公交站點(diǎn)覆蓋率計(jì)算方法研究——以浙江永嘉為例

王重元

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

0 引言

公交站點(diǎn)覆蓋率是衡量公交總體發(fā)展水平及出行便捷性的重要指標(biāo)。公交站點(diǎn)覆蓋率亦稱公交站點(diǎn)服務(wù)面積率。本研究試圖通過現(xiàn)有技術(shù)來提升公交站點(diǎn)的計(jì)算方法，從而對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)更有實(shí)際操作價(jià)值；同時(shí)對(duì)于現(xiàn)行規(guī)劃指標(biāo)進(jìn)行初步的思考與反饋，進(jìn)而提出基于人口及崗位規(guī)模的計(jì)算方法，完善公交覆蓋對(duì)于社會(huì)需求與居民出行的實(shí)際價(jià)值，更為客觀準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)公共交通體系。

1 常規(guī)計(jì)算方法

站點(diǎn)覆蓋率是指公交站點(diǎn)服務(wù)覆蓋面積占城市建成區(qū)面積的百分比。常規(guī)計(jì)算方法即以公交站點(diǎn)為圓心，用合理的步行距離（分別取300 m、500 m）為服務(wù)半徑作圓，計(jì)算其覆蓋面積以及城市建成區(qū)面積，則公交覆蓋率的計(jì)算式為[1-2]：

式中：ai為第個(gè)公交站點(diǎn)的覆蓋面積；n為公交站點(diǎn)數(shù)量；A為城市建成區(qū)面積，即在城市面積中除去未開發(fā)及在技術(shù)上不適合公共交通服務(wù)的面積。

站點(diǎn)覆蓋率計(jì)算原理相對(duì)簡(jiǎn)單，可歸結(jié)為多個(gè)圓疊加后的面積求和計(jì)算問題。但是在實(shí)際項(xiàng)目中操作，遇到的問題不會(huì)如此理想化。首先面積求和不是所有覆蓋面積的代數(shù)和，而是幾何合并后的面積；覆蓋面積超過建成區(qū)范圍的部分也應(yīng)扣除；覆蓋面積容易形成不規(guī)則多邊形，計(jì)算難度加大。

2 GIS軟件方法改進(jìn)

以上實(shí)際操作問題，不僅對(duì)于站點(diǎn)覆蓋率計(jì)算難度增加，同時(shí)人工計(jì)算繁瑣費(fèi)時(shí)更極易導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤，必須通過信息技術(shù)手段加以改進(jìn)。通過GIS軟件平臺(tái)，改進(jìn)站點(diǎn)覆蓋率的計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)覆蓋率的精確計(jì)算與計(jì)算結(jié)果的可視化顯示表達(dá)[3]。

ArcGIS是GIS技術(shù)開發(fā)的軟件平臺(tái)之一，具有強(qiáng)大的地圖制作、空間數(shù)據(jù)管理、空間分析、空間信息整合、發(fā)布與共享的能力。其中ArcGIS for Desktop是一個(gè)集成眾多GIS應(yīng)用的軟件套件，提供用于地理信息制作和使用。ArcGIS for Desktop中的空間分析工具可以將公交站點(diǎn)與城市道路、用地信息等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為地理信息，進(jìn)行站點(diǎn)覆蓋區(qū)域的疊加分析，見圖1。

圖1 ArcGIS for Desktop中ArcMap操作界面

通過ArcGIS for Desktop，將永嘉縣城的規(guī)劃用地與規(guī)劃公交站點(diǎn)等矢量數(shù)據(jù)輸入轉(zhuǎn)為化地理信息，根據(jù)規(guī)劃公交站點(diǎn)以及服務(wù)半徑進(jìn)行覆蓋區(qū)域的疊加分析，得到如下公交站點(diǎn)覆蓋情況的示意圖（500 m服務(wù)半徑）。其中深色區(qū)域表示扣除重疊區(qū)域以及非建設(shè)區(qū)區(qū)域的最終站點(diǎn)覆蓋情況，淺色區(qū)域表示尚未扣除以上區(qū)域的初始站點(diǎn)覆蓋情況。對(duì)比發(fā)現(xiàn)深色區(qū)域呈現(xiàn)不規(guī)則多邊形，如果使用人工計(jì)算，無論從效率和精度都無法滿足實(shí)際操作的要求。使用ArcGIS for Desktop則方便快捷地得到站點(diǎn)覆蓋的實(shí)際數(shù)據(jù)與可視化效果，見圖2。

