规划问道

综合交通专项规划中,大数据能发挥怎样的作用?丨城市数据派

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由城市数据派主办的《2021第二届全国规划行业大数据应用优秀机构评选 》已圆满结束,本届评选共有45家机构报名,26家机构入围。报名参选机构类型多源,包括传统城市规划设计及交通规划设计机构、建筑设计机构、勘察测绘机构、自然资源相关部门、大数据研究中心以及前沿数据科技公司等。


主办方发布了《【正式版】2021全国规划行业大数据应用机构评选结果》报告报告包括了800+规划大数据项目成果,共计1500+页,关注城市数据派微信号,回复“ 第二届 ”即可获得下载方式。


综合交通专项规划中,大数据能发挥怎样的作用?丨城市数据派


本次评选入围大数据项目共计800多项,从中优选出30+大数据项目获得“最佳实践案例奖”。



今日分享最佳实践案例:

综合交通专项规划中,大数据能发挥怎样的作用?丨城市数据派


河南省交通规划设计研究院股份有限公司是为公路、水运、市政、建筑等基础设施建设工程提供专业技术服务的工程咨询上市公司,现拥有工程勘察综合类甲级、公路行业设计甲级、市政行业(道路工程、桥梁工程、城市隧道工程、轨道交通工程、排水工程)设计甲级、风景园林工程设计专项甲级、建筑行业(建筑工程)设计甲级、工程测绘(地理信息系统工程、工程测量、不动产测绘)甲级、工程咨询(公路、建筑、市政公用工程)甲级、工程监理(公路工程、房屋建筑工程、市政公用工程)甲级、工程试验检测甲级等多项甲级资质,是河南省基础设施建设领域资质最为齐全的工程设计咨询企业之一。公司于2017年12月12日在深圳证券交易所成功上市(股票简称:设研院;股票代码:300732),是河南省和华中地区唯一一家设计咨询类的上市公司。

 

随着数据时代的到来和发展,城市交通研究正在向规划精准化,发展精细化的方向不断前进,数据类型正在从“小样本静态”向“多源动态化”、从“单一空间”向“全域空间”、从“物质空间”向“人本空间”、从“人工化”向“智能化”转变,这就要求我们在规划过程中要运用大数据思维、方法和技术手段来分析和研究城市交通问题。

 

我公司在项目规划编制过程中深入挖掘多来源、多维度、多方式城市交通大数据,充分结合城市交通领域专业模型进行多层次、多角度、全方位数据分析,摒弃主观感受,深挖项目难点,有力推动了数据技术与规划业务的深度融合。



以下为该获奖项目成果详细介绍:

1 引言
综合交通专项规划中,大数据能发挥怎样的作用?丨城市数据派
郑州市中央文化区(CCD)——郑州建设国家中心城市的科技创新之翼。在郑州市政府提出的中央文化区城市发展要面向国际、引领未来,建设“中原科创绿谷”的片区发展定位指导下,要求全面梳理中央文化区核心板块综合交通体系,优化选择核心板块交通发展战略,支撑片区超高强度开发的需求。在新需求、新态势要求下开展中央文化区核心板块综合交通专项规划,需要更加注重项目的创新性和前瞻性。


2 项目概述
综合交通专项规划中,大数据能发挥怎样的作用?丨城市数据派
我院承接项目后,为确保项目遵循上位规划发展意图,落实交通发展要求,充分保障项目的创新性、落地性,在项目分析决策中充分应用大数据辅助手段,以打造“立体交通引领区”、“生态交通示范区”、“智慧交通先行区” 为目标。在项目方案部分对区域道路、轨道、公交、慢行、停车、交通管理及智慧化等方面提出规划引导,并对区域内重点路段、节点进行详细规划。

