顧及用戶特征的公共設施空間可達性分析方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種顧及用戶特征的公共設施空間可達性分析方法及裝置，本發明在移動搜索法空間可達性分析方法的基礎上，根據人們對同類公共設施的不同喜好（程度）和不同交通出行方式，將僅由空間位置約束的研究單元進一步劃分為不同特征的人群，進而對不同特征人群分別計算對公共設施的可達性值，有利于從更多的視角和更深的層次分析公共設施的空間可達性問題。在不同人群可達性的計算過程中，利用調查和統計的居民到達公園的出行時間計算和擬合出不同交通出行方式下公園的服務范圍或人群訪問公園的空間范圍，避免了經驗法確定空間范圍帶來的主觀性，從而獲得與現實情況更為接近的公共設施空間可達性評價，更加準確的描述公共設施空間分布的合理性。
【專利說明】
顧及用戶特征的公共設施空間可達性分析方法及裝置
技術領域
[0001] 本發明涉及測繪科學與技術，具體涉及一種空間可達性分析方法，特別涉及一種 顧及用戶特征的公共設施空間可達性分析方法。
【背景技術】
[0002] 公共設施的合理配置是社會公平的重要體現。公共設施的空間位置和分布，影響 著需求人群訪問這些公共設施的便利性和公平性。這種便利性可以借助空間可達性分析方 法進行分析。空間可達性分析方法包括：比例法、最短距離法、潛力法等方法。其中，以基于 潛力法的兩步移動搜索法最為常用，該方法不僅僅考慮需求人群和公共設施鄰近性，還將 人群和公共設施的交互關系引入進來，以需求人群周圍一定范圍內可用的公共設施的數 量，作為評價這些設施空間配置合理性的重要指標。這種方法是評價公共設施空間分布和 配置合理性的重要方法，被廣泛應用于醫療、教育及其他公共設施的等空間分配合理性評 價。評價的結果可以反映出公共設施的空間分布情況、過剩及缺少區域，為評估公共設施供 求情況、規劃公共設施發展計劃和公共設施選址等提供決策依據。
[0003] 兩步移動搜索法的實質是計算每個需求點（研究單元)在給定閾值范圍內的供需 比，計算一般分為兩步，以計算公園的可達性為例，數學模型如下：第一步，，第二步，，代 表公園j的提供服務的能力，如公園的面積;為研究單元k對給定公園j的需求，如以該研究 單元的總人口數表示;和分別表示研究單元k和研究單元i與公園j之間的交通距離(時間）， 為交通距離（時間）閾值，即公園的最大服務范圍或人們訪問公園的最遠距離。為公園服務 能力或人們訪問公園能力的距離衰減函數，數值范圍在〇~1，表明在最大閾值范圍內，隨著 研究單元與公共設施距離的增加，公共設施的服務能力或人群訪問公共設施的能力的下 降。
[0004] 計算過程如下：第一步計算結果。是公園j的面積與以j點為中心距離（時間）閾值 (d)為半徑內的所有研究單元總人數的比例。在考慮研究單元對公園j的需求時，認為隨交 通距離(時間）增大，需求將逐漸減小，因而在人口數上乘以一個0~1之間的小數，表示需求 的減小。這樣每個公園j都對應一個比值。第二步計算結果。是以研究單元i為中心，交通距 離(時間）閾值(d)半徑范圍內的所有公園的之和。考慮供應能力隨交通距離(時間）增大而 衰減情況下，方法同第一步，每個需要乘以一個衰減系數。即為研究單元i對公園的空間可 達性值，很顯然值越大，可達性越好。
[0005] 兩步移動搜索法在評價空間可達性上的應用較為成熟，其考慮到供給和需求兩個 方面的交互作用，計算方便，得到了廣泛的應用。但該方法在簡化運算的同時也引入與現實 不一致的誤差，包括：（1)將最小研究單元的人群的需求或特征等同化，認為他們對于某種 公共設施具有相同的需求偏好(程度），忽略了他們的差異性，采用一刀切的方式將最小研 究單元的人群作為一個整體對待，只能考察最小研究單元對公共設施的綜合可達性值，無 法描述研究單元中不同特征人群對公共設施的可達性情況，而對于從而了降低了分析結果 的分辨率和對現實情況的描述能力。（2)該方法對所有人群采用統一的交通方式，即假定所 有人訪問公共設施的空間范圍是相同的，而現實情況中交通方式往往多于一種，每種交通 方式克服空間阻隔的效力有所不同，這種忽略交通方式對服務閾值或訪問能力影響的做 法，降低了公共設施可達性結果的準確性。（3)該方法描述公共設施服務能力隨距離衰減所 使用的衰減函數及其參數，多數是根據經驗主觀判定，缺乏客觀數據的支持，從而導致結果 缺乏說服力。
