基于高德地圖API的地鐵站點(diǎn)空間可達(dá)性研究

摘 要：城市地鐵站點(diǎn)空間布局的合理性對(duì)提高地鐵運(yùn)行效率、促進(jìn)社會(huì)公平具有重要意義。以福州為例，基于多交通模式下的高德API出行實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)，采用高斯兩步移動(dòng)搜索法與雙變量空間自相關(guān)分析法，探究“15分鐘便民生活圈”單元尺度下，現(xiàn)階段與第二期規(guī)劃地鐵建成后的地鐵空間可達(dá)性與供需匹配特征。結(jié)果表明：現(xiàn)階段15分鐘時(shí)間閾值內(nèi)，步行模式下地鐵服務(wù)的人口覆蓋率僅為23.55%，騎行模式下為55.74%，而在第二期規(guī)劃地鐵建成后，步行模式下地鐵服務(wù)的人口覆蓋率將達(dá)到42.82%，騎行模式下則會(huì)達(dá)到74.05%；時(shí)間閾值與地鐵站點(diǎn)可達(dá)性之間呈現(xiàn)顯著的正向關(guān)聯(lián)；現(xiàn)階段地鐵高可達(dá)性區(qū)域主要集中在倉山區(qū)城門鎮(zhèn)的周邊區(qū)域，第二期規(guī)劃地鐵建成后，居民能享受到的地鐵服務(wù)有顯著提升，地鐵高可達(dá)性區(qū)域則主要集中在長樂市樟港街道的周邊區(qū)域；福州市地鐵服務(wù)供需匹配度高，供需失衡的“15分鐘便民生活圈”比例不超過2.38%。研究結(jié)果可為福州市地鐵站點(diǎn)與“15分鐘便民生活圈”的選址與規(guī)劃提供參考與建議。

關(guān)鍵詞：地鐵；可達(dá)性；多交通模式；高德API；高斯兩步移動(dòng)搜尋法

中圖分類號(hào)：F570；U491 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2024.14.003

文章編號(hào)：1002-3100（2024）14-0010-07

Research on Spatial Accessibility of Subway Stations Based on Gaode API——Taking Fuzhou City as an Example

LI Jiazheng1，LIN Yiheng2，ZHANG Ludan1，LIU Nacui1，LIN Yuying3，HU Xisheng1，CHEN Cheng1，PAN Zibao4

（1. School of Transportation and Civil Engineering， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou 350108， China; 2. School of Resources and Environment， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou 350002， China; 3. School of Tourism， Fujian Normal University， Fuzhou 350117， China; 4. Transportation and Construction Bureau of Pingtan Comprehensive Experimental Area， Pingtan 350499， China）

Abstract： The rationality of the spatial layout of urban subway stations is of great significance to improve the efficiency of subway operation and promote social equity. Taking Fuzhou as an example， based on the real-time big data of Gaode API travel in multi-traffic mode， the Gaussian two-step mobile search method and bivariate spatial autocorrelation analysis method are used to explore the spatial accessibility and supply-demand matching characteristics of the subway at the current stage and after the completion of the second phase of the planned subway under the unit scale of \"15-minute convenience life circle\". The results show that within the current 15-minute time threshold， the population coverage rate of subway service in walking mode is only 23.55 %， and that in cycling mode is 55.74 %. After the completion of the second phase of the planned subway， the population coverage rate of subway service in walking mode will reach 42.82 %， and that in cycling mode will reach 74.05 %. There is a significant positive correlation between the time threshold and the accessibility of subway stations. At present， the high accessibility area of the subway is mainly concentrated in the surrounding area of Chengmen Town， Cangshan District. After the completion of the second phase of the planned subway， the subway service that residents can enjoy has been significantly improved. The high accessibility area of the subway is mainly concentrated in the surrounding area of Zhanggang Street， Changle City; the supply and demand matching degree of subway service in Fuzhou is high， and the proportion of \"15-minute convenience life circle\" with unbalanced supply and demand does not exceed 2.38 %. The research results can provide reference and suggestions for the location and planning of subway stations and \"15-minute convenient living circle\" in Fuzhou.

