徐益娟，顧大治，孟慶賀

(合肥工業(yè)大學 建筑與藝術學院，合肥 230601)

城市軌道交通因具有安全、便捷、舒適、準時、運量大、綠色環(huán)保等優(yōu)點，近年來已成為大城市解決交通擁堵問題，實現(xiàn)高效、可持續(xù)綜合交通的重要戰(zhàn)略選擇[1]，研究軌道交通與周邊土地利用之間的互動關系成為重要的課題。隨著信息通信技術的發(fā)展，以居民的活動體驗為導向來優(yōu)化城市設施與空間環(huán)境品質的訴求逐漸成為軌道建設關注的熱點。

大數據的使用為規(guī)劃研究提供了新的思路與方法。在過去的城市活力空間的研究中，空間包含的時間特性很少引起重視，大都集中在對靜態(tài)空間品質的研究上。大數據引導下的空間研究越來越受到廣泛的應用，龍瀛等利用手機信令、興趣點數據(Point of Interest，POI)和現(xiàn)狀建設用地數據等提出了“街道城市主義”概念，對城市街道活力進行了定量研究[2]；楊俊宴等利用街景圖片和業(yè)態(tài)POI數據建立街道空間可步行性的測度體系，并對南京市的街道提出優(yōu)化策略[3]；吳志強等利用百度熱力圖數據，分析了上海中心城區(qū)工作日與休息日空間使用強度的變化規(guī)律[4]。本文以獲取百度地圖的人口熱力圖和業(yè)態(tài)設施POI數據為基礎，對合肥市地鐵2號線的站點周邊空間活力進行量化研究，并分析土地利用對空間活力的影響，在提出2號線后續(xù)建設的優(yōu)化建議的基礎上提煉出軌道交通站點周邊空間活力提升的4個具體對策。

1 研究數據與方法

1.1 數據來源

本次研究數據包括合肥地鐵2號線站點周邊百度人口熱力圖動態(tài)數據和周邊業(yè)態(tài)POI靜態(tài)數據2種數據。

1.1.1 百度人口熱力圖

利用爬蟲軟件按照1 h的間隔對自2019年9月22號到28號連續(xù)一周內每天從早上7：00到晚上10：00的合肥市軌道交通2號線站點周邊百度人口熱力數據進行定時爬取(圖1)，將收集到的105張熱力圖進行疊加分析，并在ArcGIS中按各站點周圍1000和500 m范圍進行裁剪。

圖1 經ArcGIS處理的百度人口熱力圖

1.1.2 業(yè)態(tài)POI數據

本次研究所涉及的業(yè)態(tài)POI數據基于對百度地圖數據抓取和清洗，篩選出餐飲、休閑娛樂、商業(yè)購物、商務辦公、金融、醫(yī)療服務、文化教育、公交站點、停車場、運動健身、酒店住宿、旅游景點等12類業(yè)態(tài)信息共20 009條。

1.2 研究方法

為了更加直觀地反映軌道交通站點周邊人口活力以及其與業(yè)態(tài)設施POI之間的具體關系，主要使用了GIS和SPSS兩個軟件對收集的數據進行轉換與賦值、空間分析以及數理分析。

1) 數據轉換與賦值：對百度平臺獲得的熱力圖數據在ArcGIS中進行矢量化處理和地理坐標投影。利用自然間斷分類法將熱力值分成1～7不同等級來表示熱力圖所反映的人口集聚與分散狀態(tài)，熱力值與人群聚集度成正比關系。

2) GIS空間分析：利用GIS中加權疊加分析，對一周內的工作日和周末的人口熱力進行疊加分析，求得站點周邊500和1000 m范圍內的人口活動平均強度，并統(tǒng)計出站點周邊各類業(yè)態(tài)POI數量。

3) SPSS數理分析：利用SPSS軟件對站點周邊空間使用強度和POI設施密度以及設施混合度進行Pearson相關性分析，判斷出在不同研究半徑內的POI設施與站點活力之間的影響關系及其對站點活力影響的貢獻值大小。

2 合肥市軌道交通2號線站點周邊活力量化與評價

2.1 站點空間活力總體評價

首先對合肥2號線24個地鐵站點周邊人口熱力圖進行抓取，再采用空間使用強度系數Q將站點周邊一定半徑內的人群集聚程度以及活力程度直觀和量化地展現(xiàn)。該系數值越大代表空間使用強度越大，人群活力越高[5]，計算公式如下：

(1)

