姜雯

摘要：基于城市軌道交通換乘便捷與站點之間通達(dá)便利，以AreGIS軟件為載體設(shè)計了城市軌道交通可達(dá)性計算系統(tǒng)，并構(gòu)建了城市軌道交通可達(dá)性計算模型。以B市交通為實例，進行交通可達(dá)性分布狀態(tài)計算分析，并比較分析2號線部分路段開通前與開通后的可達(dá)性變化形勢。得出結(jié)論，可達(dá)性計算模型可精確客觀計算出軌道交通可達(dá)性值，以有效應(yīng)用于軌道交通可達(dá)性評估;可達(dá)性系統(tǒng)可顯著提升軌道交通出行效率、準(zhǔn)確性、便利性。

關(guān)鍵詞：AreGIS;TransCAD;城市軌道交通;可達(dá)性;計算模型

中圖分類號：U291.1

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1001-5922（2020）07-0189-04

公共交通可達(dá)性即出行者通過公共交通系統(tǒng)由出發(fā)點到目的地的便捷性，不僅是決策者進行系統(tǒng)服務(wù)能力衡量的指標(biāo)，也是出行者選擇系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前，我國機動車保有量持續(xù)增長，城市交通日趨擁堵，對此有效提升城市公共交通系統(tǒng)整體服務(wù)水平，演變成了公共交通吸引力強化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。城市公共交通優(yōu)先是交通擁堵問題得以解決的有效措施，而準(zhǔn)確指引出行者合理利用公共交通系統(tǒng)，可達(dá)性是其主要參考標(biāo)準(zhǔn)，可達(dá)性較高的系統(tǒng)勢必會備受出行者青睞[1]。據(jù)此，本文基于ArcGIS與TransCAD構(gòu)建了城市軌道交通可達(dá)性計算模型。

1文獻綜述

目前，國內(nèi)外既有研究與文獻基于公共交通與AreGIS軟件有機結(jié)合全面分析客流分布狀況、出行時間、服務(wù)可達(dá)性等等。以AreGIS與TransCAD為輔助詳細(xì)分析公共交通出行時間，直接為城市軌道交通可達(dá)性計算提供了新方法。

于2000年，OSullianD等人通過GIS技術(shù)生成基于時間的城市公共交通出行等時線，以相同時間可達(dá)最寬泛范圍，度量研究了城市軌道交通與公交服務(wù)水.平;于2009年，BenensonI等人通過GIS軟件實證研究了以色列特拉維夫的公共交通網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性，對公交線路、站點、車速、換乘等相關(guān)服務(wù)進行了充分考察分析;于2012年，Mavoa等人通過研究詳細(xì)描述了兩種公共交通可達(dá)性度量方式方法，其一基于公共交通.與步行指標(biāo)，度量到達(dá)潛在站點的可達(dá)性，其二基于發(fā)車頻率評估城市公共交通服務(wù)水平與效率。

于2005年，趙淑芝等人研究了以TransCAD為載體的城市公共交通網(wǎng)絡(luò)可達(dá)性指標(biāo)與實踐運用;于2009年，張小麗等人基于空間可達(dá)性與時間可達(dá)性矛盾的均衡問題，就微觀層面研究分析了站點間距的可達(dá)性;于2014年，張雪梅等人以GIS為輔助計算分析了城市公共交通可達(dá)性中的車輛出行時間可達(dá)性[2]。

2可達(dá)性評估指標(biāo)

城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)主要包括線路、站點、首末站、換乘樞紐，可達(dá)性評估可基于不同層次著手，且基于空間、時間、費用層面充分考慮。城市軌道交通可達(dá)性評估指標(biāo)具體如表1所示。

3可達(dá)性計算系統(tǒng)設(shè)計

以JAVA為開發(fā)語言，以AreGIS軟件與TransCAD工具，設(shè)計城市軌道交通可達(dá)性計算系統(tǒng)，框架具體如圖1所示。

3.1數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集即采集、入庫儲存系統(tǒng)所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。自動售票、檢票清算管理部門基于文件傳輸協(xié)議接口，采集路網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息與路徑集數(shù)據(jù)信息;軌道交通控制中心以同樣方式采集列車運行圖相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并通過車站現(xiàn)場調(diào)取走行時間數(shù)據(jù)信息。

3.2數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理即根據(jù)系統(tǒng)要求，提取、轉(zhuǎn)換、加載數(shù)據(jù)。其中，路網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理功能是科學(xué)配置路網(wǎng)數(shù)據(jù)分線路、車站屬性、區(qū)間屬性、代碼等相關(guān)數(shù)據(jù)信息;走行時間參數(shù)管理作用即合理布置車站高峰、平峰時段分向的具體時間;列車運行圖管理職責(zé)為適當(dāng)分配區(qū)間運行時分與站點停車時分，與路網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息相互匹配。

3.3信息生成

以所采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為輔助，根據(jù)可達(dá)性算法，基于Webservice+MySQL框架，自動化生成全路網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)化可達(dá)數(shù)據(jù)信息，即首末站點之間可達(dá)路徑、時刻、時間、范圍等數(shù)據(jù)。

3.4展示應(yīng)用

就系統(tǒng)計算生成可達(dá)數(shù)據(jù)信息，選擇不同終端，基于MVC+myBatis+MySQL框架，于此層面展示并實時查詢指定站點之間的可達(dá)性，以及起點對終點的可達(dá)性，出行者可以智能手機APP、網(wǎng)站、車站PIS屏進行時刻動態(tài)可達(dá)信息查詢[5]。

