畢業(yè)論文-基于GIS的城市軌道交通對沿線交通可達性的影響研究

PAGE基于GIS的城市軌道交通對沿線交通可達性的影響研究——以福州市軌道交通1號線為例資源工程學院11級測繪工程【摘要】近年來,為適應城市發(fā)展的需要，福州城區(qū)著手軌道交通設(shè)施的建設(shè)。為了解軌道交通對城市交通狀況是否具有改善作用，需要對其影響程度進行調(diào)查分析。本文圍繞福州市軌道交通1號線的典型路段和站點，利用GIS軟件的地圖數(shù)字化和空間分析功能對研究區(qū)線路的數(shù)據(jù)進行處理，分析軌道交通沿線的交通區(qū)位現(xiàn)狀及公交可達性的評價。通過對比1號線開通前后的交通狀況，表明軌道交通對沿線交通可達性具有促進作用。【關(guān)鍵詞】城市軌道交通；GIS；交通可達性

目錄1.引言 11.1研究背景 11.2研究目的和意義 11.3軌道交通1號線概況 12.數(shù)據(jù)資料 12.1數(shù)據(jù)來源 12.2數(shù)據(jù)預處理 13.以火車站-斗門站為例研究1號線對交通區(qū)位的影響 33.1站點附近交通區(qū)位的現(xiàn)狀分析 33.2斗門站附近居民出行方式調(diào)查分析 44.1號線對公交可達性的影響 44.1公交可達性及評價方法 44.2以火車站到達西湖站為例的公交可達性評價 54.3可達性變化率評價 65.結(jié)語與展望 75.1結(jié)語 75.2展望 7致謝語 8參考文獻 9PAGE111.引言1.1研究背景當前，伴隨經(jīng)濟社會的高速發(fā)展，城市化水平的提高，人口壓力不斷增大，地面交通的負擔也在日益加劇。軌道交通作為一種大容量、快捷、安全、環(huán)保的新型交通工具，逐步走入人們的視野。追溯到上個世紀末，國家著手在部分城市建設(shè)軌道交通設(shè)施。其中，福州市作為全國“十二五”規(guī)劃落實的主要城市之一，發(fā)展重心落實到優(yōu)勢交通，益于城市發(fā)展。根據(jù)《福州市城市綜合交通規(guī)劃(2010-2020)》提出，福州交通發(fā)展的最終選擇應以公共交通為主，構(gòu)建集約化緊湊型的交通體系。同時借助自身優(yōu)勢，致力于實施沿海戰(zhàn)略，打造以“一中心區(qū)三軸線八新城”的城市空間格局。結(jié)合《海西規(guī)劃》進一步推動軌道交通建設(shè)工作，實現(xiàn)格局的部署。1.2研究目的和意義軌道交通可以有效地緩解交通的負擔，提高沿線交通可達性，降低乘客的出行時間成本?？蛇_性指通過一定類型的某種交通工具從某一區(qū)域到達目的區(qū)域的便利程度，反映出空間實體之間克服距離障礙進行交流的難易程度，表達了空間實體之間的疏密關(guān)系[1]。結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，借助GIS技術(shù)對福州軌道交通1號線沿線的交通狀況進行分析，研究1號線對沿線交通可達性的影響，預測軌道交通建成后對交通區(qū)位和公交可達性的改善狀況。1.3軌道交通1號線概況福州市軌道交通1號線連接南北城區(qū)，全長29.2km，北起新店北部秀峰路，南至東部新城。其中包括地下段24.55km，高架線段4.0km，敞開段0.65km。全線共設(shè)24座車站，其中地下2層站17座，地下3層站3座，高架3層站4座。最大站間距為1.896km，最小站間距為0.869km2.數(shù)據(jù)資料2.1數(shù)據(jù)來源本研究所采用的數(shù)據(jù)是通過稻歌V2.2軟件截取關(guān)于福州市城區(qū)的街道地圖，空間分辨率為1.192.2數(shù)據(jù)預處理在ArcMap中添加福州市城區(qū)的街道地圖作為數(shù)字化底圖。參考互聯(lián)網(wǎng)中關(guān)于福州市軌道交通1號線的資料分別建立站點和線路圖層，之后在站點圖層中標記出每個站點的位置。