在本项目的规划方案制定以及调整优化的全过程,大数据分析手段发挥了极为重要的作用。尤其是在现状分析阶段,通过对交通流数据、人口岗位情况等相关数据的挖掘和分析,全面掌握了相关研究区域的交通现状情况。也对项目规划区域的交通发展背景形成了数据定量描述,有利于发现项目现状问题,也对区域交通未来发展方向具有一定的预示作用。其次是在交通规划项目的需求预测部分,结合所掌握的大量历史数据,可以有效对区域交通运行模型进行校核,在一定程度上可以提高交通需求预测的精度。


3 大数据实践
综合交通专项规划中,大数据能发挥怎样的作用?丨城市数据派
进行交通规划过程中本项目充分利用了手机信令数据、居民交通出行OD数据、道路交通运行状态数据、POI数据、媒体终端数据等多源数据,为项目情况的梳理以及项目规划方案的制定奠定了数据基础。本项目具体应用相关大数据的内容主要有以下几个方面。

(1)24小时人口活动聚集情况分析
这部分主要工作是利用手机信令数据分析研究区域24小时人口活动情况,并提取人群活动特征,分析区域内人口年龄分布、职业类型等人群特征,并聚类提取周边主要POI点。形成的相关数据分析结果对交通规划的现状交通研究有比较重要的分析价值,尤其是对城市区域交通发展阶段的判断方面是重要的依据。另外,通过对周边区域重要兴趣点的提取,可以作为后续交通需求预测的基础数据储备。相关人员活动稠密区的变化情况,也可以作为公共停车场、公交场站等相关公共设施布局的重要参考依据。

以下是通过手机信令数据对郑州市市域范围内人口活动进行分析,得到的郑州市24小时人口活动热力图。

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图1 24小时人口活动热力图

下图是研究过程中通过对人口分布数据分析,结合空间位置信息,所提取的部分POI点信息数据。POI作为代表城市空间设施的重要点状数据,其城市POI的分布模式、分布密度在交通基础设施规划、城市空间分析中都具有重要参考意义,为研究城市功能区识别和划分提供了新的视角。我们对研究范围及周边的学校、医院、企业、商业、公交站点等POI进行了提取分析,研究范围内与周边存在明显的差异,设施不完善是最突出的问题。

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图2 研究范围及周边企业分布情况

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3 研究范围及周边学校分布情况

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图4 研究范围内公交车站点分布情况

(2)人口及岗位分布情况
在人口及岗位分析方面,使用手机信令数据提取不同时间段人口及岗位分布情况,同时结合地理信息研究岗位与人口分布时间、空间关系,对分析交通出行成因具有重要的研究价值。本项目利用人口岗位数据分析,配合交通流运行情况,确定找出现状主要交通通勤廊道,研究区域交通尤其是通勤交通产生的主要动力。

另外,通过对职住分布情况与OD出行数据结合,分析项目区域现状道路交通流组成,具体的可以作为判别具体道路属过境交通型还是生活服务型道路的依据。以下是规划研究范围及周边手机信令数据所显示的职住分布情况示意图。

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图5 居住人口分布图

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图6 就业人口分布图

(3)道路交通运行情况分析
在这一方面,本项目利用无人机直接采集,并同时接入相关智慧交通信息平台获取第一手的交通流量数据。本次项目实施过程中,使用相关智慧交通信息手段代替传统的交通调查,实现高效实时采集交通流量数据。方便项目对各主要观测道路的道路宽度、车道数、路侧干扰情况进行充分对比和筛查,可以相对准确的分析现状道路的实际通行能力,对项目后续调整道路断面情况提供了一定的判断基础。

首先是对区域的道路流量以及服务水平进行整体核算评价,由于本区域为待开发区域,现状内部交通流量较小,但是通过流量分析发现该区域外围道路已经趋于饱和。因此,我们可以得出结论,该区域过境交通需求旺盛,在后续对本项目区域进行路网规划需要重点处理过境交通问题,以避免过境交通对本区域交通及城市发展造成的不利影响。

