基于GIS的城市慢行交通系統連續性評價方法研究*（交通）

                             趙  迪  邵敏華

             （同濟大學道路與交通工程教育部重點實驗室上海201804）

摘要提出能反映慢行系統連續性的2個評價指標——單路徑連續度和系統總體連續度，給出

基于GIS(地理信息系統)的三步驟慢行系統連續性評價方法：首先建立研究范圍的道路交通基礎數據庫；而后確定該范圍內的有效慢行出行OD對，選擇出行路徑；最后，計算各慢行OD對的權重，對系統連續性進行評價。該方法可以用來評價慢行系統的現狀以及慢行系統的規劃方案，較之前的問卷調查法更為準確。并且以上海某鎮為例對該評價方法進行詳細描述。

關鍵詞  GIS單路徑連續度  系統總體連續度

    慢行交通系統是指為人們利用慢行交通方式出行提供的慢行交通通道和相關設施，以及為人們由慢行交通方式換乘到其他交通方式提供的銜接通道和相關設施的系統。目前對于慢行交通系統的評價從評價目的上來說主要有2個方面：①對慢行交通系統的某一組成部分評價，如誘導系統、網絡系統化設計等；②對慢行交通系統某一特性的評價，如慢行交通友好性、慢行系統美觀性、慢行安全等。如肖紅波在對城市綜合交通系統評價時按照綜合性、系統性、科學性、可比性、可操作性等原則，建立了城市綜合交通系統評價指標體系；在此基礎上運用層次分析法和模糊集合變換原理，確定評價對象所屬等級。吳瑕采用層次分析法，建立基于AHP約束錐的慢行交通系統規劃DEA模型對中小城市慢行交通系統規劃模式進行評價。張貴和陸振波在對慢行交通的友好性進行評價時，建立“目標-準則-指標”層次結構模式，采用層次分析法分析各指標的權重，建立友好性評價模型。

    從以上研究中，不論基于何種目的，采用何種評價方法，慢行系統連續性都是評價慢行交通系統優劣的重要指標。李清波等通過研究指出，慢行系統連續性對慢行交通系統的影響最大，慢行設施其次，慢行環境所占比例最低。在城市慢行交通系統的評價過程中，重視慢行系統的連續性，這不僅能夠滿足出行者的要求，也能降低機非沖突率，保證慢行安全。

    然而，以往對慢行交通連續性的研究中，研究人員多傾向于選擇問卷的形式，基于調查得到的居民慢行路徑選擇數據，對城市慢行交通的連續性進行評價。這種方式需要發放大量的調查問卷，且只能對慢行系統現狀進行評價，評價結果也不一定準確。為此，本研究提出基于GIS的城鎮慢行交通系統連續性評價方法。

1評價指標量化

    慢行系統連續性是指慢行出行者從出發到抵達目的地是否連續。提出慢行系統連續

性計算公式

    由于此公式沒有對微觀和系統整體的連續度加以區分，且在計算整體連續度的時候沒有考慮慢行出行需求量的影響，不能較全面地反映慢行系統連續性水平。因此本文對其公式加以改進，提出以下2個指標對系統連續性進行衡量。其中

2  三步驟慢行系統連續性評價方法

    三步驟慢行系統連續性評價方法包括基于GIS的道路交通基礎數據庫的建立、慢行交通出行OD對與路徑選擇的確定、評價指標權重的確定3個步驟。

2.1  基于GIS的道路交通基礎數據庫的建立

    為了更加準確、直觀地分析展示研究范圍內的慢行交通狀況，首先通過數據收集整理、現場踏勘調研等方式，對研究范圍內的道路網絡基礎數據進行了全面梳理，并基于地理信息系統建立了道路交通基礎數據庫，以方便地實現空間數據與屬性數據的交互訪問。其中屬性數據庫存儲了包括路網拓撲關系（如路面、上下游交叉口等）、路段靜態信息（如道路等級、長度、有無慢行車道等）等屬性數據。