[0006] 本發明的目的主要是克服以上三個問題，顧及人群對公共設施需求特征和交通出 行方式，利用調查和統計數據擬合公共設施服務范圍及衰減函數，提高空間可達性值的準 確性，使其計算結果能夠更好的貼近公共設施實際的供求情況，為公共設施的空間配置、規 劃和選址提供更加準確的決策依據。
【發明內容】
[0007] 針對現有技術的不足，本發明在移動搜索法空間可達性分析方法的基礎上，根據 人們對同類公共設施的不同喜好(程度)和不同交通出行方式，將僅由空間位置約束的研究 研究進一步劃分為不同特征的人群，進而對不同特征人群分別計算對公共設施的可達性 值，有利于從更多的視角和更深的層次分析公共設施的空間可達性問題。在不同人群可達 性的計算過程中，利用調查和統計的居民到達公園的出行時間計算和擬合出不同交通出行 方式下公園的服務范圍或人群訪問公園的空間范圍，避免了經驗法確定空間范圍帶來的主 觀性，從而獲得與現實情況更為接近的公共設施空間可達性評價，更加準確的描述公共設 施空間分布的合理性。
[0008] 本發明的具體技術方案如下：一種顧及用戶特征的公共設施空間可達性分析方 法，其方法包括如下步驟： (1)人口數據獲取： 1) 通過實地調查取樣，獲得研究區域實際訪問公共設施的人群的特征，以年齡分布情 況為例進行說明，如訪問公共設施的各個年齡段人口的分布頻率，利用聚類方法將訪問特 征相似的人群進行歸類； 2) 最小研究單元人口數據獲取，通過實地抽樣或查閱人口普查數據，獲取研究區域最 小研究單元各個年齡段人群的分布頻率，并以1)中的歸類為標準，計算每個最小研究單元 中不同年齡人群的比例； (2 )道路矢量化及交通速度估算： 1) 獲取道路矢量數據:矢量道路數據是計算需求點和供給點交通距離的基礎，采用柵 格數據矢量化或是從有關部門申請使用研究區域的道路矢量數據； 2) 估算平均交通速度:采用查閱文獻或是實地抽樣調查的方式估算不同交通方式的平 均交通速度； (3) 獲取公共設施的位置及屬性數據:獲取公共設施的空間位置數據，針對規劃或評估 的目的不同，選取適當指標作為公共設施評估的標準； (4) 交通方式的調查與統計： 1) 通過實地調查的方式，調查實際訪問公共設施人群的主要交通方式，并分類統計各 種交通方式所占的比例； 2) 通過人口普查或實地調查的方式，獲取各個人口普查單元中采用各種交通方式訪問 公共設施的頻率分布，在數據缺乏的情況下，可以使用上一步中獲取的交通方式比例替代 未知的各最小研究單元人群訪問公共設施的交通方式的比例； (5) 擬合時間衰減函數:通過抽樣調查不同交通出行方式人們訪問公共設施時花費在 住所至公共設施的時間，擬合出不同交通方式人們訪問公共設施的時間衰減規律； (6) 擬合距離衰減函數:根據訪問公共設施的時間衰減規律及不同交通方式的平均速 度，擬合出不同交通方式人們訪問公共設施的距離衰減函數； (7) 模型計算： 1) 計算出每個公共設施對周邊年齡段η以交通方式v出行的人群的供需比:對于每一個 公共設施夂求仏·/即計算公共設施j的服務能力(如面積)與距離小于交通方式ν的最大距離 閾值所有最小研究單元中年齡段η且采用交通方式v訪問公共設施的人群的總和的比例，考 慮到人群訪問能力隨距離的衰減，將人口總數乘以衰減函數，具體計算模型為 ：； 2) 計算每個研究單元中年齡段η以交通方式ν出行的人群對公共設施的可達性值:對于 每個研究單元i，搜索所有與其距離小于交通方式ν的最大距離閾值的公共設施j，對步驟1) 中計算的仏·/進行累加，得到研究單元i中年齡段η且采用交通方式ν的人群對公共設施的可 