再在線路圖層中將各點用線連接，并在屬性表中添加站點名、線路名。對軌道交通1號線站點周圍500m范圍內(nèi)做緩沖區(qū)，將緩沖區(qū)范圍內(nèi)的道路分成主干路、次干路和支路三個等級，并分別使用不同粗細和不同的顏色樣式在底圖中標記，構(gòu)成1號線沿線交通線路圖，如圖1所示。統(tǒng)計站點附近各等級道路數(shù)量，計算各站點道路密度[2]，并得出1號線沿線總體道路密度為6.82km/km2,見圖2。圖1軌道交通1號線沿線交通線路圖圖2軌道1號線各站點500m緩沖區(qū)道路密度3.以火車站-斗門站為例研究1號線對交通區(qū)位的影響3.1站點附近交通區(qū)位的現(xiàn)狀分析福州站地處晉安區(qū)華林路終段，作為福建地區(qū)最大的客運樞紐站之一，每年旅客發(fā)送量可達1300萬人次。但是，隨著城市的發(fā)展，人口的增加、車流量不斷增多，福州站至斗門附近的道路時常發(fā)生交通滯留的狀況，對進出火車站的客流造成嚴重的不便。1號線建成后，軌道站點的設(shè)置是否會對附近的交通狀況產(chǎn)生影響。因此，需要對站點附近交通區(qū)位的條件進行研究。以站點500m緩沖區(qū)內(nèi)三個等級的道路作為影響因素賦予不同權(quán)重，對主干路、次干路、支路的250m緩沖區(qū)，依次賦值3、2、1。通過ArcGIS疊加分析，得到1-2、3-4、5-6三個范圍數(shù)值，分別對應三級區(qū)位、二級區(qū)位、一級區(qū)位，數(shù)值越大交通區(qū)位條件越好，見圖3；對斗門站點圖3疊加分析處理后的交通區(qū)位圖4斗門站500從圖3中可以看出，斗門站點周圍的交通區(qū)位條件明顯優(yōu)于其他區(qū)域，而火車站交通區(qū)位條件一般。根據(jù)《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》，人口數(shù)量在200萬以上的城市三級道路總體密度應滿足5.0-6.6km/km2之間的要求。2.2中顯示，1號線沿線總體道路密度為6.82km/從圖4中看出，斗門站附近有3條主干路，5條次干路，5條支路；次干路的分布較離散，主干路承擔的交通壓力大；支路主要作為街巷連接居民點，用于居民進出，無法分擔主干路大量的車流。而且，調(diào)查過程中，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)居民主要的出行方式為步行與私人機動車，客流與車流混合匯入干路當中，將會加重目前道路堵塞的狀況，也給居民的出行造成不便?；疖囌镜缆窋?shù)量少，附近僅1條次干路與其支路用于引導車流通行。目前，該路段采取單行道的措施來減少交通擁堵的情況。但通過實地考察，發(fā)現(xiàn)站前廣場的交通情況比較復雜，接送車輛亂停車與營運車輛?？奎c設(shè)置不當，占用主車道。整體車流的通行效率低下，高峰時期堵塞的情況仍有發(fā)生。私人機動車、公交車、進出站的客流共同交匯，極易產(chǎn)生嚴重的交通問題。通過分析，認為火車站-斗門站段的道路通行能力較差，道路密度分布失衡，容易造成集中時間內(nèi)主要道路車流和人流量的激增，導致交通擁堵。3.2斗門站附近居民出行方式調(diào)查分析目前，軌道交通對其沿線交通區(qū)位的影響主要由客流出行方式的轉(zhuǎn)化體現(xiàn)，通過吸引搭乘公交或者駕駛機動車的客流。在一定程度上，將減少地面上機動車的數(shù)量以及公交客流量飽和現(xiàn)象的發(fā)生。由于火車站附近多為流動客流，居民點較少，不確定因素較多。故以下僅針對斗門站附近居民進行意向調(diào)查，研究1號線建成后是否會改變該地區(qū)客流的出行方式。將斗門站附近居民日常出行方式分為步行、自行車、常規(guī)公交、私人機動車。調(diào)查方法為問卷形式，共調(diào)查100位居民，實收100份，調(diào)查結(jié)果見圖5。