專利名稱：面向一體化設(shè)計(jì)的城市軌道交通站點(diǎn)分類方法
面向一體化設(shè)計(jì)的城市軌道交通站點(diǎn)分類方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于城市公共交通規(guī)劃領(lǐng)域，尤其涉及一種面向一體化的城市軌道交通站 點(diǎn)分類方法。
背景技術(shù)：
城市軌道交通站點(diǎn)是城市公共交通網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)也是一個(gè)設(shè)施集中、有 著多樣化的建筑物和開放空間的區(qū)域。不同類型的城市軌道交通站點(diǎn)具有不同的服務(wù)特 征，以反映該站點(diǎn)的交通功能和城市功能。在我國(guó)，隨著城市軌道交通建設(shè)過程中對(duì)城市軌 道交通與地面交通一體化銜接的日益重視，針對(duì)軌道交通站點(diǎn)的一體化設(shè)計(jì)都需要對(duì)站點(diǎn) 進(jìn)行分類分析，提高城市軌道交通與地面交通一體化設(shè)計(jì)的效率。
目前，國(guó)內(nèi)外均沒有出臺(tái)城市軌道交通站點(diǎn)的特征分類的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。許多學(xué)者出 于本身研究的需要，往往只是對(duì)城市軌道交通站點(diǎn)進(jìn)行定性的分類，沒有綜合考慮土地利 用與綜合交通的影響做出可量化的判斷依據(jù)，不能真實(shí)反映站點(diǎn)的特征，進(jìn)而影響設(shè)計(jì)的 準(zhǔn)確性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是，現(xiàn)有技術(shù)中城市軌道交通與地面交通一體化設(shè)計(jì)的效 率不高，影響設(shè)計(jì)效率的因素之一是，城市軌道交通站點(diǎn)分類存在缺陷。
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有城市軌道交通設(shè)計(jì)中站點(diǎn)分類技術(shù)的缺陷，采用的技術(shù)方案是， 通過采集城市軌道交通站點(diǎn)的合理吸引區(qū)范圍內(nèi)的土地利用及綜合交通情況的數(shù)據(jù)，合理 設(shè)計(jì)站點(diǎn)影響因子關(guān)系數(shù)據(jù)庫，提出基于PCA分析和聚類分析的城市軌道交通站點(diǎn)功能特 征的分類方法，采用SPSS軟件運(yùn)行獲取城市軌道交通站點(diǎn)分類。
本發(fā)明的技術(shù)效果是，使站點(diǎn)功能特征分類更符合實(shí)際情況，提高真實(shí)性和合理 性。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下
步驟1 采集原始數(shù)據(jù)，建立站點(diǎn)初始變量信息數(shù)據(jù)庫A
城市軌道交通站點(diǎn)初始變量數(shù)據(jù)庫A是進(jìn)行城市軌道交通站點(diǎn)影響指標(biāo)計(jì)算，建 立站點(diǎn)影響因子關(guān)系數(shù)據(jù)庫B的基礎(chǔ)。
獲取站點(diǎn)初始變量信息數(shù)據(jù)需要搜集的資料軌道交通站點(diǎn)沿線用地控制規(guī)劃或 城市用地控制規(guī)劃(規(guī)劃年)、城市綜合交通規(guī)劃(規(guī)劃年)。以城市軌道交通站點(diǎn)為圓心， 以站點(diǎn)吸引乘客的最大步行距離為半徑，劃定初始變量信息數(shù)據(jù)的采集區(qū)域。
站點(diǎn)初始變量信息數(shù)據(jù)表的字段構(gòu)成如下居住用地的地塊面積(km)、就業(yè)性質(zhì) 用地的地塊面積(km2)、路段的中心線長(zhǎng)度(km)、公交運(yùn)營(yíng)線路總長(zhǎng)度(km)、有公交服務(wù)的 城市用地面積(km2)、公交換乘樞紐個(gè)數(shù)(個(gè))、軌道交通線路長(zhǎng)度(km)、有軌道交通服務(wù)的 城市用地面積(km2)、客運(yùn)場(chǎng)站日客流量(人次/日)。
