基于ArcGIS的中心城区公交主观可达性评估

 2021-11-30 08:11

论文总字数:50143字

摘 要

随着城市化进程的加快以及城市公共交通的发展,愈来愈多城市将优先发展公共交通置于城市发展的重中之重,但并未能获得显著的交通状况改善。其原因之一在于,交通基础设施建设与土地利用开发两者相辅相成,密不可分,互相影响并推动城市发展,现今多数研究仅以客观的交通设施作为分析因子,而忽略土地利用对居民出行方式选择的影响,因此难以准确把握居民当下的公交出行需求。

本文以南京市中心城区为案例,首先选取区内四种性质的地块进行调查,获取不同用地性质下居民对公共交通的服务诉求,确定居民对公交的感知距离,统计分析影响居民出行方式选择以及公交服务水平的客观及主观因素。

其次,总结分析现有的可达性研究方法,构建改进的基于机会累积与空间相互作用的潜能模型,引入可达指数的定义,采用Pareto双对数模型作为距离衰减函数,根据实际情况划分感知距离内的距离区间,采用不同的距离摩擦系数。然后应用ArcGIS软件实现南京市中心城区公交主观可达性的可视化,并对可达性进行评价。分析四类用地类型(商业、教育、住宅、混合休闲)的可达性差异,寻找中心城区的公交服务弱势区域。

最后总结南京市公共交通系统建设现存的不足之处,以提高主观可达性为基本要求,从交通系统-土地利用两者间的互动关系以及公交系统自身建设两个方面着手,为改善市区公交可达性,优化公交服务水平提出相关建议。

关键词:公共交通;主观可达性;潜能模型;感知距离;土地利用

Bus Subjective Accessibility Assessment of City Center

Based on ArcGIS

Abstract

With the quickening of urbanization process and the development of urban public traffic, there are increasing cities placing public pransportation on the priority position during city development but failed to get significant traffic condition improvement. One of the reasons is that the relationship between transportation infrastructure construction and land using is inseparable which cause mutual influence and thus promote the development of city. Today, most studies only use objective traffic facilities as analytical factor while ignoring the effect of land using on residents’ choices of trip mode. Therefore, it is difficult to grasp the current public transportation demand of residents’ accurately.

In this paper, we used Nanjing as a case. First, we selected four kinds of district plots for investigation, in order to obtain different public traffic service demand of residents in different land -using districts. Based on the statistical analysis, we determined the perceived distance of residents and found out the objective and subjective factors influencing trip mode choices making of residents and public transportation service level.

Second, after summarizing the existing accessibility research method, we constructed an improved potential model based on cumulative opportunity and space interaction. While introducing the definition of accessibility index, we used Pareto double logarithmic model as the distance decay function and divide the distance intervals in perceived distance which used different distance-friction coefficient for analysis according to actual situation. Then, we visualized the subjective accessibility of public traffic in the downtown of Nanjing by ArcGIS software, and made evaluation based on the results and distribution map. Finally, we analyzed differences of accessibility between four land types (shopping, education, residence, and mixed), then found the vulnerable area of public transportation service in central city.

At last, while concluding the existing deficiencies of public traffic system in Nanjing, we put forward related suggestion on optimizing service level considering the interaction between traffic system and self construction of public traffic as two main respects.

Keyword: public transportation; subjective accessibility; potential model; perceived distance; land use

