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基于城市活力的轨道交通车站客流量预测研究
| 论文题名： | 基于城市活力的轨道交通车站客流量预测研究 |
| 关键词： | 轨道交通车站;客流预测;GWR;MGWR;城市活力 |
| 摘要： | 随着城市土地规模、产业和人口的不断增长，城市的多样性、可达性、吸引力不断增强。城市轨道交通作为城市发展的重要基础设施，是城市实体交互作用、居民出行的重要支撑，与城市活力具有紧密联系。基于此，本文通过对轨道交通车站周边的城市活力进行测度，构建了基于活力的轨道交通车站客流预测模型。主要内容如下： 首先，运用网络爬虫技术采集互联网的多源数据，并进行预处理，分析描述城市活力的基本要素。提出基于GIS的OSM（OpenStreetMap）数据的理想网络构建方法，对原始数据进行处理，得到简化处理后的城市道路数据。通过GIS中的栅格计算器将图片数据像素值转换为GIS能够读取的栅格数据像元值，得到百度热力图的栅格化处理结果。通过提取轨道交通进出站客流，使用变异系数法对客流的总体特征进行分析，发现周末的变异系数为0.03954，工作日的变异系数为0.01108。 其次，研究了基于OD成本矩阵的等时圈确定方法，利用高德地图的路径规划工具获取等时圈，得到轨道交通车站影响范围。对城市活力进行多维解析，构建熵权-TOPSIS城市活力测度模型，对轨道交通车站周边的城市活力进行测度。利用莫兰指数对其进行全局自相关和局部自相关分析，发现轨道交通车站周边的城市活力具有显著差异，商圈类车站的城市活力值较大。在活力测度指标中，POI密度、灯光总量指数和热力均值三个指标的敏感性最强，最能反应车站周边的活力差异。 然后，根据城市轨道交通网络拓扑关系，提出了城市轨道交通车站、路段、线路活力的测度方法。以多属性决策理论和偏序关系理论为基础，建立城市活力与客流量的耦合协调关系模型，论证了轨道交通站点、线路、网络与城市活力的耦合协调关系。考虑文化活力、经济活力、社会活力、空间活力，建立地理加权回归（GWR）模型预测轨道交通车站客运量，研究了不同地理空间参数对模型的影响。针对模型带宽限制问题，提出了改进的多尺度地理加权回归（MGWR）模型，消除了对变量单一带宽的限制，研究了模型的带宽类型，带宽优化准则、迭代终止准则等问题。 实例分析表明，基于城市活力的MGWR模型比传统GWR模型具有更高的预测精度。其中，改进的MGWR模型比传统的GWR模型预测精度提高了1.97%。此外，城市活力与客流量耦合协调度越高的车站，预测结果的相对误差越低，当耦合协调度大于0.9时，预测结果的相对误差保持在10%以下。同时，随着模型训练样本的增加，特别是多种地理类型的车站数量的增加，可以改善模型的预测效果。 |
| 作者： | 舒代帅 |
| 专业： | 交通运输 |
| 导师： | 向红艳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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