圖2 永嘉縣城規(guī)劃公交站點(diǎn)覆蓋情況示意圖（500 m服務(wù)半徑）

3 現(xiàn)行規(guī)范指標(biāo)反饋

根據(jù)現(xiàn)行的《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50220-95）中3.3.2條規(guī)定，公共交通車站服務(wù)面積，以300 m半徑計(jì)算，不得小于城市用地面積的50%；以500 m半徑計(jì)算，不得小于90%。實(shí)際項(xiàng)目規(guī)劃中，規(guī)劃目標(biāo)選用更高的站點(diǎn)覆蓋率指標(biāo)值，即達(dá)到300 m站點(diǎn)覆蓋率70%，500 m站點(diǎn)覆蓋率100%。

以上的研究正是基于規(guī)范中對(duì)于站點(diǎn)覆蓋率的定義進(jìn)行的，然而在實(shí)際中真正的站點(diǎn)覆蓋區(qū)域可能如圖 3（a）所示，而非圖 3（b）中的自然站點(diǎn)覆蓋區(qū)域。以浙江永嘉的公共交通規(guī)劃為例，通過ArcGIS for Desktop中輸入的進(jìn)行空間分析所必要的矢量信息，以圖3中86號(hào)公交站點(diǎn)為中心，300 m或500 m步行距離為最大搜索距離，從而得出公交站點(diǎn)覆蓋情況。圖3（a）使用城市道路網(wǎng)絡(luò)作為主要的搜索路徑，而圖3（b）直接使用直線距離。很明顯，圖3（a）更為貼近實(shí)際生活中的站點(diǎn)覆蓋情況。因?yàn)楦鶕?jù)實(shí)際情況，通過最短距離直接穿越地塊的可能性較低，大部分情況還是通過城市道路網(wǎng)作為主要的步行路徑，導(dǎo)致實(shí)際的覆蓋面積可能小于自然站點(diǎn)覆蓋面積。

圖3 GIS計(jì)算的實(shí)際站點(diǎn)覆蓋區(qū)域與自然站點(diǎn)覆蓋區(qū)域?qū)Ρ?/p>

此外現(xiàn)行的公交站點(diǎn)覆蓋率僅僅從空間上表示覆蓋區(qū)域以及地塊，但實(shí)際上對(duì)于不同的地塊上人口、崗位分布的情況并沒有納入規(guī)劃考慮。公共交通促進(jìn)社會(huì)公平，成為全體居民均可獲得的公共服務(wù)，通過使用基于人口、崗位的站點(diǎn)覆蓋率更能反映出公共交通對(duì)于具體服務(wù)對(duì)象的覆蓋情況，從而更有針對(duì)性對(duì)公共交通進(jìn)行規(guī)劃與評(píng)估。

4 基于人口及崗位規(guī)模的站點(diǎn)覆蓋率計(jì)算

為對(duì)于基于人口及崗位規(guī)模的站點(diǎn)覆蓋率的計(jì)算有一個(gè)較為直觀的認(rèn)識(shí)，對(duì)比與自然覆蓋率的異同，選取浙江永嘉進(jìn)行試算，以探求較為成熟的計(jì)算方法，以便今后在進(jìn)行公共交通規(guī)劃時(shí)更好地考慮站點(diǎn)覆蓋情況。

4.1 實(shí)例選取

永嘉三江片區(qū)地處甌江和楠溪江交匯處，南與溫州市隔甌江相望，是永嘉縣乃至溫州市區(qū)重要的功能片區(qū)之一，集產(chǎn)業(yè)商務(wù)、現(xiàn)代居住、旅游服務(wù)、休閑娛樂等功能于一體的綜合性功能片區(qū)，重點(diǎn)發(fā)展外向程度高、產(chǎn)業(yè)層次高、附加值高的現(xiàn)代服務(wù)業(yè)和休閑娛樂產(chǎn)業(yè)，成為集中體現(xiàn)永嘉濱江城市形象的標(biāo)志性區(qū)域和溫州城市的RBD。故選取三江片區(qū)進(jìn)行基于人口及崗位規(guī)模的站點(diǎn)覆蓋率計(jì)算，見圖4。

圖4 永嘉三江片區(qū)區(qū)位示意圖

4.2 人口及崗位規(guī)模計(jì)算

對(duì)三江片區(qū)的人口規(guī)模、居住用地規(guī)模以及公共管理與服務(wù)設(shè)施和商業(yè)服務(wù)設(shè)施的用地開發(fā)強(qiáng)度進(jìn)行梳理分析，見圖5和表1。居住用地將對(duì)應(yīng)人口規(guī)模的覆蓋計(jì)算，而公共與商業(yè)用地將對(duì)應(yīng)崗位的覆蓋計(jì)算。