數(shù)據(jù)表通過“線路-站點(diǎn)編號(hào)”字段明確初始變量信息的從屬關(guān)系，以確定不同線路的不同站點(diǎn)的初始變量數(shù)據(jù)。
步驟2 參數(shù)配置，指標(biāo)計(jì)算，建立站點(diǎn)影響因子關(guān)系數(shù)據(jù)庫B ；
獲取站點(diǎn)初始變量信息數(shù)據(jù)庫A后，針對(duì)不同站點(diǎn)的城市位置及發(fā)展程度進(jìn)行判 斷，配置不同參數(shù)，進(jìn)行站點(diǎn)影響指標(biāo)的計(jì)算，生成站點(diǎn)影響因子關(guān)系數(shù)據(jù)庫B。
參數(shù)字段構(gòu)成如下建筑容積率R、商業(yè)用地效能系數(shù)ω、城市道路通行能力折減 系數(shù)K、人均居住建筑面積S1、人均就業(yè)建筑面積&。
站點(diǎn)影響因子關(guān)系數(shù)據(jù)表包括以下字段居住用地面積比例艮(％ )、商業(yè)用地效 能艮(％ )、人口密度PDp (人/km2)、就業(yè)密度EDp (人/km2)、等效路網(wǎng)密度NDp (km/km2)、公 交干線線網(wǎng)密度μ p (km/km2)、軌道交通線網(wǎng)密度ο p (km/km2)、客運(yùn)場(chǎng)站的日客流量(人次/日)。
數(shù)據(jù)表通過“線路-站點(diǎn)編號(hào)”字段明確站點(diǎn)影響因子關(guān)系數(shù)據(jù)的從屬關(guān)系，以確 定不同線路的不同站點(diǎn)的影響因子關(guān)系數(shù)據(jù)。
步驟3 數(shù)據(jù)無量綱標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理
站點(diǎn)影響因子關(guān)系數(shù)據(jù)庫B中的各個(gè)指標(biāo)之間的單位和量級(jí)不同，必須通過無量 綱標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理消除不同的衡量單位和量級(jí)的影響，無量綱化后各變量的平均值為0，標(biāo)準(zhǔn) 差為1。標(biāo)準(zhǔn)化方法是目前多變量綜合分析中使用最多的一種方法，即每一變量值與其平均 值之差除以該變量的標(biāo)準(zhǔn)差。
步驟4 站點(diǎn)主成分D-特征指標(biāo)提取
PCA分析是設(shè)法將站點(diǎn)影響因子關(guān)系數(shù)據(jù)庫B中具有一定相關(guān)性的字段數(shù)據(jù)重新 組合成一組新的互相無關(guān)的綜合指標(biāo)來代替原來的指標(biāo)，將原來η個(gè)指標(biāo)作線性組合，作 為新的綜合指標(biāo)。
主成分D-特征指標(biāo)是通過PCA分析、采用SPSS運(yùn)行得到的新的站點(diǎn)影響因子綜 合指標(biāo)。主成分D-特征指標(biāo)Dl主要替代了居住用地面積比例、居住人口密度，集中反映居 住性質(zhì)對(duì)城市軌道交通站點(diǎn)的影響；主成分D-特征指標(biāo)D2主要替代了商業(yè)用地效能、就業(yè) 人口密度，集中反映就業(yè)性質(zhì)對(duì)城市軌道交通站點(diǎn)的影響；主成分D-特征指標(biāo)D3主要替代 了等效路網(wǎng)密度、軌道交通線網(wǎng)密度、公交干線線網(wǎng)密度，集中反映站點(diǎn)周邊交通線網(wǎng)的密 度特征對(duì)城市軌道交通站點(diǎn)的影響；主成分D-特征指標(biāo)D4主要替代了客運(yùn)場(chǎng)站日客流量、 公交換乘樞紐個(gè)數(shù)，集中反映站點(diǎn)周邊大型客流集散點(diǎn)對(duì)城市軌道交通站點(diǎn)的影響。
步驟5 城市軌道交通站點(diǎn)的聚類
聚類分析基于“物以類聚”的思想，以主成分D-特征指標(biāo)(Dl D4)作為聚類因 子進(jìn)行聚類，用來幫助城市軌道交通站點(diǎn)影響因子主成分D-特征指標(biāo)數(shù)據(jù)的分布、了解各 數(shù)據(jù)類的特征、確定數(shù)據(jù)類。
