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        基于人口熱力圖的城市公共停車場需求計算
        ——以廣州市海珠區(qū)為例

        2020-02-21 10:30:48
        交通與港航 2020年1期
        關(guān)鍵詞:海珠區(qū)力圖泊位

        中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司

        0 背 景

        社會公共停車場是指區(qū)別于建筑物配建停車場,提供公共服務(wù)的停車場,一般建于道路紅線以外。社會公共停車場是城市停車設(shè)施系統(tǒng)中的重要組成部分,是政府主導(dǎo)下的解決城市停車問題的有力手段。停車需求預(yù)測是城市停車規(guī)劃的基礎(chǔ)步驟,是確定停車場選址、規(guī)模、布局的前提,是政府制定停車管理政策的重要參考。

        當(dāng)前,城市停車需求預(yù)測國內(nèi)外主要采用的方法包括用地生成率法、回歸分析法、OD預(yù)測法、類比分析法等[1-3]。上述方法基本是通過建立停車需求與各影響因素間的數(shù)學(xué)模型后進行預(yù)測,需要大量的調(diào)查數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)方可進行。如用地生成率法需要研究區(qū)域的不同類型的用地情況;回歸分析法需要包括人口、汽車擁有量等各停車需求的歷史資料;OD預(yù)測方法需要在劃分交通小區(qū)后進行停車調(diào)查等。

        上述方法所需的大量調(diào)查數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)的獲取耗時耗力且門檻較高。不僅如此,上述預(yù)測方法往往缺乏對停車需求與出行目的之間的內(nèi)在關(guān)系的深度挖掘,對人口實際出行需求的考慮不夠。隨著網(wǎng)絡(luò)信息化時代的到來,大數(shù)據(jù)的應(yīng)用極大的拓展了數(shù)據(jù)獲取的渠道,提供了大量高價值的數(shù)據(jù),特別是大量的帶有地理空間屬性的數(shù)據(jù)集以及越來越低門檻的數(shù)據(jù)獲取渠道,也使得立足空間利用的交通分析與規(guī)劃對大數(shù)據(jù)的應(yīng)用成為可能。

        本文利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),創(chuàng)新性的將百度熱力圖數(shù)據(jù)引入到城市公共停車需求分析的研究中,構(gòu)建了基于熱力圖的城市停車場的預(yù)測方法,并以海珠區(qū)為案例進行實踐應(yīng)用。

        1 研究區(qū)域概況

        1.1 概述

        海珠區(qū)位于廣州市主城區(qū),全區(qū)總面積90.40km2。2018年末,全區(qū)常住人口169.36萬人。按中國城市劃分標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)達到大城市級別。截至2018年,海珠區(qū)轄內(nèi)有18個行政街和265個社區(qū)居民委員會。

        1.2 停車場概況

        海珠區(qū)目前存在公共停車場規(guī)劃建設(shè)不足,區(qū)內(nèi)停車難等問題。根據(jù)百度地圖的搜索結(jié)果,海珠區(qū)包括配建、路邊在內(nèi)目前約有3 600個停車場,其中大部分是配建停車場,見圖1。從停車場分布的情況來看,海珠區(qū)停車場呈現(xiàn)出如下特征:

        ①停車場主要分布在海珠區(qū)的西部區(qū)域。東部區(qū)域,特別是東南部,為萬畝果園,其開發(fā)受到限制,人口和產(chǎn)業(yè)較少,因此停車場分布也相對不多。

        ②停車場分布不均衡,存在若干較為空白的區(qū)域。海珠區(qū)分布有多個城中村,如五鳳、瑞寶、赤崗、大塘、石溪、瀝窖、康樂村、鷺江村等。這些城中村建筑密集,道路狹窄,即使是路面停車也沒有太多的空間。且其中居住和工作的人口主要為低收入勞動者,多數(shù)沒有車輛,停車需求少。

        圖1 海珠區(qū)停車場分布圖

        2 基于人口熱力圖的停車需求計算

        2.1 計算框架

        本研究是首先根據(jù)城市公共停車規(guī)范,基于海珠區(qū)常住人口總規(guī)模,計算海珠區(qū)公共停車場的面積需求;結(jié)合相關(guān)規(guī)范對單個停車泊位面積的規(guī)定,得到海珠區(qū)公共停車場總泊位需求個數(shù);在充分考慮海珠區(qū)道路、河流、用地等空間情況及規(guī)劃的要求的基礎(chǔ)上,劃分停車生成小區(qū);根據(jù)人口熱力圖,將公共停車泊位需求準(zhǔn)確的分配到各停車生成小區(qū),即可得到各停車生成小區(qū)的公共停車需求,可用于指導(dǎo)公共停車場的選址,或為公共停車規(guī)劃管理提供參考,見圖2。

