基于手機信令數(shù)據(jù)的武漢市居民出行疫后恢復(fù)分析

譚波，秦思嫻，羅名海，李盼盼

(武漢市測繪研究院，湖北 武漢 430022)

1 引 言

2020年，一場突如其來的新冠肺炎疫情給全國社會經(jīng)濟發(fā)展帶來了劇烈沖擊。為了實現(xiàn)有序復(fù)工復(fù)產(chǎn)，國家出臺了一系列疫后重振政策，因此定量評估城市經(jīng)濟社會等要素的復(fù)蘇過程和恢復(fù)韌性，對于“后疫情時代”城市高質(zhì)量發(fā)展和精細化管理具有一定的決策輔助價值。

在此次新冠疫情抗擊中，時空大數(shù)據(jù)應(yīng)用到流行病學(xué)和公共健康管理領(lǐng)域，為抗擊疫情發(fā)揮了重大作用。2020年3月2日，習(xí)近平總書記在北京考察新冠肺炎防控科研攻關(guān)工作時指出：要充分利用人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)開展流行病學(xué)和溯源調(diào)查，搞清楚病源從哪里來、向哪里去[1]?；谟脩羰跈?quán)的定位數(shù)據(jù)，微信、360等互聯(lián)網(wǎng)平臺上線“確診患者交通工具同乘查詢系統(tǒng)”[2]、“疫情數(shù)據(jù)實時更新系統(tǒng)”[3]等功能，百度、騰訊等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)制作了人口遷徙地圖[4，5]，反映各城市的人口流動情況，為疫情防控提供了實時、在線數(shù)據(jù)和服務(wù)支撐。李德仁認為，時空大數(shù)據(jù)是面向包括疫情防控在內(nèi)很多大數(shù)據(jù)應(yīng)用場景和服務(wù)的基礎(chǔ)，在疫情監(jiān)測和疫情信息服務(wù)發(fā)揮著重要作用[6]。周成虎提出利用手機信令和社交媒體LBS數(shù)據(jù)等，對新冠病例和高風(fēng)險地區(qū)停留人員進行時空軌跡溯源，實現(xiàn)潛在感染區(qū)和感染人群的精準識別和空間管制[7]。隨著疫情防控形勢趨好，各地有序推動復(fù)工復(fù)產(chǎn)，地理時空發(fā)數(shù)據(jù)在評價疫后恢復(fù)方面也發(fā)揮了積極的作用。童昀等利用百度遷徙數(shù)據(jù)構(gòu)建了恢復(fù)指數(shù)和恢復(fù)缺口指標(biāo)，分析疫情對城市人口遷徙的短期影響，評價了不同區(qū)域的恢復(fù)程度[8]。張波等利用商業(yè)地產(chǎn)租賃數(shù)據(jù)構(gòu)建了經(jīng)濟恢復(fù)監(jiān)測框架，分析了北京市、不同區(qū)、不同商圈之間的經(jīng)濟恢復(fù)情況[9]。王正位等利用全國600多個城市的稅務(wù)、發(fā)票、支付、工商等企業(yè)經(jīng)營大數(shù)據(jù)反映疫情前后企業(yè)經(jīng)營狀況，構(gòu)建中小微企業(yè)經(jīng)濟恢復(fù)指數(shù)，分析了不同省份、不同行業(yè)的經(jīng)濟恢復(fù)情況，并測算了疫情對經(jīng)濟的影響[10]。

綜上所述，在疫后恢復(fù)方面，時空大數(shù)據(jù)的研究和應(yīng)用主要集中在回溯疫情對城市短期影響、經(jīng)濟恢復(fù)和人口流動恢復(fù)方面，側(cè)重宏觀尺度人口流動和城市內(nèi)部微觀尺度城市活力評價，缺乏對城市內(nèi)部職住通勤、休閑游憩等居民出行行為的恢復(fù)監(jiān)測分析。

本文以聯(lián)通手機信令數(shù)據(jù)為主，融合百度交通擁堵數(shù)據(jù)，從全目的出行、游憩出行和職住通勤三個方面，監(jiān)測了武漢市從“封城”到“解封”不同類型居民出行的恢復(fù)進程，定量評估了城市內(nèi)部交通出行的恢復(fù)韌性。

2 數(shù)據(jù)來源與處理

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文基于聯(lián)通用戶發(fā)出位置服務(wù)請求的時間、地點，識別用戶的居住和就業(yè)地，分別獲取全目的出行OD、職住通勤OD和游憩OD，聚合成 250 m格網(wǎng)，時點為2019年6月和2020年1月～10月典型特征日，用于分析城市內(nèi)部居民出行行為的變化特征。百度位置服務(wù)數(shù)據(jù)主要利用交通擁堵信息，以路段為單元，數(shù)據(jù)時點為2019年11月和2020年3月、6月、8月，包括擁堵里程和擁堵指數(shù)，反映不同時段武漢市道路交通運行狀況。

