流、铁路及道路网的影响,与实际的可达区域存在较大偏差。地铁车站的服务范围的确定,直接影响地铁服务客流量和交通接驳构成的分析。因此,需要研究出更为准确的可达性服务范围的分析方法。
本文利用百度地图提供的应用程序接口(application programming interface,API),采用JavaScript 语言编写程序,通过调用百度地图API 的函数,开发针对交通站点(公交站点、地铁站点等)的可达性分析功能。该系统可以直接得到站点现况或自定义新建站点的所有交通可达性路径,并自动绘制其可达性服务范围,最终通过软件映射IP 地址实现PC 及移动端的页面访问。
应用上述可达性分析程序开发成果,对北京市中心城区的轨道交通站点的实际可达性进行分析,对比其与800 m 简单图示法的服务范围差异,验证成果的有效性。
1相关研究现状
1.1可达性分析研究现状
可达性的内涵丰富,不同侧重点的解释会产生不同的可达性计算方法[2]。简单来说,可达性是指从给定地点到其他地方工作、购物、娱乐、就医或者办事的方便程度[3]。李小马等人认为,空间上的畅通性或阻隔力是研究可达性的本质特征,是各种可达性测算方法的基础[4]。吉尔特曼(Geertman)指出,可达性是在合适的时间范围内选择某种交通工具到达目的地的能力[5]。杨育军认为可达性是由土地利用和交通系统所决定的,即人和货物通过一定的交通方式到达目的地或参与活动的方便程度[6]。
从以上研究成果可以看出,空间的阻隔影响是准确描述站点可达性的关键。天然地形的山川、河流对城市肌理的切割,人类工程的铁路、道路对城市肌理的再塑造,都可能造成同样的站点有完全不同的可达性。
目前研究可达性的计算方法有多种,包括距离法、累积机会法、等值线法、重力模型法、概率法、频率法、平衡系数法、时空法、效用法、基于矩阵的拓扑法、基于空
摘要 本文从交通可达性研究入手,分析了目前轨道交通站点可达性存在的问题,提出了考虑城市空间阻隔情况下站点实际覆盖度的问题。以问题为导向,借助百度地图API 技术,建立基于百度地图API 求解站点可达性的模型,并开发可自动识别站点可达性的应用程序。通过对首都功能核心区的全部68座车站在该程序上的应用,发现了由于道路可达性影响下轨道交通站点的实际可达性范围与理论服务范围的偏差情况。随着城市化的进程,城市公共服务设施要进行深度的精细化设计,就要求前期分析阶段能够掌握更为真实的交通服务数据。本文对交通可达性的分析,是精细化设计的重要基础依据。关键词 可达性;轨道交通;百度地图API 中图分类号 U231.4文献标识码 A
DOI 10.19892/jki.csjz.2022.14.09
Abstract Starting from the study of traffic accessibility, this paper analyzes the existing problems in the accessibility of rail transit stations, and puts forward the problem of actual station coverage according t
o the conditions of the urban space barrier. Oriented by the problems, with the help of Baidu map API technology, this paper establishes a site accessibility model based on Baidu map API, and develops an application program that can automatically identify the site accessibility. Through the application of the program to all 68 stations in the capital functional core area, the deviation between the actual accessibility range and the theoretical service range of rail transit stations under the influence of road accessibility is found. With the process of urbanization, in order to carry out in-depth fine design of urban public service facilities, it is necessary to grasp more real traffic service data in the early analysis stage. The analysis of traffic accessibility in this paper is an important basis for fine desi gn.Key words accessibility; rail transit; Baidu map API