步驟6 分析結(jié)果并存儲(chǔ)站點(diǎn)分類
結(jié)合站點(diǎn)情況分析結(jié)果，一般情況下，可獲取分類結(jié)果字段構(gòu)成如下居住區(qū)站、 商業(yè)區(qū)站、綜合樞紐站、交通接駁站、一般站點(diǎn)。
與現(xiàn)有的站點(diǎn)分類技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明在統(tǒng)一框架的基礎(chǔ)上將采集的土地利用情況與綜合交通情況的數(shù)據(jù)處理 各環(huán)節(jié)有機(jī)集成，用戶可在一定的標(biāo)準(zhǔn)框架內(nèi)自行調(diào)整采集的初始變量?jī)?nèi)容，由SPSS語句 自動(dòng)提取得到站點(diǎn)的主成分D-特征指標(biāo)，并進(jìn)行聚類獲取數(shù)據(jù)類，克服了以往分析中定性籠統(tǒng)獲取分類、采集變量?jī)?nèi)容不全面、分析結(jié)果單一、自動(dòng)程度低下等缺陷，因而具有很強(qiáng) 的普適性，且其效率和質(zhì)量都有提高，可為城市軌道交通站點(diǎn)的一體化設(shè)計(jì)等城市軌道交 通的設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐。


圖1為面向一體化的城市軌道交通站點(diǎn)分類方法流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明的一種面向一體化的城市軌道交通站點(diǎn)分類方法實(shí)施包括如 下步驟
步驟1 采集原始數(shù)據(jù)，建立站點(diǎn)初始變量信息數(shù)據(jù)庫A
搜集軌道交通站點(diǎn)沿線用地控制規(guī)劃或城市用地控制規(guī)劃(規(guī)劃年)、城市綜合 交通規(guī)劃(規(guī)劃年)資料。以城市軌道交通站點(diǎn)為圓心，以站點(diǎn)吸引乘客的最大步行距離 IlOOm為半徑，劃定初始變量信息數(shù)據(jù)的采集區(qū)域，按用地的低強(qiáng)度開發(fā)、中強(qiáng)度開發(fā)和高 強(qiáng)度開發(fā)程度分成0 200m、200 500m、500 IlOOm三個(gè)圈層進(jìn)行測(cè)算。
在0 IlOOm的站點(diǎn)吸引區(qū)范圍內(nèi)，測(cè)量公交運(yùn)營(yíng)線路總長(zhǎng)度、軌道交通線路長(zhǎng) 度、公交換乘站點(diǎn)個(gè)數(shù)、各種類型用地面積之和、大中型客流集散點(diǎn)規(guī)劃年的日客流量；在 0 200m、200 500m、500 IlOOm三個(gè)圈層的站點(diǎn)吸引區(qū)范圍內(nèi)，分別測(cè)量不同用地類型 的地塊面積，包括居住用地、就業(yè)性質(zhì)用地(工業(yè)用地、商業(yè)用地、行政用地、文娛用地、醫(yī) 療用地、市政公用用地)，不包括道路、河流、湖泊、公共綠地等無人工作的用地。
基于Microsoft Excel建立站點(diǎn)初始變量信息數(shù)據(jù)表的以上字段，字段類型均為 整型，對(duì)應(yīng)不同城市軌道交通線路的不同站點(diǎn)，分別編號(hào)“*線路_*站點(diǎn)”，生成站點(diǎn)初始變 量信息數(shù)據(jù)庫A。
步驟2:參數(shù)配置(如表1、2和3)，指標(biāo)計(jì)算(如表4)，建立站點(diǎn)影響因子關(guān)系數(shù) 據(jù)庫B;
獲取站點(diǎn)初始變量信息數(shù)據(jù)庫A后，針對(duì)不同站點(diǎn)的城市位置及發(fā)展程度進(jìn)行判 斷，配置不同參數(shù)，進(jìn)行站點(diǎn)影響指標(biāo)的計(jì)算，生成站點(diǎn)影響因子關(guān)系數(shù)據(jù)庫B。
參數(shù)配置表包括以下字段建筑容積率R、商業(yè)用地效能系數(shù)ω、城市道路通行能 力折減系數(shù)K、人均居住建筑面積S1、人均就業(yè)建筑面積&，字段類型均為整型。