式中：Qrt為某t時間點以研究對象為中心，周邊半徑為r距離的空間使用強度系數；n為百度地圖熱力圖值，n=1～7；Sr為站點周邊半徑為r的用地面積；Sn指研究范圍內熱力值為n的區(qū)域范圍。

將1周內的各個時刻數據取平均值得到1周內各站點的周邊空間使用強度即人群活力值。從1周內人群活動數據的統(tǒng)計來看(圖2)，以一環(huán)路內站點為界，一環(huán)路以西的站點之間的活力值較一環(huán)路以東的差距更大，波動幅度更大。

夜晚和白天的空間活力強度呈現(xiàn)不同的特征，2號線周邊白天人口活動高峰區(qū)域相對集中，集中在一環(huán)路范圍內的幾個站點。相反地，夜晚周邊空間高活動強度的站點除一環(huán)路以內的站點外，還包括西七里塘、五里墩、東五里井、東七里、東二十埠和龍崗等站點。處于一環(huán)路內的站點如三孝口、四牌樓、大東門等站點呈現(xiàn)出全天活躍的狀態(tài)，一環(huán)路以東的東七里、東二十埠、龍崗、漕沖4個站點白天與夜晚空間活動強度差異較大。

2.2 站點空間活力與半徑的關系

本文將以站點為中心周邊500 m區(qū)域定義為軌道交通的內圈即核心開發(fā)區(qū)域，500～1000 m范圍為外圈即次級開發(fā)區(qū)域?？紤]到部分軌道線兩端站點的交通選擇性較中心區(qū)差，適當擴大站點的影響范圍[6]。

通過工作日和休息日周邊500和1000 m范圍內空間使用強度系數的計算與比較(表1)，站點活力與半徑范圍成反比的站點總計18個，是最具代表性的情況。說明人口在軌道交通站點500 m范圍內的聚集程度更高，這同時也符合TOD開發(fā)的理想狀態(tài)。小部分站點受到周邊站點的影響如汽車西站、王崗站、三里街站，其活力在站點外圍區(qū)域更高；而位于靠近軌道線東西端站點如南崗站、振興路站以及漕沖站，周邊交通區(qū)位優(yōu)勢較低， 其活力普遍較低，與研究半徑關系不明顯。

表1 工作日與雙休日站點不同半徑內空間強度對比

2.3 站點空間活力與站點區(qū)位的關系

從表1統(tǒng)計可以看出，無論在周末還是工作日以及不同的研究半徑，站點空間活力數據都呈現(xiàn)出越接近合肥老城中心則空間使用強度越高的趨勢，這與老城區(qū)交通可達性高有一定關系[7]。但是，在一環(huán)路外的站點中，西七里塘站、東五里井站平均活動強度也超過3.5，趨近于一環(huán)路內軌道交通站點周邊活動強度。由此表明，站點周邊區(qū)位條件是決定其空間活力的充分而非必要條件。

2.4 站點空間活力與站點類型的關系

根據有關文獻[8-9]，對軌道交通站點周邊800 m內主導用地功能進行統(tǒng)計，2號線站點類型可分為6類(表2)。對比不同類型站點的空間使用強度可知(圖3)，整體的活力水平為商服型>居住型>公共型>生態(tài)景觀型>產業(yè)型>混合型。商服型和居住型站點活力峰值均在一環(huán)路以內的站點。對于居住型站點而言，一環(huán)路以東的站點其活動強度明顯大于一環(huán)路以西的站點，其峰值是三里街站。公共型站點安農大站受到周邊大學校園和聚集的商圈影響其活力度較強，生態(tài)景觀型與產業(yè)型的幾個站點其空間活力較低，除科學大道站與大蜀山站核心開發(fā)區(qū)域內空間活力處于中等水平?；旌闲驼军c如南崗站、王崗站等位于2號線兩端，區(qū)位條件較差且周邊未開發(fā)用地較多，故整體空間活力最低。

表2 合肥市軌道交通2號線站點類型及分類

3 合肥市軌道交通2號線站點空間活力影響因素及活力提升建議

3.1 活力要素的相關研究

通過對2號線周邊活力的量化分析及相關規(guī)律性的探索，可以發(fā)現(xiàn)站點周邊一定范圍內土地利用的方式與開發(fā)強度影響站點周邊人群活力。在《美國大城市的生與死》一書中曾提到多樣性是保持街道和社區(qū)活力的重要因素，其中就包括功能的多樣性。本文通過統(tǒng)計每個站點周邊半徑500和1000 m區(qū)域內12類設施的數量，并且通過數理分析研究站點空間活力與周邊設施密度、設施多樣性之間的相關性。