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图7 现状道路交通流量蛛网图

结合视频观测的连续性可以对重要路段、交叉口进行长期监测,分析路段交通运行高峰时段,道路交通方向性,交叉口主要流向等相关情况。

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图8 研究范围部分道路24小时道路运行状况示意图

根据观测数据可以发现研究范围内的道路呈现较为明显的早晚高峰,与通勤出行交通特征基本相符。这一情况预示项目区域周边存在较大量的职住分离,若这部分通勤交通无法妥善处理,那么将对区域交通产生强烈的负面影响,这就要求在交通规划过程中应当加强公共交通设施配置。

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图9 研究范围部分道路24小时道路交通运行方向系数

项目研究区域位于郑州市主城区西四环-西三环之间,鉴于其独特的区位特征,导致其道路交通运行存在明显的潮汐现象,容易产生高峰期常态拥堵问题。

以上道路交通运行数据对交通规划中路网布局优化、断面调整以及交通管理策略制定等相关内容均起到一定的支撑作用。

(4)公共交通分析
在公共交通分析的现状部分,我们通过获取公交站点POI,对研究范围内的公交车站点的300米、500米覆盖情况进行分析。我们可以直观的看到研究范围内公交300米覆盖率与主城区有较大差距,对项目后续调整公交线路布局,公交场站及站点布局优化均有一定的决策指导作用。

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图10 研究范围内公交站点300米覆盖情况

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图11 研究范围内公交站点500米覆盖情况

另外,为了对公交优化方案的规划提供更有力的支持,我们对现状公交的等时圈进行了分析。以500米为研究单元对郑州市域范围进行细分,通过python访问高德地图API,获取出发点至交叉点路径时间,构建公交、驾车、步行等多种出行方式,工作日、节假日、早高峰、晚高峰等多样出行时间信息。在gis中对数据进行整理,然后通过反距离插值法计算得到等时圈。

1.显示数据

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2.分类数据

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3.生成等时圈

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图12 现状公交等时圈获取流程图


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图13 中央文化区公交等时圈示意图

结果显示CCD的等时圈相对很窄,尚未达到全城40分钟通达的目标需求,并且有较大的差距。通过等时圈分析对我们优化公交、轨道交通设施布局、衔接等方面均有重要的指导意义,有效提高了本次规划工作的成果质量。

(5)基于现状数据建立和校核交通需求预测模型
在交通规划中交通需求预测分析是规划方案的重要数据支撑,然而交通规划预测模型精度问题一直是预测分析需要重点提升的一方面。本项目通过中央文化区及周边影响区现状人口岗位分布情况的深度剖析,并以手机信令数据提取的现状OD交通出行情况,可以提高OD数据获取效率和数据准确性,对提高交通需求模型精度有一定的作用。

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图14 OD分布情况预测

在交通运行模型构建中我们也引入了POI点数据和OD数据结合的校核方法。建立交通模型并标定参数输出交通运行结果后。我们使用核查,对断面交通流数量级进行汇总,通过项目周边POI点与规划用地进行匹配,结合历史OD数据对项目规划区建成后POI点出行情况进行预测,校验在核查线上该交通出行量与交通模型输出结果的一致性,并反复迭代以优化交通模型。

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图15 规划年交通运行情况预测结果


结语
综合交通专项规划中,大数据能发挥怎样的作用?丨城市数据派
本项目研究应用了多源数据,通过相关数据分析手段,全面提高规划分析决策能力,不但提高了规划决策的水平和效率,同时也对规划方案的可行性、落地性提供了有力保障。

随着数据时代的发展,城市交通规划研究也逐渐提高了对数据应用的要求,尤其在数据分析手段的精准化、精细化方面不断加码。而目前城市交通数据类型也从“小样本静态”转向“多源动态”;从“单一空间”转向“全域空间”;从“物质空间”转向“人本空间”;从“人工化”转向“智能化”。这就要求我们在项目实践中采用大数据思维、方法和技术手段来观察和研究城市交通问题,进而制定出科学且有效的城市交通规划方案。
 

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原文始发于微信公众号(城市数据派):综合交通专项规划中,大数据能发挥怎样的作用?丨城市数据派

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