可达性(accessibility)一直是作为分析建筑物服务范围的重要指标,可达性的含义较为复杂,美国学者汉森(Hansen)第一次正式阐述了可达性这一概念,将可达性定义为交通网络中各节点相互作用机会的大小[1]。对于城市轨道交通站点来讲,目前对于站点的步行直接服务范围,往往以750 m 为半径的圆形区域进行分析。这种简单图示法可用于宏观分析,但受制于站点所在区域山川、河
作者简介:作者单位:1.北京市市政工程设计研究总院有限公司;2.北京新航城智慧生态技术研究院有限责任公司
基于百度地图API 的站点可达性分析方法
——以首都功能核心区轨道车站为例
Site Accessibility Analysis Method Based on Baidu Map API: A Case of the Rail Transit Station in the Functional Core Area of the Capital
赵 强1 赵鹏飞2 刘力石1 潘 京1 郎 静1
Zhao Qiang 1, Zhao Pengfei 2, Liu Lishi 1, Pan Jing 1, Lang Jing 1
间句法的拓扑法等。路网规划与交通系统评价中常用的有距离法、累积机会法、等值线法、重力模型法、效用法和时空法[7]。累积机会法和等值线法对于交通站点的可达性计算更为适宜,众多案例分析也较多地采用上述两种方法。汪林、陈艳云利用GIS技术,为地铁站的步行可达性进行计算,提供准确的定量分析结果和可视化的评价结果 [8]。但该方法的前提是需要建立或掌握所在城市地图GIS数据和轨道交通站点数据,我国城市化进程较快,城市道路网建设日新月异,该方法的一般适用性较差。百度地图是面向公众的开放数据,具有覆盖面广、数据更新及时、操作性简便等优点,可以借助该数据资源进行交通站点可达性分析。
1.2轨道交通站点步行可达性研究现状
轨道交通站点的步行吸引范围,一直是作为轨道交通乘降量分析、车站TOD分析、轨道交通接驳分析的
重要前提。《城市综合交通体系规划标准》(GB/T 51328—2018)提出“城市轨道交通站点覆盖范围按步行不超过10 min确定,覆盖范围的半径应为600~900 m,本标准取800 m”。《城市轨道沿线地区规划设计导则》提出“轨道影响区:指距离站点500~800 m,步行约15 min以内可以到达站点入口,与轨道功能紧密关联的地区。轨道站点未确定位置时,可采用线路两侧各500~800 m作为轨道影响区范围。轨道站点核心区:指距离站点300~500 m,与站点建筑和公共空间直接相连的街坊或开发地块”。包智博提出居住型地铁的定义为“用地构成为站点附近750 m范围内,居住用地占50%~60%,公共设施用地在20%以下,交通设施用地(含道路)为10%左右[9]”。李孟冬结合徒步行走速度取值,计算出10 min步行可达距离为750 m,将其确定的步行合理可达距离[10]。
2017年6月,北京市政府新闻发布会提出“城市轨道交通方面,随着新线的投入和车站的增加,北京市中心城区将实现地铁站750 m覆盖”。2020年8月《首都功能核心区控制性详细规划(街区层面)(2018年—2035年)》提出“到2035年轨道车站800 m范围人口和岗位覆盖率达到95%”。如果考虑城市空间阻隔情况下,首都功能核心区的轨道车站是否能达到800 m全覆盖,需要进一步检验。2百度地图API
API是一个介于用户应用程序和操作系统之间的一系列预定义的函数,借助于它,程序员可以方便地实现对操作系统的底层(硬件)功能的开发或封装[11]。百度地图API是为开发者免费提供的一套基于百度地图服务的应用接口,包括JavaScript API、Web服务API、Android SDK、iOS SDK、定位SDK、车联网API、LBS云等多种开发工具与服务,可以实现地图的展现、地图的定位、车辆线路规划等功能,在
使用时只需要调取需要的功能就可以轻松地使用及开发 [12]。开发者可以通过调用百度地图API接口快速构建出针对自己需求并且能够解决实际问题的应用平台。基于百度地图API 的程序开发不但提升了程序员的工作效率,而且可以利用二次开发使软件成果更加贴合开发者的意图,提高软件的实用性,具有方便、快捷、交互性强的优点。
3轨道交通站点可达性研究
3.1基于百度地图API求解站点可达性模型建立
