底圖以及高德地圖導(dǎo)航為基礎(chǔ)軟件，并劃定以成都市中心城區(qū)為研究范圍制作城市時間專題地圖的過程。

2.1 準備工作

2.1.1 中心點選址

交通與城市的位置及經(jīng)濟、文化活動密切相關(guān)。因此，成都交通虛擬中心點選擇是參考成都市地標中心、政務(wù)中心、經(jīng)濟及文化活動中心獲得的。本文選擇成都市天府廣場作為中心點，其主要原因有：

(1)成都城市結(jié)構(gòu)為圈層式擴張，天府廣場的地理區(qū)位自建都2 300年以來，一直是城市地理區(qū)位中心。

(2)天府廣場毗鄰春熙路、少城等多個商業(yè)中心、周圍新建省圖書館、省博物館等多個大型文化設(shè)施，同時省安監(jiān)局原市政府等多個政府機構(gòu)和重要部門都選址于此。

(3)天府廣場是市民生活工作出行方向延伸線匯聚點最多的中心區(qū)。

中心點的選址工作對于交通等時線有著決定性的計算結(jié)果，它不僅是出發(fā)點，后期也可作為目的地來研究可達性。

2.1.2 測算類別和測算時間

調(diào)查選取成都城市地面私家車和公共交通兩種交通工具，分別在上下班高峰期7：30—9：30和17：00—18：30(忙時)、非上下班繁忙期9:30—16:00(閑時)對成都市的交通時間距離進行測算，為保證數(shù)據(jù)的準確性，每種情況都進行了兩次測試，取其符合度較高的作為計算結(jié)果。

2.2 系統(tǒng)運作

以天府廣場為中心點，在計劃時間區(qū)間，根據(jù)居民出行滿意時間(本文取45 min)，對私家車和公共交通兩種交通方式分別計算，考慮到成都城市的交通狀況和成圖的美觀，私家車生成等時線間距取2 min，公共交通取5 min。本文公共交通包含成都市常規(guī)公交、快速公交、社區(qū)公交和成都1～4號地鐵線。此次研究公共交通忽略交通實時擁堵情況，應(yīng)計算多次數(shù)據(jù)反復(fù)驗證平均值。

2.3 圖形輸出

以PcArcBruTile網(wǎng)絡(luò)底圖疊加城市地圖，重點標示出“三環(huán)17射”高、快速路交通系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)性主干路，包括天府大道、成溫快速路、北星大道、城北高速、新機場高速等。

3 成都市城市時間環(huán)境評價

3.1 自行駕車時間環(huán)境

3.1.1 出行方向暢通不一致

在等時間間隔內(nèi)，四個方向的邊緣點差別較大，以45 min可到達距離考慮，中心點往四個方向的到達距離分別為南邊遠于北邊遠于西邊遠于東邊。且南邊由于建設(shè)多條縱向規(guī)整主干道路，45 min內(nèi)到達范圍也較大(圖1、圖2)。

圖1 閑時開車45 min等時圈(數(shù)據(jù)來源: 2017.7.24.14:30)

圖2 忙時開車45 min等時圈(數(shù)據(jù)來源: 2017.7.28.17:30)

3.1.2 高、快速路增強了中心城與周邊區(qū)縣的連接度。

由于成雅高速連接創(chuàng)業(yè)路、新機場高速連接天府大道能直接伸入中心城腹地，相比成灌高速、成彭高速等增強了中心城與周邊區(qū)縣雙流國際機場、公興鎮(zhèn)、黃甲鎮(zhèn)的聯(lián)系，大大縮短了兩點之間的時間距離(圖1、圖2)。

3.1.3 中心城交通設(shè)施服務(wù)較均衡

可以看出不論閑時還是忙時，二環(huán)內(nèi)等時線分布較均衡，2 min內(nèi)同行距離差距不大，說明交通服務(wù)水平較平衡。二環(huán)內(nèi)等時線間隔較密集，等時間距離內(nèi)達到空間距離較短，擁堵情況明顯。閑時達到二環(huán)路需要22 min、忙時達到時間需要26 min，春熙路片區(qū)等時線分布最為密集，擁堵情況最明顯(圖1、圖2)。

3.1.4 部分路段受出行時間段影響明顯

對比閑時忙時等時線圖，在繁忙時間段往溫江方向、彭州方向、青白江方向影響較為明顯，對于這幾個方向的出行，市民可考慮選擇空閑時間段能大大減少通行時間，減少時間成本(圖1、圖2)。

3.2 公共交通時間環(huán)境

3.2.1 地鐵設(shè)施增強公共交通服務(wù)明顯

受地鐵1號線、2號線、3號線、4號線影響，公共交通服務(wù)范圍沿軌道線能在相同范圍內(nèi)延伸的更遠，但在三環(huán)路以外，軌道站點周邊公共交通服務(wù)水平較低，公交系統(tǒng)不能有效迅速的對接軌道站點，使得在出行時間范圍內(nèi)出行范圍受限制(圖3)。

圖3 公共交通45 min等時圈(數(shù)據(jù)來源: 2017.7.27.11:30)

