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《城市交通》杂志
2023年 第1期
《大数据与公共交通可达性》解读
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  石飞1,朱乐2

  (1. 南京大学建筑与城市规划学院,江苏 南京 210093;2.英国曼彻斯特大学环境教育和发展学院,英国 曼彻斯特 M139PL)

  写在前面

  “双碳”目标与城市精细化治理背景下,利用大数据治理城市交通成为缓解交通拥堵问题的突破口。长期来看,优化交通结构、倡导公交优先对解决治堵难题同等重要。此外,公共交通是低碳、可持续的交通方式,是人民城市的支撑骨架,是生态文明建设和社会民生事业的双重落脚点。

  在交通拥堵越来越普遍的情况下,城市交通的供给侧改革显得尤为重要,突出体现在缓堵目标的设定上。多年来,为机动车排堵保畅往往作为缓堵目标,而忽视了公共交通与步行和自行车交通的优先发展。事实上,缓堵的根本是改变交通结构,其目标不是使小汽车提速,而是提高公共交通吸引力。然而现实情况是,超大城市公共汽车运行速度偏低,与私人小汽车相比缺乏竞争力。因此,供给侧改革要求下应突出公共交通的目标定位。

  可达性(Accessibility)的研究由来已久,地理、城乡规划领域的研究成果主要集中于区域层面的可达性和偏重于高速铁路、小汽车的交通方式可达性,而以城市公共交通和完整公共汽车出行链为对象的研究较少,凸显了这一研究工作的难度。本书强化了公共交通可达性概念并提出基于大数据的测度方法,以明确缓堵标的,并有效提升可达性指标的科学性和可测度性。

  借助手机信令数据和路径规划数据,本书首次实现了地图时空大数据的批量爬取和应用,并从可达性切入,探讨了公共交通规划的新理念、新方法和新路径。此外,本书也提出公共交通可达性研究的应用价值可从城市规划设计、交通设施规划设计和社会经济等多层面挖掘。

  从机动性到可达性

  中国城市正处于转型与变革阶段,以往以私人小汽车快速增长为主导的城市机动化进程不仅引发严重的交通拥堵,还带来一系列职住失衡、环境污染等问题。西方国家已于20世纪下半叶从侧重研究高速公路通行能力及服务水平的视角,演变到多方式联运系统的规划和运行评估。

  因突出出行权,机动性(Mobility)的概念得以产生。城市机动性是衡量社会公平的一项重要指标,体现对小汽车替代交通方式的重视,也谋求以公共交通为导向的城市形态和建成环境。引导人们更多采用公共交通等绿色交通方式是促使出行更加低碳、城市发展更加可持续的关键环节;避免和减少使用小汽车、提高能源效率和使用替代能源、缩短出行距离和改变出行方式是实现可持续城市机动性的主要途径。

  在公平、正义等诉求日益增长的今天,公共交通迎来了前所未有的发展机遇。在公交优先发展的转型思考中要重新审视公共交通出行的核心要求:安全、时间、成本、舒适度、换乘方便、弱势群体出行便利性等,以满足人的公共交通出行需求为根本,这是以人为本理念的具体落脚点。尽管这些需求并不新鲜,但传统的交通规划和公共交通规划中难有相对应的指标,这恰恰是当前需要解决的问题——可达性应成为核心指标。

  可达性的内涵十分丰富,在不同问题和场景下有着不同的含义。可达性是人们接触和参与活动的能力,是交互的潜在机会。公共交通可达性指以乘坐公共交通工具(公共汽电车、城市轨道交通、公共自行车、渡轮、索道等)为主要出行方式,达到一定的出行目的过程中所遇到的各种阻抗,是一种衡量区位价值的综合性指标。

  本书系统梳理公共交通可达性的概念、内涵、分析方法和实际应用。随着对可达性的理解更加深入,本书更加全面地考虑了实际公共交通出行过程,逐步将出行路线、网络和供需关系、步行接驳过程中遇到的阻抗等纳入公共交通可达性的研究范围,推进计算精度逐步提高。本书将公共交通可达性的分析方法总结为七种:基于缓冲区的公共交通车站可达性、基于供需模型的公共交通面状可达性、基于网络分析法的公共交通网络可达性、基于成本栅格法的公共交通可达性、基于成本栅格与网络分析的集成法的公共交通可达性、基于高性能图形数据库的公共交通高精度可达性以及基于开放地图应用程序接口(Application Program Interface, API)的公共交通高精度可达性。其中,基于开放地图API的公共交通高精度可达性方法是基于地图时空大数据并考虑了出行全过程,公共交通可达性测算结果更为精确,这也正是本书在公共交通可达性研究上所采用的创新技术手段。

  可达性概念的发展与衍生

  一直以来,公共交通可达性在城市研究中有着重要作用。从城市用地、交通规划、城市基础设施建设、就业情况到乘客对于公共交通可达性的满意度关系等方面均具有一定的衡量价值。当前,中国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾,客观上要求城市发展和公共交通发展目标相应地发生转变,迫切需要转变工作思路,适时实现向公平、正义等观念主导下的更为具体和精细化技术指标的转变。

  在可达性的实际应用上,本书从时间可达性、就业可达性、费用可达性、公共汽车站步行可达性四个方面展开论述。1)时间可达性。本书使用开放地图数据中的路径规划大数据分析基于地点(或栅格)的公共交通可达性,进一步结合栅格间OD(数据来自手机信令数据)分析加权后的公共交通可达性,以江苏省昆山市中心城区为研究对象展开实证分析。2)就业可达性。本书使用潜力模型与机会累积模型对昆山市中心城区不同交通方式的就业可达性进行分析,通过使用开放地图API获取不同交通方式的出行时间和出行距离,比较不同交通方式就业可达性的空间特征差异,并探究不同影响因素对于就业可达性的影响。3)费用可达性。本书借用基尼系数、洛伦兹曲线等方法研究空间公平和交通方式公平,对南京和上海开展实证研究,包括不同时段的费用可达性分析、公共汽车与小汽车显性和隐性补贴分析,并比较费用可达性视角下的南京老城区和上海历史城区公共汽车发展状况。4)公共汽车站步行可达性。本书从微观路网视角分析了昆山市中心城区公共汽车站步行可达性以及在合理步行距离内对居住人口和就业岗位的覆盖情况,为评价、提升公共汽车服务水平提供了新方法、新思路。

  从学科孤立到多元融合

  事实上,公共交通可达性作为一项技术手段既可用于地理学、城乡规划学的空间分析,又可作为城市交通供给侧改革的核心测度,并且作为一种理论方法可应用到多学科的深入研究中。具体地,在城乡规划学可应用于公共交通与城市用地和空间形态研究、公交都市研究;在城市交通学可应用于交通设施优化布局、交通需求预测模型分析、交通规划实施评估;在行为地理学可应用于出行方式选择机制研究;在社会学可应用于社会公平、交通公平性分析;在城市经济学可应用于商业设施选址、住房、土地租金研究等。因此,基于城市与交通大数据分析公共交通可达性不仅对城市交通治理和城市交通可持续发展、构建公交都市、倡导公交优先等有着积极的理论与实践意义,而且能为多学科共同开展可达性分析研究提供有效帮助。