站點(diǎn)影響因子關(guān)系數(shù)據(jù)表包括以下字段居住用地面積比例艮(％ )、商業(yè)用地效 能艮(％ )、人口密度PDp (人/km2)、就業(yè)密度EDp (人/km2)、等效路網(wǎng)密度NDp (km/km2)、公 交干線線網(wǎng)密度μ p (km/km2)、軌道交通線網(wǎng)密度ο p (km/km2)、客運(yùn)場(chǎng)站的日客流量(人次 /日)。
表1基礎(chǔ)參數(shù)說明
權(quán)利要求
1.一種面向一體化設(shè)計(jì)的城市軌道交通站點(diǎn)分類方法，其特征是步驟包括1)采集原始數(shù)據(jù)，建立站點(diǎn)初始變量信息數(shù)據(jù)庫A獲取站點(diǎn)初始變量信息數(shù)據(jù)需要搜集的原始數(shù)據(jù)資料包括軌道交通站點(diǎn)沿線用地控 制規(guī)劃/城市用地控制規(guī)劃和城市綜合交通規(guī)劃；以城市軌道交通站點(diǎn)為圓心、以站點(diǎn)吸引乘客的最大步行距離為半徑，劃定初始變量 信息數(shù)據(jù)的采集區(qū)域；2)參數(shù)配置，指標(biāo)計(jì)算，建立站點(diǎn)的影響因子關(guān)系數(shù)據(jù)庫B；獲取站點(diǎn)初始變量信息數(shù)據(jù)庫A后，針對(duì)不同站點(diǎn)的城市位置及發(fā)展程度進(jìn)行判斷、 配置不同參數(shù)、進(jìn)行站點(diǎn)的影響因子的計(jì)算，最終生成站點(diǎn)影響因子關(guān)系數(shù)據(jù)庫B;3)數(shù)據(jù)無量綱標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理站點(diǎn)的影響因子關(guān)系數(shù)據(jù)庫B中的各個(gè)站點(diǎn)的影響因子之間的單位和量級(jí)不同，通過 無量綱標(biāo)準(zhǔn)化方法預(yù)處理消除不同的衡量單位和量級(jí)的影響；無量綱化后各變量的平均值 為0，標(biāo)準(zhǔn)差為1 ；4)站點(diǎn)主成分D-特征指標(biāo)提取主成分D-特征指標(biāo)是通過PCA分析、采用SPSS運(yùn)行得到的新的站點(diǎn)的影響因子綜合 指標(biāo)；5)城市軌道交通站點(diǎn)的聚類以主成分D-特征指標(biāo)作為聚類因子進(jìn)行聚類；6)分析結(jié)果并存儲(chǔ)站點(diǎn)分類結(jié)合站點(diǎn)情況分析結(jié)果，獲取分類結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向一體化設(shè)計(jì)的城市軌道交通站點(diǎn)分類方法，其特征是所 述步驟1)中，站點(diǎn)初始變量信息數(shù)據(jù)表的字段構(gòu)成如下居住用地的地塊面積、就業(yè)性質(zhì) 用地的地塊面積、路段的中心線長(zhǎng)度、公交運(yùn)營(yíng)線路總長(zhǎng)度、有公交服務(wù)的城市用地面積、 公交換乘樞紐個(gè)數(shù)、軌道交通線路長(zhǎng)度、有軌道交通服務(wù)的城市用地面積、客運(yùn)場(chǎng)站日客流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向一體化設(shè)計(jì)的城市軌道交通站點(diǎn)分類方法，其特征是所 述步驟1)中，站點(diǎn)初始變量信息數(shù)據(jù)表通過“線路-站點(diǎn)編號(hào)”字段明確初始變量信息的 從屬關(guān)系，以確定不同線路的不同站點(diǎn)的初始變量數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向一體化設(shè)計(jì)的城市軌道交通站點(diǎn)分類方法，其特征是所 述步驟2)中，數(shù)據(jù)庫B的參數(shù)字段構(gòu)成如下建筑容積率R、商業(yè)用地效能系數(shù)ω、城市道 路通行能力折減系數(shù)K、人均居住建筑面積S1、人均就業(yè)建筑面積& ；站點(diǎn)的影響因子關(guān)系數(shù)據(jù)表包括以下字段居住用地面積比例民、商業(yè)用地效能艮、人 