        圖2 計算方法框架圖

        2.2 劃分停車生成小區(qū)

        基于海珠區(qū)道路、河流等空間利用情況,以“規(guī)模適宜、區(qū)內(nèi)同質(zhì)性高”為基本原則劃定停車生成小區(qū)。停車生成小區(qū)的覆蓋范圍不宜過大或過小,一般情況下,不宜超過2km2。對于以農(nóng)田、村落、公園為主要功能的小區(qū),面積可適當(dāng)增大。盡量以現(xiàn)有道路或自然障礙線(河流、山體等)分界,不應(yīng)越交通較大的城市道路。原則上一個停車生成小區(qū),需要建一個以上的公共停車場。這個公共停車場,只為本小區(qū)內(nèi)的停車生成點服務(wù)。

        海珠區(qū)土地開發(fā)強度大致為西高東低,西部主要為居住密集區(qū),東部主要為生態(tài)保育區(qū)和村莊。區(qū)內(nèi)主要交通性道路有廣州環(huán)城高速路、華南快速干線、南沙港快速路、廣州大道、新滘路、南田路、南洲路、新港路、東曉路、江南大道,主要河流有黃埔沖、土華涌、曉港沖。依據(jù)停車生成小區(qū)劃分的原則,海珠區(qū)停車生成小區(qū)以區(qū)內(nèi)的交通性道路、河流為分界線,按照小區(qū)的面積不宜超過2平方公里,農(nóng)田、村落、公園為主要功能的小區(qū),面積可適當(dāng)增大的原則對海珠區(qū)進行停車生成小區(qū)劃分,共劃分60個停生成小區(qū)。按照現(xiàn)狀功能特點,停車生成小區(qū)整體呈現(xiàn)西密東疏的特點。詳見圖3。

        2.3 停車需求預(yù)測

        2.3.1 基本原則

        她一上車就說,好幸運,暴雨天打到了車。但這話剛說完,她就發(fā)現(xiàn)一個問題,都這么晚了,她家住得有點偏,還下這么大雨——她越想越害怕。這時候,司機問她,“這么晚了,你是剛下班嗎?”

        ①停車泊位總需求量應(yīng)與該地區(qū)的人口規(guī)模、機動車出行比例呈現(xiàn)正相關(guān),即常住人口規(guī)模越大、機動車出行比例越高的區(qū)域,其停車需求越大。

        ②停車需求的空間分布需考慮人口的時空分布及活動規(guī)律的動態(tài)性,即不同時段特征不同,需綜合考慮工作日與休息日、白天及晚上。

        ③大數(shù)據(jù)的選取可根據(jù)數(shù)據(jù)可得性靈活選擇,可以考慮利用的數(shù)據(jù):手機簽到數(shù)據(jù)、用戶位置數(shù)據(jù)、人口熱力圖、機動車數(shù)據(jù)等。

        2.3.2 海珠區(qū)公共停車需求計算

        2.3.2.1 公共停車需求總面積計算

        根據(jù)《城市停車規(guī)劃規(guī)范(GB/T51149—2016)》,研究區(qū)域的總公共停車場泊位需求計算公式如下:

        其中:Q為公共停車場泊位需求;P為區(qū)域人口活動數(shù)量;α為人均城市公共停車場占地面積;r為機動車停車場比例;n為單個泊位面積。

        圖3 海珠停車生成小區(qū)示意圖

        考慮到海珠區(qū)土地資源緊缺,人均公共停車規(guī)劃面積取0.5m2/人。非機動比例取80%。經(jīng)計算,海珠區(qū)城市公共停車場的面積需求為65.5公頃。

        2.3.2.2 公共停車需求泊位計算

        根據(jù)《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計規(guī)范(GB50220—1995)》,機動車公共停車場用地面積宜按當(dāng)量小汽車位數(shù)計算。地面停車場面積,每個停車位宜為25~30 m2;停車樓和地下停車庫的建筑面積,每個停車位宜為30~35 m2[6]。經(jīng)計算,海珠區(qū)公共停車場的泊位需求數(shù)為21 846個。