Key words： metro; accessibility; multi-traffic mode; Gaode API; Gaussian two-step mobile search method

收稿日期：2023-12-26

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金（31971639，41901221）；福建省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2019J01406）；平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)交通與建設(shè)局建設(shè)科技研究開發(fā)項(xiàng)目（KH220018A）；福建農(nóng)林大學(xué)科技創(chuàng)新項(xiàng)目（KFB23167）

作者簡介：李嘉政（1997—），男，福建莆田人，福建農(nóng)林大學(xué)交通與土木工程學(xué)院碩士研究生，研究方向：城市基礎(chǔ)設(shè)施可達(dá)性；胡喜生（1979—），本文通信作者，男，福建莆田人，福建農(nóng)林大學(xué)交通與土木工程學(xué)院，教授，博士，研究方向：3S遙感應(yīng)用。

引文格式：李嘉政，林以恒，張露丹，等．基于高德地圖API的地鐵站點(diǎn)空間可達(dá)性研究——以福州為例[J]．物流科技，2024，47（14）：10-15，68.

0 引 言

隨著城市人口規(guī)模的不斷擴(kuò)張，居民交通需求日益增加，城市交通問題越來越突出，已成為城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的制約因素，也是生態(tài)城市建設(shè)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、提高生活質(zhì)量的瓶頸問題[1]。地鐵作為一種高效便捷的公共交通方式，可以有效緩解道路交通擁堵、增強(qiáng)城區(qū)之間交互、拓寬城市生活半徑，是解決城市交通問題的關(guān)鍵方案[2]。城市發(fā)展不僅需要關(guān)注地鐵站點(diǎn)的數(shù)量和質(zhì)量提升，更需重視全民能否便捷地享有地鐵服務(wù)。因此，城市居民的地鐵站點(diǎn)空間可達(dá)性研究逐漸成為建設(shè)城市交通和提升居民福祉的重要內(nèi)容。

自1959年Hansen于學(xué)界首次提出可達(dá)性的概念，基于可達(dá)性的方法就被廣泛用于地鐵交通、旅游景區(qū)、醫(yī)療設(shè)施等服務(wù)設(shè)施的空間配置研究中，常用的地鐵可達(dá)性測度方法包括網(wǎng)絡(luò)分析法、引力勢能模型、空間句法、高斯兩步移動(dòng)搜索法（Gaussian-Two Step Floating Catchment Area Method， Ga-2SFCA）等[3-5]。當(dāng)前，國內(nèi)外關(guān)于地鐵可達(dá)性的研究多著眼于以下兩方面：一是利用空間句法、加權(quán)平均旅行時(shí)間等方法評(píng)價(jià)地鐵線路之間的連接度以及站點(diǎn)之間互通的容易程度[6-7]；二是利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析、累積耗費(fèi)距離算法采集居民出行成本，再結(jié)合引力模型、高斯兩步移動(dòng)搜索法等模型評(píng)價(jià)居民到達(dá)地鐵站點(diǎn)的便利性。其中，高斯兩步移動(dòng)搜索法在兩步移動(dòng)搜索法的基礎(chǔ)上融入距離衰減函數(shù)，綜合考慮了起訖點(diǎn)的供需能力及出行成本等因素對(duì)可達(dá)性結(jié)果的影響，被廣泛用于公共設(shè)施的可達(dá)性研究[8]，相關(guān)研究方興未艾，如仝德等[9]發(fā)現(xiàn)通過高斯兩步移動(dòng)搜索法來研究微觀像元尺度下的公園綠地可達(dá)性，可更精確地評(píng)估城市公園綠地可達(dá)性；Dony等[10]發(fā)現(xiàn)不同的交通模式對(duì)可達(dá)性研究結(jié)果有顯著影響。然而，現(xiàn)有研究難以精確地闡述居民到城市地鐵站點(diǎn)的便利性，無法精確闡述城市居民是否便捷享有地鐵服務(wù)這一問題。 特別是對(duì)城市居民出行成本的計(jì)算，多采用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分析等方法，缺乏考慮出行方式、道路路況、行程策略、高峰擁擠等因素對(duì)居民出行造成的影響[11-13]。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)平臺(tái)測算出行成本結(jié)合傳統(tǒng)可達(dá)性模型來研究公共設(shè)施可達(dá)性逐漸取代傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)分析法，成為近年來可達(dá)性研究的新發(fā)展趨勢[14-15]，如Wang等[16]基于谷歌地圖API（Application Programming Interface）進(jìn)行可達(dá)性計(jì)算，認(rèn)為基于網(wǎng)絡(luò)地圖平臺(tái)研究可達(dá)性更為真實(shí)、準(zhǔn)確。

為滿足人民對(duì)美好生活的需要，提高人民生活品質(zhì)及幸福度，福州市政府辦公廳于2022年10月印發(fā)《福州市推進(jìn)城市一刻鐘便民生活圈試點(diǎn)建設(shè)工作方案》，提出至2025年，實(shí)現(xiàn)全市建成區(qū)百分之八十以上的“15分鐘便民生活圈”覆蓋，圈中居民可方便快捷地解決衣食住行等基本生活需求。以“15分鐘便民生活圈”為研究尺度，探究福州地鐵站點(diǎn)可達(dá)性與地鐵服務(wù)供需匹配特征，對(duì)滿足居民地鐵交通需求與推進(jìn)“一刻鐘便民生活圈”建設(shè)具有重要意義。