圖51號線開通后斗門站附近居民出行方式比例的轉(zhuǎn)變調(diào)查結(jié)果顯示，1號線建成后，斗門站居民日常出行方式的比例均發(fā)生明顯下降，接近九成的居民會選擇直接或間接搭乘軌道交通出行。其中，私人機動車出行比例的下降，將減少斗門附近居民點匯入干路的車流量，從而恢復支路分擔主路車流的功能，減輕主路的交通壓力。軌道站點設(shè)置在地下，斗門站周圍500m區(qū)域內(nèi)的居民可選擇步行通過地下通道搭乘軌道交通，避免與地面車輛交匯，減少因隨著軌道交通設(shè)施的逐步完善，將改變目前沿線交通擁堵的常態(tài)。通過轉(zhuǎn)變客流的出行方式，將有效地解決該地區(qū)因人員密集、車流量飽和造成的交通問題，提高道路通行效率，改善交通區(qū)位的條件。通過地圖的可視化，分析軌道站點的設(shè)置對周圍交通區(qū)位的影響。并且，延伸至整條線路，如東街口、臺江、三叉街等居民點密集、道路密度大的地區(qū)都可以應用斗門站的分析模式。1號線將南北火車站、汽車站等交通樞紐連接起來，形成高效、便捷的交通網(wǎng)絡(luò)，在提高其交通可達性的同時，也為大量流動客流提供了更為便捷的交通出行方式。4.1號線對公交可達性的影響4.1公交可達性及評價方法公交可達性指線路中任意站點到其他站點的最短時間成本。本文對可達性評價的方法是通過GIS網(wǎng)絡(luò)分析功能推算兩點間最優(yōu)路線，計算最短時間成本。參考黃曉燕等對可達性變化率的計算方法評價1號線對公交可達性的影響[3]。計算公式如下：(1)R表示可達性變化率，AP表示1號線建成前公交可達性的狀況，AS表示1號線建成后公交可達性的狀況。另外，需要對公交可達性評價過程提出以下假設(shè)：(1)忽略換乘等待的時間；(2)軌道站點與公交接駁設(shè)施距離不超過站點500m范圍；(3)忽略換乘過程中軌道站點與公交接駁設(shè)施間步行的時間；(4)統(tǒng)計內(nèi)容包括1號線任意兩個沿線站點間的時間成本，以及任意沿線站點到達重點區(qū)域(商業(yè)中心和風景區(qū))的時間成本。4.2以火車站到達西湖站為例的公交可達性評價根據(jù)福州公交線路，推算出火車站到達西湖站間最優(yōu)公交路線。圖6火車站到達西湖站間公交路線圖從圖6得出的A、B、C三條路線中，A段到達市衛(wèi)生廳后需要步行前往目的地，而C段路線長且站點多，故選擇B段作為最優(yōu)路徑，線路長4.6km?？紤]到該段公交線路經(jīng)過繁華路段及多個紅綠燈十字路口，一般情況下公交運行平均速度為20km/h，站點停靠時長平均為0.25min，則平均花費的時間約為17min。軌道交通運行過程主要在地下區(qū)域，可避免來自地面上各種因素造成的交通問題，包括紅綠燈等待。減少了不穩(wěn)定因素造成的時間成本。城市軌道交通運行速度可達40km/h以上，考慮到?？空军c與進出站時需要減速，平均速度為36km/h，從火車站到達西湖站的搭乘選擇可以通過1號線火車站點到達屏山站，目前火車站到達屏山站的距離約為3.6km，則搭乘所花費的時間為6min。到達屏山站后換乘公交前往，花費的時間約為13min。此模型可運用于相同類型路線的計算，因此需要對火車站到其他站點進行統(tǒng)計，見表1、2。表1火車站到重點區(qū)域(商業(yè)中心和風景區(qū))的最短時間成本重點區(qū)域(商業(yè)中心和風景區(qū))金雞山公園西湖東街口(三坊七巷)于山（五一廣場）烏山寶龍城市廣場中亭街臺江步行街學生街城市廣場金融街萬達廣場1號線開通前時間成本/(min)131717202032373245441號線開通后時間成本/(min)1313816182020212331表2火車站到沿線站點的最短時間成本軌道站點斗門站樹兜站屏山站東街口站南門兜站茶亭站達道站上藤站三叉街站白湖亭站葫蘆陣站黃山站排下站城門站三角埕站臚雷站火車南站1號線開通前時間成本/(min)491117222429313437504548505460651號線開通后時間成本/(min)2668101214161820222426283032344.3可達性變化率評價通過4.2中表1、2統(tǒng)計數(shù)據(jù)的模式，對其他軌道站點進行統(tǒng)計，得出1號線開通后公交可達性變化情況。