基于时间地图的城市交通评估研究——以成都市为例

彭一凡

(成都市规划设计研究院, 四川成都 610041)

基于时间地图的城市交通评估研究
——以成都市为例

彭一凡

(成都市规划设计研究院, 四川成都 610041)

时间地图是以空间地图为基础，以时间为测算单位，获取并直观显示两点之间的时间距离，映射出相互的时间关系。文章借助Arcgis手段，以成都市为研究对象，在闲时与忙时两个时刻，用私家车和公共交通两种出行工具对时间距离分别进行测算，并制作成都市城市交通时间地图，分析成都市目前交通网络存在的问题和评价城市时间环境。通过对数据的读取和分析，提出时间地图研究的价值和方向。

时间距离； 空间地图； 时间地图； 交通等时线； 等时圈

随着城市化进程、信息网络和高效交通的发展，城市建设方向更加注重高效便捷的“小紧凑、大舒展”的生活环境。传统意义上点与点之间的空间距离对市民制约条件逐渐减弱，而时间因素所扮演的角色显得越来越重要，人们在选择生产与生活地点时，不仅注重人文和自然环境，也更加注重该地的“时间环境”。在过去，由于交通建设滞后，地区交通发展不均衡，未形成通达的交通网络，两点之间的时间损耗往往取决于地理空间距离，随着高效便捷的交通设施建设，这种影响关系在逐渐减弱，例如：跨境的高铁到达城区的时间少于市域边界达到城区的时间，尽管前者空间距离远于后者。这种高效便捷的交通带来的是两座城市之间更为紧密的联系，所以，时间距离相比空间距离，用作评价两点之间的连接程度，更加具有说服力。而且城市时间距离的重要性一直以来受到国内外众多学者的重视，早在1995年，王浣尘教授提出了上海30 min时间距离；陈述彭教授在《地理信息系统导论》中提到了时间距离概念；刘洪杰教授提出了制作城市时间专题地图的构想，认为城市时间结构可以借鉴空间地图的方式侧面表达出来。

本文旨在通过制作成都时间地图方法，简要分析成都市中心城区整体城市时间环境，评价城市交通水平和发展问题，论述时间地图对于城市建设、市民出行的参考意义。

1 时间地图相关概念

传统的空间地图，表达的是实体之间的地理方位和空间关系，是建立在空间坐标系上的，而城市时间专题地图是一个全新的概念，它是以传统空间地图为基础底图，以时间为测算单位来描述城市各实体之间的时间关系。目前最常见的表现方式为城市交通等时线。

交通等时线的绘制原理与地形图测量中等高线绘制的原理相同，方法有细微差异。其通过选择一个出发点将达到各点等时间损耗数值的离散点连线并予于平滑处理，区别的是交通等时线是一个瞬时计算结果，城市交通设施的建设会影响等时线的变化。

2 成都时间地图的制作

本文研究工具采用Arcgis、交通等时线工具箱、PcArcBruTile网络底图以及高德地图导航为基础软件，并划定以成都市中心城区为研究范围制作城市时间专题地图的过程。

2.1 准备工作

2.1.1 中心点选址

交通与城市的位置及经济、文化活动密切相关。因此，成都交通虚拟中心点选择是参考成都市地标中心、政务中心、经济及文化活动中心获得的。本文选择成都市天府广场作为中心点，其主要原因有：

(1)成都城市结构为圈层式扩张，天府广场的地理区位自建都2 300年以来，一直是城市地理区位中心。

(2)天府广场毗邻春熙路、少城等多个商业中心、周围新建省图书馆、省博物馆等多个大型文化设施，同时省安监局原市政府等多个政府机构和重要部门都选址于此。

(3)天府广场是市民生活工作出行方向延伸线汇聚点最多的中心区。

中心点的选址工作对于交通等时线有着决定性的计算结果，它不仅是出发点，后期也可作为目的地来研究可达性。

2.1.2 测算类别和测算时间

调查选取成都城市地面私家车和公共交通两种交通工具，分别在上下班高峰期7：30—9：30和17：00—18：30(忙时)、非上下班繁忙期9:30—16:00(闲时)对成都市的交通时间距离进行测算，为保证数据的准确性，每种情况都进行了两次测试，取其符合度较高的作为计算结果。