達性值Α·/，考慮到供公共設施能力隨距離的衰減，將仍/乘以衰減函數，具體計算模型為：； 3) 計算每個研究單元中年齡段η人群的可達性值:根據研究單元i中年齡段η交通方式ν 的人群比重，將步驟2)得到的兒/進行加權平均，得到研究單元i中年齡段η人群對公共設施 的可達性值尤^，具體計算模型為：； 4) 計算每個研究單元的綜合可達性值:根據研究單元i中年齡段η人群的比重，將步驟 3)得到的進行加權平均，得到研究單元i對公共設施的綜合可達性值兒·，具體計算模型 為：； (8) 可達性結果分析:對可達性結果進行分析，找出公共設施缺乏區域。
[0009] 所述的步驟(7)模型計算中，代表公共設施j的提供服務的能力，如公共設施的面 積，為研究單元k對給定公共設施的需求，如以街道為研究單元，則為街道k的總人口數，為 實際訪問公共設施人群中年齡段η人數占調查總人數的比例，是實際訪問公共設施人群年 齡段η中以交通方式ν出行的人群占年齡段η人群的比例；、是研究單元k中對應的年齡段η比 例和年齡段η中的交通方式ν比例;和分別表示研究單元k和研究單元i與公共設施j之間的 交通距離(時間），是交通方式ν的距離(時間）閾值（即在交通方式ν的前提下，公共設施的最 大服務范圍或人們訪問公共設施的最遠距離），是交通方式ν下，公共設施服務能力和人們 訪問公共設施能力的距離(時間)衰減函數，是公共設施j的服務能力（如面積)與以j為中心 以交通距離(時間）閾值(）為半徑內的研究單元中齡段η交通方式ν人群的總人數的比例，是 研究單元i中年齡段η交通方式ν人群的可達性，是研究單元i中年齡段η人群的可達性，r為 交通方式的種類數;為研究單元i對公共設施的綜合可達性，、的含義與、的含義類似，m為年 齡段數，最后通過計算不同年齡段所占的權重，計算i街道的綜合可達性。
[0010] -種顧及用戶特征的公共設施空間可達性分析裝置，包括:人口數據獲取模塊，用 于確定每個最小研究單元中不同年齡人群的比例； 道路矢量化及交通速度估算模塊，用于獲取道路矢量數據和估算平均交通速度； 公共設施的位置及屬性數據獲取模塊，用于獲取公共設施的空間位置數據，針對規劃 或評估的目的不同，選取適當指標作為公共設施評估的標準； 交通方式調查與統計模塊，用于統計各種交通方式所占的比例和利用該比例替代未知 的各最小研究單元人群訪問公共設施的交通方式的比例； 時間衰減函數擬合模塊，用于擬合出不同交通方式人們訪問公共設施的時間衰減規 律； 距離衰減函數擬合模塊：用于擬合出不同交通方式人們訪問公共設施的距離衰減函 數； 模型計算模塊，包括:供需比計算單元，用于計算出每個公共設施對周邊年齡段η以交 通方式ν出行的人群的供需比，具體計算模型為：，j對于每一個公共設施，求仏·/即計算公共 設施j的服務能力（如面積)與距離小于交通方式v的最大距離閾值所有最小研究單元中年 齡段η且采用交通方式Η方問公共設施的人群的總和的比例，考慮到人群訪問能力隨距離的 衰減，將人口總數乘以衰減函數;一級可達性值計算單元，用于計算每個研究單元中年齡段 η以交通方式ν出行的人群對公共設施的可達性值，具體計算模型為：，對于每個研究單元i， 搜索所有與其距離小于交通方式v的最大距離閾值的公共設施j，對步驟1)中計算的仍/進 行累加，得到研究單元i中年齡段η且采用交通方式ν的人群對公共設施的可達性值A·/，考 慮到供公共設施能力隨距離的衰減，將仍/乘以衰減函數;二級可達性值計算單元，用于計 算每個研究單元中年齡段η人群的可達性值，具體計算模型為：，根據研究單元i中年齡段η 交通方式ν的人群比重，將步驟2)得到的兒·/進行加權平均，得到研究單元i中年齡段η人群 對公共設施的可達性值尤^，具體計算模型為：；綜合可達性值計算單元，根據研究單元i中年 齡段η人群的比重，將二級可達性值計算單元得到的進行加權平均，得到研究單元i對公 共設施的綜合可達性值兒，具體計算模型為：； 結果分析模塊，用于對可達性結果進行分析，找出公共設施缺乏區域。
