基于大数据的国内超大城市驾驶及公交等时圈时效对比研究

胡志赛，张晓明，周茂松

（广州市城市规划勘测设计研究研究）

1 引言

随着Arcgis软件及其空间分析工具的应用广泛，国内外学者对城市交通可达性与等时圈的相关研究更加丰富，主要包括高铁等时圈与区域都市圈的关系、道路和公交等时圈与城市空间的关系等方面。2014年陈少沛[1]等在《广东区域公路网络的城市通达性度量及空间特征分析》中，利用各等级道路平均运行时速计算城市等时圈，分析得出广东区域日通达性和时间通达性带有明显的高等级公路网络指向性，而且都以广州市市辖区为中心向外沿伸展，构成规则的同心圈层结构。2014年黄建中[2]等在《基于交通情景模拟的西宁市空间发展战略研究》中，依据交通等时圈覆盖范围确定中心城区与外围新城的空间界限，规划应在空间增长边界的控制下，形成多中心结构体系。2018年甘霖[3]在《国际对比视角下北京城市空间尺度再审视——基于空间距离与时间成本的多重印证》中，利用百度API分析城市等时圈，对比北京与东京城市空间尺度大小，得出非高峰时间北京和东京差等时圈相差不大，但高峰时间北京出行拥堵导致出行时间更长，可能陷入“拥堵-集聚”的正反馈，即中心区人越多-拥堵越严重-交通条件变差-整体可达性下降-人口更加倾向于向心集聚以节省时间成本。目前国内学者还未系统比较国内主要超大城市等时圈，利用百度API获取国内超大城市道路驾驶与公交（含轨道）系统的等时圈，对比各自等时圈的特征以及背后关键原因，以期为城市可持续发展与规划建设决策提供参考。

2 研究方法及数据来源

研究的国内超大城市包括广州、北京、上海、深圳等4个城市，研究范围为城市市域范围，分别研究以驾驶与公交（含轨道）出行的等时圈，等时圈的起点定义为各城市的人民政府所在位置，为获取城市任意地点为目的地的出行时间，将城市划分为500m×500m网格，取各个网格的中心点坐标代表该网格所在目的地，4个城市共13.1万个网格和目的地。通过百度地图API搜索得到最优路径的时间，利用python程序不断迭代获取城市区域所有终点出行时间，共获取26.2万条出行时间数据。利用Arcgis软件开展将出行时间空间分布和时间段划分，得到2种方式的等时圈。

3 城市等时圈对比分析

图1 4个城市道路驾驶（上）和城市公交系统（下）等时圈对比分析

驾驶等时圈对比分析。从1h驾驶时空圈可以看到，深圳和上海道路驾驶时效覆盖城市范围比例明显优于广州与北京，深圳、上海覆盖市域范围比例基本可以达到65%以上，广州存在一定差距不到50%。在2h驾驶时空圈可以看到，深圳、上海、广州基本可以覆盖城市全部，占各自城市面积比例的95%以上，由于北京市域广阔，面积达70%。

公交（含轨道）等时圈对比分析。从1h公交等时圈可以看到，4个城市所能覆盖的面积均只有驾驶等时圈30min的辐射范围，而2h的公交等时圈甚至不及驾驶等时圈1h的辐射范围。深圳、上海相同时间内覆盖市域范围比例更高，城市公交时效性相比广州和北京更强。

4 不同等时圈的影响因素及对城市建设的启示

城市空间结构及城市道路网密度，对城市运行效率有决定性作用，城市路网密度有待进一步提升。根据《中国主要城市道路网密度监测报告》，对比全国主要城市中心城区内的道路网密度深圳、上海排名前列，而在超大城市的驾驶时效对比，相同时间内辐盖各自城市范围比例最大，运行效率最高(见图1)。2016年国务院发布《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》要求，至2020年，城市建成区平均道路网密度提高到8㎞/km2，“窄马路，高密度”城市道路网形成仍有较大提升空间（见图 2）。

常规公交线路及轨道网的建设，是各个城市交通驾驶等时圈辐射能力强弱的主要原因。通过对4个城市公交线路及轨道线路建设长度及面积密度，深圳、上海的常规公交线路、轨道线路的面积密度均较高，而在公交等时圈中深圳和上海时效最优。

图2 中心城区建成区城市道路网密度（左）和城市公交线路及轨道线路建设路网密度（右）

公交等时圈的效率与轨道交通衔接情况及公交步行换乘距离也有较大关系。地铁周边是否有公共汽车站能直接反映相互衔接的便捷程度，通过对地铁150m内有公共汽车站的轨道交通站出入口数与全部站点出入口数比，计算得到的站点衔接率排名中，深圳和北京排名靠前。而在公交出行换乘便捷度，通过每次公交出行中的步行距离和换乘距离计算得到，超大城市中，上海市出入公交系统的平均步行距离和换乘距离均为最长，而深圳市最短（见图3）。

5 结语

城市发展需要不断体检与诊断发现问题以及改善问题，城市等时圈分析提供了一个较好评估视角，它能够直观反映城市运行效率状况。本文通过百度大数据分析可以看到，深圳市在自驾和公交等时圈中均有显著优势，这与该城市道路网密度排名最高、公交线路及轨道线路长度和面积密度最高、公交步行换乘距离最短及与地铁衔接最优等因素决定。

图3 城市轨道与公交站点衔接率及公交换乘步行距离对比