基于出行成本的深圳市高铁站可达性分析

基于出行成本的深圳市高铁站可达性分析

胡帅

广东省城乡规划设计研究院有限责任公司

摘要：高铁对城市发展的具有重要影响，高铁站可达性是衡量城市交通服务水平的重要指标。本文基于GIS 技术与网络分析模型，应用加权时间作为出行成本，综合考虑人口因素，探究了深圳市现有四个高铁站在出行成本影响下的可达性。结果表明：（1）深圳市域任意位置点到高铁站所需平均时间为30分钟左右，深圳高铁站整体可达性良好。（2）深圳高铁站服务水平排序：深圳北站> 福田站>光明城站>深圳坪山站。最后基于研究结果对高铁站可达性研究进行了展望。

关键词：可达性、出行成本、高铁站、深圳

伴随着“四纵四横”客运专线建设的全面展开，中国已经步入高铁时代。高铁线路形成以中心城市为节点的生产要素快速流动网络，深圳作为粤港澳大湾区的港口物流中心，高铁站可达性直接关系到粤港澳大湾区的交通服务水平。开展高铁站可达性研究，有利于提高铁路枢纽客流分配效率，提高旅客满意度，还可为新建高铁站选址提供参考。

1. 深圳高铁站及交通路网概况

深圳当前有四个高铁站：深圳北站、福田站、深圳坪山站、光明城站。其中深圳北站位于龙华区，站台规模为11台20线，特等站，是深圳铁路“四主五辅”客运格局的核心车站。福田站位于福田区，站台规模为4台8线，一等站，建设条件受城市制约，采用了全地下建设的模式[i]。深圳坪山站位于坪山区，位置较为偏远，站台规模为4台8线，二级B站。光明城站位于宝安区，站台规模为2台3线，三等站，是广深港客运专线进入深圳第一站。

深圳市主干路呈网状布局模式，未来将形成“十横十三纵”主干路网框架。根据最新《中国主要城市道路网密度监测报告》深圳路网密度达到了全国最高的9.7KM/KM2，城市中心区道路最为密集，东部路网较为稀疏。根据深圳市交通运输委员会发布的实时交通运行指数，路网在白天多处于基本通畅和缓行的状态，只是在下班高峰期城市中心区会出现轻微拥堵，全市平均车速一般维持在30KM/H左右。

2. 主要数据来源

OSM提供的2017年深圳路网数据，以及百度地图爬取的深圳高铁站POI数据。

3. 研究方法及技术流程

本文综合了Geertman平均时间加权方法和Allen基于最小阻抗的可达性分析方法，将所有起始点到所有目的地的平均最小抗阻的均值作为可达性的评价指标。

Geertman平均时间加权方法是传统重力势能模型的简化，该模型表示：实际中心点i出发到j的出行量与j到中心点i的吸引力成正比，与距离衰减成反比。依据该模型，可以计算出各个出行点到目的地的出行势能Kij，进而得到出行概率Pij，具体算法如下：

Kij =  mj  /  dija                                                Pij  = Kij   /  ΣjKij

式中，mj代表吸引力点j的规模值，a代表衰减系数，dij代表起始点i出发到吸引点j的距离。本次规模值mj采用高铁站台数量（站台数量是衡量高铁规模的重要指标），a取的是先验值1。由于每个起始点的目的地都有4种可能（有4个高铁站），因此从起始点i去其中某个高铁站1的出行概率Pi1为此点去该高铁站的出行势能Ki1与此点到4个高铁站的出行势能总和的商（Pi1= Ki1/(Ki1+ Ki2+ Ki3+ Ki4））。

模型采用最小出行时间作为阻抗，将市域所有路口作为起始点，利用GIS平台中O-D成本矩阵计算各个路口到各个高铁站的最短交通距离L，取平均行车速度V为30KM/H，得到最短交通时间T。再取最短交通时间T与出行概率P的乘积得到该路口到高铁站的平均加权时间（T均=T1*P1+T2*P2+T3*P3+T4*P4）。最终市域n个点平均加权时间T均的均值为市域内的点到高铁站的平均出行时间T可达性，即为可达性（T可达性=T均 / n）。

4. 结果评价分析
   1. 深圳市高铁站可达性分析

图1 深圳市高铁站可达性模拟图

结果显示深圳市域任意位置点到高铁站所需平均时间为31.91分钟， 30Min车行可达范围圈覆盖面积达到市域面积的33.2%，60Min车行可达范围圈覆盖面积达到市域面积的82.7%，对于近2000平方公里的一线城市来说，整体高铁站可达性非常优秀。

4.2.深圳市四个高铁站可达性比较分析          

通过计算时段服务覆盖面积，可纵向比较各个高铁站的服务水平，越小时段覆盖面积越大，代表高铁站服务水平越好。10分钟可达范围圈内，四个高铁站覆盖的面积都相差不大； 30分钟可达范围圈内，深圳北站覆盖面积最大，光明站次之，福田站由于南部临近香港排名第三，深圳坪山站最小； 60分钟可达范围圈内，深圳北站覆盖面积最大，福田站次之，光明城站第三，深圳坪山站最小。90分钟及以上可达范围圈，由于超出一般乘客就近乘车原则，可参考价值较小。

图2  深圳市高铁站各时间段可达范围覆盖面积比较图

从市域任意位置点到各个高铁站的平均时间来看，到达深圳北站只需36.7分钟，福田站为37.29分钟，光明城站为50.32分钟，深圳坪山站位置最偏，用时最长，为82.29分钟。

从人口来看，高铁站周围的人口热度越高，说明此区域潜在服务人群数量更多。根据百度热力图热度范围进行比较，福田站、深圳北站周围人口热度较高，而光明城站和深圳坪山站周围人口热度较低。

因此综合高铁站服务覆盖面积、平均到站时间、人口三方面因素的考虑，深圳高铁站服务水平排序：深圳北站> 福田站>光明城站>深圳坪山站。

5. 总结与讨论

本文基于GIS平台的O-D成本矩阵等分析工具，应用加权时间作为出行成本，综合考虑人口因素，分析了深圳市高铁站可达性。研究结果表明深圳市域任意位置点到高铁站所需平均时间为30分钟左右，整体高铁站可达性良好；深圳高铁站服务水平排序：深圳北站> 福田站>光明城站>深圳坪山站。但此方法仍然存在诸多不足：

（1）由于OSM路网数据道路等级分类混乱，本文将所有路网车行速度都按照30KM/H处理，未考虑不同路网等级的车速不同，城市路网单行、障碍、转弯、红绿灯等实际情况，也未考虑地铁等大运量出行时间固定的交通工具。

（2）本次试验过程成本因素比较单一，且未将人口因素量化到研究结果，可达性与出行经济成本、交通换乘等因素也有关。

（3）路网可达性具有明显的时效性，不同时段、不同日期的路网可达性可能有较大差异，若要取得更精确的结果，需要综合更长时间的数据进行考虑。

最后，希望可达性领域研究更够综合地考虑经济、人口、道路实况、不同时间等多重因素，以得到更加客观评价结果。

参考文献

[1]宗传苓,谭国威,张晓春.基于城市发展战略的深圳高铁枢纽规划研究——以深圳北站和福田站为例[J].规划师,2011,27(10):23-29.