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原文传递建成环境对城市轨道交通客流及出行特征的影响机理研究

论文题名：	建成环境对城市轨道交通客流及出行特征的影响机理研究
关键词：	城市轨道交通;出行特征;客流特征;建成环境
摘要：	面对我国经济的持续快速增长和城镇化的高速发展带来的城市蔓延和日益严重的城市交通问题，优先发展城市轨道交通等公共交通以及倡导优化城市结构、城市集约紧凑型开发形成以绿色交通为主导的建成环境成为国家战略需要。城市轨道交通客流及出行特征很大程度上代表和反映出城市内部人群的流动规律和城市建成环境的布局，同时其站点影响区域往往是城市活动以及城市轨道交通与其他交通方式衔接的关键地点，也是城市建成环境开发利用至关重要的节点。明晰城市轨道交通客流及出行特征以及建成环境的影响作用机理显得尤为重要，但鲜有国内外文献全面开展了建成环境与城市轨道交通网络客流、站点客流和个体接驳出行之间关系的理论和实证研究。有鉴于此，本论文依托国家自然科学基金面上项目（71771049）和国家重点研发计划课题（SQ2018YFB16001805），聚焦城市轨道交通客流及出行特征与建成环境之间的关系问题，以南京市城市轨道交通出行为研究案例，结合获取整理得到的建成环境、城市轨道交通刷卡和个体接驳出行调查等多源数据，捕捉城市轨道交通网络、站点客流和个体接驳出行特征，分别建立合适的模型探索建成环境对城市轨道交通客流和出行特征影响的作用机理。研究主要内容包括以下五个方面：　　（1）基于当前国际上通用的建成环境“5Ds”要素指标，针对目前国内缺乏建成环境数据开放平台、数据获取较难的情形，运用ArcGIS软件对城市土地利用和OpenStreetMap道路网进行底图导入、空间校正、SHP输出、计算几何、空间统计等计算职住两端人口分布密度、就业岗位密度、引用混合熵指数表征土地利用混合度、使用路网密度和交叉口数量等表征交通网络特性等城市建成环境。利用网络爬虫技术获取包含有坐标经纬度的POI数据信息，通过ArcGIS平台对数据进行坐标纠偏和坐标投影，以及空间融合、统计汇总等得到建成环境指标数据。同时在数据的预处理过程中确立了本文的研究尺度，提出了城市轨道交通刷卡数据和个体接驳出行调查数据的采集和预处理方法，为后文城市轨道交通客流和出行特征分析以及建成环境影响机理分析提供数据基础。　　（2）采用漂移幂律模型对不同时间、不同时段的城市轨道交通网络OD客流进行拟合，同时基于随机游走的社群发现方法对基于OD客流的城市轨道交通网络进行了社群划分，并采用基于信息论准则的标准互信息对不同时间、不同时段的社群结构进行了对比。从基于站点客流的平均出行距离角度来分析考虑城市轨道交通出行的时空模式，结果表明城市轨道交通站点距离市中心越来越远，其基于OD客流的站点平均出行距离也会越来越大。利用聚类分析方法根据客流时间特征对站点客流模式进行识别，并据此将城市轨道交通站点划分为了就业主导型、混合偏就业主导型、居住主导型、混合偏居住主导型等七种类别。个体接驳出行调查发现，在周边人口密度更高、交叉口数量更多、道路网密度更大、商业办公用地比例更高的城市轨道交通站点，被调查者更偏好于选择步行和自行车等主动出行模式接驳城市轨道交通。被调查者的步行方式出行距离主要集中在800米以内，而自行车出行距离主要集中在2千米范围内。　　（3）建立了无需进行假设和事先预设且能更有效的处理多重共线性得到更准确和稳定的结果，同时能够实现对复杂非线性数据进行建模和捕捉自变量的非线性影响的梯度提升回归树模型（GBRT），检验出发站点端和到达站点端的人口密度、交叉口数量、道路网密度、土地利用/土地覆盖、土地利用混合熵、公交线路数量和到市中心距离等建成环境变量在工作日不同时间段对站点间OD客流的影响重要度以及非线性影响。运用分位数回归模型等对基于OD客流的站点平均出行距离和站点距离市中心距离的关系进行量化分析，探索了在不同统计尺度（例如800米、2千米、5千米等）上提高土地利用混合熵和改善职住平衡对于减少出行距离的作用。　　（4）利用多项logistic回归模型对站点聚类和土地利用进行分析，揭示城市土地利用等建成环境变量与城市轨道交通站点日客流模式的关系。建立了包括空间滞后和混合地理加权等多种全局回归模型和局部回归模型。研究结果表明，混合地理加权回归模型对城市轨道站点客流量的拟合效果最优，人口密度、商店购物数量、商业办公用地面积比例和公交线路数量对城市轨道交通站点日进站客流量的影响程度具有空间非平稳性，影响程度会随着地理空间的变化而变化。另外，深入探讨了工作日不同时段站点属性和建成环境自变量对站点小时进出站客流量的影响，从而将站点客流的影响分析从单方面的空间分析进一步拓展到时间和空间的同步分析。　　（5）从接驳方式选择和接驳距离两个角度剖析了城市轨道交通出行者在城市轨道交通接驳过程中的出行行为和出行机理。通过建立能够捕捉解释变量未被观测到的异质性的随机参数logistic模型和随机参数负二项模型，分别考察了在控制住个人家庭属性和出行属性后，主观建成环境感知变量和客观建成环境属性对接驳方式选择和（步行和自行车方式）接驳距离的影响，同时模型揭示了哪些自变量的影响可能存在个体异质性。　　论文期望通过建成环境对城市轨道交通客流及出行特征的影响机理的研究，让我国城市决策者和交通规划者更多关注于建成环境与城市轨道交通之间的关系，及时把握优先发展公共交通和优化城市结构的契机，合理引导城市开发建设和城市轨道交通规划与管理。研究结果为引导城市合理土地开发与更新、有针对性的城市轨道交通调控、扩大城市轨道交通吸引力等实践措施的制定提供科学的理论依据和实证参考。
作者：	甘佐贤
专业：	交通运输工程
导师：	杨敏
授予学位：	博士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2019
正文语种：	中文