「新·案例」北京轨道交通布局与城市功能设施匹配度如何?

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  精华速读

  轨道交通是城市公共交通的重要组成部分,具有快捷、运量大、环境污染小等特点,已成为解决大城市交通问题的首选方式。然而,相对于小汽车门到门的、无须等待的、不需换乘的特点,轨道交通的主要问题就是与居住及城市功能设施的匹配性较差以及换乘次数过多,以至于不能与小汽车的优势进行竞争。本文着重研究轨道交通换乘及其站点与城市功能设施的匹配程度,以期为轨道交通乃至城市规划提出建议,让轨道交通更好地服务于城市。

  PART 01

  背景回顾

  

  改革开放以来,经济迅速发展,中国城市化进程快速推进。随着人口的快速集聚以及城市基础设施供给的相对短缺,出现了人口拥挤、交通拥堵、住房紧张等“城市病”。

  城市人口不断集聚,而相配套的商场、写字楼、医院、交通等基础设施的建设滞后,无法满足居民的日常生活需求。交通作为连接城市居民与基础设施的纽带,在小客车数量猛增与道路资源短缺的形势下,导致大城市普遍的交通拥堵问题,城市交通效率低下。

  轨道交通是城市公共交通的重要组成部分,具有快捷、运量大、环境污染小等特点,已成为解决大城市交通问题的首选方式。然而,相对于小汽车门到门的、无须等待的、不需换乘的特点,轨道交通的主要问题就是与居住及城市功能设施的匹配性较差以及换乘次数过多,以至于不能与小汽车的优势进行竞争。

  因此,本文着重研究轨道交通换乘及其站点与城市功能设施的匹配程度,以期为轨道交通乃至城市规划提出建议,让轨道交通更好地服务于城市。

  PART 02

  轨道交通匹配性评价模型

  

  站点换乘阻抗计算

  可达性用于反映一般出行者利用给定的交通系统从出发地点到达活动地点的便利程度。为了反映轨道交通可达性的同时,着重换乘因素对可达性的影响,借鉴可达性研究方法的空间阻隔模型、潜力模型、重力模型中“阻抗”的概念,设置换乘阻抗,用以表示到达某一站点的难易程度。根据影响乘客出行的因素的重要性,选取换乘次数作为参数,以出行时间和区位因素为不同站点的换乘次数分配权重,计算站点的换乘阻抗,如公式(1)和(2)所示:

  

  城市功能设施测度

  首先,对城市功能设施进行分类。通过站点周边的居民数量和POI(Points of Interests)多样性测度城市功能设施。其中,POI(Points of Interests)是地理兴趣点的简称,代表各类城市设施,含有位置、名称、类别等基本信息,常用于城市设施的表征与测度。

  其次,筛选出站点影响范围内的规模住宅区和各类POI数量,对城市功能设施进行分析。根据住宅区的家庭户数计算出各站点缓冲区内的居民数量,作为居住设施的测指标度。计算出POI多样性,作为除居住以外的综合设施测度指标。表达式如下。

  

  匹配性评价

  根据站点换乘阻抗、居民数量、POI多样性之间的匹配关系(图1),进行相关分析和聚类分析。应用z得分对以上三个变量进行标准化,采用组间联结的系统聚类法进行聚类分析,以确定站点开发水平的分类。

  

  理论上,某一地区的居民数量越多,其对于城市功能设施服务的需求越大,因此居民数量表示了“需求”;POI多样性代表设施的混合程度,与土地利用混合程度的含义相似,某一地区的功能设施种类越齐全,对外界吸引力越大,相当于“供给”。站点换乘阻抗表示的是轨道交通可达性,即某一站点到达其他站点的便捷程度,换成阻抗的大小与轨道交通可达性呈反比。居民获取远距离的设施服务依赖于交通运输,因此站点换乘阻抗表示住宅区与设施之间的连接程度。

  PART 03

  北京轨道交通常规线路研究

  

  选取北京轨道交通常规线路的站点为研究对象,选取轨道交通所覆盖的区域作为研究区域(图2)。

  

  图2 研究区域

  换乘阻抗与居住设施的匹配性

  轨道交通的换乘阻抗为横坐标,站点周边居民数量为纵坐标,生成散点图,将站点划分为四种类型(图3、图4):

  1类型1(Ti>1.036,Ri>40128)

  轨道交通站点的换乘阻抗较大,可达性较差,周边居民数量较多。居民出行便利程度较差,轨道交通不能很好地服务于大量居民的出行。两者关系不平衡,匹配性较差。

  2类型2(Ti<1.036,Ri>40128)

  轨道交通站点的换乘阻抗小,可达性较好,周边居民数量较多。较好的轨道交通可达性与大量的居民相匹配,居民出行便利程度较高。两者相互平衡,匹配性较好。

  3类型3(Ti<1.036,Ri<40128)

  轨道交通站点的换乘阻抗小,可达性较好,周边居民数量较少。相对于较小的居民数量,轨道交通的服务能力过剩。两者关系不平衡,匹配性较差。

  4类型4(Ti>1.036,Ri<40128)

  轨道交通站点换乘阻抗较大,可达性较差,居民数量较少。两者相互平衡,匹配性较好。

  

  图3 换乘阻抗与居民数量的匹配关系图

  