圖5 永嘉三江片區(qū)用地性質(zhì)及開發(fā)強(qiáng)度示意圖

圖5根據(jù)三江片區(qū)的控制性詳細(xì)規(guī)劃，其中顏色以區(qū)分不同的用地性質(zhì)，高度以表示建筑容積率的高低。

計(jì)算表格中，居住人口人均建筑面積是根據(jù)三江片區(qū)的控制性詳細(xì)規(guī)劃中所確定的人口規(guī)模以及居住用地容積率控制進(jìn)行推算的。非居住用地的崗位人均建筑面積根據(jù)溫州市各行業(yè)與土地利用類型的關(guān)系，以及各行業(yè)的就業(yè)人均建筑面積進(jìn)行推算，見表2[4]。

表1 人口與崗位規(guī)模計(jì)算表

表2 不同土地利用類型的各行業(yè)就業(yè)結(jié)構(gòu)

估算不同行業(yè)與土地利用類型的關(guān)系，隨后為把就業(yè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為土地需求，獲得各行業(yè)的就業(yè)人均建筑面積，見表3。

表3 溫州市中心城區(qū)人均（就業(yè)）建筑面積

以上數(shù)據(jù)在美國(guó)《諾曼市2025年土地需求分析》的基礎(chǔ)上，經(jīng)專家修正后得到。

4.3 公交站點(diǎn)覆蓋計(jì)算

基于人口及崗位規(guī)模的站點(diǎn)覆蓋率與自然站點(diǎn)覆蓋率計(jì)算原理基本一致，仍以合理的步行距離（分別取 300 m、500 m）為服務(wù)半徑，見式（2）：

式中：bi為第i個(gè)公交站點(diǎn)所覆蓋到的人口數(shù)或者崗位數(shù)；n為公交站點(diǎn)數(shù)量；P為區(qū)域內(nèi)人口總數(shù)或崗位總數(shù)。

從式（2）中表達(dá)含義可以看出，與自然覆蓋所不同的是，基于人口及崗位規(guī)模的計(jì)算方法強(qiáng)調(diào)的是在公交站點(diǎn)服務(wù)區(qū)域內(nèi)所覆蓋到的人口及崗位占區(qū)域總體的比例，而不是所覆蓋的城市建成區(qū)域面積比例。僅考慮建成區(qū)面積比例容易導(dǎo)致為達(dá)到規(guī)劃指標(biāo)，卻在人口及崗位分布密度較低的區(qū)域加密公交站點(diǎn)，反而不利用公共交通資源的合理分配。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)及計(jì)算方法，通過ArcGIS for Desktop計(jì)算，見圖6和表4。

圖6 不同計(jì)算方法下公交站點(diǎn)覆蓋示意圖

表4 不同計(jì)算方法下公交站點(diǎn)覆蓋率

參照?qǐng)D6，對(duì)比表4，可以清楚直觀地發(fā)現(xiàn)，自然覆蓋率與人口及崗位覆蓋率存在較為明顯的差異。人口覆蓋情況以及崗位覆蓋情況均優(yōu)于自然覆蓋情況，300 m覆蓋率分別高出了7.9%和26.3%；500 m覆蓋率則分別高出了9.5%和25.8%，差異幅度分別達(dá)到了14.0%和37.9%。浙江永嘉公共交通規(guī)劃在考慮居民出行需求下，基于人口及崗位的公交站點(diǎn)覆蓋有更為良好的表現(xiàn)，將公共交通設(shè)施向人口及崗位密集區(qū)域傾斜，有助于公共交通資源的合理配置。

5 小結(jié)

（1）合理使用軟件手段能夠高效、準(zhǔn)確地完成復(fù)雜站點(diǎn)覆蓋的計(jì)算工作，例如使用ArcGIS，對(duì)于規(guī)劃設(shè)計(jì)有比較重要的現(xiàn)實(shí)意義。

（2）公交站點(diǎn)自然覆蓋率有其便于計(jì)算、易于初步判斷覆蓋情況的優(yōu)勢(shì)，但隨著公共交通深入發(fā)展，現(xiàn)行規(guī)劃指標(biāo)已逐漸不能適應(yīng)現(xiàn)今乃至未來對(duì)于公共交通的預(yù)判與指導(dǎo)意義。

（3）基于人口及崗位規(guī)模的計(jì)算方法，較為全面地考慮人口及崗位分布情況，能使公共交通成為全體居民均可獲得的服務(wù)。

（4）基于人口及崗位規(guī)模的計(jì)算較為初步，需要完善、改進(jìn)和深化。尤其是人口及崗位的人均建筑面積值的獲取，與片區(qū)的規(guī)劃定位以及當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有著非常大的聯(lián)系，對(duì)于該值規(guī)律性的研究能大幅提高此計(jì)算方法的有效性。

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