公共交通可达性评估方法及装置与流程

1.本发明涉及城乡规划技术领域，尤其涉及一种公共交通可达性评估方法及装置。


背景技术：

2.交通可达性通常指交通出行者基于特定的交通系统从出发点到目的地的便捷度，其不仅能够反应出行者获取各类交通服务的难易程度，也能反映城市居民通过空间位置移动获取某类服务或者参与某种活动的难易程度，故被广泛地运用于城市交通和城市规划等相关领域，是评估城市交通系统与土地利用、基础设施等城市空间资源布局协调程度的关键指标。
3.通常根据出行模式的不同，交通可达性可划分为小汽车可达性和公共交通可达性，其中公共交通可达性根据评价指标内涵的不同，可以划分为两类：
①
公交服务的空间可达性，传统公交可达性评价方法，即以提供公交服务的站点为中心，以一定空间距离为半径，计算该范围覆盖的面积或人口，常见指标如公交站点500m覆盖率、公交站点300m人口覆盖率等；
②
公交服务的时间可达性，常用的公交可达性计算方法，即以站点为起点，基于慢行路网计算一定慢行时长可覆盖的面积或人口，常见指标如公交站点5分钟步行圈面积率、公交站点5分钟步行圈人口覆盖率等。
4.然而，上述的各类公交可达性指标存在以下局限性：公交服务的空间可达性和时间可达性评估方法精度较差。传统的空间可达性建模方法计算公交站点一定空间范围的面积或人口覆盖率，方法简单，但是由于受到河流、道路的隔离，使用空间距离来评估公交服务的可达性在实际生产运用中往往存在较大误差，而时间可达性能够在一定程度上克服空间可达性的该缺点，但是仍然难以量化表现公交服务会随时间距离(或空间)衰减的特性。此外，空间可达性和时间可达性评估方法中均未考虑如站点线路数量、发车频率等公交服务的规模指标，评估方法存在一定的局限性。


技术实现要素：

5.本发明提供一种公共交通可达性评估方法及装置，其能更加精准地评估待评估区域的公共交通服务的服务供给情况和服务可达性。
6.本发明第一方面提供一种公共交通可达性评估方法，包括：
7.获取待评估区域的路网信息和公共交通站点相关信息；其中，所述公共交通站点相关信息包括各公共交通站点的线路和车次信息、各线路运营车辆的发车频率和单车最大载客容量；
8.在所述待评估区域内设置多个参考点，并计算每一所述参考点对应的所有空间可达站点和对应的所有时间可达站点；其中，所述时间可达站点是从所述参考点对应的所有空间可达站点中筛选得到的；
9.根据所述公共交通站点相关信息，兼顾各时间可达站点经停线路的发车频率、车型之间的容量差异，计算每一参考点的有效运输能力；
10.根据所有参考点的有效运输能力的综合结果，评估所述待评估区域的交通可达性。
11.本发明第二方面提供一种公共交通可达性评估装置，包括：
12.数据获取模块，用于获取待评估区域的路网信息和公共交通站点相关信息；其中，所述公共交通站点相关信息包括各公共交通站点的线路和车次信息、各线路运营车辆的发车频率和单车最大载客容量；
13.空间和时间可达站点计算模块，用于在所述待评估区域内设置多个参考点，并计算每一所述参考点对应的所有空间可达站点和对应的所有时间可达站点；其中，所述时间可达站点是从所述参考点对应的所有空间可达站点中筛选得到的；
14.有效运输能力计算模块，用于根据所述公共交通站点相关信息，兼顾各时间可达站点经停线路的发车频率、车型之间的容量差异，计算每一参考点的有效运输能力；
15.交通可达性评估模块，用于根据所有参考点的有效运输能力的综合结果，评估所述待评估区域的交通可达性。
16.与现有技术相比，本发明提供的公共交通可达性评估方法及装置具有以下有益效果：
17.本发明提供的公共交通可达性评估方法，其通过计算待评估区域中设置的每一参考对应的所有空间可达站点和对应的所有时间可达站点，并根据预先获取的待评估区域的路网信息和公共交通站点相关信息，兼顾各时间可达站点经停线路的发车频率、车型之间的容量差异，计算每一参考点的有效运输能力，进而综合所有参考点的有效运输能力，评估所述待评估区域的交通可达性，其能更加精准地评估待评估区域内的公共交通服务的服务供给情况和服务可达性，从而有效识别潜在的公交可达性待改善区域，使公交服务水平与土地开发利用的耦合性量化研究更具现实性。
