摘 要：城市交通是城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口活動(dòng)的基礎(chǔ)，已成為不可或缺的重要環(huán)節(jié)。而城市軌道交通路網(wǎng)由于其運(yùn)量大、速度快以及準(zhǔn)點(diǎn)率高的特點(diǎn)，成為了改善城市公共交通的主要手段。在此背景下，提出基于ArcGIS對(duì)城市軌道交通進(jìn)行交通可達(dá)性分析，更加利于提升目前交通網(wǎng)絡(luò)使用效率，并優(yōu)化軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。

關(guān)鍵詞：ArcGIS；路網(wǎng)；交通可達(dá)性；可達(dá)性分析；城市軌道交通

中圖分類號(hào)：P628 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2024）24-0142-04

Abstract： Urban transportation is the basis of urban economic development and population activities， and has become an indispensable and important link. The urban rail transit network has become the main means to improve urban public transportation because of its large volume， fast speed and high on-time rate. In this context， it is proposed to analyze the accessibility of urban rail transit based on ArcGIS， which is more conducive toimproving the efficiency of the current transportation network and optimizing the planning of the rail transit network.

Keywords： ArcGIS; road network; traffic accessibility analysis; urban rail transit

本文以重慶市主城區(qū)的軌道交通路網(wǎng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析功能分析并計(jì)算重慶市主城區(qū)的交通可達(dá)性，再對(duì)交通可達(dá)性結(jié)果進(jìn)行可視化表達(dá)，分析并總結(jié)交通可達(dá)性結(jié)果。

1 可達(dá)性概念

可達(dá)性的核心是指衡量從一個(gè)地方到達(dá)另一個(gè)地方所需付出的努力和成本，以獲取更多資源和服務(wù)的能力。

1.1 空間可達(dá)性

空間可達(dá)性具有廣泛的應(yīng)用。其中包括選址分析與區(qū)位評(píng)價(jià)、邊緣區(qū)或弱勢(shì)群體研究以及城市空間結(jié)構(gòu)等方面。選址分析和區(qū)位評(píng)價(jià)是為了保障社會(huì)和城市公共服務(wù)設(shè)施的合理布局。

1.2 交通可達(dá)性

在交通領(lǐng)域的可達(dá)性一般可理解為：采取一定的方式，經(jīng)過某種途徑從某一地點(diǎn)到另一地點(diǎn)之間的難易程度。在定量化分析中，時(shí)間上可以從出行時(shí)間e74da25131499befa444365fac08e39a1a65211776f0aca9ab7cbe77cde9baaa上來分析，空間上可以從出行距離、服務(wù)范圍分析，見表1。

2 交通可達(dá)性的應(yīng)用

交通網(wǎng)絡(luò)是衡量交通設(shè)施服務(wù)水平和效率的重要測(cè)度。在人文地理學(xué)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)學(xué)、交通運(yùn)輸學(xué)和城市規(guī)劃等不同領(lǐng)域，可達(dá)性研究廣泛開展[1]。其中，交通可達(dá)性主要針對(duì)城市公共服務(wù)設(shè)施的布置情況進(jìn)行研究，并以公園綠地、教育設(shè)施和醫(yī)療設(shè)施為主要對(duì)象[2]，見表2。

3 重慶市主城區(qū)交通可達(dá)性分析

3.1 研究區(qū)概況

本文以重慶市主城區(qū)為研究對(duì)象，隨著城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，市民出行在時(shí)間和空間上也相對(duì)集中，在高峰時(shí)期往往難以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的出行需求。據(jù)最新調(diào)查，主城區(qū)一些主干道每小時(shí)單向可承載超過3萬人次的客流量[3]，然地面公共交通每小時(shí)只能運(yùn)輸不到1萬人次，巨大的供需矛盾導(dǎo)致城市擁堵問題。

軌道交通基本覆蓋重慶主城區(qū)，截至2023年，重慶主城區(qū)交通路網(wǎng)（軌道線路）運(yùn)營線路共11條，總里程451 km，車站224座（包括換乘站）[4]。2022年，重慶軌道交通年客運(yùn)量為9.11億人次。截至2023年5月，日最高客運(yùn)量為2023年4月30日的471.9萬人次。

