CN115130868A - 基于手机信令的城市土地利用与交通一体化互动反馈模型 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于手机信令的城市土地利用与交通一体化互动反馈模型。该基于手机信令的城市土地利用与交通一体化互动反馈模型，包括以下步骤：1)预测城市人口：手机公司可以通过手机基站对手机用户手机卡发出的信号位置进行检测，然后通过手机基站检测手机信令在这个城市出现的数量，即可统计在该城市出现超过6个月的手机信令的手机卡的数量，由于大部分居民都拥有装有手机卡的手机。该基于手机信令的城市土地利用与交通一体化互动反馈模型，可以通过调查、统计和计算来调整土地利用指标与城市交通规划的关系，解决了城市交通拥堵等一系列城市问题，为中小型城市下一步的土地利用规划和综合交通规划工作提供了依据和建议。
Description
技术领域
本发明涉及城市规划技术领域，具体为基于手机信令的城市土地利用与交通一体化互动反馈模型。
背景技术
"城市规划"是规范城市发展建设，研究城市的未来发展、城市的合理布局和综合安排城市各项工程建设的综合部署，是一定时期内城市发展的蓝图，是城市管理的重要组成部分，是城市建设和管理的依据，也是城市规划、城市建设、城市运行三个阶段中的前提。
由于中国土地利用规划和城市综合交通规划的编制来源于不同的行政机关，因此城市规划编撰的过程中，土地利用指标与城市交通规划相互依存的关系发生了割裂，导致城市交通拥堵等一系列城市问题，这些问题对中小型城市表现最为明显，需要进行改进。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了基于手机信令的城市土地利用与交通一体化互动反馈模型，具备为中小型城市下一步的土地利用规划和综合交通规划工作提供了依据和建议等优点，解决了中国土地利用规划和城市综合交通规划的编制来源于不同的行政机关，因此城市规划编撰的过程中，土地利用指标与城市交通规划相互依存的关系发生了割裂，导致城市交通拥堵等一系列城市问题，这些问题对中小型城市表现最为明显的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于手机信令的城市土地利用与交通一体化互动反馈模型，包括以下步骤：
1)预测城市人口：手机公司可以通过手机基站对手机用户手机卡发出的信号位置进行检测，然后通过手机基站检测手机信令在这个城市出现的数量，即可统计在该城市出现超过6个月的手机信令的手机卡的数量，由于大部分居民都拥有装有手机卡的手机，因此根据生成的手机信令数据在居住区的数据量，通过样本扩样获得城市总的居民数量N；
2)抽样调查，通过对部分社区居民的出行方式进行抽样调查，统计小区居民在工作日高峰小时的乘坐小汽车出行的出行比例p％，以及小汽车的平均载客系数m；
3)计算小汽车出行需求量：通过将步骤1)中城市总预测人口N×居民乘坐小汽车出行比例p％/小汽车的平均载客系数m，得出该城市工作日高峰小时的小汽车出行需求量；
4)计算总公交车流量：由于城市公交车线路和发车间隔是固定的，通过该城市公交车线路和发车时间间隔，得出该城市工作日高峰小时内的总公交车流量＝公交车线路数量×(1h/公交车的平均发车间隔时间)；
5)归一化处理交通流量：由于单个公交车与小汽车的道路资源占有量的平均比值为1.5:1，因此将总公交车流量按照1:1.5比例换算成小汽车流量，并将转化后的流量与步骤3)中算出的小汽车交通出行需求量进行相加算出城市高峰小时内总的交通需求量X(辆小汽车/小时)，因此可以算出该城市的高峰小时内人均机动车交通需求系数q＝X/N；
6)计算交通承载力：通过各级道路的高峰小时交通通勤能力和城市现有的各级别城市道路的数量计算出城市在高峰小时的总交通通勤能力也就是总的交通承载力(标准车/小时)，如公式所示：
其中，Y为城市高峰小时内总交通承载力，gi为第i类道路的道路通行能力，hi为第i类道路的车道数；
7)计算道路交通饱和度：计算道路交通饱和度VOC＝V/C，其中，V就是该城市的交通需求量，就是在步骤5)中通过手机信令数据测算出来的城市总的交通需求量，C代表交通供应量，就是在步骤6)中算出来的城市道路的道路交通总的承载力；
8)评估标准：评估该城市路网是否拥堵，当1≤VOC＜1.5时，城市开发强度较高，交通条件较拥堵，当VOC≥1.5，城市开发强度过高，交通非常拥堵；
9)提出停止优化方案建议：根据步骤8)，当算出该城市VOC<1时，系统输出“停止优化方案”建议；