綜上，選取福州市主城區(qū)作為研究區(qū)域，基于高德API獲取的實(shí)時(shí)出行成本，將“15分鐘便民生活圈”作為研究單元，采用高斯兩步移動(dòng)搜索法與雙變量空間自相關(guān)方法，分析福州市當(dāng)前營運(yùn)地鐵站與第二期規(guī)劃地鐵站建成后的可達(dá)性與地鐵服務(wù)供需匹配特征，綜合考慮實(shí)際交通路況、不同出行方式（步行、騎行）、不同時(shí)間閾值（15分鐘、30分鐘）以及地鐵站供需水平對(duì)可達(dá)性的影響，對(duì)福州市地鐵站可達(dá)性及供需匹配關(guān)系進(jìn)行精確評(píng)估，旨在為福州市地鐵站點(diǎn)與“15分鐘便民生活圈”的科學(xué)規(guī)劃與建設(shè)提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

福州，簡稱“榕”，福建省轄地級(jí)市、省會(huì)、福州都市圈核心城市，地處中國東南沿海、福建省中東部的閩江口，與臺(tái)灣省隔海相望，居于亞太經(jīng)濟(jì)圈中國東南的黃金海岸，是國務(wù)院批復(fù)確定的海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)中心城市之一。本文選取福州市主城區(qū)作為研究區(qū)域，包含倉山區(qū)、鼓樓區(qū)、馬尾區(qū)、臺(tái)江區(qū)、長樂市、晉安區(qū)、閩侯縣，位于北緯25°40'～26°36'，東經(jīng)118°52'～119°59'之間。研究區(qū)域占地面積共3 825.09平方千米，是福州市的經(jīng)濟(jì)、文化和政治中心，同時(shí)也是福州市地鐵設(shè)施服務(wù)的覆蓋區(qū)域（見圖1）。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)源及預(yù)處理

2.1.1 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)

行政區(qū)劃邊界數(shù)據(jù)來源于自然資源部標(biāo)準(zhǔn)地圖，并運(yùn)用ArcGIS軟件進(jìn)行預(yù)處理，篩選出本文所用研究區(qū)域，本文數(shù)據(jù)統(tǒng)一使用GCS_WGS_1984地理坐標(biāo)系。

2.1.2 福州市地鐵數(shù)據(jù)

截至2022年4月21日，福州運(yùn)營地鐵線路僅有1、2號(hào)線，包含地鐵站點(diǎn)47座（見圖2）。而第二期地鐵建設(shè)規(guī)劃中，將新增2號(hào)線延線、4、5、6號(hào)線以及F1濱海快線，屆時(shí)包含地鐵站點(diǎn)73座，并預(yù)計(jì)在2025年前竣工（地鐵數(shù)據(jù)來源于福州地鐵網(wǎng)）。

2.1.3 人口數(shù)據(jù)及居民生活圈

使用WorldPop2020年中國人口數(shù)據(jù)，并參照福州市政府網(wǎng)公布的第七次人口普查數(shù)據(jù)來修正區(qū)縣人口數(shù)據(jù)（見圖3），進(jìn)一步保證人口數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

參考《福州市推進(jìn)城市一刻鐘便民生活圈試點(diǎn)建設(shè)工作方案》，將3平方千米作為“15分鐘便民生活圈”的面積。本文通過ArcGIS漁網(wǎng)模塊創(chuàng)建大小為1 732m*1 732 m的像元，將福州市主城區(qū)劃分為1 428個(gè)“15分鐘便民生活圈”進(jìn)行可達(dá)性計(jì)算。

2.1.4 地鐵供給能力

采用福州市地鐵站點(diǎn)的年總客運(yùn)量均值作為地鐵供給能力。2021年城市軌道交通運(yùn)營數(shù)據(jù)速報(bào)，數(shù)據(jù)截止時(shí)間為2021年12月31日（數(shù)據(jù)來源于交通運(yùn)輸部）。

2.2 研究方法

基于福州市行政區(qū)劃及地鐵空間矢量數(shù)據(jù)、WorldPop人口數(shù)據(jù)、地鐵客運(yùn)量數(shù)據(jù)及通過Python軟件編寫程序調(diào)用高德API獲取的出行時(shí)間成本，綜合考慮實(shí)際交通路況、多種交通模式（步行、騎行）及地鐵供需情況對(duì)可達(dá)性結(jié)果的影響，采用高斯兩步移動(dòng)搜索法模型與雙變量空間自相關(guān)方法分析福州市當(dāng)前營運(yùn)地鐵站與第二期規(guī)劃地鐵站建成后的地鐵站可達(dá)性與供需（可達(dá)性與人口）匹配特征（見圖4）。