2.2 系统运作

以天府广场为中心点，在计划时间区间，根据居民出行满意时间(本文取45 min)，对私家车和公共交通两种交通方式分别计算，考虑到成都城市的交通状况和成图的美观，私家车生成等时线间距取2 min，公共交通取5 min。本文公共交通包含成都市常规公交、快速公交、社区公交和成都1～4号地铁线。此次研究公共交通忽略交通实时拥堵情况，应计算多次数据反复验证平均值。

2.3 图形输出

以PcArcBruTile网络底图叠加城市地图，重点标示出“三环17射”高、快速路交通系统及结构性主干路，包括天府大道、成温快速路、北星大道、城北高速、新机场高速等。

3 成都市城市时间环境评价

3.1 自行驾车时间环境

3.1.1 出行方向畅通不一致

在等时间间隔内，四个方向的边缘点差别较大，以45 min可到达距离考虑，中心点往四个方向的到达距离分别为南边远于北边远于西边远于东边。且南边由于建设多条纵向规整主干道路，45 min内到达范围也较大(图1、图2)。

图1 闲时开车45 min等时圈(数据来源: 2017.7.24.14:30)

图2 忙时开车45 min等时圈(数据来源: 2017.7.28.17:30)

3.1.2 高、快速路增强了中心城与周边区县的连接度。

由于成雅高速连接创业路、新机场高速连接天府大道能直接伸入中心城腹地，相比成灌高速、成彭高速等增强了中心城与周边区县双流国际机场、公兴镇、黄甲镇的联系，大大缩短了两点之间的时间距离(图1、图2)。

3.1.3 中心城交通设施服务较均衡

可以看出不论闲时还是忙时，二环内等时线分布较均衡，2 min内同行距离差距不大，说明交通服务水平较平衡。二环内等时线间隔较密集，等时间距离内达到空间距离较短，拥堵情况明显。闲时达到二环路需要22 min、忙时达到时间需要26 min，春熙路片区等时线分布最为密集，拥堵情况最明显(图1、图2)。

3.1.4 部分路段受出行时间段影响明显

对比闲时忙时等时线图，在繁忙时间段往温江方向、彭州方向、青白江方向影响较为明显，对于这几个方向的出行，市民可考虑选择空闲时间段能大大减少通行时间，减少时间成本(图1、图2)。

3.2 公共交通时间环境

3.2.1 地铁设施增强公共交通服务明显

受地铁1号线、2号线、3号线、4号线影响，公共交通服务范围沿轨道线能在相同范围内延伸的更远，但在三环路以外，轨道站点周边公共交通服务水平较低，公交系统不能有效迅速的对接轨道站点，使得在出行时间范围内出行范围受限制(图3)。

图3 公共交通45 min等时圈(数据来源: 2017.7.27.11:30)

3.2.2 中心城内公共交通服务水平较好

二环路以内30 min公共交通圈基本覆盖，这得益于二环高架快速公交的有效运行以及老城区公共交通设施建设的相对完善。对比来看，三环路以内西边及东北角仍存在公共交通设施豁口，45 min内无法达到，影响市民出行。建议后期城市建设可考虑在三环路增设快速公交、并且加快建设10号线对接机场与3号线，4号线二期万年场站—十陵站(图3)。

4 时间地图开发研究前景

以上仅是研究城市时间距离的方法，对于其利用方向涵盖社会多个领域。

4.1 等时圈应用

在大尺度上，时间专题地图可以详细研究城市市域等时圈，目前制作城市经济圈如成都2 h经济圈往往以空间距离来量化时间距离(图4)，但是在实际情况中，交通设施的分布情况对实际时间损耗具有较大影响，在考虑交通设施计算得出的小时经济圈范围更为精准，数据相对准确(图5)。

图4 规划成都市域2 h交通等时圈

图5 本次研究成都市域2 h交通等时圈(数据来源: 2017.7.27.11:30)

“1 h经济圈”可评价城市时间环境，“1 h经济圈”又叫“1 h都市圈”或“1 h生活圈”，指以主城为核心，交通1 h可通达的范围内，形成一个具有明显聚集效应、具有竞争优势的地区。1 h是根据人们出去办事到一个地方所花时间以不多于1 h为宜，是由人的适应性决定的。本文试图初步计算成都交通1 h等时圈和公共交通1 h等时圈，指在为划定经济圈提供可达性的支撑基础(图6、图7)。