10)提出优化居住区土地用地指标建议：根据步骤8)，当VOC≥1时，该城市内交通比较拥堵，这个时候有两种缓解交通拥堵的方式，第一种是降低该城市内的开发强度，也就是居住区的容积率强度，第二种是优化该城市的交通路网，提升路网的整体交通承载力，由于路网的优化和建设成本较高，因此，该系统模型优先输出“优化居住区土地用地指标”反馈建议；
11)确定阈值：为了保证未来城市中不会出现住房短缺的现象，系统模型反馈降低后的城市居住区总容积率不能低于某一阈值，该阈值＝统计的通过手机信令检测出来的现状人口×(1－该城市人口最高净流失率)×人均居住建筑面积/该城市控制性详细规划的居住区的总用地面积；
12)计算调整后的交通需求量：规划师通过对方案的用地容积率指标调整过后，将调整过后的土地利用规划方案重新输入到系统中，系统重新计算该区域内的模拟交通需求量：系统通过上一版的控制性详细规划方案统计出当前城市的居住区的总建筑面积A，通过步骤1)中手机信令获取的当前城市的总人口数N，计算出当前城市居住区的人均建筑面积E＝A/N，一般情况下，城市的人均建筑面积E和人均机动车交通需求系数q在短期内不会发生变化，统计出方案用地容积率指标调整过后的城市居住区的总建筑面积C，算出方案调整过后的城市人口预测值F＝C/E，可以根据步骤5)中该城市的人均机动车交通需求系数可以算出该城市的在调整方案后的城市交通需求量Q＝F×q；
13)输出结果：系统重新计算优化用地指标后的VOC比值，若VOC＜1，则系统输出“停止优化方案”，输出最终方案，若VOC＞1，且规划方案居住区容积率已经降低至阈值，则系统输出“优化交通”反馈建议；
14)停止优化方案：规划师将修改后的交通规划方案重新输入到系统中，系统通过步骤6)的方法重新计算城市交通承载力并重新计算VOC的值，该过程将持续到VOC的值小于1，此时系统对外反馈结果为“停止优化方案”。
进一步，步骤2)所述小汽车的平均载客系数m为全市范围内高峰小时出行的小汽车的平均载客量。
进一步，步骤11)所述该城市人口最高净流失率取近10年的最高人口净流失率。
进一步，步骤13)所述总建筑面积＝容积率×总用地面积。
与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：
1、该基于手机信令的城市土地利用与交通一体化互动反馈模型，可以通过调查、统计和计算来调整土地利用指标与城市交通规划的关系，解决了城市交通拥堵等一系列城市问题，为中小型城市下一步的土地利用规划和综合交通规划工作提供了依据和建议。
附图说明
图1为本发明流程示意图；
图2为本发明各等级道路通行能力表。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本实施例中的基于手机信令的城市土地利用与交通一体化互动反馈模型，包括以下步骤：
1)预测城市人口：手机公司可以通过手机基站对手机用户手机卡发出的信号位置进行检测，然后通过手机基站检测手机信令在这个城市出现的数量，即可统计在该城市出现超过6个月的手机信令的手机卡的数量，由于大部分居民都拥有装有手机卡的手机，因此根据生成的手机信令数据在居住区的数据量，通过样本扩样获得城市总的居民数量N；
2)抽样调查，通过对部分社区居民的出行方式进行抽样调查，统计小区居民在工作日高峰小时的乘坐小汽车出行的出行比例p％，以及小汽车的平均载客系数m；
3)计算小汽车出行需求量：通过将步骤1)中城市总预测人口N×居民乘坐小汽车出行比例p％/小汽车的平均载客系数m，得出该城市工作日高峰小时的小汽车出行需求量；
4)计算总公交车流量：由于城市公交车线路和发车间隔是固定的，通过该城市公交车线路和发车时间间隔，得出该城市工作日高峰小时内的总公交车流量＝公交车线路数量×(1h/公交车的平均发车间隔时间)；
5)归一化处理交通流量：由于单个公交车与小汽车的道路资源占有量的平均比值为1.5:1，因此将总公交车流量按照1:1.5比例换算成小汽车流量，并将转化后的流量与步骤3)中算出的小汽车交通出行需求量进行相加算出城市高峰小时内总的交通需求量X(辆小汽车/小时)，因此可以算出该城市的高峰小时内人均机动车交通需求系数q＝X/N；
6)计算交通承载力：通过各级道路的高峰小时交通通勤能力和城市现有的各级别城市道路的数量计算出城市在高峰小时的总交通通勤能力也就是总的交通承载力(标准车/小时)，如公式所示：
其中，Y为城市高峰小时内总交通承载力，gi为第i类道路的道路通行能力，hi为第i类道路的车道数，道路通行能力如图2所示；