見表3。表31號線開通后公交可達性變化情況參數(shù)時間成本(未開通軌道交通)/(min)時間成本(開通軌道交通)/(min)變化程度/(min)變化率/(%)1號線沿線站點到沿線站點28.212.7715.4354.711號線沿線站點到重點區(qū)域25.8816.889.034.78表3中可以看出，1號線沿線站點到其他站點的變化率超出50%，變化程度明顯；沿線站點到重點區(qū)域的變化率達到30%以上。因此，1號線運營后，將會有效地改善沿線的公交可達性。一方面在時間成本上大幅度地減少，會吸引沿線市民選擇公交出行，提升其出行比例。另一方面，隨著進出商業(yè)中心和風景區(qū)便利程度的提高，將吸引大量客流涌入，刺激消費，帶動經(jīng)濟的發(fā)展。同時，隨著軌道交通的發(fā)展，與常規(guī)公交的銜接將更為緊密。換乘站點的設(shè)置、接駁公交網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)，都將為軌道交通站點附近的公交可達性帶來顯著提升。城區(qū)現(xiàn)期規(guī)劃的路線也會逐步轉(zhuǎn)變成與軌道交通相協(xié)調(diào)的方向，站點步行可達的范圍附屬有常規(guī)公交站點，方便市民的換乘。5.結(jié)語與展望5.1結(jié)語本文基于GIS技術(shù)對福州軌道交通1號線沿線的交通狀況進行分析，得出軌道交通的建設(shè)對其沿線的交通可達性具有改善作用。由于本文主要依據(jù)地圖數(shù)字化所呈現(xiàn)的結(jié)果對部分線路或站點的分析，分析過程存在不足，缺少對總體數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與平均水平的準確了解，無法清晰描述每個站點的情況。希望通過更深入的學習后對現(xiàn)有內(nèi)容進行更全面的補充與創(chuàng)新。5.2展望通過本次研究，展望福州城區(qū)的交通體系在未來發(fā)展的方向可分為以下兩點：構(gòu)建以軌道交通為核心的路網(wǎng)系統(tǒng)在軌道站點的影響范圍內(nèi)，以站點為核心，圍繞周圍各等級道路，強化主干路的骨干地位。并結(jié)合客流活動空間的建設(shè)，完善支路網(wǎng)，突出乘客與軌道站點的關(guān)系。構(gòu)建客流通道與車流通道相互分離的路網(wǎng)系統(tǒng)。以優(yōu)先發(fā)展公共交通為原則，強化軌道交通與其他出行方式的關(guān)系圍繞站點核心區(qū)域，設(shè)計軌道交通與其他方式之間接駁設(shè)施的布局。根據(jù)客流主要換乘的交通方式，如步行、常規(guī)公交、個人機動車等，以類似“人行通道>公交站臺>機動車停車場”的次序進行布局[4]，保證大部分客流的通行效率。隨著城市化進程的加快，軌道交通作為提高城市化水平的“名片”，正逐步影響城市居民的日常生活。截止至2015年，1號線全線竣工，南標段已進入試運營階段。市區(qū)內(nèi)軌道交通的建設(shè)正處在一個蓬勃向上的時期。研究的過程中發(fā)現(xiàn)，1號線建成后雖然在一定程度上提升了城市交通可達性，但是其所服務(wù)的范圍比較局限，軌道站點覆蓋的范圍小，軌道交通線路外圍的交通可達性沒有得到很明顯的提升。因此，下一步需要加快建設(shè)其他軌道交通線路，完善福州城區(qū)整體的交通結(jié)構(gòu)。致謝語本文從選題到研究的過程都是在林金堂老師的細心指導下完成的。在定完論文的方向后，林老師積極地監(jiān)督我進行下一步論文框架的構(gòu)建。修改論文的過程中，他十分關(guān)注我的論文進度，當遇到問題無法解決的時候，能夠給予我悉心指導。