[0011]所述的道路矢量化及交通速度估算模塊包括： 道路矢量數據獲取單元，用于獲取研究區域的道路矢量數據； 平均交通速度估算單元，用于估算不同交通方式的平均交通速度。
[0012] 本發明具有如下的積極效果:首先，本發明對最小人口單元的人群根據訪問公共 設施的特征進行細分，將具有相同喜好的人群歸為一類，單獨計算公共設施對不同類人群 的空間可達性，根據各類人群的比例，采用加權平均的方法求取最小研究單元對公共設施 的綜合空間可達性;其次，將人群出行特征引入到兩步移動搜索計算過程，對采用不同交通 方式出行的人群，根據調查和統計的時間數據，擬合公共設施的服務范圍以及距離衰減函 數(人群訪問公共設施的范圍及衰減函數），從而更加準確的模擬人群實際訪問公共設施的 情形，提高計算結果的可靠性;本發明提高了空間可達性計算結果的分辨率，原來僅能計算 最小人研究元整體人群對公共設施的可達性，而本發明成果，分別計算最小研究單元中不 同類人群對公共設施的可達性，為公共設施的配置提供更加準確的需求分析;通過利用調 查和統計數據，擬合人群訪問公共設施的空間范圍以及衰減函數，使得計算結果更加貼近 實際情形，提高了計算結果的準確性。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發明方法流程圖。
[0014] 圖2為本發明實施例中主要街道分布情況。
[0015] 圖3為本發明實施例中人口分布特征圖。
[0016] 圖4為本發明實施例中道路數據矢量存儲圖。
[0017]圖5為本發明實施例中各個公園的中心、入口和面積數據圖。
[0018] 圖6為本發明實施例中步行交通方式時間直方圖。
[0019] 圖7為本發明實施例中步行時間擬合函數圖。
[0020] 圖8為本發明實施例中步行交通距離衰減擬合函數圖。
[0021]
【具體實施方式】： 如圖1所示，一種顧及用戶特征的公共設施空間可達性分析方法，其方法包括如下步 驟： (1)人口數據獲取： 1) 通過實地調查取樣，獲得研究區域實際訪問公共設施的人群的特征，以年齡分布情 況為例進行說明，如訪問公共設施的各個年齡段人口的分布頻率，利用聚類方法將訪問特 征相似的人群進行歸類； 2) 最小研究單元人口數據獲取，通過實地抽樣或查閱人口普查數據，獲取研究區域最 小研究單元各個年齡段人群的分布頻率，并以1)中的歸類為標準，計算每個最小研究單元 中不同年齡人群的比例； (2 )道路矢量化及交通速度估算： 1) 獲取道路矢量數據:矢量道路數據是計算需求點和供給點交通距離的基礎，采用柵 格數據矢量化或是從有關部門申請使用研究區域的道路矢量數據； 2) 估算平均交通速度:采用查閱文獻或是實地抽樣調查的方式估算不同交通方式的平 均交通速度； (3) 獲取公共設施的位置及屬性數據:獲取公共設施的空間位置數據，針對規劃或評估 的目的不同，選取適當指標作為公共設施評估的標準； (4) 交通方式的調查與統計： 1) 通過實地調查的方式，調查實際訪問公共設施人群的主要交通方式，并分類統計各 種交通方式所占的比例； 2) 通過人口普查或實地調查的方式，獲取各個人口普查單元中采用各種交通方式訪問 公共設施的頻率分布，在數據缺乏的情況下，可以使用上一步中獲取的交通方式比例替代 未知的各最小研究單元人群訪問公共設施的交通方式的比例； (5) 擬合時間衰減函數:通過抽樣調查不同交通出行方式人們訪問公共設施時花費在 住所至公共設施的時間，擬合出不同交通方式人們訪問公共設施的時間衰減規律； (6) 擬合距離衰減函數:根據訪問公共設施的時間衰減規律及不同交通方式的平均速 度，擬合出不同交通方式人們訪問公共設施的距離衰減函數； (7) 模型計算： 1) 計算出每個公共設施對周邊年齡段η以交通方式v出行的人群的供需比:對于每一個 公共設施夂求仏·/即計算公共設施j的服務能力(如面積)與距離小于交通方式ν的最大距離 閾值所有最小研究單元中年齡段η且采用交通方式v訪問公共設施的人群的總和的比例，考 慮到人群訪問能力隨距離的衰減，將人口總數乘以衰減函數，具體計算模型為 ：； 2) 計算每個研究單元中年齡段η以交通方式ν出行的人群對公共設施的可達性值:對于 每個研究單元i，搜索所有與其距離小于交通方式v的最大距離閾值的公共設施j，對步驟1) 中計算的仏·/進行累加，得到研究單元i中年齡段η且采用交通方式v的人群對公共設施的可 達性值Α·/，考慮到供公共設施能力隨距離的衰減，將仍/乘以衰減函數，具體計算模型為：； 3) 計算每個研究單元中年齡段η人群的可達性值:根據研究單元i中年齡段η交通方式ν 的人群比重，將步驟2)得到的兒/進行加權平均，得到研究單元i中年齡段η人群對公共設施 的可達性值尤^，具體計算模型為：； 4) 計算每個研究單元的綜合可達性值:根據研究單元i中年齡段η人群的比重，將步驟 3)得到的進行加權平均，得到研究單元i對公共設施的綜合可達性值兒·，具體計算模型 為：； (8)可達性結果分析:對可達性結果進行分析，找出公共設施缺乏區域。
[0022] 所述的步驟(7)模型計算中，代表公共設施j的提供服務的能力，如公共設施的面 積，為研究單元k對給定公共設施的需求，如以街道為研究單元，則為街道k的總人口數，為 實際訪問公共設施人群中年齡段η人數占調查總人數的比例，是實際訪問公共設施人群年 齡段η中以交通方式ν出行的人群占年齡段η人群的比例；、是研究單元k中對應的年齡段η比 例和年齡段η中的交通方式ν比例;和分別表示研究單元k和研究單元i與公共設施j之間的 交通距離(時間），是交通方式ν的距離(時間）閾值（即在交通方式ν的前提下，公共設施的最 大服務范圍或人們訪問公共設施的最遠距離），是交通方式ν下，公共設施服務能力和人們 訪問公共設施能力的距離(時間)衰減函數，是公共設施j的服務能力（如面積)與以j為中心 以交通距離(時間）閾值(）為半徑內的研究單元中齡段η交通方式ν人群的總人數的比例，是 研究單元i中年齡段η交通方式ν人群的可達性，是研究單元i中年齡段η人群的可達性，r為 交通方式的種類數;為研究單元i對公共設施的綜合可達性，、的含義與、的含義類似，m為年 齡段數，最后通過計算不同年齡段所占的權重，計算i街道的綜合可達性。
[0023] -種顧及用戶特征的公共設施空間可達性分析裝置，包括:人口數據獲取模塊，用 于確定每個最小研究單元中不同年齡人群的比例； 道路矢量化及交通速度估算模塊，用于獲取道路矢量數據和估算平均交通速度； 公共設施的位置及屬性數據獲取模塊，用于獲取公共設施的空間位置數據，針對規劃 或評估的目的不同，選取適當指標作為公共設施評估的標準； 交通方式調查與統計模塊，用于統計各種交通方式所占的比例和利用該比例替代未知 的各最小研究單元人群訪問公共設施的交通方式的比例； 時間衰減函數擬合模塊，用于擬合出不同交通方式人們訪問公共設施的時間衰減規 律； 距離衰減函數擬合模塊：用于擬合出不同交通方式人們訪問公共設施的距離衰減函 數； 模型計算模塊，包括:供需比計算單元，用于計算出每個公共設施對周邊年齡段η以交 通方式ν出行的人群的供需比，具體計算模型為：，j對于每一個公共設施，求仏·/即計算公共 設施j的服務能力（如面積)與距離小于交通方式ν的最大距離閾值所有最小研究單元中年 齡段η且采用交通方式Η方問公共設施的人群的總和的比例，考慮到人群訪問能力隨距離的 衰減，將人口總數乘以衰減函數;一級可達性值計算單元，用于計算每個研究單元中年齡段 η以交通方式ν出行的人群對公共設施的可達性值，具體計算模型為：，對于每個研究單元i， 搜索所有與其距離小于交通方式V的最大距離閾值的公共設施j，對步驟1)中計算的仍/進 行累加，得到研究單元i中年齡段η且采用交通方式V的人群對公共設施的可達性值A·/，考 慮到供公共設施能力隨距離的衰減，將仍/乘以衰減函數;二級可達性值計算單元，用于計 算每個研究單元中年齡段η人群的可達性值，具體計算模型為：，根據研究單元i中年齡段η 交通方式ν的人群比重，將步驟2)得到的兒·/進行加權平均，得到研究單元i中年齡段η人群 對公共設施的可達性值尤^，具體計算模型為：；綜合可達性值計算單元，根據研究單元i中年 齡段η人群的比重，將二級可達性值計算單元得到的進行加權平均，得到研究單元i對公 共設施的綜合可達性值兒，具體計算模型為：； 結果分析模塊，用于對可達性結果進行分析，找出公共設施缺乏區域。