图6 成都市区1 h交通等时圈(数据来源: 2017.7.27.11:30)

图7 成都市区1 h公共交通等时圈(数据来源: 2017.7.27.11:30)

交通等时圈的应用可用于侧面研究城市旅游客源市场，以费孝通先生提出的“差序格局”的人际关系格局为理论基础，在距离衰减规律的作用下，客源市场呈现以目的地(成都)为中心，向外衰减的同心圈层结构。通过这种方法，计算城市旅游影响范围，再根据游客数量的数据，可针对性的对影响范围内但游客来源较少城市加大旅游出行的宣传。此类方法可对旅游规划、市场开发、城市形象展示提供参考。

4.2 研究片区交通服务情况

就目前存在的建设项目交通影响评价标准，绝大多数是基于车流量为测算单位，通常的认识是车流量大于道路服务水平时会出现拥堵，反之则通达，但通过交通等时线，片区道路的拥堵和通达可以由两点之间的时间损耗更加直观的表示，交通评价结果也能更加准确。可运用于规划当中地块调整论证工作交通评价。

4.3 研究出租车时间空间可达性

城市当中的出租车的效益与可达性直接挂钩，而时间是可达性评价的一个重要指标，在城市当中，出行方向的选择影响其等时间距离的可达性，不同方向下，早晚高峰的可达性也有较大的不同。因此，选择时间效益的最大化的出行方向能增收出租车的利益收入。

4.4 研究应急设施实际服务范围

目前规划上对医院的服务范围往往以距离划分的，如原则上普通消防站辖区面积在4～7 km2，但往往对于辖区内边缘位置的救援无法第一时间达到，研究以应急救援中心为出发点，按最佳救援时间为临界点，如公安和消防需接警5 min内到达现场，根据周边路网结构，准确测算其在空间地图上的最大服务范围。有效提高居民的生命财产安全，保障城市的有效运行。

5 结束语

城市时间地图研究是一个比较新的研究领域，它不仅能应用于居民日常的出行，提供最佳的出行路线和出行时间段，也可以用来评价城市交通的时间环境，直观地发现城市交通症结之所在。本文在前人的研究基础上，对成都市的城市时间地图作了初步研究，仍存在许多考虑不足、研究不够深入的问题，望后期逐渐弥补。

本文研究是建立在两点之间来往时间相同的基础上，忽略部分单向行驶控制道路。对计算结果存在一定影响，下一步工作计划将完善道路模型系统，充分考虑交通管制因素。下个阶段开展微观服务设施评价，如研究成都7 min最佳救援时间服务圈，找出城市应急救援漏洞。

[1] 陈平平,吴水田. 时间专题地图的制作及其应用——以广州市天河区为例[J].软件导刊,2005(14)：32-34.

[2] 林培松,黄彩月. 南海市大沥镇时间地图的初步研究[J].信息技术与信息化,2008(5):65-67.

[3] 李文翎,李尚智,黎雅雯,等. 基于GIS的广州城市时间地图研究[J].热带地理,2008,28(3):218-222.

[4] 姚苑平. 基于通用开放平台的交通等时线简易制作方法研究——以贵州省黔南州都匀市为例[J].城市建设理论研究,2013(16).

[5] 胡继华,黄泽,邓俊. 考虑出行方向的广州出租车时空可达性研究[J].计算机应用研究,2014,31(2):454-456.

[6] 张高军,吴晋峰,曹晓仪,等. 基于等时/费线的旅游客源市场空间分异研究[J].旅游学刊,2015,30(10):89-98.

[7] 熊琦,刘小明,王丽. 交通影响分析中基于时间的交通影响范围量化方法研究[J].公路交通科技,2004,21(11):78-81.

[8] 王庆山,尹章才，段茜瑶. 步行格网与交通网结合的等时线生成方法[J].测绘科学,2004,39(4):123-125.

[定稿日期]2017-10-18

彭一凡(1992～)，男，大学本科，助理工程师，城市规划师，研究方向为城市规划与交通等时线及其运用。

U491.1+3

A