3.2.2 中心城內(nèi)公共交通服務(wù)水平較好

二環(huán)路以內(nèi)30 min公共交通圈基本覆蓋，這得益于二環(huán)高架快速公交的有效運行以及老城區(qū)公共交通設(shè)施建設(shè)的相對完善。對比來看，三環(huán)路以內(nèi)西邊及東北角仍存在公共交通設(shè)施豁口，45 min內(nèi)無法達到，影響市民出行。建議后期城市建設(shè)可考慮在三環(huán)路增設(shè)快速公交、并且加快建設(shè)10號線對接機場與3號線，4號線二期萬年場站—十陵站(圖3)。

4 時間地圖開發(fā)研究前景

以上僅是研究城市時間距離的方法，對于其利用方向涵蓋社會多個領(lǐng)域。

4.1 等時圈應(yīng)用

在大尺度上，時間專題地圖可以詳細研究城市市域等時圈，目前制作城市經(jīng)濟圈如成都2 h經(jīng)濟圈往往以空間距離來量化時間距離(圖4)，但是在實際情況中，交通設(shè)施的分布情況對實際時間損耗具有較大影響，在考慮交通設(shè)施計算得出的小時經(jīng)濟圈范圍更為精準，數(shù)據(jù)相對準確(圖5)。

圖4 規(guī)劃成都市域2 h交通等時圈

圖5 本次研究成都市域2 h交通等時圈(數(shù)據(jù)來源: 2017.7.27.11:30)

“1 h經(jīng)濟圈”可評價城市時間環(huán)境，“1 h經(jīng)濟圈”又叫“1 h都市圈”或“1 h生活圈”，指以主城為核心，交通1 h可通達的范圍內(nèi)，形成一個具有明顯聚集效應(yīng)、具有競爭優(yōu)勢的地區(qū)。1 h是根據(jù)人們出去辦事到一個地方所花時間以不多于1 h為宜，是由人的適應(yīng)性決定的。本文試圖初步計算成都交通1 h等時圈和公共交通1 h等時圈，指在為劃定經(jīng)濟圈提供可達性的支撐基礎(chǔ)(圖6、圖7)。

圖6 成都市區(qū)1 h交通等時圈(數(shù)據(jù)來源: 2017.7.27.11:30)

圖7 成都市區(qū)1 h公共交通等時圈(數(shù)據(jù)來源: 2017.7.27.11:30)

交通等時圈的應(yīng)用可用于側(cè)面研究城市旅游客源市場，以費孝通先生提出的“差序格局”的人際關(guān)系格局為理論基礎(chǔ)，在距離衰減規(guī)律的作用下，客源市場呈現(xiàn)以目的地(成都)為中心，向外衰減的同心圈層結(jié)構(gòu)。通過這種方法，計算城市旅游影響范圍，再根據(jù)游客數(shù)量的數(shù)據(jù)，可針對性的對影響范圍內(nèi)但游客來源較少城市加大旅游出行的宣傳。此類方法可對旅游規(guī)劃、市場開發(fā)、城市形象展示提供參考。

4.2 研究片區(qū)交通服務(wù)情況

就目前存在的建設(shè)項目交通影響評價標準，絕大多數(shù)是基于車流量為測算單位，通常的認識是車流量大于道路服務(wù)水平時會出現(xiàn)擁堵，反之則通達，但通過交通等時線，片區(qū)道路的擁堵和通達可以由兩點之間的時間損耗更加直觀的表示，交通評價結(jié)果也能更加準確?？蛇\用于規(guī)劃當中地塊調(diào)整論證工作交通評價。

4.3 研究出租車時間空間可達性

城市當中的出租車的效益與可達性直接掛鉤，而時間是可達性評價的一個重要指標，在城市當中，出行方向的選擇影響其等時間距離的可達性，不同方向下，早晚高峰的可達性也有較大的不同。因此，選擇時間效益的最大化的出行方向能增收出租車的利益收入。

4.4 研究應(yīng)急設(shè)施實際服務(wù)范圍

目前規(guī)劃上對醫(yī)院的服務(wù)范圍往往以距離劃分的，如原則上普通消防站轄區(qū)面積在4～7 km2，但往往對于轄區(qū)內(nèi)邊緣位置的救援無法第一時間達到，研究以應(yīng)急救援中心為出發(fā)點，按最佳救援時間為臨界點，如公安和消防需接警5 min內(nèi)到達現(xiàn)場，根據(jù)周邊路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，準確測算其在空間地圖上的最大服務(wù)范圍。有效提高居民的生命財產(chǎn)安全，保障城市的有效運行。

5 結(jié)束語

城市時間地圖研究是一個比較新的研究領(lǐng)域，它不僅能應(yīng)用于居民日常的出行，提供最佳的出行路線和出行時間段，也可以用來評價城市交通的時間環(huán)境，直觀地發(fā)現(xiàn)城市交通癥結(jié)之所在。本文在前人的研究基礎(chǔ)上，對成都市的城市時間地圖作了初步研究，仍存在許多考慮不足、研究不夠深入的問題，望后期逐漸彌補。

本文研究是建立在兩點之間來往時間相同的基礎(chǔ)上，忽略部分單向行駛控制道路。對計算結(jié)果存在一定影響，下一步工作計劃將完善道路模型系統(tǒng)，充分考慮交通管制因素。下個階段開展微觀服務(wù)設(shè)施評價，如研究成都7 min最佳救援時間服務(wù)圈，找出城市應(yīng)急救援漏洞。

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[定稿日期]2017-10-18

彭一凡(1992～)，男，大學(xué)本科，助理工程師，城市規(guī)劃師，研究方向為城市規(guī)劃與交通等時線及其運用。

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