3.2 站點周邊設施總量概況

對24個站點周邊500和1000 m范圍內的12類設施分別統(tǒng)計。結果表明(圖4)，設施數量最多的站點集中在一環(huán)路以內的商服型站點，大部分居住型站點周邊商務辦公設施欠缺。生態(tài)景觀型站點大蜀山站等周邊500 m范圍內各類型設施匱乏?；旌闲驼军c周邊的整體設施數量偏低，且在軌道線兩端的4個站點500 m范圍內，公交站數量較少，公共交通不便。公共型站點周邊各類設施分布較合理，以商業(yè)購物、餐飲與文化教育設施為主。產業(yè)型站點受到用地性質影響，500 m范圍內配套服務設施數量偏少。

圖4 2號線站點周邊1000 m范圍內各類設施核密度疊加分析

3.3 軌道交通站點空間活力與POI設施關系研究

3.3.1 站點空間活力與POI設施密度

本文通過在百度地圖上抓取相關設施的POI數據，利用GIS統(tǒng)計出在2號線站點周邊1000和500 m區(qū)域范圍內POI設施密度，利用SPSS數理分析各站點空間使用強度與設施密度之間的相關關系。

研究得出合肥軌道2號線站點周邊500 m內的設施密度明顯高于1000 m內的設施密度，說明大部分站點周圍的設施集中在500 m范圍內，這也符合TOD的發(fā)展模式。通過分析周圍用地現(xiàn)狀可知，站點500 m范圍內用地比1000 m緊湊且開發(fā)強度較大。通過對不同類型的站點設施密度的對比(圖5)，可得出商服型站點大東門站和居住型站點三里街站、東五里井站、龍崗站等500和1000 m范圍內的設施密度差距較明顯。商服型與混合型站點中活力最高的站點與設施密度最高的站點并不對應，但居住型、公共型、生態(tài)景觀型和產業(yè)型站點中活力最高的站點與設施密度最高的站點對應。

通過分析POI設施密度與站點周邊的空間使用強度的相關關系，可以得出無論在500還是1000 m范圍內，站點周邊空間使用強度與設施密度都有正相關的關系，即設施密度一定程度上影響了站點周邊活力，高POI設施密度與高站點活力基本上能對應。但是，通過比較2組分析數據，可得知1000 m范圍內(相關系數為0.75)較500 m范圍內(相關系數0.68)兩者的正相關關系表現(xiàn)得更加明顯，空間活力與設施密度的相關度更高。

3.3.2 站點空間活力與POI設施混合度

僅用設施密度指標不足以表現(xiàn)設施業(yè)態(tài)的多樣性和混合程度，本文采用Hill Numbers生物多樣性指數中的土地利用聚集度指數來衡量軌道交通站點周邊設施業(yè)態(tài)混合度，如式(2)所示：

(2)

式中：Pi為物種i出現(xiàn)的概率；D為聚集度的倒數。

D值越大意味著設施聚集度越小，設施混合度越高[10]。

借助ArcGIS平臺統(tǒng)計2號線站點周邊500和1000 m范圍內POI設施的聚集度指數，結果顯示站點周邊500 m范圍內的設施聚集度差距更明顯。對不同類型的站點周邊設施聚集度的統(tǒng)計(圖6)，可以看出商服型站點周邊設施聚集度高低與其空間使用強度沒有直接關系，前文分析出的空間使用強度高的四牌樓站和大東門站其設施聚集指數即設施混合度反而較三孝口站低。居住型和產業(yè)型的站點500 m范圍設施混合度基本高于1000 m范圍，并且其站點活力高低與設施混合度高低基本對應?；旌闲驼军c呈現(xiàn)出低活力、低設施密度和較低設施混合度的狀態(tài)；1000 m范圍內站點活力程度與設施混合程度基本對應。

通過對POI設施聚集度和站點空間強度相關性分析(圖7)，可以看出兩者沒有顯著的相關關系。但是通過數據的直觀展示可以得出，無論從1000 m還是500 m的研究范圍來看高度的設施混合并不意味站點的高活力。相反地，一些站點周邊空間使用強度較高如三孝口站、四牌樓站、大東門站、三里街站等設施混合度反而較低且處于中間水平，均有明顯的商業(yè)休閑功能的聚集。這說明軌道交通站點周邊的設施適度混合有利于提高周邊活力，但是過高的功能混合即過低的設施聚集度反而不利于站點周邊人群的聚集。