        3 停車生成小區(qū)的城市公共停車需求計算

        海珠區(qū)就業(yè)人口占廣州市和常住人口占廣州市均是11%左右,具有較好的職住平衡性,可按海珠區(qū)常住人口作為計算總的公共停車需求的參數(shù)變量?;谌丝跓崃D,根據(jù)人口的空間分布情況,將公共停車場總需求分配到不同的停車生成小區(qū)。

        人口熱力數(shù)據(jù)是基于智能手機使用者所攜帶的位置信息,按照位置聚類,計算各個地區(qū)內(nèi)聚類的人群密度和人流速度。計算結(jié)果用不同的顏色和亮度反映人流量的空間差異,其可以反映一個時間點的人口集聚情況,也可以反映連續(xù)時間段的人口集聚程度變化和不同區(qū)域間的人口集聚程度變化[4]。

        為更真實的反應(yīng)人口的空間分布的變化情況,可爬取多個時間點的人口熱力數(shù)據(jù),至少包括工作日、休息日、白天、晚上等不同時點。將不同時期熱力數(shù)據(jù)與停車生成小區(qū)進行空間疊加分析,分別計算不同時間點的停車生成小區(qū)的分布權(quán)重,加權(quán)平均后得到各停車生成小區(qū)的平均占比?;谝训玫降墓餐\噲龅牟次豢傂枨?,按照各停車小區(qū)的比重情況對停車泊位總需求進行分配,即可得到每個停車生成小區(qū)的公共停車場泊位需求數(shù)量。同時,為反應(yīng)每個停車生成小區(qū)的公共停車需求的密度情況,可采用公共停車場泊位需求數(shù)量與單個停車小區(qū)的面積的比值計算得到單位面積的停車生成小區(qū)的公共停車需求規(guī)模,該指標(biāo)越大,表明該地區(qū)的停車需求密度越高,需求旺盛。

        爬取2018年5月11日(周五)、5月13日(周日)的中午11點、晚上23點兩個時刻的百度熱力圖作為分析對象。利用arcgis處理后的柵格數(shù)據(jù)如圖4。

        疊加工作日、休息日的白天和晚上的人口熱力圖,借助GIS空間分析方法,計算人口分布的比例,參照此比例計算出各停車生成小區(qū)的泊位需求量。綜合不同時段的計算結(jié)果,進行加權(quán)平均后,得到海珠區(qū)各停車生成小區(qū)的泊位需求數(shù)以及需求密度(見圖5和圖6)。從計算結(jié)果來看,西部和中部單位用地停車密度較大,潛力較高。

        圖4 海珠區(qū)重分類后可供分析的百度熱力圖

        圖5 海珠區(qū)停車泊位總需求泊位數(shù)量(單位:個)

        圖6 海珠區(qū)停車泊位密度分布圖(單位:個/km2)

        4 結(jié) 論

        ①從該模型計算的結(jié)果來看,與海珠區(qū)當(dāng)前的公共停車需求情況基本相符,可進一步結(jié)合現(xiàn)狀停車場的統(tǒng)計情況,為未來城市公共停車場的選址及規(guī)劃管理提供有力的參考。

        ②大數(shù)據(jù)時代所帶來的豐富的、詳細(xì)的、低成本的數(shù)據(jù),大大增強了資料收集的廣度和深度,節(jié)省了調(diào)查時間和降低了調(diào)研難度,增加了交通分析規(guī)劃工作的便利性和準(zhǔn)確性,除人口熱力圖外,基于數(shù)據(jù)的可得情況,盡可能選取能反應(yīng)人口空間分布真實情況的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),如手機信令數(shù)據(jù)、停車生成點的簽到數(shù)據(jù)等。

        ③大數(shù)據(jù)的獲取和處理還存在技術(shù)壁壘,并非完全開源和可得,且由于數(shù)據(jù)的精度問題,仍需要一定工作量的傳統(tǒng)資料收集和人工判別途徑。因此,在實際應(yīng)用中,建議根據(jù)具體應(yīng)用場景,選擇若大數(shù)據(jù)及傳統(tǒng)方法進行組合預(yù)測,以便得到更合理的預(yù)測結(jié)果。

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