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 研究目标及研究内容 4

1.3.1研究目标 4

1.3.3 技术路线 5

第二章 可达性的概念及影响因素 6

2.1 可达性概念 6

2.2 城市公共交通主观可达性的概念 6

2.3 城市公共交通主观可达性评价的影响因素 7

2.3.1 城市结构和城市空间规模 7

2.3.2 居民自身特性 7

2.3.3 公共交通系统因素 7

2.3.4 出行可获的机会因素 7

2.3.5 时空因素 8

2.4 本章小结 8

第三章 城市公交主观可达性度量方法的确定 9

3.1 城市公交可达性度量模型 9

3.1.1 空间阻隔模型 9

3.1.2 机会累积模型 9

3.1.3 空间相互作用模型 10

3.1.4 效用模型 10

3.1.5 时空约束模型 10

3.2 可达性度量模型的适用性及局限性 11

3.3 本文公交主观可达性度量模型的确定 12

3.3.1 模型假设 12

3.3.2 建模思路 12

3.3.3 评价因子 13

3.3.4 模型构建 13

3.4 本章小结 14

第四章 南京市中心城区居民对公交满意度调查 15

4.1 调查对象概述 15

4.1.1 南京市概况 15

4.1.2 南京市公交发展现状简述 17

4.2 调查区域的选择 18

4.2 调查问卷的拟定 19

4.3 调查问卷的数据处理分析 20

4.3.1 数据描述 20

4.3.2 数据处理及分析 20

4.4 本章小结 22

第五章 南京市中心城区公交主观可达性评价 23

5.1 南京市中心城区公交主观可达性度量 23

5.1.1 基本分析单元 23

5.1.2 空间数据的处理 23

5.1.3 计算指标的确定 23

5.2.4 数据库建立 26

5.2 南京市中心城区公交主观可达性评价 27

5.2.1 南京市中心城区公交主观可达性总体分布情况 27

5.2.2 基于土地利用类型的可达性比较 28

5.3 南京市中心城区公交服务盲区 31

5.4 本章小结 32

第六章 南京市区公交主观可达性改善建议 33

6.1 南京市区公交可达性存在的问题 33

6.2 南京市区可达性改善的要点 33

6.2.1 公共交通建设与城市用地布局 34

6.2.2 公交自身特性的提高 34

6.3 本章小结 34

第七章 结论与展望 35

7.1 研究成果概括 35

7.2 主要创新点 35

7.3 研究展望 36

参考文献 37

致谢 39

附录Ⅰ 南京市中心城区公交的主观可达性现状调查表 40

附录Ⅱ 南京中心城区公交站点及线路数表 42

附录Ⅲ 南京市中心城区地铁站点表 50

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

随着城市化进程的推进,小汽车保有量不断上升,优先发展公共交通已成为大城市寻求交通系统更好更快发展的必经之路。近年以来,各地政府部门均采取了各项保证公交优先的措施。然而,由于我国现城市中心区土地高密度开发,公共交通发展滞后,公交速度慢、效率低、线路普及度低等问题使得居民更倾向于选择小汽车。同时,交通政策的制定并没有从使用者的角度来体现公平,而只是强调设施供给上的均衡。由此,即使在公交可达性较高的中心城区,都难以保证公交的相对优势,无法达到优先发展公共交通的目的。

可达性在古典区位论中作为反映交通成本的基本指标提出。在城市规划、交通规划、地理信息科学等各门学科之中,可达性现已作为系统效率评价指标被广泛应用,且慢慢形成了较完善的度量体系。与机动性指标相比,可达性指标的引入改变传统城市交通规划理论中以机动性指标对规划方案进行评价的方法,它更能抓住城市交通问题产生的关键,并在城市用地与交通系统之间建立系统性的联系。通过建立合理的可达性度量模型来评价城区交通系统的服务现状,并借由此提出对城市整体用地布局及城市交通系统规划的目标和有效的方案,是现今众多交通学科学者所致力的研究方向。因此,对城市进一步发展而言,如何全方面、正确且合理地评价城市公共交通可达性具有基础意义。

1.2 国内外研究现状

现有研究已从不同角度对可达性给出了不同的定义和测度模型。我国对交通可达性的研究主要集中于可达性对区域宏观发展的作用、特定区域交通网络可达性变化及影响等,对城市交通可达性的研究较少,且由于公共交通线路自身特性,关于公共交通可达性的测度方法以及实证研究更为薄弱。国外对公共交通可达性的研究开展较早,在有关的理论与实践上均已获得较多成果。在对中心城区公交主观可达性的评价上,目前主要涉及公交主观可达性的调查、可达性测度模型及评价、提高城市公交主观可达性的策略及可达性设计。

(1)公交主观可达性的调查

通过实地调查获得可达性测度所需的数据是度量城市公交主观可达性的必经之路,关乎后续研究中可达性指标计算值及分布特征等结果,是主观可达性研究中的基础工作。

关于调查地区的选择,从环境中提取合适的地标是空间认知领域的一个研究热点。POI定义为兴趣点,泛指一切可以被抽象为点的地理实体,特别是与个体生活密切相关的公共设施,如商场、车站和学校等,赵卫峰,李清泉等分析了影响POI显著性的主要因素,讨论了计算POI显著度的方法,提出可以利用POI数据在城市环境中提取分层地标,并通过具体实例展示具体提取地标的过程[1]

季珏和高晓路的研究以北京市城八区的 128 个街道为对象,调查数据包括了居民对于公共交通的满意度, 以及其他反映道路现状、区域特征与样本属性的统计数据。此外还大量搜集了体现城市空间结构的数据,并在这些统计数据的基础上进行可达性的度量评估[2]

Ali Alphonsus Nwachukwu选取了10个公交站点作为样本,并随机挑选300个乘客进行调查队公交的满意度以及影响他们对公交服务满意度的决定因素。数据采用了显著度检验、相关性检验以及回归分析,采用PCA分析方法,筛选出了影响满意度的四个因素,并用标准正态分布对结果进行数据分析[3]

(2)可达性测度模型及评价

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