2.2 數(shù)據(jù)處理

基于原始聯(lián)通手機信令數(shù)據(jù)，獲取得到不同類型的OD數(shù)據(jù)包括以下幾個流程：

(1)居住地判斷

以21：00到次日8：00為居住地觀測時段，累加用戶每日在該時段內(nèi)出現(xiàn)時間并排名，將排名較高區(qū)域作為用戶的備選居住地。如果用戶一個月內(nèi)工作日在該區(qū)域出現(xiàn)天數(shù)超過10天，則認為該區(qū)域是用戶的居住地。

(2)工作地判斷

以9：00～17：00為就業(yè)地觀測時段，累加用戶每日在該時段內(nèi)出現(xiàn)時間并排名，將排名較高區(qū)域作為用戶的備選就業(yè)地。如果用戶年齡段在16歲～64歲，且一個月內(nèi)工作日在該區(qū)域出現(xiàn)天數(shù)超過10天，則認為該區(qū)域是用戶的就業(yè)地。

(3)職住通勤OD獲取

在居住地和工作地判斷的基礎(chǔ)上，以居住地作為通勤出行的起點，以工作地作為通勤出行終點，連接起點和終點獲得通勤OD。

(4)全目的OD獲取

指出發(fā)地和目的地均在武漢市內(nèi)的全量出行，為了剔除異常出行，進行了如下的清洗工作：①出發(fā)地和目的地在不同網(wǎng)格；②出行時間在6小時以內(nèi)；③出行速度控制在 5 km/h～120 km/h。

(5)游憩OD獲取

本地游客游憩地指武漢市居住人口，在非職非住的地方，一次駐留超過1小時的網(wǎng)格為有效游憩地；外地游客游憩地指居住地非武漢市，在武漢市內(nèi)，一次駐留超過1小時的網(wǎng)格為有效游憩地。

3 武漢市居民出行疫后恢復(fù)

選取若干典型特征日，基于不同出行類型的OD數(shù)據(jù)，從全目的出行、游憩出行和職住通勤擁堵變化三個方面，定量監(jiān)測武漢市居民出行的疫后恢復(fù)情況。3.1全目的出行恢復(fù)

根據(jù)聯(lián)通手機信令數(shù)據(jù)，武漢市2019年6月日均出行人流量約為330萬人次(未擴樣)，以此為平常時段參考基準，對比分析全市居民全目的出行流量的總體恢復(fù)情況，如圖1所示。

圖1 全市日均出行人流量變化曲線

2020年1月23日武漢封城當(dāng)日，全市出行人流量驟降至2019年平常時段的44%。2月10日封閉小區(qū)后，全市出行人流量降至10%，主要以短距離生活出行為主。

對外進出通道開放后，全市出行人流量急速上升。3月28日抵漢通道開放當(dāng)日，恢復(fù)至2019年平常時段的20%。4月8日離漢通道打開當(dāng)日，恢復(fù)至43%。

解封后，全市出行人流量呈波動上升?！拔逡弧毙￠L假首日，隨著堂食的逐步開放，恢復(fù)至2019年平常時段的50%。6月12日，恢復(fù)至77%，之后北京新發(fā)地疫情的爆發(fā)對全市出行人流量略有影響。

9月14日，隨著百萬大學(xué)生集中返校和140萬中小學(xué)生開學(xué)，全市人口流動量已恢復(fù)至2019年平常時段的90%。

國慶節(jié)首日，全市出行人流量已恢復(fù)至2019年平常時段水平，且達到2019年同期水平的110%，主要是由于“惠游武漢”等政策實施，以及江漢路步行街開放、兩江四岸燈光秀上演等熱門景點活動對于人流的吸引。

3.2 游憩出行恢復(fù)

根據(jù)聯(lián)通手機信令數(shù)據(jù)，以2019年和2020年勞動節(jié)與國慶節(jié)為例，對比分析本地和外來游憩人口的出行流量恢復(fù)情況。

(1)游憩出行規(guī)?；謴?fù)

2019年勞動節(jié)與國慶節(jié)當(dāng)日，武漢市游憩出行量均出現(xiàn)峰值，游憩出行量均超過300萬人次。2020年勞動節(jié)當(dāng)日，由于疫情影響，全市總游憩出行量達150.62萬人次，僅為2019年同期的40.07%，隨著堂食開放，疫情防控逐漸常態(tài)化，游憩出行量逐漸恢復(fù)，在國慶節(jié)首日全市游憩出行量達262.89萬人次，達到2019年同期的78.68%。