4.2 數(shù)據(jù)來源及介紹

1）路網(wǎng)方面數(shù)據(jù)：來源于OpenStreetMap網(wǎng)站，共獲取重慶市主城區(qū)交通線路（軌道）數(shù)據(jù)，包括所屬地鐵線路、站點(diǎn)名稱。

2）行政邊界數(shù)據(jù)：源自全國地理信息資源目錄服務(wù)系統(tǒng)，提取出重慶主城區(qū)的行政邊界。

3）POI數(shù)據(jù)：源自中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心。主要獲取的POI興趣點(diǎn)類型包括購物、學(xué)校、醫(yī)院、美食、景點(diǎn)和酒店等[5]。

4.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理

4.3.1 數(shù)據(jù)投影

數(shù)據(jù)統(tǒng)一投影到CGCS2000 GK CM 105E投影坐標(biāo)系。

4.3.2 數(shù)據(jù)提取

對(duì)主城區(qū)的行政區(qū)劃、軌道交通路網(wǎng)數(shù)據(jù)與POI興趣點(diǎn)進(jìn)行提取。

4.3.3 數(shù)據(jù)整理

針對(duì)屬于重慶主城區(qū)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。

1）將多余的軌道交通線路刪除，對(duì)屬于同一條線路的軌道交通線段進(jìn)行合并處理。

2）由于獲取的軌道交通數(shù)據(jù)是雙線，將其轉(zhuǎn)換為單線，提取軌道中心線。

3）對(duì)軌道交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行打斷相交線處理，需要根據(jù)實(shí)際運(yùn)營線路來對(duì)路網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整，有些線路并不互通，利用打斷工具依照實(shí)際情況合并或打斷軌道交通路網(wǎng)。

4）對(duì)POI興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，如購物、景點(diǎn)、酒店、美食、學(xué)校和醫(yī)院這6類興趣點(diǎn)。

4.4 構(gòu)建軌道交通路網(wǎng)

4.4.1 新建要素?cái)?shù)據(jù)集

構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的線要素必須位于要素集中，新建文件地理數(shù)據(jù)庫、要素?cái)?shù)據(jù)集，將軌道交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到該數(shù)據(jù)集中。

4.4.2 拓?fù)錂z查并修改

空間拓?fù)潢P(guān)系的基礎(chǔ)在于將點(diǎn)、線和面之間建立起聯(lián)系。在構(gòu)建的要素?cái)?shù)據(jù)中集中新建拓?fù)?，選擇軌道交通路網(wǎng)要素進(jìn)行拓?fù)錂z查，制定檢查的規(guī)則。

4.4.3 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集

構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，在ArcGIS擴(kuò)展分析時(shí)，通過數(shù)據(jù)集模型，調(diào)整資源流動(dòng)的方向、速度和終點(diǎn)等屬性。

4.5 網(wǎng)絡(luò)分析

網(wǎng)絡(luò)分析可以解決復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)問題?？刹檎易罴崖肪€，還可指導(dǎo)尋找最近的急救車輛或設(shè)施點(diǎn)。

4.5.1 簡(jiǎn)單路徑分析

“最佳”的標(biāo)準(zhǔn)可以是多樣的：路徑最短、耗時(shí)最短、花費(fèi)最少等。將時(shí)間作為阻抗度量，則最佳路線即是耗時(shí)最短的一條路線。論文選取瓷器口、觀音橋、朝天門、園博園及川美等9個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行路徑分析。

4.5.2 服務(wù)區(qū)分析

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)區(qū)，是指在特定阻抗范圍內(nèi)可到達(dá)的所有街道都被包含在其中的區(qū)域。以某一設(shè)施點(diǎn)為起點(diǎn)，設(shè)定10 min內(nèi)可以到達(dá)，則該設(shè)施點(diǎn)的10 min服務(wù)區(qū)將涵蓋所有連接至此設(shè)施點(diǎn)。阻抗設(shè)置為時(shí)間，可得到基于時(shí)間的服務(wù)區(qū)分析結(jié)果。