圖7 2號線站點周邊設施聚集度和空間使用強度相關性分析

3.4 合肥市軌道交通2號線站點空間活力提升建議

通過合肥軌道交通2號線24個站點周邊空間使用強度來分析站點空間活力，可以發(fā)現(xiàn)2號線站點人群活力出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象，形成了以一環(huán)路內站點為主的活力中心，以西七里塘站、東五里井站、三里庵站、三里街站、五里墩站等站點的活力次中心(圖8)。針對2號線存在的現(xiàn)狀問題，可以從以下三個方面提升站點空間活力。

圖8 合肥市2號線站點整體空間活力分布

3.4.1 優(yōu)化土地利用，消除低效用地

通過研究可發(fā)現(xiàn)，混合型站點周邊存在著許多尚未開發(fā)的用地，導致出現(xiàn)低設施密度高設施混合度的現(xiàn)狀。在未來建設中應當明確站點周邊各類用地的數量、規(guī)模以及開發(fā)強度，消除低效用地，提升沿線土地開發(fā)質量，帶動周邊城市空間優(yōu)化。此外，對于一環(huán)路以內老城區(qū)的站點，就業(yè)崗位與服務設施的大量集中誘發(fā)大量人流聚集，可以考慮地下空間的合理利用，在地面適當增加與站點聯(lián)系的街頭綠地或廣場。站點外圍應逐漸降低開發(fā)強度，用地以商住混合類為主導，保證一定的用地混合度和聚集度。由于老城區(qū)省市兩級政府行政職能的外遷，部分用地面臨著更新改造，應協(xié)同站點的開發(fā)合理考慮用地的發(fā)展方向，提升用地開發(fā)利用效率，改善用地結構，促進用地的復合開發(fā)。

3.4.2 補充配套服務設施，滿足多元化需求

目前2號線許多站點周邊相關設施匱乏，特別是軌道線兩端的站點，配套設施數量較少且種類單一。對于商服型站點而言，應當在保持其設施高密度與適當的設施混合度的同時，突出其站點核心開發(fā)區(qū)的主導商業(yè)功能，在站點外圍配套相應的生活服務設施。2號線的居住型站點可適當提高設施密度與混合度，滿足居民多樣的生活需求。同時居住型站點核心開發(fā)圈內應當適當引進商務辦公設施，保持一定的職住平衡，減輕老城區(qū)由于通勤帶來的人流壓力。位于2號線兩端的混合型站點應當補充各項配套設施，尤其是桂莊站、南崗站等應該提高商業(yè)購物、餐飲設施的數量。生態(tài)景觀型和公共型站點未來站點外圈應當增加配套的休閑娛樂、餐飲設施等的密度，適當提高相關設施的混合度。如臨近大蜀山的3個景觀型站點，其核心區(qū)域應控制土地開發(fā)強度，保護生態(tài)綠地及周邊環(huán)境，同時合理利用特色資源，增強3個站點之間的交通聯(lián)系和配套設施的互補。

3.4.3 協(xié)調站點發(fā)展關系，推進“珠鏈式”發(fā)展模式

理想的軌道交通TOD模式，應該是以軌道線為軸線，形成以站點為節(jié)點的珠鏈式發(fā)展結構，同時開發(fā)強度由站點內圈逐漸向外遞減。例如2號線環(huán)城路以內的幾個商服型站點不僅要考慮彼此之間的主次關系，同時也要協(xié)調周邊居住型站點。在居住型站點中形成以三里庵站、西七里塘站和東七里站、三里街站、龍崗站的社區(qū)級居住型站點，擴大服務輻射范圍的同時也能促進相關配套設施聚集。其他類型的站點在進行周邊用地開發(fā)時應當合理考量自身在整條軌道線中的職能分工，協(xié)調周邊關系，共享優(yōu)質資源，提升軌道線整體空間活力。

4 軌道交通站點空間活力提升策略及路徑

4.1 分類引導——提升站點吸引力

通過對站點的分類可以發(fā)現(xiàn)各類型站點在城市中承擔著不同的功能，其周邊空間活力也有差異。一般來說商服型的站點空間活力更高；居住型站點數量最多，但是站點活力差距較大且會出現(xiàn)晝夜和工作日、休息日之間的差距。不同類型的站點應該根據自身特點以及現(xiàn)狀不足制定不同策略提升自身的吸引力，優(yōu)化站點周邊的建設，需要考慮相鄰站點的輻射作用和資源共享，促進相關設施的合理聚集，避免土地開發(fā)和設施配置中的浪費(表3)。