    慢行交通GIS數據庫的建立為慢行出行OD的路徑選擇提供了良好的計算和直觀展示條件。

2.2有效慢行交通出行OD對確定與路徑選擇

    根據慢行交通連續性的定義，本研究根據用地性質、道路網絡的相關數據，進行慢行交通小區的劃分，獲得評價范圍內慢行交通的產生點和吸引點。

    在條件允許的情況下，慢行出行者總是傾向于選擇最短路徑。因此評價最短路徑的連續性可以反映研究范圍內慢行系統的連續性。據此，本研究將研究范圍內所有慢行交通產生點和吸引點全排列，根據最短路徑原則，分配到現有道路網絡中，得到各慢行出行OD所經路徑的慢行車道長度以及道路總長度Li，以此作為慢行連續性評價的依據。

    值得注意的是，根據《城市道路交通規劃設計規范》，步行的合理出行距離是1.5 km，自行車的合理出行長度是6～10 km，超過這個范圍人們幾乎不會選擇慢行出行方式。本研究對最短路徑超過1.5 km的步行出行方式和最短距離超過6km的自行車出行方式的OD組合不予考慮，只研究在此范圍內的有效慢行出行OD對。

2.3慢行OD對權重的確定與連續度計算

    慢行交通需求量的預測方法有很多，如四階段法、基于活動鏈的需求預測模型、出行率法、經驗預測法等等。由于本研究只需要得到慢行產生點和吸引點的慢行交通發生和吸引量，因此僅需要計算交通生成量，根據交通方式劃分原則獲得慢行交通需求量即可。

2.3.1慢行需求量預測

    本文采用類別生成模型，對居住用地基于人均交通出行強度進行預測，對于非居住區域采用基于用地性質的交通出行率進行預測。

將計算結果代入式(4)，得到各個慢行出行OD對的出行需求量權重屆。

2.3.2連續度計算

    在獲得各個慢行出行OD對的經過路徑長度和慢行出行需求量權重之后，根據單路徑連續度計算公式，和系統總體連續度計算公式=∑( )，計算連續度。結合具體情況，對結果加以分析。

3應用實例

    以上海某鎮慢行交通系統情況為例對慢行交通連續性評價方法進行說明。

3.1  基于GIS的道路交通基礎數據庫的建立

    通過資料收集整理和現場調研，本研究建立的上海某鎮道路交通空間和屬性數據庫，圖1和圖2是該鎮慢行通道的設置情況。

3.2慢行交通交通小區劃分與路徑選擇結果

    結合交通小區的劃分原則和慢行交通系統特性，將該鎮劃分成交通小區，見圖3。

    根據最短路徑原則，在GIS中獲得各OD對經過路徑的路段名、路徑全長、人行道和非機動車道長度。結果見表1。

    獲得各OD對最短路徑信息之后，按照步行出行總長度不超過1.5 km和自行車出行總長度不超過6 km的原則，對OD對進行篩選，獲得有效慢行出行OD對。

3.3慢行系統連續性計算結果

3.3.1  單路徑連續性評價

    根據公式，將上海某鎮范圍內所有慢行出行OD的連續度進行計算，得到的連續度分布情況見圖4和圖5。

3.3.2  系統連續性評價

    根據=∑（），計算上海某鎮非機動車道的系統連續度是0. 867，人行道的系統連續度為0. 916 6。

3.3.3評價結果分析

    從以上2種評價結果可以知道：上海某鎮慢行系統總體連續性較好，非機動車道的系統總體連續度為0.867，人行道的系統總體連續度為0.916 6；從微觀上看，擁有完整連續慢行通道的慢行出行OD對比例并不高，非機動車道單路徑連續度僅有48.18%，人行道單路徑連續度雖然較高，但連續度大于0.8的慢行出行OD對也僅占61.73%。

    這說明，上海某鎮的路徑連續度能較好地滿足大多數人的慢行出行需求，但是對有慢行出行需求的路徑來說慢行通道并不連續完整。實際中，連續度差的路線給人們的出行帶來很多的不便，并且存在安全隱患。因此，在需要的路段設置人行道和非機動車道，保證人們出行的便利性，是十分重要的。

4結語

    慢行交通系統連續性評價是慢行系統綜合評價的重要組成部分。本文提出了單路徑連續度和系統總體連續度2個新指標，運用三步驟評價方法對慢行系統的連續性進行評價。該方法彌補了傳統問卷調查法調查樣本量需求大和調查結果不準確的缺陷，此外建立的空間和屬性數據庫也可為日后的慢行系統研究提供良好的數據基礎。