4.5.3 最近設(shè)施點(diǎn)分析

最近設(shè)施點(diǎn)分析主要用于權(quán)衡發(fā)生事件點(diǎn)位與設(shè)施點(diǎn)之間的所需的行程成本，并確定最優(yōu)路徑。通過指定查找數(shù)量和方向（靠近或遠(yuǎn)離設(shè)施點(diǎn)），能夠快速查找到最近的設(shè)施點(diǎn)。創(chuàng)建最近設(shè)施點(diǎn)分析圖層后，加載設(shè)施點(diǎn)及事件點(diǎn)數(shù)據(jù)[6]，論文選取的設(shè)施點(diǎn)數(shù)據(jù)為酒店，事件點(diǎn)數(shù)據(jù)為景點(diǎn)，查找離居住的酒店最近的5個(gè)景點(diǎn)位置，可得到最近設(shè)施點(diǎn)分析結(jié)果。

4.6 交通可達(dá)性分析

交通可達(dá)性分析是一種評(píng)估特定地區(qū)或地點(diǎn)在給定時(shí)間內(nèi)通過不同交通方式（如汽車、公共交通、自行車或步行）可訪問其他地區(qū)或地點(diǎn)程度的方法。它通常用于城市規(guī)劃、交通工程和地理信息系統(tǒng)（GIS），以確定改進(jìn)交通網(wǎng)絡(luò)和提高區(qū)域之間聯(lián)系的潛在領(lǐng)域。交通可達(dá)性分析考慮了多個(gè)因素，例如：①旅行時(shí)間，即評(píng)估不同交通方式從一個(gè)地方到另一個(gè)地方所需的時(shí)間。②旅行距離，即測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的直線距離或?qū)嶋H行駛距離。③交通方式，即考慮使用不同交通方式（如汽車、公共交通、自行車或步行）的便利性和可行性。④頻率，即分析特定時(shí)間內(nèi)交通服務(wù)的可用性，例如公共汽車或火車的發(fā)車頻率。⑤費(fèi)用，即評(píng)估不同交通方式的成本，包括票價(jià)、燃油成本和停車費(fèi)。

該分析可以用于比較不同交通模式之間的可達(dá)性，并確定改進(jìn)交通網(wǎng)絡(luò)的潛在領(lǐng)域。例如，分析結(jié)果可能表明一個(gè)區(qū)域的公共交通可達(dá)性低于其他區(qū)域，需要增加公共交通服務(wù)或優(yōu)化路線。同樣，分析結(jié)果也可能表明某些區(qū)域?qū)ψ孕熊嚮虿叫杏脩舨粔蛴押?，需要進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施改進(jìn)以促進(jìn)這些交通方式。

總之，交通可達(dá)性分析是評(píng)估和比較不同地區(qū)交通便利性的有價(jià)值工具。它可以幫助城市規(guī)劃師、交通工程師和政策制定者做出明智的決策，以改善交通網(wǎng)絡(luò)并增強(qiáng)不同地區(qū)之間的聯(lián)系。

可達(dá)性也指到達(dá)某個(gè)地點(diǎn)的難易程度。

1）新建OD成本矩陣：利用網(wǎng)絡(luò)分析工具，可以輕松地生成多個(gè)起點(diǎn)到多個(gè)終點(diǎn)的成本矩陣。這種矩陣包含每個(gè)起點(diǎn)到每個(gè)終點(diǎn)之間的路網(wǎng)阻抗，并將其存儲(chǔ)為一個(gè)表文件[7]。

2）反距離權(quán)重插值：反距離權(quán)重插值是基于插值區(qū)域內(nèi)部樣本點(diǎn)之間的相似性，通過計(jì)算與鄰近樣本點(diǎn)的距離加權(quán)平均值來得出該單元格的預(yù)測(cè)值。最終將預(yù)測(cè)值組合起來得到一個(gè)平面化插值結(jié)果。求解即可得到可達(dá)性分析結(jié)果。

4.7 重慶市主城區(qū)交通可達(dá)性分析結(jié)果討論

基于重慶市主城區(qū)交通網(wǎng)絡(luò)（軌道）數(shù)據(jù)，通過ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析工具，對(duì)其進(jìn)行交通可達(dá)性分析，得出以下結(jié)論。