表3 各類型站點周邊空間活力提升途徑

4.2 優(yōu)化布局——平衡站點客流

在加強站點周邊用地合理利用的同時，應當平衡軌道線路及線網上各類型站點的比例、數量和選址布局，加強相鄰站點客流之間的流動，有利于形成活力中心，引發(fā)觸媒效應帶動軌道交通的建設[11]。①在站點的層面，中心地區(qū)的站點應該增加與周邊站點聯(lián)系的公共交通，優(yōu)化和調整用地布局和功能中心，優(yōu)化站點周邊職住平衡，同時提升軌道線兩端站點的交通便捷性和通達性。②在線路層面，應當注重各類型站點的數量與比例，尤其是居住型、產業(yè)型和商服型站點之間的比例關系，3類站點比例過高都可能導致人群流動的不均衡性。合理布局各類站點的位置和數量，能夠調節(jié)客流從而保持線路整體的空間活力。③在整個線網層面，布置合適的換乘站點以及完善其他公共交通體系，有利于實現(xiàn)適宜的通勤距離內居民與就業(yè)的平衡。

4.3 適度混合——合理開發(fā)站點周邊用地

研究發(fā)現(xiàn)站點周圍用地的高密度開發(fā)和過度混合不一定意味著高空間活力，針對不同類型的站點，在增大服務設施的密度的同時應選擇合適的配套設施滿足用地的復合開發(fā)。以大城市最常見的居住型、商服型和公共型3種類型站點為例，根據用地的混合程度和配套設施的高低密度能組合形成5種理想的用地混合度分布模型(表4)。土地的有效混合才能增加短路徑出行，實現(xiàn)生活地與居住地的重合[12]。

表4 3種典型類型站點用地布局和用地混合度分布理想模型

TOD理論倡導的土地混合原則是在步行可達的區(qū)域內，混合布置商業(yè)、辦公、居住和公共服務設施，但實際上軌道交通站點周邊的土地利用要建立在居民需求的基礎之上[13]。例如在居住型站點周邊布置適當的商業(yè)辦公設施有利于促進人們就近就業(yè)。同時，考慮到站點周邊使用人群收入比例的差異，應當注意功能的多樣性和社會公平性，在布置大型商業(yè)購物中心的同時也要考慮中低檔消費、餐飲等場所以滿足不同人群的消費需求。鼓勵站點周邊用地多功能復合開發(fā)的同時要考慮到站點周邊主導用地的兼容性。

4.4 政策導向——促進站點周邊設施流轉

軌道交通大容量的特點能夠給周邊城市空間帶來人氣，但是許多城市的軌道交通站點及周邊設施的建設未能與周邊空間形成聯(lián)動發(fā)展，導致站點周邊的空間利用率不足，無法取得可持續(xù)的開發(fā)效益。政府需要建立有效的機制協(xié)調軌道交通站點周邊土地開發(fā)，控制站點周邊核心開發(fā)圈和外圍開發(fā)圈的各類用地的數量、規(guī)模以及開發(fā)強度，合理規(guī)劃站點空間與城市空間協(xié)調開發(fā)，促進軌道線的聯(lián)動開發(fā)。推動站點周邊用地高效集約開發(fā)的同時考慮到用地的動態(tài)性和彈性，制定滿足軌道交通開發(fā)的政策。

5 結束語

本文以合肥市軌道交通2號線為例，采集大數據對站點周邊空間活力進行識別和量化，通過分析站點周邊半徑、區(qū)位、類型、設施密度、設施混合度等與站點空間活力之間的相關關系，指出對于軌道交通站點的空間活力提升需分類型提升站點自身吸引力、優(yōu)化站點布局從而平衡站點客流、適度混合開發(fā)站點周邊用地以及制定有效的政策機制以促進站點周邊設施流轉。通過合理開發(fā)站點周邊用地，提升站點空間活力，才能保證軌道線的可持續(xù)建設，從而促進周邊城市空間良性發(fā)展。但是由于大數據存在著數據實時更新和研究誤差的問題會導致研究存在一定的局限性，在后續(xù)研究中一方面需進一步加強研究方法與數據的可靠性，另一方面可繼續(xù)挖掘站點周邊空間活力與其他土地開發(fā)因素或城市發(fā)展因素之間的相關關系。