[0024] 所述的道路矢量化及交通速度估算模塊包括： 道路矢量數據獲取單元，用于獲取研究區域的道路矢量數據； 平均交通速度估算單元，用于估算不同交通方式的平均交通速度。
[0025] 實施例：以焦作市公園可達性計算為例： 1、研究區概況:本研究以焦作市中心區域為研究范圍，面積約80 km2,包括解放區、中 站區、馬村區、山陽區4個行政區。研究區域人口約77.99萬，公園綠地的總面積有659.1265 公頃。市民日常出行方式有步行、自行車、電動車和私家車等方式，公共巴士以公共交通車 為主。
[0026] 2、數據獲取： (1)人口數據:1)人口數據:本實例，以街道作為最小人口單元，以人口普查數據作為基 礎，統計各個街道的人口數據。同時，本實例將各個街道的街道辦所在地作為街道中心位 置，記錄其位置信息，如圖2所示。2)訪問公園的人口數據:本實例，以網上和實地調查問卷 形式，統計實際訪問焦作市各大公園的人口數據，人口分布特征如圖3。根據人口分布的情 況不同，本文將人□按照年齡分為:0-24歲、25-44歲、45-59歲、60歲以上四個年齡人群。 [0027] (2)道路數據:本實例，以焦作市區基本道路數據作為計算兩地交通距離的基礎數 據，該道路數據以矢量形式存儲如圖4,可以計算道路網上任意兩點之間的沿著道路的最短 距離。
[0028] (3)交通數據：以調查、統計方式，分別獲取各種交通出行方式人口的比例。經過調 查，焦作市市民到達公園綠地主要采用公共汽車、私家車、自行車、步行等方式。根據實際訪 問公園人口的調查統計，訪問公園的人群中各年齡階段的各交通方式的出行比例，如下表 1〇
[0029]表1訪問公園人群交通方式調查匯總表
(4)公園數據:本實例，利用焦作市旅游地圖、土地現狀圖等為基礎，利用GIS技術獲取 各個公園的中心、入口和面積數據，如圖5。該數據需要與（1)的人口數據和(2)的道路數據 采用相同的投影坐標系，以便利用道路計算公園與街道中心的距離。
[0030] (5)時間衰減函數:本實例，通過調查問卷的形式，統計了各種交通出行方式人群 從居住地到達公園的時間數據，并對時間規律利用函數進行模擬。以步行交通方式為例，采 用步行方式到達公園人口的統計數據如圖6所示，其中高柱直方圖是隨著時間增加實際訪 問公園人數的衰減情況。經過比較多種函數，最終擬合結果如圖7所示。
[0031] (6)交通距離衰減函數:根據統計的步行平均速度，結合上述的時間擬合函數，得 到交通距離衰減函數，如圖8所示，其他交通方式的距離衰減函數計算同步行交通方式。
[0032] (7)計算結果利用本案的方法計算得出了各個街道的可達性，計算結果包括街道 中4個年齡段以及街道的總可達性。結果見表2。
[0033] 表2各街道的可達性值
從各個年齡段可達性的平均值來看，60歲以上的可達性最好，遠遠高于其他三個年齡 段，平均的可達性值為25.5321，這個年齡段的人群多數已經退休，它們愿意花更多的時間 用于休閑和段煉身體。在公園使用情況的實地調查中，這個年齡段的人群對于公園的使用 人數最多、需求最大，占到調查人口的31%，而該年齡段的實際人口僅占研究區域總人口的 11%，從而算的該年齡段人群可達性最好。同時，可以看出該年齡段數據的標準差為 17.94518，最大值為71.5065，最小值僅為3.4277，說明數據存在較大的離散性，區域間的差 異性較大。25-44年齡段可達性最差，平均的可達性值5.2985;實際人口居第二的他們，是訪 問公園中比例最少的，他們是工作單位和家庭的主力軍，他們更多的時間花費在工作上。這 可能是導致該人群對公園可達性差的主要原因。45-59年齡段可達性位居第二，與綜合可達 性水平差不多，但與60以上年齡段的差距仍然很大，該年齡段的人均孩子基本已經成年，事 業也基本穩定，同時開始注重身體的健康，逐步開始利用公園進行休閑和身體鍛煉。0-24歲 年齡段的人群的可達性位于第三名，從圖中可以看出15-24歲的是他們的主要人群，這些人 多處在學生階段，游玩是他們來公園的主要目的。