2.2.1 基于高德地圖API計(jì)算出行成本

本文利用高德API計(jì)算出行成本，綜合考慮了交通道路的類型、行程策略、高峰擁擠情況、信號(hào)管控及出行方式等，獲得的出行成本更為準(zhǔn)確。在實(shí)際測算中，首先對(duì)生活圈單元進(jìn)行幾何中心的面轉(zhuǎn)點(diǎn)處理，然后測算起終點(diǎn)的經(jīng)緯度進(jìn)行編號(hào)，通過Python編寫程序調(diào)用高德API路徑規(guī)劃2.0功能獲取生活圈與地鐵站點(diǎn)之間的最短規(guī)劃路徑共514 080條，得到多種交通模式（步行、騎行）下便民生活圈到地鐵站點(diǎn)的出行成本（見表1）。相較距離成本，時(shí)間成本更能直觀地反映可達(dá)性的實(shí)際涵義，故本文基于時(shí)間出行成本構(gòu)建Ga-2SFCA模型。為進(jìn)一步保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)采集時(shí)間為一周內(nèi)連續(xù)5天工作日的7：00—17：00，以避免早晚高峰極端擁堵路況出行時(shí)間測算結(jié)果的影響。

2.2.2 Ga-2SFCA模型

本文在出行成本測算、供需數(shù)據(jù)處理等方面對(duì)Ga-2SFCA模型進(jìn)行了改進(jìn)，用以識(shí)別現(xiàn)階段與第二期規(guī)劃地鐵建成后的地鐵站點(diǎn)可達(dá)性的空間分布規(guī)律。高斯兩步移動(dòng)搜索法是基于搜索閾值、供給與需求能力的分析方法，本文采用高德地圖API獲取的出行時(shí)間作為搜索閾值，對(duì)于現(xiàn)階段而言，選擇47座地鐵站點(diǎn)為供給點(diǎn)，1 428個(gè)“15分鐘便民生活圈”作為需求點(diǎn)，對(duì)于第二期規(guī)劃地鐵建成后的時(shí)間階段，則以73座地鐵站點(diǎn)為供給點(diǎn)，1 428個(gè)“15分鐘便民生活圈”作為需求點(diǎn)，同時(shí)，地鐵站點(diǎn)供給能力采用福州市2021年地鐵站點(diǎn)總客運(yùn)量均值來表征，需求水平則采用各生活圈的人口數(shù)量來表征，具體步驟如下。

第一步，通過高德API獲取福州地鐵站點(diǎn)位置信息，將其作為供給點(diǎn)j，將j作為搜索中心，將時(shí)間閾值作為搜索半徑，搜尋半徑內(nèi)的所有研究單元需求點(diǎn)k，使用高斯函數(shù)按照距離衰減規(guī)律對(duì)需求點(diǎn)k的人口賦以權(quán)重，并以j點(diǎn)為中心，匯總搜索閾值內(nèi)所有需求點(diǎn)k加權(quán)后的人口數(shù)，計(jì)算出供給點(diǎn)j處的供需比Rj。

（1）

高斯距離衰減函數(shù)如式（2）所示。

第二步，將格網(wǎng)后生成的生活圈中心點(diǎn)作為需求點(diǎn)k，分別搜索以需求點(diǎn)k為中心，時(shí)間閾值為搜索半徑的范圍內(nèi)的所有供給點(diǎn)，并同樣利用高斯函數(shù)對(duì)各供給點(diǎn)的供需比賦以權(quán)重，最后匯總求得各需求點(diǎn)k的地鐵站點(diǎn)可達(dá)性，值越大，說明可達(dá)性越好，居民可以享有更多的地鐵服務(wù)資源。

（3）

式中：dkj為需求點(diǎn)k與供給點(diǎn)j之間的行程時(shí)間；d0是作為搜索半徑時(shí)間閾值；Dk是指以供給點(diǎn)j為中心，d0為搜索半徑的搜索域內(nèi)所有需求點(diǎn)k的人口數(shù)的總和；Sj為j點(diǎn)的供給能力；G（dkj，d0）為考慮到距離衰減效應(yīng)的高斯函數(shù)。