附图说明
18.图1是本发明提供的公共交通可达性评估方法的一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.参见图1，图1是本发明提供的公共交通可达性评估方法的一个实施例的流程示意图。
21.本发明实施例提供的公共交通可达性评估方法，包括步骤s11到步骤s14：
22.步骤s11，获取待评估区域的路网信息和公共交通站点相关信息；其中，所述公共交通站点相关信息包括各公共交通站点的线路和车次信息、各线路运营车辆的发车频率和单车最大载客容量。
23.在本发明实施例中，在对待评估区域的公共交通可达性评估前，先获取待评估区域的矢量边界和坐标，以及路网信息和公共交通站点相关信息。其中，路网信息指的是待评
估区域的慢性路网，且本发明实施例中的公共交通站点包括多种不同公交模式的公共交通站点，如常规公交站、快速公交站、地铁站。
24.步骤s12，在所述待评估区域内设置多个参考点，并计算每一所述参考点对应的所有空间可达站点和对应的所有时间可达站点；其中，所述时间可达站点是从所述参考点对应的所有空间可达站点中筛选得到的。
25.在本发明实施例中，在待评估区域内设置参考点，以参考点代表某一局部区域。并以参考点为圆心，寻找附近所有满足空间距离条件的公共交通站点，得到参考点所对应的所有空间可达站点。在获得对应的所有空间可达站点后，从所有空间可达站点中筛选出满足时间要求的公共交通站点，即得到参考点对应的所有时间可达站点。
26.步骤s13，根据所述公共交通站点相关信息，兼顾各时间可达站点经停线路的发车频率、车型之间的容量差异，计算每一参考点的有效运输能力。
27.在本发明实施例中，考虑到不同公交模式的发车频率、运输能力的差异，且不同模式的公共交通线路的发车频率、车型之间的容量差异有所不同，如常规公交503线的发车频率可能为4车次/h，而常规公交504线路的发车频率可能为6车次/h，地铁3号线的发车频率可能为12车次/h，各线路单车最大载客容量也可能存在差异，因此，需要兼顾各时间可达站点经停线路的发车频率、车型之间的容量差异计算参考点的有效运输能力，以更精准地评估待评估区域的公共交通服务的服务供给情况和服务可达性。此外，在本发明实施例中，线路的发车频率指的是公交线路运营车辆发车频次，可以是高峰期发车频次，具体根据实际情况选取。
28.步骤s14，根据所有参考点的有效运输能力的综合结果，评估所述待评估区域的交通可达性。
29.本发明实施例提供的公共交通可达性评估方法，其通过计算待评估区域中设置的每一参考对应的所有空间可达站点和对应的所有时间可达站点，并根据预先获取的待评估区域的路网信息和公共交通站点相关信息，兼顾各时间可达站点经停线路的发车频率、车型之间的容量差异，计算每一参考点的有效运输能力，进而综合所有参考点的有效运输能力，评估所述待评估区域的交通可达性，其能更加精准地评估待评估区域内的公共交通服务的服务供给情况和服务可达性，从而有效识别潜在的公交可达性待改善区域，使公交服务水平与土地开发利用的耦合性量化研究更具现实性。
30.在一种可选的实施方式中，所述步骤s12中的参考点通过如下步骤设置：
31.将所述待评估区域划分为n*n网格，并将每一网格的质心作为每一参考点。
32.在具体实施时，根据评估精度需要，以一定间隔d(单位：m)，将步骤s11中获取的研究范围划分为n*n网格，并获取各网格质心坐标，网格质心n的坐标表示为(xn,yn)，n∈[0,n]。在本发明实施例中，以质心点的公共交通可达性代替所在网格的公共交通可达性。
[0033]
在一种可选的实施方式中，每一所述参考点对应的所有空间可达站点通过如下步骤获取：
[0034]
获取预设的每一公交模式对应的半径；
[0035]