4可達(dá)性計算模型

4.1評估指標(biāo)歸一化

設(shè)定某項指標(biāo)數(shù)據(jù)集一共包含j項元素，即{z，Zo，此元素組成評估指標(biāo)有限集合，即[億={z1，z2……zj}，中z歸一化可得：

其中，NOR（z）代表歸一化值，即[0，1];z;代表Z的第項元素;min（z）代表Z最小值;max（z）代表Z最大值[6]。

4.2軌道與公交換乘便捷性

站點周圍400m范圍內(nèi)，可以換乘的公交線路數(shù)量，即代表著軌道站點與公交換乘的便捷性，此指標(biāo)量化與歸一化，可得：

其中，Q;代表軌道交通站點的換乘便捷性;W;代表軌道交通站點400m范圍以內(nèi)可以換成線路數(shù)量。由公式（2）可知，Q;越大，則某軌道交通站點與公交換乘的便捷性越高，即[0，100]。

4.3站點之間的通達(dá)便捷性

城市軌道交通站點之間的通行最小時間與換乘數(shù)量，與站點通達(dá)便捷性息息相關(guān)。然而二者量綱與數(shù)量級存在差異，不能直接計算分析。據(jù)此為精確表述二者對站點通達(dá)便捷性的影響作用，以出行意愿調(diào)查模式，轉(zhuǎn)變換乘數(shù)量為時間價值，以此加以計算。就有效調(diào)查數(shù)據(jù)進行回歸分析，結(jié)果[7]具體如圖2所示。

基于回歸結(jié)果，轉(zhuǎn)變換乘數(shù)量為時間價值。城市軌道交通線路換乘的時間價值函數(shù)，即：

其中，f（t，k）代表換乘時間價值;t代表站點通行最小時間;k代表用時最少路徑的換成數(shù)量。

起點與終點站之間的用時最少路徑時間值，即出行途中消耗時間與換乘時間價值，即：

其中，T代表用時最少路徑時間值。

以用時最少路徑時間價值代表站點之間的通行阻抗性，其越大，則代表通達(dá)便捷性越小，相反則便捷性越大。所以，以A站點到其他站點的阻抗平均值倒數(shù)為其通達(dá)便捷性。基于站點可達(dá)性橫向與縱向?qū)Ρ刃枰?，站點通達(dá)便捷性歸一化之后，計算模型[8]即：

其中，V;代表阻抗性;T;代表兩個站點間用時最小路徑時間值;n代表站點數(shù)量;N;代表通達(dá)便捷性。N，越大，則代表通達(dá)便捷性越大，即[0，100]。4.4站點可達(dá)性

城市軌道交通站點可達(dá)性主要包括此站點軌道交通與其他交通換乘的便捷性;軌道站點之間的通達(dá)便捷性。為簡化模型，以軌道交通與公交換乘便捷性為代表，選擇某站點與公交換乘便捷性、站點之間的通達(dá)便捷性加權(quán)，以及軌道站點可達(dá)性計算模型，即：

其中，SM;代表站點可達(dá)性，即[O，100];s與si為系數(shù)，即0.2～0.3;0.7～0.8。

5模型驗證分析

為進一步對計算模型科學(xué)有效性進行驗證，選擇B市軌道交通為例，計算2號部分路段開通前與開通.后，各個站點可達(dá)性數(shù)值。基于此數(shù)值橫向分布與縱向變化對比，詳細(xì)分析2號線開通對于既有站點可達(dá)性造成的影響，以此驗證計算模型的可靠性與準(zhǔn)確性。

基于計算模型公式計算B市2號線部分路段開通前與開通后，所有軌道交通站點可達(dá)性分布狀態(tài)數(shù)值，具體如表2所示。

首先，B市軌道交通站點可達(dá)性在整體上呈現(xiàn)為部分突出的分布特性，可達(dá)性從中心區(qū)域逐步向線路周圍縮小，其中商業(yè)區(qū)域站點可達(dá)性相對較高;以1號線為界線，1號線以內(nèi)站點的可達(dá)性明顯比外站點高;2號線部分開通后，整個線路站點可達(dá)性都有明顯提高，均可達(dá)性提高了將近2.10，增長率即4.51%，且在一定程度上提高了整條線路站點之間的通達(dá)便捷性。

6結(jié)語

綜上所述，基于城市軌道交通與公交換乘便捷性、站點通達(dá)便捷性，設(shè)計了可達(dá)性計算系統(tǒng)，構(gòu)建了可達(dá)性計算模型。結(jié)果表明，首先，B市軌道交通站點可達(dá)性在整體上呈現(xiàn)為部分突出的分布特性，可達(dá)性從中心區(qū)域逐步向線路周圍縮小，其中商業(yè)區(qū)域站點可達(dá)性相對較高;以1號線為界線，1號線以內(nèi)站點的可達(dá)性明顯比外站點高;2號線部分開通后，整個線路站點可達(dá)性都有明顯提高，均可達(dá)性提高了將近2.10，增長率即4.51%，且在一定程度上提高了整條線路站點之間的通達(dá)便捷性;其中可達(dá)性計算模型可精確客觀計算出軌道交通可達(dá)性值，以有效應(yīng)用于軌道交通可達(dá)性評估;可達(dá)性系統(tǒng)可顯著提升軌道交通出行效率、準(zhǔn)確性、便利性。

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