口密度PDp、就業(yè)密度EDp、等效路網(wǎng)密度NDp、公交干線線網(wǎng)密度μ ρ、軌道交通線網(wǎng)密度ορ、 客運(yùn)場(chǎng)站的日客流量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的面向一體化設(shè)計(jì)的城市軌道交通站點(diǎn)分類方法，其特征是所 述步驟2、中，數(shù)據(jù)庫B的數(shù)據(jù)表通過“線路-站點(diǎn)編號(hào)”字段明確站點(diǎn)影響因子關(guān)系數(shù)據(jù) 的從屬關(guān)系，以確定不同線路的不同站點(diǎn)的影響因子關(guān)系數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向一體化設(shè)計(jì)的城市軌道交通站點(diǎn)分類方法，其特征是所 述步驟幻中，標(biāo)準(zhǔn)化方法是，每一變量值與其平均值之差除以該變量的標(biāo)準(zhǔn)差。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的面向一體化設(shè)計(jì)的城市軌道交通站點(diǎn)分類方法，其特征是所 述步驟4)中，主成分D-特征指標(biāo)Dl替代了居住用地面積比例、居住人口密度，集中反映居 住性質(zhì)對(duì)城市軌道交通站點(diǎn)的影響；主成分D-特征指標(biāo)D2主要替代了商業(yè)用地效能、就業(yè)人口密度，集中反映就業(yè)性質(zhì)對(duì) 城市軌道交通站點(diǎn)的影響；主成分D-特征指標(biāo)D3主要替代了等效路網(wǎng)密度、軌道交通線網(wǎng)密度、公交干線線網(wǎng)密 度，集中反映站點(diǎn)周邊交通線網(wǎng)的密度特征對(duì)城市軌道交通站點(diǎn)的影響；主成分D-特征指標(biāo)D4主要替代了客運(yùn)場(chǎng)站日客流量、公交換乘樞紐個(gè)數(shù)，集中反映站 點(diǎn)周邊大型客流集散點(diǎn)對(duì)城市軌道交通站點(diǎn)的影響。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的面向一體化設(shè)計(jì)的城市軌道交通站點(diǎn)分類方法，其特征是所 述步驟6)中，分類結(jié)果字段構(gòu)成是，居住區(qū)站、商業(yè)區(qū)站、綜合樞紐站、交通接駁站、一般站 點(diǎn)。
全文摘要
一種面向一體化設(shè)計(jì)的城市軌道交通站點(diǎn)分類方法，包括步驟(1)采集原始數(shù)據(jù)，建立站點(diǎn)初始變量信息數(shù)據(jù)庫A；(2)參數(shù)配置，指標(biāo)計(jì)算，生成站點(diǎn)影響因子關(guān)系數(shù)據(jù)庫B；(3)數(shù)據(jù)無量綱標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)處理；(4)主成分D-特征指標(biāo)提取；(5)城市軌道交通站點(diǎn)的聚類；(6)分析結(jié)果并存儲(chǔ)站點(diǎn)分類。采用本方法，用戶可在一定的標(biāo)準(zhǔn)框架內(nèi)自行調(diào)整采集的初始變量?jī)?nèi)容，由SPSS語句自動(dòng)提取得到站點(diǎn)的主成分D-特征指標(biāo)，并進(jìn)行聚類獲取數(shù)據(jù)類，克服了以往分析中定性籠統(tǒng)獲取分類、采集變量?jī)?nèi)容不全面、分析結(jié)果單一、自動(dòng)程度低下等缺陷，因而具有很強(qiáng)的普適性，且其效率和質(zhì)量都有提高，可為城市軌道交通站點(diǎn)的一體化設(shè)計(jì)等城市軌道交通的設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐。
文檔編號(hào)G06F17/30GK102033932SQ20101059436
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者周明保, 王占生, 陳麗君, 陳學(xué)武 申請(qǐng)人:東南大學(xué)