对于第i种公交模式，均以所述参考点为圆心，以与第i种公交模式对应的半径划定所述参考点的第i种公交模式范围，并将落入第i种公交模式范围内的属于第i种公交模式的所有站点作为所述参考点对应的所有空间可达的i模式站点；
[0036]
综合所述参考点对应的所有空间可达的各种模式站点，得到所述参考点对应的所有空间可达站点。
[0037]
示例性的，以步骤s12中的参考点为圆心，以500米为半径筛选临近的常规公交站点，视为空间可达的常规公交站点；以800米为半径筛选临近的快速公交站点，视为空间可达的快速公交站点；以1500米为半径筛选临近的地铁公交站点，视为空间可达的地铁站点。网格质心n空间可达的i模式公交的站点集合表示为集合中第index个公交站点表示为
[0038]
在一种可选的实施方式中，每一所述参考点对应的所有时间可达站点通过如下步骤获取：
[0039]
调用地图api接口，查询并得到所述参考点到其对应的每一空间可达站点之间的步行时长；
[0040]
对于与所述参考点对应的每一空间可达站点，当所述空间可达站点与所述参考点的步行时长小于与所述空间可达站点所属的公交模式对应的步行时长阈值时，将所述空间可达站点配置为所述参考点对应的时间可达站点；
[0041]
汇总所有被配置为所述参考点对应的时间可达站点，得到所述参考点对应的所有时间可达站点。
[0042]
在另一种可选的实施方式中，每一所述参考点对应的所有时间可达站点通过如下步骤获取：
[0043]
采用arcgis的网络分析功能，并基于所述路网信息和所述公共交通站点相关信息，计算所述参考点到其对应的每一空间可达站点的步行时长；
[0044]
对于与所述参考点对应的每一空间可达站点，当所述空间可达站点与所述参考点的步行时长小于与所述空间可达站点所属的公交模式对应的步行时长阈值时，将所述空间可达站点配置为所述参考点对应的时间可达站点；
[0045]
汇总所有被配置为所述参考点对应的时间可达站点，得到所述参考点对应的所有时间可达站点。
[0046]
在本发明实施例中，对于时间可达性匹配通常采用两种途径：
①
对于现状公交可达性评估，基于互联网地图数据计算，常见的方法如调用高德或者百度地图api，遍历计算各参考点与其对应的每一个空间可达站点之间的步行时长，示例性的，参考点与其空间可达常规公交站点之间的步行时长小于60min，视为时间可达，参考点与其空间可达快速公交站点之间的步行时长小于10min，视为时间可达，参考点与其空间可达地铁站点之间的步行时长小于15min，视为时间可达，保留各参考点对应的每一时间可达站点，和步行至每一时间可达站点所需的步行时长；
②
对于远期公交可达性评估，宜采用arcgis的网络分析功能，基于步骤s11所收集的慢行路网、多种交通模式的公共交通站点(常规公交站、快速公交站、地铁站等)分布网络，计算参考点至所有空间可达站点的步行时长，采用途径
①
相同的筛选原则，保留各参考点对应的所有时间可达站点，和步行至各时间可达站点所需的步行时长，筛选后得到参考点n对应的所有时间可达站点集合。
[0047]
在一种可选的实施方式中，所述步骤s13“根据所述公共交通站点相关信息，兼顾各时间可达站点经停线路的发车频率、车型之间的容量差异，计算每一参考点的有效运输
能力”，具体包括：
[0048]
获取所述参考点n对应的每一时间可达站点经停的线路集合；
[0049]
对于第index个时间可达站点经停的第line条线路，根据第index个时间可达站点的第line条线路的发车频率计算在第line条线路乘坐第index个时间可达站点的平均候车时间
[0050]
根据第index个时间可达站点到所述参考点的步行时长和所述在第line条线路乘坐第index个时间可达站点的平均候车时间计算所述参考点n到第line条线路的第index个时间可达站点乘坐公共交通的接驳时长
[0051]