2.2.3 雙變量空間自相關(guān)分析

本文采用雙變量空間自相關(guān)探究步行與騎行聯(lián)合交通下的地鐵服務(wù)供需匹配情況?？臻g自相關(guān)（spatial autocorrelation）是指一些變量在同一個(gè)分布區(qū)內(nèi)的觀測數(shù)據(jù)之間潛在的相互依賴性?？臻g自相關(guān)分析方法旨在測度鄰近區(qū)域之間屬性值存在的潛在關(guān)聯(lián)性（Ii，k，l），計(jì)算公式如下。

（4）

上式中，Xi，x、Xj，y分別表示空間單元i的聯(lián)合交通可達(dá)性x和空間單元j的人口數(shù)y，、表示屬性x和y的平均值，δx和δy分別表示屬性k和l的方差；Wij為空間單元i、j之間的空間連接矩陣；n為空間單元個(gè)數(shù)。雙變量空間自相關(guān)分析可以檢驗(yàn)鄰近單元屬性的相關(guān)程度，若鄰近單元的屬性皆呈現(xiàn)高（低），則稱為空間正相關(guān)，若空間單元的屬性呈現(xiàn)高，而鄰近單元的屬性呈現(xiàn)低，則稱為空間負(fù)相關(guān)，若鄰近單元的屬性不存在相關(guān)性，則為空間不相關(guān)。

3 結(jié)果與分析

3.1 地鐵站服務(wù)覆蓋水平分析

基于步行、騎行交通模式，結(jié)合居民出行路徑成本矩陣（見表1），考慮到居民的身體素質(zhì)與出行成本，選取15分鐘與30分鐘作為時(shí)間閾值，統(tǒng)計(jì)福州市現(xiàn)階段與第二期規(guī)劃地鐵建成后地鐵服務(wù)覆蓋水平（見表2、圖5），包括空間、人口、“15分鐘便民生活圈”覆蓋情況，繪制不同交通模式下居民從生活圈到達(dá)地鐵站所用時(shí)間的等時(shí)區(qū)分布圖（見圖6）。

從地鐵站設(shè)施覆蓋水平來看：一是步行模式下居民能享受到地鐵服務(wù)的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)低于騎行模式?，F(xiàn)階段15分鐘時(shí)間閾值內(nèi)，步行、騎行能達(dá)地鐵站的人口數(shù)分別占研究區(qū)域的23.55%、55.74%（見表2），第二期規(guī)劃地鐵建成后，15分鐘時(shí)間閾值內(nèi)步行、騎行能到達(dá)地鐵站的人口數(shù)分別占研究區(qū)域的42.82%、74.05%。二是時(shí)間閾值對(duì)地鐵服務(wù)覆蓋率具有促進(jìn)作用，但隨著時(shí)間閾值的增加，步行模式下的地鐵服務(wù)覆蓋增長率顯著高于騎行模式。與15分鐘時(shí)間閾值相比，30分鐘步行模式下的地鐵服務(wù)覆蓋人口占比增長17.28%～18.4%（見表2），而騎行模式僅增長9.2%～ 12.33%。三是第二期規(guī)劃地鐵建成后，居民享受到地鐵服務(wù)的機(jī)會(huì)得到顯著提升?，F(xiàn)階段15分鐘時(shí)間閾值內(nèi)，步行模式下地鐵服務(wù)的覆蓋人口數(shù)占比23.55%，覆蓋的“15分鐘生活圈”占比僅有1.96%（見圖5），第二期規(guī)劃地鐵建成后，步行模式15分鐘下地鐵服務(wù)的覆蓋人口數(shù)占比為42.82%，覆蓋的“15分鐘生活圈”占比4.9%；同理，騎行模式下地鐵服務(wù)的覆蓋人口與面積也顯著增加，這在一定程度上也反映了現(xiàn)階段與第二期地鐵規(guī)劃的合理性。

從出行時(shí)間等時(shí)區(qū)分布圖來看（見圖6）：首先，不同交通模式的等時(shí)區(qū)格局皆呈現(xiàn)“地鐵線路依賴格局”，地鐵沿線周邊的居民生活圈享有更多的地鐵服務(wù)；其次，現(xiàn)階段15分鐘可達(dá)地鐵站的生活圈集中在三環(huán)線以內(nèi)，第二期規(guī)劃地鐵建成后，新增地鐵站主要分布在倉山區(qū)、馬尾區(qū)、長樂市區(qū)域，等時(shí)區(qū)格局呈現(xiàn)“東南朝向延伸趨勢”，新增覆蓋區(qū)域主要是長樂市航城街道、營前街道、鶴上鎮(zhèn)、漳港街道、首占鎮(zhèn)、文武砂街道及閩侯縣尚干鎮(zhèn)，新增覆蓋區(qū)域多為地鐵服務(wù)需求量高的人口聚集區(qū)域。

