城市共享单车时空热点挖掘与接驳地铁站的均衡性分析

作     者：韩啸 

作者单位：昆明理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴学群

授予年度：2023年

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：共享单车 时空立方体 新兴热点 主题模型 时空均衡性 

摘      要：共享单车是一种低碳绿色、便捷的新型公共交通出行方式;一方面,为居民的短途出行提供了新的选择;另一方面,在居民接驳公共交通(地铁、公共汽车等)出行的“第一公里和“最后一公里的问题上提供了新的解决方式。然而,近几年国内共享单车发展迅速,共享单车在城市中存在投放量过多,导致车辆乱停乱放,进而影响城市市容市貌;车辆调度低效,降低居民的体验感等问题。因此,科学探究城市共享单车骑行时空分布特征以及共享单车用户不同出行目的的时空分布特征,可以更清楚地了解城市居民的出行行为和流动特征,为城市合理安排和优化调度共享单车提供可靠依据。本研究基于共享单车骑行全球定位系统(Global Positioning System,GPS)记录数据、兴趣点(Point of Interest,POI)数据。首先运用统计分析方法,对共享单车骑行时空特征进行深度挖掘;其次基于时空立方体模型与新兴时空热点分析等方法,对城市的共享单车骑行特征、时空特征与时空模式进行分析;最后基于城市POI数据集,引入一种隐含狄利克雷分布(Latent Dirichlet Allocation,LDA)主题模型和重力模型相结合的改进LDA模型的方法识别共享单车用户出行目的;最后以地铁站接驳为例,分析地铁站接驳共享单车的均衡性及影响范围,得到以下结论:(1)统计共享单车订单数量以及时间分布、用户骑行距离和用户骑行时间等,深圳市与上海市两座城市中在2000m内用户数量占比最高为87%;深圳市和上海市的共享单车用户骑行时间在20min内的用户数量约有82%左右,其中骑行时长为6-12min的占比最高(上海市为39.21%与38.46%,深圳市为43.16%与43.14%)。研究表明,共享单车在城市中为居民的短距离出行提供了便利,在骑行距离较近或骑行时间较短的出行中,城市居民更倾向于选择共享单车出行。(2)研究共享单车的骑行热点可以反映出城市中心结构,本文采用时空立方体模型和新兴时空热点分析方法探究城市热点区域的动态变化模式。深圳市共享单车热点区域集中在宝安区南部、南山区、福田区、罗湖区以及龙华区南部等地区,反映出深圳市的多中心城市结构;而上海市为1个主中心和4个副中心结构,因此上海市共享单车骑行热点集中在外滩、人民广场、南京路、淮海路、四川北路等一带。(3)本文引入了传统主题模型和重力模型相结合的方法识别共享单车用户的不同出行目的。研究发现,共享单车的出现主要服务于城市通勤人员和学生,解决其日常出行需求,并服务于城市公共交通系统,解决居民出行的“第一公里和“最后一公里问题。其中共享单车接驳城市地铁出行的方式为一种新的交通转换方式,因此,本研究以深圳市地铁站为例,探讨地铁站附近共享单车均衡性以及地铁站对共享单车用户的吸引程度。首先地铁站的盈余和亏损主要与住宅小区与工作地区有关,且主要集中表现在早、晚高峰时刻。其次在影响区域方面,中心城区综合土地利用程度较高地区,地铁站对接驳骑行的吸引区域较大;而在单一土地利用地区(住宅小区),接驳骑行更倾向于解决居民出行的“第一公里,表现为对到达地铁站的接驳骑行吸引区域较广。最后以深圳市福田地铁站为例,探究城市居民在不同的时间段内,共享单车用户到达与出发地铁站的影响区域。