4.7.1 路徑分析

論文選取9個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行路徑分析，按照創(chuàng)建?？奎c(diǎn)的位置順序來確定最佳路線，得出最佳路徑分析結(jié)果。

4.7.2 服務(wù)區(qū)分析

中斷時(shí)間統(tǒng)一設(shè)置2、5、10、15、20、30 min。

1）美食服務(wù)區(qū)分析，65%的區(qū)域10 min內(nèi)到達(dá)，所有美食區(qū)占研究區(qū)的33.32%，見表3。

2）購物服務(wù)區(qū)，52%的區(qū)域10 min內(nèi)到達(dá)，所有購物區(qū)占研究區(qū)面積的33.47%，見表4。

3）醫(yī)療服務(wù)區(qū)，44%的區(qū)域15 min內(nèi)到達(dá)，所有醫(yī)療區(qū)占研究區(qū)面積的32.21%，見表5。

4）景點(diǎn)服務(wù)區(qū)，61%的區(qū)域15 min內(nèi)到達(dá)，所有景點(diǎn)面積占研究區(qū)面積的32.38%，見表6。

5）學(xué)校服務(wù)區(qū)分析，55%的區(qū)域15 min內(nèi)到達(dá)，所有景點(diǎn)占研究區(qū)面積的32.89%，見表7。

6）酒店服務(wù)區(qū)，55%的區(qū)域10 min內(nèi)到達(dá)，所有景點(diǎn)區(qū)占研究區(qū)面積的33.41%，見表8。

4.7.3 最近設(shè)施點(diǎn)分析

論文以酒店為設(shè)施點(diǎn)數(shù)據(jù)，景點(diǎn)為事件點(diǎn)數(shù)據(jù)，查找離居住的酒店最近的5個(gè)景點(diǎn)位置，求解得到分析結(jié)果。

4.7.4 交通可達(dá)性分析

交通可達(dá)性分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表9。

由此可以看出，近70%的區(qū)域可以乘坐軌道交通在30 min內(nèi)達(dá)到，交通可達(dá)性較好，主城區(qū)內(nèi)均可在49 min內(nèi)達(dá)到。其中，渝中區(qū)的可達(dá)性最好，均可在20 min內(nèi)到達(dá)；北碚區(qū)的交通可達(dá)性最差，需要花費(fèi)30～50 min才可以到達(dá)。

5 結(jié)論

論文以重慶市主城區(qū)內(nèi)224個(gè)軌道交通站點(diǎn)為研究對(duì)象，構(gòu)建軌道交通網(wǎng)絡(luò)分析交通可達(dá)性，利用ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析功能，從路徑分析、服務(wù)區(qū)分析、最近設(shè)施點(diǎn)分析及整體交通可達(dá)性4個(gè)方面對(duì)其可達(dá)性進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。主要結(jié)果如下。

1）服務(wù)區(qū)分析結(jié)果：美食方面，65%的區(qū)域可以乘坐軌道交通在10 min內(nèi)到達(dá)；購物分析，52%的區(qū)域10 min內(nèi)到達(dá)；醫(yī)療方面，44%的區(qū)域15 min內(nèi)到達(dá)；景點(diǎn)分析，61%的區(qū)域15 min內(nèi)到達(dá)；對(duì)于學(xué)校，55%的區(qū)域15 min內(nèi)到達(dá)；酒店分析，55%的區(qū)域10 min內(nèi)到達(dá)。

2）交通可達(dá)性分析結(jié)果表明：主城區(qū)中心可達(dá)性較好而外部較差。在城區(qū)內(nèi)均可在50 min內(nèi)到達(dá)。其中，近70%的主城區(qū)在30 min內(nèi)到達(dá)。渝中區(qū)基本被軌道交通線路覆蓋，可達(dá)性也最高；北碚區(qū)軌道交通線路少，可達(dá)性最低?？蛇_(dá)性與交通便利程度有關(guān)，可達(dá)性越高，交通越便利。

由此可以得出：重慶主城區(qū)的軌道交通發(fā)展基本完善，存在不平衡的問題。隨著城市的更新發(fā)展，交通路網(wǎng)更加重要。為了適應(yīng)城市的發(fā)展，交通規(guī)劃應(yīng)該更加完善，軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及優(yōu)化布局尤為重要。

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