  图4 各类型站点分布图

  换乘阻抗与综合设施的匹配性

  以轨道交通的换乘阻抗为横坐标,站点周边POI多样性指数为纵坐标,生成散点图,将站点划分为四种类型(图5、图6):

  1类型1(Ti>1.036,Hi>1.247)

  轨道交通站点的换乘阻抗较大,可达性较差,周边POI多样性较高。设施服务能力较强,对人流的吸引能力较强,但由于交通可达性较差,人流获取设施服务的便利程度较低。因此两者关系不平衡,匹配性较差。

  2类型2(Ti<1.036,Hi>1.247)

  轨道交通站点的换乘阻抗较小,可达性较好,周边POI多样性较高。设施较强的服务能力与较好的交通可达性相匹配。因此两者关系平衡,匹配性较好。

  3类型3(Ti<1.036,Hi<1.247)

  轨道交通站点的换乘阻抗较小,可达性较好,周边POI多样性较低。相对于较差的设施服务能力,轨道交通的服务能力过剩。两者关系不平衡,匹配性较差。

  4类型4(Ti>1.036,Hi<1.247)

  轨道交通站点的换乘阻抗较大,可达性较差,周边POI多样性较低。两者相互平衡,匹配性较好。

  

  图5 换乘阻抗与POI多样性的匹配关系图

  

  图6 各类型站点空间分布图

  居住与综合设施的匹配性

  以轨道交通的站点周边POI多样性指数为横坐标,居民数量为纵坐标,生成散点图,将站点划分为四种类型(图7、图8):

  1类型1(Hi>1.247,Ri>40128)

  站点周边的POI多样性较高,居民数量较多。设施较强的服务能力与较大的居民数量相匹配,各类设施可就近服务于居民。因此两者关系平衡,匹配性较好。

  2类型2(Hi<1.247,Ri>40128)

  站点周边的POI多样性较低,居民数量较多。设施的服务能力不能满足居民旺盛的需求,居民需要依赖交通到其他地区获取服务。因此两者关系部平衡,匹配性较差。

  3类型3(Hi<1.247,Ri<40128)

  站点周边的POI多样性较低,居民数量较少。两者关系平衡,匹配性较好。

  4类型4(Hi>1.247,Ri<40128)

  站点周边的POI多样性较高,居民数量较少。设施的服务能力不仅能够满足附近居民的需求,还对外界产生一定的吸引力,人流需要依赖轨道交通到此获取服务。两者不平衡,匹配性较差。

  

  图7 站点POI多样性与居民数量的匹配关系图

  

  图8 各类型站点空间分布图

  站点开发分析

  为了综合分析居民数量、POI多样性和换乘阻抗的影响,本文设定“站点开发水平”这一指标来综合评价站点可达性、站点周边居住开发水平和城市功能服务水平等情况的优劣。站点开发水平指的是轨道交通站点被人为开发的程度,若站点可达性较高、居民数量较多且功能设施服务较全面,则站点开发水平较高;反之,则站点开发水平较低。对换乘阻抗、居民数量和POI多样性的聚类分析大致分出三类站点开发情况(图9、图10):

  1类型1:

  换乘阻抗较小,居民数量较多,POI多样性较大。这类站点的可达性较好,同时周边的居住饱和,设施相对完善,属于开发水平较高的站点。

  2类型2

  换乘阻抗较大,居民数量较少,POI多样性较小。这类站点的可达性较差,同时周边的居住与设施水平较低,属于开发潜力较大的站点。

  3离群值

  换乘阻抗较大,居民数量较小,POI多样性极小,属于尚未开发的站点。

  4类型4(Ti>1.036,Hi<1.247)

  轨道交通站点的换乘阻抗较大,可达性较差,周边POI多样性较低。两者相互平衡,匹配性较好。

  

  图9 站点开发水平分类图

  

  图10 各类型站点空间分布图

  PART 04

  研究结论与建议

  

  1、北京市轨道交通站点换乘阻抗与城市功能设施的匹配性关系较好,基本可以满足居民日常出行、获取设施服务的需求,同时居民对轨道交通的依赖性较小。空间分布特征相似,匹配性较好的站点多分布在环线、半环线与部分树状发散线路上。

  2、北京市轨道交通站点整体开发程度较高,仍具有一定的发展潜力。轨道交通网络核心区域的开发程度较高,边缘地区的开发潜力较大。

  首先,为了降低站点的换乘阻抗,提高边缘可达性,可以在轨道交通网络的外围多建设环线,并且增加树状线路与其他线路的交叉点,在居住、商业等设施的密集区增加更多的换乘站。

  其次,由于研究结果表明南部区域的轨道交通建设落后于北部,而且多年来北京南部发展落后于北部,建议增大南部区域的轨道交通建设力度,有机结合站点的建设及其周边的设施规划进行发展。

  再次,可以结合总体规划方案,针对于不同的站点发展情况制定不同的导向性策略,将轨道交通作为城市开发的骨架融入到有序的城市发展之中,以避免北京出现无序化、“摊大饼”式的城市蔓延问题。

  总之,为了更好地贯彻TOD(以交通为导向的发展)的理念,本文认为北京需要结合轨道交通进行精准化的规划,根据交通线路分布合理地为各类城市设施选址,并根据交通承载能力初步测算各类设施的容纳人口,以推进城市有序化发展。

  

  文章来源丨城市与区域规划研究

  作者信息丨王翀 朱晟君

  编辑排版丨中规建业城市规划设计院 信息中心

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