根據(jù)游憩人口出發(fā)地區(qū)分本地和外來訪客，分別對比勞動節(jié)與國慶節(jié)當(dāng)天本地與外來游憩人口的出行特征，如圖2所示。從本地人游憩出行來看，2020年勞動節(jié)，出行總規(guī)模僅136.39萬人次，同比下降55.89%；國慶節(jié)首日，本地游憩出行共計285.67萬人次，已基本恢復(fù)至同期水平。但外來訪客游憩恢復(fù)并不理想，2020年勞動節(jié)外來游憩出行量僅14.23萬人次，同比下降近八成(78.68%)，國慶節(jié)外來游憩出行量雖恢復(fù)至27.56萬人次，也僅為2019年同期水平的48.04%。

2020年8月8日，實行“惠游湖北”政策后，8月15日～9月12日本地游憩出行增加了41.90萬人次，隨著國慶節(jié)大長假的到來，外來游憩出行量有顯著的提升。

圖2 全市游憩人口流量統(tǒng)計圖(單位：萬人)

(2)外來游憩出行來源恢復(fù)情況

從外來游憩人口省內(nèi)外差異來看，2019年，武漢市外來游憩人口以湖北省內(nèi)為主，占比50%左右，河南、廣東與湖南省為外省游憩人口主要來源地。2019年勞動節(jié)和國慶節(jié)兩個特征日，外來游憩人口中省外/省內(nèi)比為1.2，省外游憩人口數(shù)略高于省內(nèi)；2020年勞動節(jié)，由于疫情影響，省外游憩人口大量減少，比例大幅降至六成以下，直至國慶節(jié)才基本恢復(fù)，如圖3所示。

圖3 省外/省內(nèi)游憩人口流量統(tǒng)計圖

從外來游憩人口來源地來看，如表1所示，武漢市外來游憩人口以省內(nèi)為主，如孝感、黃岡以及鄂州，疫情前北京市、上海市等一線城市和長沙市等臨近省會城市也是主要游憩來源地；但2020年勞動節(jié)，由于北京市等不同省市采取了嚴格的疫情防控政策，來漢游憩排名前十的城市均為湖北省內(nèi)，直至國慶節(jié)首日北京市、上海市等一線城市來漢游憩才基本恢復(fù)，但游憩出行量仍低于2019年同期水平。

2019年和2020年節(jié)假日外來游憩人口來源市排序表 表1

(3)本地游憩出行去向恢復(fù)情況

2019年三鎮(zhèn)游憩人口量在勞動節(jié)與國慶節(jié)當(dāng)日出現(xiàn)峰值，均超過190萬人次，按游憩出行人次排序為武昌、漢口、漢陽；2020年勞動節(jié)由于疫情影響，三鎮(zhèn)總游憩人口僅75.69萬人次，僅為2019年同期的35.30%，其中漢陽片區(qū)受影響最??；2020年國慶節(jié)首日，三鎮(zhèn)游憩人口達175.84萬人次，已恢復(fù)至2019年同期的92.45%，其中漢陽恢復(fù)最好，甚至超過2019年同期水平，如圖4所示。

圖4 三鎮(zhèn)游憩人口流量統(tǒng)計圖(單位/萬人)

對比2019年和2020年勞動節(jié)和國慶節(jié)，三鎮(zhèn)本地與外來游憩人口特征發(fā)現(xiàn)：2020本地游憩出行人口僅69.38萬人次，與2019年5月1日172.81萬人次同比降低59.85%，其中武昌降低最明顯為62.97%；2019年10月1日本地游憩出行共155.85萬人次，2020年本地游憩出行共152.58萬人次，三鎮(zhèn)內(nèi)人口游憩出行已恢復(fù)至同期水平，其中漢陽恢復(fù)最好，達到同期的105.64%。相較而言，疫情影響下2020年勞動節(jié)外來游憩人口僅6.32萬，比2019年同期66.73萬人次降低84.83%，漢口與武昌降幅均超過85%；至2020年國慶節(jié)外來游憩人口恢復(fù)至23.27萬人次，達到2019年同期水平的67.74%，其中漢陽恢復(fù)最好，達同期76.64%。

三鎮(zhèn)游憩人口外來/本地比按照從高到低排序分別為武昌片區(qū)、漢口片區(qū)和漢陽片區(qū)，至10月1日三鎮(zhèn)本地游憩出行恢復(fù)均超95%至疫情前水平，而外來游憩人口恢復(fù)較慢，恢復(fù)至67%左右。