讓我闡述論文的中心內(nèi)容，以及如何更好地對內(nèi)容進行完善。引導我從自身出發(fā)，通過閱讀大量地文獻資料和教科書，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，培養(yǎng)獨立思考、學習的能力。在完成初稿后，他愿意在忙碌的教學工作中擠出時間審閱、批改我的論文，針對內(nèi)容拓展我的思路，給予我參考性的意見。通過不斷地修正，希望我的論文能夠讓老師們滿意。林老師對工作一絲不茍、對學生認真負責的精神讓我折服，衷心的想對林老師說一聲：“謝謝您！四年的大學時光即將過去，首先要感謝陪伴了四年生活的舍友，同學老師們。在大家的幫助下，我順利地完成學業(yè)，并學會了為人處事的方法。我相信，在步入社會的下一刻將走的更加堅實有力。最后，感謝我的父母親人，因為有了他們最有力地支持與期望，我才能勇往直前，向未來奮進！參考文獻[1]李平華,陸玉麒.城市可達性研究的理論與方法評述[J].城市問題,2005,(1):69-73.[2]孫朝峰,林西雁,陳曉毅等.地鐵對交通可達性的改善分析—以福州地鐵前期線網(wǎng)為例[J].亞熱帶資源與環(huán)境學報,2013,(4):87-92.[3]黃曉燕,張爽,曹小曙.廣州市地鐵可達性時空演化及其對公交可達性的影響[J].地理科學進展,2014,33(8):1078-1089.[4]胡晶,張國華,黃珂等.軌道交通沿線地區(qū)規(guī)劃技術(shù)思路—以福州市1號線(北標段)沿線規(guī)劃調(diào)整為例[J].城市規(guī)劃學刊,2012,(3):76-84.[5]刁城峰.香港軌道交通與常規(guī)公交銜接分析及借鑒[A].公交優(yōu)先與緩堵對策—中國城市交通規(guī)劃2012年年會暨第26次學術(shù)研討會論文集[C].福建:福州市規(guī)劃設(shè)計院,2012,11-08.[6]葉焱,胡道華.基于GIS的城市軌道交通沿線休閑空間分布研究—以武漢市軌道交通一號線為例[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2013,(2):196-198.[7]楊波.烏魯木齊軌道交通發(fā)展與城市建設(shè)[J].城市公共交通,2014,(5):34-37.[8]張金霖.福州市快速軌道交通發(fā)展作用分析[J].福建建設(shè)科技,2011,(5):63-65.[9]張敏.城市軌道交通與常規(guī)公交的銜接研究[J].交通工程,2011,(19):145-148.[10]周華,陶志興.從交通方式結(jié)構(gòu)探討福州城市交通可持續(xù)發(fā)展[J].福建建設(shè)科技,2008,(3):45-49.[11]陳信煦.福州、廈門城市輕軌前期準備與展望[A].福建省鐵道學會促進福建鐵路科技進步與創(chuàng)新學術(shù)年會學術(shù)論文集[C].福州:中國鐵道學會,2008,02-28.[12]鄭建湖,賴曉花,繆晶.福州地鐵對居民出行行為的影響研究[J].城市公共交通,2013,(2):26-28.[13]藍蘭.我國軌道交通建設(shè)“十一五”回顧及“十二五”展望[J].交通世界(建養(yǎng)機械),2011,(9):28-32.附件：軌道交通1號線對市民出行的影響研究調(diào)查問卷您好！

為了完成學生論文，希望您能百忙之中幫我完成這份問卷，本問卷采用無記名填寫，我們也絕對保密，無需擔心隱私問題，感謝您的支持！性別：男

女居住地到斗門站的距離？100米以內(nèi)

100米到250米

250米到500米

500在軌道交通1號線開通前，您的出行方式最主要是？步行

常規(guī)公交

自行車

私人機動車軌道1號線開通后，您的出行方式是否變化？是

否軌道1號線開通后，您的出行方式會選擇軌道交通嗎？會

不會

與其他方式相結(jié)合您覺得建設(shè)