从用户角度考虑,软件的目的是通过新增站点或选取现况站点的形式,直接得到该站点的所有交通可达性路径,并自动绘制其可达性服务范围。因此系统需要实现的主要功能为:①为用户提供新增或选取范围内的所有现况站点功能,并在地图中标记新增站点及选中站点的位置,向用户直观地展示出站点覆盖物;②分析计算已选中所有站点的交通可达路径,同时显示出站点服务范围;③计算服务范围面积。
本软件前台界面使用了HTML、DIV+CSS技术,通过少量按钮和输入框完成功能模块的实现,力求界面友好、简洁,系统架构如图1所示。地图功能模块的请求通过调用百度地图API来实现在百度地图服务器上的解析,各类空间数据和属性信息存储于百度地图数据服务器中以供存取,解析结果在转交给本地服务器后,最终发送回客户端浏览器展现给用户,以网页的形式输出在界面中,功能模块设计如图2所示。
用户进入交通可达性分析界面,在城市名输入框中输入要查询的城市以界定地图展示范围,随后在站点管理DIV抽屉中设置可达性分析目标距离。在条件参数确定后,用户可以通过手动输入现况站点名称、新增站点、框选范
浏览器
HTTP
web服务器百度地图API
百度地图服务器百度地图数据库
交通可达性分析系统
可达性分析站点管理
历
史
站
点
管
理
目
标
距
离
设
置
记
录
历
史
站
点
距
离
测
量
可
达
性
分
析
计
算
选
取
现
况
站
点
新
增
站
点
图1 系统架构图(图片来源:作者自绘)图2 功能模块设计图(图片来源:作者自绘)
围内现况站点三种形式在地图中标记站点位置,之后可以通过点击分析计算按钮得到该站点的所有交通可达性路径,并自动绘制其可达性服务范围。基于百度地图API开发的可达性分析界面如图3所示。
3.2首都功能核心区轨道车站步行可达性应用分析
根据《首都功能核心区控制性详细规划(街区层面)(2018年—2035年)》:到2035年轨道车站800 m 范围人口和岗位覆盖率达到95%,轨道线路里程达到180 km。根据规划,首都核心区规划轨道15条线路,68座车站。将上述轨道车站位置与服务半径进行分析,除右安门、左安门、德胜门外等少数地区外,首都功能核心区的主要范围均能实现轨道车站全覆盖;这也和2017年6月,北京市政府新闻发布会提出的“北京市中心城区将实现地铁站750 m覆盖”目标基本吻合,如图4所示。而根据本文“轨道交通站点进行可达性研究现状”一节的分析,750 m及800 m覆盖范围的提出,正是根据“步行10 min可达”这一概念进行的推算。通过对首都功能核心区的调研,由于湖泊、河道、公园、部队、铁路、快速路等的分隔,
轨道车站周边道路的可达性差异较大。因此,需要借助可达性分析对服务范围进行修正。
利用自主开发的基于百度地图API的可达性分析程序,将上述68座车站分别进行步行可达性分析,如图5所示。通过对比68座车站的标准圆形覆盖范围和可达性覆盖范围,发现车站实际服务范围远小于理论半径服务范围。68座车站平均服务范围偏差值为0.77 km2,平均偏差率为38.5%,如图6所示。其中最大服务范围偏差为前门站,理论服务范围为2.01 km2,实际服务范围为0.95 km2,偏差率达52.9%,如图7所示;最小服务范围偏差为牛街站,理论服务范围为2.01 km2,实际服务范围为1.43 km2,偏差率达28.8%,如图8所示。
通过对上述偏差车站的具体分析,主要是由于车站附近的路网密度差异性,导致步行可达性的范围发生变化。
图3 基于百度地图API开发的可达性分析界面图
(图片来源:作者自绘)
图5 首都功能核心区轨道车站可达范围图(图片来源:作者自绘)图4 首都功能核心区轨道车站覆盖范围图(图片来源:作者自绘)
根据
2020年度《中国主要城市道路网密度监测报告》:首都功能核心区的西城区路网密度为8.1 km/km 2、东城区为7.6 km/km 2。北京站周边的路网密度为7.1 m,周边路网不足主要是受北京站的影响;广渠门内站周边的路网密度为6.7 m,周边路网不足主要是受铁路、学校、大体量的住宅区的影响。牛街站周边的路网密度为8.7 m,丰富的支路及胡同,提高了出行的便捷性与可达性。可
磁器口站
崇文门站东单站东四站
张自忠路北新桥站雍和宫站和平里北街站
永定门外站天桥站珠市口站前门站王府井站金鱼胡同站中国美术馆站
南锣鼓巷站
什刹海站
鼓楼大街站
安德里北街站安华桥站红莲南路站达官营站木樨地站月坛南街站
陶然桥站陶然亭站菜市口站
宣武门站西单站景泰站
平均值
灵境胡同站西四站
平安里站新街口站西直门站动物园站天坛东门和平门站北京站东直门站
门站
安贞桥站
马甸桥站东四十条站车公庄站车公庄西站
朝阳门站
北海北站阜成门站展览馆路站复兴门站建国门站天安门东站天安门西站南礼士路站广渠门外站广渠门内站
桥湾站
虎坊桥站
广安门内站
湾子站
北太平庄站积水潭站金融街站牛街站长椿街站阜外大街站二里沟站