3.2 基于Ga-2SFCA的地鐵站可達(dá)性分析

基于Ga-2SFCA模型，依賴多種交通方式（步行、騎行）、不同時(shí)間閾值、出行成本矩陣（見表1）、地鐵供需情況計(jì)算各居民生活圈的地鐵站可達(dá)性，剔除不可達(dá)（可達(dá)性值為0）生活圈，使用自然間斷法將可達(dá)性計(jì)算結(jié)果分為5類：可達(dá)性低、較低、一般、較高、高（見圖7、圖8）。

3.2.1 現(xiàn)階段地鐵空間可達(dá)性

步行與騎行模式下，15、30分鐘時(shí)間閾值內(nèi)可達(dá)地鐵站的生活圈多集中在城市三環(huán)線以內(nèi)區(qū)域，地鐵可達(dá)性呈現(xiàn)“線路依賴格局”現(xiàn)象，高可達(dá)性生活圈多位于地鐵沿線區(qū)域，不同交通模式在各時(shí)間閾值下的可達(dá)性空間分布各有特點(diǎn)，居民通過步行克服時(shí)間成本的能力較差，活動(dòng)范圍有限，騎行模式下生活圈的地鐵可達(dá)性顯著較高（見圖7）。

步行模式下，可達(dá)性值較高及以上水平的生活圈主要集中于閩侯縣福州大學(xué)、倉山區(qū)樟崗村、金山公園附近，周邊分布有許多的住宅小區(qū)和地鐵站；可達(dá)性水平一般及以下水平的生活圈分布較為離散，如圖7（a）、圖7（c）所示；地鐵可達(dá)性水平分布整體呈現(xiàn)明顯的“線路依賴格局”，這是由于居民通過步行到達(dá)地鐵站的能力有限所導(dǎo)致的。

騎行模式下地鐵可達(dá)性水平較高及以上的生活圈占比高于74%，其中以倉山區(qū)城門鎮(zhèn)與閩侯縣上街鎮(zhèn)區(qū)域的生活圈地鐵可達(dá)性最高，周邊簇?fù)矶嗨行W(xué)，如臚雷、城門、湖際小學(xué)等，且道路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完善；可達(dá)性水平較高的生活圈集中在倉山區(qū)北部及臺(tái)江區(qū)，周邊地鐵站點(diǎn)分布密集，到達(dá)地鐵站所需的成本較低；可達(dá)性水平一般及以下的生活圈則分布較為離散但多處于地鐵站點(diǎn)覆蓋范圍的邊緣區(qū)域。

3.2.2 第二期規(guī)劃地鐵空間可達(dá)性

第二期規(guī)劃地鐵建成后，可以看出長樂市不同時(shí)間閾值下可達(dá)地鐵的生活圈數(shù)量顯著增加。相比現(xiàn)階段地鐵，第二期規(guī)劃地鐵建成后地鐵覆蓋水平及生活圈的地鐵可達(dá)性顯著得到提高（見圖8）。

步行模式下，可達(dá)性最高的生活圈集中在長樂市濱海新城、大鶴省級(jí)森林公園區(qū)域周邊；可達(dá)性水平較高的生活圈集中在倉山區(qū)城門鎮(zhèn)區(qū)域周邊，可達(dá)性水平較好，但周邊建設(shè)開發(fā)水平不高；可達(dá)性水平一般及以下的生活圈主要分布在臺(tái)江區(qū)、鼓樓區(qū)、閩侯縣大學(xué)城周邊。

騎行模式下，地鐵可達(dá)性空間分布形成以倉山區(qū)城門鎮(zhèn)與長樂市樟港街道為中心的“可達(dá)性等級(jí)層圈式分布”，如圖8（b）、圖8（d）所示。整體上，騎行模式下的可達(dá)性水平顯著優(yōu)于步行模式，較高及高可達(dá)性的生活圈數(shù)量占比大于65%，以福州市三環(huán)線內(nèi)主城區(qū)及長樂市區(qū)域內(nèi)生活圈為主。15分鐘時(shí)間閾值下，可達(dá)性一般及以下水平的生活圈主要分布在臺(tái)江區(qū)及福州市三環(huán)邊緣區(qū)域，30分鐘時(shí)間閾值下，可達(dá)性一般及以下水平的生活圈顯著集中在30分鐘可達(dá)地鐵站區(qū)域的邊緣地帶。