[0034] 可見，對公園的需求基本是隨著年齡增加而增加了，除了25-44這個特殊的人群。 這一分析結果和實際情況也相吻合，日常使用公園的以年齡大的老年人居多。
[0035] 從區域性來看，說明焦作市中心城區公園綠地可達性區域分布不均衡。解放區的 公園綠地可達性較最好，可達性值為11.7229,山陽區和中站區次之，馬村區的可達性值遠 遠小于其他三個區，可達性值僅為2.3141。
【主權項】
1. 一種顧及用戶特征的公共設施空間可達性分析方法，其特征在于，其方法包括如下 步驟： (1)人口數據獲取： 1) 通過實地調查取樣，獲得研究區域實際訪問公共設施的人群的特征，以年齡分布情 況為例進行說明，如訪問公共設施的各個年齡段人口的分布頻率，利用聚類方法將訪問特 征相似的人群進行歸類； 2) 最小研究單元人口數據獲取，通過實地抽樣或查閱人口普查數據，獲取研究區域最 小研究單元各個年齡段人群的分布頻率，并以1)中的歸類為標準，計算每個最小研究單元 中不同年齡人群的比例； (2 )道路矢量化及交通速度估算： 1) 獲取道路矢量數據:矢量道路數據是計算需求點和供給點交通距離的基礎，采用柵 格數據矢量化或是從有關部門申請使用研究區域的道路矢量數據； 2) 估算平均交通速度:采用查閱文獻或是實地抽樣調查的方式估算不同交通方式的平 均交通速度； (3) 獲取公共設施的位置及屬性數據:獲取公共設施的空間位置數據，針對規劃或評估 的目的不同，選取適當指標作為公共設施評估的標準； (4) 交通方式的調查與統計： 1) 通過實地調查的方式，調查實際訪問公共設施人群的主要交通方式，并分類統計各 種交通方式所占的比例； 2) 通過人口普查或實地調查的方式，獲取各個人口普查單元中采用各種交通方式訪問 公共設施的頻率分布，在數據缺乏的情況下，可以使用上一步中獲取的交通方式比例替代 未知的各最小研究單元人群訪問公共設施的交通方式的比例； (5) 擬合時間衰減函數:通過抽樣調查不同交通出行方式人們訪問公共設施時花費在 住所至公共設施的時間，擬合出不同交通方式人們訪問公共設施的時間衰減規律； (6) 擬合距離衰減函數:根據訪問公共設施的時間衰減規律及不同交通方式的平均速 度，擬合出不同交通方式人們訪問公共設施的距離衰減函數； (7) 模型計算： 1) 計算出每個公共設施對周邊年齡段η以交通方式v出行的人群的供需比:對于每一個 公共設施夂求仏·/即計算公共設施j的服務能力(如面積)與距離小于交通方式ν的最大距離 閾值所有最小研究單元中年齡段η且采用交通方式v訪問公共設施的人群的總和的比例，考 慮到人群訪問能力隨距離的衰減，將人口總數乘以衰減函數，具體計算模型為 ：； 2) 計算每個研究單元中年齡段η以交通方式ν出行的人群對公共設施的可達性值:對于 每個研究單元i，搜索所有與其距離小于交通方式ν的最大距離閾值的公共設施j，對步驟1) 中計算的仏·/進行累加，得到研究單元i中年齡段η且采用交通方式ν的人群對公共設施的可 達性值Α·/，考慮到供公共設施能力隨距離的衰減，將仍/乘以衰減函數，具體計算模型為：； 3) 計算每個研究單元中年齡段η人群的可達性值:根據研究單元i中年齡段η交通方式ν 的人群比重，將步驟2)得到的兒/進行加權平均，得到研究單元i中年齡段η人群對公共設施 的可達性值尤^，具體計算模型為：； 4) 計算每個研究單元的綜合可達性值:根據研究單元i中年齡段η人群的比重，將步驟 3)得到的進行加權平均，得到研究單元i對公共設施的綜合可達性值兒·，具體計算模型 為：； (8)可達性結果分析:對可達性結果進行分析，找出公共設施缺乏區域。2. 