尤其是2020年8月8日起實行“惠游湖北”政策后，8月15日～9月12日三鎮(zhèn)游憩出行量增加了23.20萬人次，占全市增量的55.36%，而外來游客增加2.58萬人次占全市的66.67%，可見政策促進武漢本地游客多向主城區(qū)外圍出行，而外來游客更偏愛主城區(qū)內(nèi)景點。

3.3 職住通勤擁堵變化

基于百度2019年11月和2020年3月、6月、8月的道路擁堵數(shù)據(jù)，選取疫情前、復(fù)工復(fù)產(chǎn)初期、全面復(fù)工復(fù)產(chǎn)、疫情恢復(fù)后四個時間節(jié)點，對比分析工作日早晚高峰道路擁堵指數(shù)的變化規(guī)律，側(cè)面反映職住通勤的疫后復(fù)蘇狀況，如圖5所示。

相比疫情前(2019年11月)，復(fù)工復(fù)產(chǎn)初期(2020年3月)大部分區(qū)域早晚高峰擁堵指數(shù)呈下降趨勢；全面復(fù)工復(fù)產(chǎn)后(2020年6月)工作日早晚高峰擁堵指數(shù)明顯上升，且普遍高于疫情前，江岸區(qū)、江漢區(qū)、武昌區(qū)、洪山區(qū)和東湖風(fēng)景區(qū)變化明顯；疫情恢復(fù)后(2020年8月)，各區(qū)擁堵指數(shù)趨于平穩(wěn)?？傮w來看，城市內(nèi)部出行已全面恢復(fù)常態(tài)，疫后大部分區(qū)域擁堵指數(shù)高于往年，說明市民自駕出行比例提高。

圖5 疫情前后工作日早/晚高峰擁堵指數(shù)變化

對疫情前后工作日早高峰擁堵道路進行分級可視化，如圖6所示，從空間分布上看，疫情前(2019年11月)嚴重擁堵路段主要包括解放大道、竹葉山立交、解放路、南湖路、珞獅路輔路、光谷大道、陽光大道等；復(fù)工復(fù)產(chǎn)初期(2020年3月)擁堵路段分布明顯減少，嚴重擁堵路段有白沙洲大道、珞獅路、光谷大道輔路；全面復(fù)工復(fù)產(chǎn)后(2020年6月)，城市交通逐步復(fù)蘇，擁堵路段逐步增加；疫情恢復(fù)后(2020年8月)，嚴重擁堵路段明顯增多，主要包括常青路、竹葉山立交、三眼橋路、解放大道、解放路、白沙洲大道、中山路、珞獅路，說明城市交通進一步恢復(fù)，交通壓力逐步增加。

圖6 疫情前后工作日早高峰擁堵路段分布

對疫情前后工作日晚高峰擁堵道路進行分級，如圖7所示，疫情前(2019年11月)嚴重擁堵道路主要包括二環(huán)線(陽新路)、解放路、竹葉山立交、武珞路、珞喻路、勝利街等；復(fù)工復(fù)產(chǎn)初期(2020年3月)，交通擁堵態(tài)勢明顯減緩，各擁堵道路均明顯減少；全面復(fù)工復(fù)產(chǎn)后(2020年6月)，和早高峰一樣，擁堵路段明顯增加，城市交通逐漸恢復(fù)常態(tài)，嚴重擁堵路段主要有發(fā)展大道、解放大道、三眼橋路、歡樂大道、解放路、八一路、中北路等；疫情恢復(fù)后(2020年8月)，擁堵路段進一步增加，且明顯高于疫情前，一方面說明城市交通已全面恢復(fù)，另一方面也說明交通擁堵情況略有加劇，這可能與疫情恢復(fù)后自駕出行比例增加有關(guān)。

圖7 疫情前后工作日晚高峰擁堵路段分布

4 結(jié) 語

本文探索了基于多源大數(shù)據(jù)監(jiān)測城市人口出行行為變化的技術(shù)路線，分析了武漢市居民出行的疫后恢復(fù)過程。武漢解封后，本地人口對疫情控制信心恢復(fù)更快，至國慶節(jié)首日游憩出行已達到2019年同期水平，從恢復(fù)速度來看，三鎮(zhèn)中漢陽片區(qū)恢復(fù)程度更理想，快于漢口片區(qū)和武昌片區(qū)；伴隨“惠游湖北”政策實行，外來游客來漢意愿逐步恢復(fù)，至國慶節(jié)首日游憩出行量已達到2019年同期水平，本地人更傾向于郊野鄉(xiāng)村游，外來游客更青睞于游覽三鎮(zhèn)內(nèi)核心景區(qū)，城市對外游憩吸引力已基本恢復(fù)；職住通勤來看，工作日早晚高峰擁堵指數(shù)高于往年同期，自駕出行比例提高，武漢已恢復(fù)往日的“煙火氣息”。