3.3 福州市地鐵空間供需平衡特征

以“15分鐘便民生活圈”為研究單元，綜合交通模式（步行、騎行模式）下的生活圈的地鐵可達(dá)性為供給，生活圈的人口數(shù)為需求，利用GeoDa軟件進(jìn)行雙變量空間自相關(guān)分析，探討各居民生活圈的地鐵服務(wù)供給和需求之間的空間匹配關(guān)系。在0.05的顯著性水平上，福州市主城區(qū)地鐵服務(wù)供需匹配情況如圖9所示，圖中“高?高”表示單元內(nèi)地鐵供需水平都很高；“低?低”表示供需水平都很低；“低?高”表示供給水平低，需求水平高；“高?低”表示供給水平高，需求水平低；“不顯著”則表示供需水平適中，匹配程度較高。

現(xiàn)階段與第二期規(guī)劃地鐵建成后的地鐵供需匹配關(guān)系呈現(xiàn)近似的空間格局，即中心城區(qū)“高供給?高需求”集聚，主要集中在倉山區(qū)西北部、鼓樓區(qū)、臺(tái)江區(qū)、閩侯縣中部上街鎮(zhèn)、晉安區(qū)西南部和福州火車站附近，周邊人口集聚，地鐵站點(diǎn)密集，城市化水平高。部分區(qū)域顯現(xiàn)“低供給?低需求”集聚現(xiàn)象，主要分布在閩侯縣青口鎮(zhèn)、長樂市羅聯(lián)鄉(xiāng)，晉安區(qū)日溪鄉(xiāng)、馬尾區(qū)西北部等城市區(qū)域邊緣地帶，周邊地鐵站點(diǎn)較少，同時(shí)人口也較為稀疏，地鐵服務(wù)需求較少，但隨著城市外圍區(qū)域的快速開發(fā)，邊緣區(qū)域仍需進(jìn)一步提升其地鐵設(shè)施服務(wù)功能。

不同時(shí)間情景下，現(xiàn)階段與第二期規(guī)劃地鐵皆有近51%的生活圈單元為“不顯著”供需關(guān)系，供需水平適中，供需失衡區(qū)域面積占比不超過研究區(qū)域的2.38%，主要存在于鼓樓區(qū)福山郊野公園、倉山區(qū)浦口新城、馬尾區(qū)陽光學(xué)院周邊，地鐵服務(wù)供需存在負(fù)向關(guān)聯(lián)，供需協(xié)調(diào)度較差。整體上，福州市地鐵供需水平存在正向相關(guān)性，匹配度較高。時(shí)間閾值對(duì)地鐵服務(wù)供需關(guān)系的影響較小。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié) 論

本文在空間尺度、數(shù)據(jù)源及出行成本的計(jì)算上對(duì)傳統(tǒng)的兩步移動(dòng)搜索模型進(jìn)行了改進(jìn)。通過將高德地圖API交通出行數(shù)據(jù)融入到Ga-2SFCA模型對(duì)福州市地鐵進(jìn)行空間可達(dá)性分析，可以對(duì)城市地鐵服務(wù)供需的復(fù)雜動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行準(zhǔn)確測度，基于微觀“15分鐘便民生活圈”尺度的研究相較以往城市片區(qū)或街道尺度的研究，更符合城市居民社區(qū)的真實(shí)情況，且更具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義，也為城市地鐵站點(diǎn)的可達(dá)性研究提供了新的研究思路。

本文采用高斯兩步移動(dòng)搜索法與雙變量空間自相關(guān)方法，在“15分鐘便民生活圈”尺度下，對(duì)福州市地鐵站點(diǎn)的空間可達(dá)性和供需匹配關(guān)系進(jìn)行了精確評(píng)估，研究結(jié)果表明：第一，步行模式下居民能享受到地鐵服務(wù)的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)低于騎行模式。第二，時(shí)間閾值對(duì)地鐵服務(wù)覆蓋率具有促進(jìn)作用，但隨著時(shí)間閾值的增加，步行模式下的地鐵服務(wù)覆蓋增長率顯著高于騎行模式。第三，第二期規(guī)劃地鐵建成后，居民享受到地鐵服務(wù)的機(jī)會(huì)得到顯著提升，這在一定程度上也反映了現(xiàn)階段與第二期地鐵規(guī)劃的合理性。第四，不同交通模式下，可達(dá)地鐵站的生活圈集中在城市三環(huán)線以內(nèi)區(qū)域，同時(shí)，居民出行等時(shí)區(qū)格局呈現(xiàn)“地鐵線路依賴格局”，地鐵沿線區(qū)域享受到地鐵服務(wù)的機(jī)會(huì)顯著較高。第五，現(xiàn)階段下，高可達(dá)性居民生活圈主要分布在倉山區(qū)城南開發(fā)區(qū)城門鎮(zhèn)，而低等級(jí)可達(dá)性生活圈的分布特征隨交通模式的不同存在較大的差異，第二期規(guī)劃地鐵建成后，高可達(dá)居民生活圈主要分布在長樂市樟港街道，低可達(dá)性居民生活圈占比較少，大多分布在地鐵服務(wù)覆蓋的邊緣地區(qū)。第六，總體上，福州市主城區(qū)居民生活圈的地鐵服務(wù)供需匹配度高，供需失衡生活圈的比例不超過2.38%，“高供給?高需求”的聚集現(xiàn)象多存在于福州市三環(huán)線內(nèi)核心區(qū)，“低供給?低需求”聚集現(xiàn)象多出現(xiàn)在閩侯縣青口鎮(zhèn)、長樂市羅聯(lián)鄉(xiāng)、晉安區(qū)日溪鄉(xiāng)等城市邊緣地帶。