根據權利要求1所述的顧及用戶特征的公共設施空間可達性分析方法，其特征在于： 所述的步驟(7)模型計算中，代表公共設施j的提供服務的能力，如公共設施的面積，為研究 單元k對給定公共設施的需求，如以街道為研究單元，則為街道k的總人口數，為實際訪問公 共設施人群中年齡段η人數占調查總人數的比例，是實際訪問公共設施人群年齡段η中以交 通方式ν出行的人群占年齡段η人群的比例；、是研究單元k中對應的年齡段η比例和年齡段η 中的交通方式^比例；和分別表示研究單元k和研究單元i與公共設施j之間的交通距離(時 間），是交通方式v的距離(時間）閾值（即在交通方式v的前提下，公共設施的最大服務范圍 或人們訪問公共設施的最遠距離），是交通方式v下，公共設施服務能力和人們訪問公共設 施能力的距離(時間）衰減函數，是公共設施j的服務能力(如面積)與以j為中心以交通距離 (時間）閾值（）為半徑內的研究單元中齡段η交通方式v人群的總人數的比例，是研究單元i 中年齡段η交通方式v人群的可達性，是研究單元i中年齡段η人群的可達性，r為交通方式的 種類數;為研究單元i對公共設施的綜合可達性，、的含義與、的含義類似，m為年齡段數，最 后通過計算不同年齡段所占的權重，計算i街道的綜合可達性。3. -種顧及用戶特征的公共設施空間可達性分析裝置，其特征在于，包括:人口數據獲 取模塊，用于確定每個最小研究單元中不同年齡人群的比例； 道路矢量化及交通速度估算模塊，用于獲取道路矢量數據和估算平均交通速度； 公共設施的位置及屬性數據獲取模塊，用于獲取公共設施的空間位置數據，針對規劃 或評估的目的不同，選取適當指標作為公共設施評估的標準； 交通方式調查與統計模塊，用于統計各種交通方式所占的比例和利用該比例替代未知 的各最小研究單元人群訪問公共設施的交通方式的比例； 時間衰減函數擬合模塊，用于擬合出不同交通方式人們訪問公共設施的時間衰減規 律； 距離衰減函數擬合模塊：用于擬合出不同交通方式人們訪問公共設施的距離衰減函 數； 模型計算模塊，包括:供需比計算單元，用于計算出每個公共設施對周邊年齡段η以交 通方式ν出行的人群的供需比，具體計算模型為：，j對于每一個公共設施，求仏·/即計算公共 設施j的服務能力（如面積)與距離小于交通方式v的最大距離閾值所有最小研究單元中年 齡段η且采用交通方式Η方問公共設施的人群的總和的比例，考慮到人群訪問能力隨距離的 衰減，將人口總數乘以衰減函數;一級可達性值計算單元，用于計算每個研究單元中年齡段 η以交通方式ν出行的人群對公共設施的可達性值，具體計算模型為：，對于每個研究單元i， 搜索所有與其距離小于交通方式v的最大距離閾值的公共設施j，對步驟1)中計算的仍/進 行累加，得到研究單元i中年齡段η且采用交通方式ν的人群對公共設施的可達性值A·/，考 慮到供公共設施能力隨距離的衰減，將仍/乘以衰減函數;二級可達性值計算單元，用于計 算每個研究單元中年齡段η人群的可達性值，具體計算模型為：，根據研究單元i中年齡段η 交通方式ν的人群比重，將步驟2)得到的兒·/進行加權平均，得到研究單元i中年齡段η人群 對公共設施的可達性值尤^，具體計算模型為：；綜合可達性值計算單元，根據研究單元i中年 齡段η人群的比重，將二級可達性值計算單元得到的進行加權平均，得到研究單元i對公 共設施的綜合可達性值兒，具體計算模型為：； 結果分析模塊，用于對可達性結果進行分析，找出公共設施缺乏區域。4.根據權利要求3所述的顧及用戶特征的公共設施空間可達性分析裝置，其特征在于： 所述的道路矢量化及交通速度估算模塊包括： 道路矢量數據獲取單元，用于獲取研究區域的道路矢量數據； 平均交通速度估算單元，用于估算不同交通方式的平均交通速度。
【文檔編號】G06Q50/26GK106097222SQ201610406705
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月12日
【發明人】程鋼, 楊杰, 盧小平, 于吉濤, 李雅麗, 曾憲鍇, 朱騰
【申請人】河南理工大學