理论服务范围 实际服务范围
首都功能核心区轨道车站服务范围对比/km 2
2.012.012.012.012.012.012.01
2.012.01
2.012.012.012.01
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2.012.01
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2.01 2.01 2.01
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2.01
2.01
2.01
2.01
2.012.012.012.012.012.012.012.011.361.321.351.35
1.16
1.331.331.33 1.33 1.38
1.38
1.181.201.271.231.231.50
1.181.19
1.39
1.241.16
1.070.98
0.87
0.991.371.35
1.05
1.04
1.221.361.35
1.16
1.021.151.31
1.051.061.14
1.34 1.181.08
1.45
1.25
1.121.33
1.29
1.43
1.39
1.231.061.10
1.11
1.33
1.30
1.34
1.20 1.36
1.34
1.34
1.15
0.95 1.23
1.241.241.231.241.40 1.05
0.00
0.50
1.00
2.01图
6 首都功能核心区轨道交通车站理论服务范围与实际服务范围对比雷达图(图片来源:作者自绘)
图7 前门站理论服务范围与实际服务范围对比图(图片来源:作者自绘)图8 牛街站理论服务范围与实际服务范围对比图(图片来源:作者自绘)
以看到,路网密度较高的区域,轨道站点的可达性相应较高。
因此,道路网密度的差异,直接影响了公共服务设施的实际可达性。首都功能核心区的道路网密度,主要是受河道、铁路、快速路、公园、部队等影响,造成部分区域路网密度较大。这种情况在首都功能核心区外的影响更大。
(下转第48页)
4讨论与结语
本研究以人民城市理念下居民的实际需求作为绩效评价标准并进行科学评价,可以为之后的绿地绩效评价和规划提供更多思路。①在评价体系上:基于人民城市理念,将绿地数量、景观格局和可达性纳入一个评价体系,既关注了各指标层支撑下的整体水平,又关注了指标层之间的相互作用关系;如果需要加入其他指标或指标层,只需调整指标体系,无须改动计算方法。②在评价模型上:基于熵权TOPSIS模型的评价可以直接区分现有绿地的绩效水平并进行多级分类;基于耦合协调模型的计算和分类则可直接区分人民城市理念下绿地配置不够协调的地区,之后可结合居民对绿地的实际需求,有针对性地做出更科学的绿地规划方案。③在评价结果上:统计绿地配置滞后区域的各类指标分值,可以分析得分较低的指标,进而基于人民城市理念有针对性地增加绿地供给。
④在评价成效上:通过不同区域对比能为相关规划提供一定参考,但也需注意研究对象自身的特征、数量和尺度是否适合比较研究[5]。
同时,本研究存在诸多不足,如没有使用最新人口数据和大数据,若有更即时和详细的数据支撑,则可进行更全面、更能反映实际的指标体系构建与评价;指标体系可以进行不同年份间的对比,但本研究未开展,未来可通过多年对比发掘绿地绩效格局的形成机制和演变趋势。参考文献
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4结语
本文研究通过对站点实际可达路径的捕捉和分析,发现由于实际道路网密度和道路可达性的差异,站点的实际覆盖度比规划覆盖率小。因此,在公共交通站点规划中,应考虑实际区域道路条件下的站点服务范围修正。
本次研究利用百度地图API开发了站点可达性分析软件,可以对既有交通站点覆盖程度的快速判断,对于分析出来的可达性区域,叠加区域用地性质资料、人口密度资料、就业岗位资料等,还可以进行轨道或公交站点与片区活跃度分析,也可进行规划建设区域的TOD分析。本次研究成果的分析平台,可以从多个维度进行扩展应用。从可达性类型上,本次仅做了步行可达性分析,还可以结合非机动车、机动车的运行速度,折算为可达性距离进行分析;从可达性对象上,本次仅分析了轨道交通站点,同样的思路还可以对公交站点、医院、公园、图书馆、消防站等城市公共服务设施进行服务范围的分析。
随着城市化的进程,城市公共服务设施尤其是公共交通设施在规划设计阶段,要进行深度的精细化设计,就要求前期分析阶段能够掌握更为真实的交通服务数据。本文对交通可达性的分析,也是精细化设计的重要基础依据。
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