4.2 討 論

根據(jù)福州市地鐵可達(dá)性及供需格局基本情況，為福州市地鐵站點(diǎn)、“15分鐘便民生活圈”、城市開發(fā)建設(shè)的科學(xué)規(guī)劃與決策提供建議與參考。

一是為保障居民地鐵交通出行需求，同時(shí)響應(yīng)《福州市推進(jìn)城市一刻鐘便民生活圈試點(diǎn)建設(shè)工作方案》，建議優(yōu)先在15分鐘時(shí)間閾值情景步行模式下高可達(dá)性的倉山區(qū)城門鎮(zhèn)、長樂市樟崗街道、大鶴省級(jí)森林公園區(qū)域建設(shè)“15分鐘便民生活圈”。

二是長樂市樟港街道周邊城市建設(shè)開發(fā)水平較低，但其位于長樂市中部，交通地理位置優(yōu)勢，且第二期規(guī)劃地鐵建成后，地鐵可達(dá)性水平高，基于此，可以通過合理規(guī)劃城市道路交通網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化配套交通基礎(chǔ)設(shè)施，于周邊打造居民綜合交通中轉(zhuǎn)樞紐，以配合已有的長樂機(jī)場綜合交通樞紐，從而加強(qiáng)城鄉(xiāng)聯(lián)系。

三是城市公園綠地是滿足居民游憩和審美訴求的重要場所，福州三環(huán)邊緣上分布著許多的綠地公園，如倉山區(qū)金山公園、烏龍江濕地公園、勞動(dòng)者公園、高蓋山公園等，這些區(qū)域地鐵可達(dá)性較低，且道路建設(shè)水平較差，因此，可通過合理規(guī)劃公交線路以銜接地鐵換乘，為公園游客提供高效、便捷、優(yōu)質(zhì)的地鐵交通方式。

四是基于供需平衡特征視角發(fā)現(xiàn)，鼓樓區(qū)福山郊野公園、倉山區(qū)浦口新城、馬尾區(qū)陽光學(xué)院區(qū)域周邊地處核心城區(qū)，地鐵站點(diǎn)密集，但仍處于“低供給?高需求”的供需失衡狀態(tài)，可能是由于這些區(qū)域人口過于集聚，人均享受地鐵服務(wù)機(jī)會(huì)低，步行與騎行模式下的非直線系數(shù)較高所致，可通過合理設(shè)置過街行道、新增地鐵站點(diǎn)的方式改善供給失衡情況。

五是基于地鐵空間可達(dá)性特征視角發(fā)現(xiàn)，第二期規(guī)劃地鐵建成后，可達(dá)性水平較高的居民生活圈多集中于長樂市樟港街道周邊，但該區(qū)域人口分布較為稀疏，為充分利用這一區(qū)域地鐵交通便利特性，建議優(yōu)先于樟崗街道區(qū)域開發(fā)商圈與旅游景點(diǎn)，以帶動(dòng)長樂市整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

六是本文地鐵數(shù)據(jù)采集于2022年3月，包含地鐵1、2號(hào)線，而根據(jù)福州市政府提出的《福州城市綜合交通規(guī)劃（2020—2035年）》，至2035年，福州地鐵線網(wǎng)將由16條線路組成，新增的地鐵線路主要分布在人口密集的城區(qū)，包括倉山區(qū)、鼓樓區(qū)、臺(tái)江區(qū)、長樂市、閩侯縣上街鎮(zhèn)，以及位于晉安區(qū)東南部的區(qū)域。屆時(shí)，福州市整體地鐵覆蓋水平將得到顯著提高，地鐵高需求壓力得到緩解，但是，馬尾區(qū)、閩侯縣中西部、晉安區(qū)北部仍缺乏地鐵服務(wù)。

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