根据所述参考点n到第line条线路的第index个时间可达站点乘坐公共交通的接驳时长和第index个时间可达站点经停的第line条线路的单车最大载客容量计算得到第index个时间可达站点经停的第line条线路对所述参考点n提供的有效运输能力
[0052]
累计所有时间可达站点经停的所有线路对所述参考点n提供的有效运输能力，得到所述参考点n的有效运输能力。
[0053]
基于上述实施例提供的技术方案，进一步的，在本发明实施例中，在计算参考点的有效运输能力时，将参考点的有效运输能力设置为以人次/h为量纲，以与土地开发利用所产生的公共交通出行需求的量纲相同，能够直观地反映待评估区域的交通出行需求与供给差异，从而能够获得公交服务可达性较弱或公共交通供需不平衡区域，进而使得公交服务水平与土地开发利用的耦合性量化研究更具现实性。
[0054]
在一种可选的实施方式中，所述根据第index个时间可达站点的第line条线路的发车频率，计算在第line条线路乘坐第index个时间可达站点的平均候车时间，具体为：
[0055]
根据如下公式计算以第n个参考点为参考点，在第line条线路乘坐第index个时间可达站点的平均候车时间：
[0056][0057]
其中，表示第n个参考点对应的第index个站点经停的第line条线路的发车频率，单位为车次/h，表示以第n个参考点为参考点，在第line条线路乘坐第index个时间可达站点的平均候车时间，单位为s。
[0058]
在一种可选的实施方式中，所述参考点到第line条线路的第index个时间可达站点乘坐公共交通的接驳时长通过如下公式计算：
[0059][0060]
其中，表示第n个参考点第line条线路的第index个时间可达站点乘坐公共交通的接驳时长，单位为s，表示以第n个参考点为参考点，在第line条
线路乘坐第index个时间可达站点的平均候车时间，表示第n个参考点到其对应的第index个站点的步行时长。
[0061]
在一种可选的实施方式中，所述第index个时间可达站点经停的第line条线路对所述参考点提供的有效运输能力通过如下公式计算：
[0062][0063][0064]
其中，表示第n个参考点对应的第index个时间可达站点经停的第line条线路对第n个参考点提供的有效运输能力，单位为人次/h，表示第n个参考点对应的第index个时间可达站点经停的第line条线路对第n个参考点提供的平均有效运输能力，单位为车次/h，表示第n个参考点对应的第index个时间可达站点经停的第line条线路的单车最大载客容量，单位为人/车次，表示第n个参考点第line条线路的第index个时间可达站点乘坐公共交通的接驳时长。
[0065]
相应地，本发明实施例还提供一种公共交通可达性评估装置，包括：
[0066]
数据获取模块，用于获取待评估区域的路网信息和公共交通站点相关信息；其中，所述公共交通站点相关信息包括各公共交通站点的线路和车次信息、各线路运营车辆的发车频率和单车最大载客容量；
[0067]
空间和时间可达站点计算模块，用于在所述待评估区域内设置多个参考点，并计算每一所述参考点对应的所有空间可达站点和对应的所有时间可达站点；其中，所述时间可达站点是从所述参考点对应的所有空间可达站点中筛选得到的；
[0068]
有效运输能力计算模块，用于根据所述公共交通站点相关信息，兼顾各时间可达站点经停线路的发车频率、车型之间的容量差异，计算每一参考点的有效运输能力；
[0069]
交通可达性评估模块，用于根据所有参考点的有效运输能力的综合结果，评估所述待评估区域的交通可达性。
[0070]
需要说明的是，本发明实施例提供的公共交通可达性评估装置用于执行上述实施例的公共交通可达性评估方法的全部流程和步骤，两者的工作原理和作用效果一一对应，这里不再做过多的赘述。
[0071]
需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0072]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。