7)计算道路交通饱和度：计算道路交通饱和度VOC＝V/C，其中，V就是该城市的交通需求量，就是在步骤5)中通过手机信令数据测算出来的城市总的交通需求量，C代表交通供应量，就是在步骤6)中算出来的城市道路的道路交通总的承载力[1]；
8)评估标准：评估该城市路网是否拥堵，当1≤VOC＜1.5时，城市开发强度较高，交通条件较拥堵，当VOC≥1.5，城市开发强度过高，交通非常拥堵，评估标准可根据相关文献，周军&谭泽芳(2020)交通承载力评估在密度分区及容积率测算中的方法研究及应用实践——以深圳为例，城市规划学刊(01),85-92.doi:10.16361/j.upf.202001012；
9)提出停止优化方案建议：根据步骤8)，当算出该城市VOC<1时，系统输出“停止优化方案”建议；
10)提出优化居住区土地用地指标建议：根据步骤8)，当VOC≥1时，该城市内交通比较拥堵，这个时候有两种缓解交通拥堵的方式，第一种是降低该城市内的开发强度，也就是居住区的容积率强度，第二种是优化该城市的交通路网，提升路网的整体交通承载力，由于路网的优化和建设成本较高，因此，该系统模型优先输出“优化居住区土地用地指标”反馈建议；
11)确定阈值：为了保证未来城市中不会出现住房短缺的现象，系统模型反馈降低后的城市居住区总容积率不能低于某一阈值，该阈值＝统计的通过手机信令检测出来的现状人口×(1－该城市人口最高净流失率)×人均居住建筑面积/该城市控制性详细规划的居住区的总用地面积；
12)计算调整后的交通需求量：规划师通过对方案的用地容积率指标调整过后，将调整过后的土地利用规划方案重新输入到系统中，系统重新计算该区域内的模拟交通需求量：系统通过上一版的控制性详细规划方案统计出当前城市的居住区的总建筑面积A，通过步骤1)中手机信令获取的当前城市的总人口数N，计算出当前城市居住区的人均建筑面积E＝A/N，一般情况下，城市的人均建筑面积E和人均机动车交通需求系数q在短期内不会发生变化，统计出方案用地容积率指标调整过后的城市居住区的总建筑面积C，算出方案调整过后的城市人口预测值F＝C/E，可以根据步骤5)中该城市的人均机动车交通需求系数可以算出该城市的在调整方案后的城市交通需求量Q＝F×q；
13)输出结果：系统重新计算优化用地指标后的VOC比值，若VOC＜1，则系统输出“停止优化方案”，输出最终方案，若VOC＞1，且规划方案居住区容积率已经降低至阈值，则系统输出“优化交通”反馈建议；
14)停止优化方案：规划师将修改后的交通规划方案重新输入到系统中，系统通过步骤6)的方法重新计算城市交通承载力并重新计算VOC的值，该过程将持续到VOC的值小于1，此时系统对外反馈结果为“停止优化方案”。
本实施例中，步骤2)小汽车的平均载客系数m为全市范围内高峰小时出行的小汽车的平均载客量。
本实施例中，步骤11)该城市人口最高净流失率取近10年的最高人口净流失率。
本实施例中，步骤13)总建筑面积＝容积率×总用地面积。
根据调研，中国大多数中小型城市没有轨道交通。
本说明中的容积率、建筑面积、用地面积等指标均可以在该城市控制性详细规划文件中获取。
本发明的有益效果为：
该基于手机信令的城市土地利用与交通一体化互动反馈模型，可以通过调查、统计和计算来调整土地利用指标与城市交通规划的关系，解决了城市交通拥堵等一系列城市问题，为中小型城市下一步的土地利用规划和综合交通规划工作提供了依据和建议。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.基于手机信令的城市土地利用与交通一体化互动反馈模型，其特征在于，包括以下步骤：
1)预测城市人口：手机公司可以通过手机基站对手机用户手机卡发出的信号位置进行检测，然后通过手机基站检测手机信令在这个城市出现的数量，即可统计在该城市出现超过6个月的手机信令的手机卡的数量，由于大部分居民都拥有装有手机卡的手机，因此根据生成的手机信令数据在居住区的数据量，通过样本扩样获得城市总的居民数量N；
2)抽样调查：通过对部分社区居民的出行方式进行抽样调查，统计小区居民在工作日高峰小时的乘坐小汽车出行的出行比例p％，以及小汽车的平均载客系数m；
3)计算小汽车出行需求量：通过将步骤1)中城市总预测人口N×居民乘坐小汽车出行比例p％/小汽车的平均载客系数m，得出该城市工作日高峰小时的小汽车出行需求量；
4)计算总公交车流量：由于城市公交车线路和发车间隔是固定的，通过该城市公交车线路和发车时间间隔，得出该城市工作日高峰小时内的总公交车流量＝公交车线路数量×(1h/公交车的平均发车间隔时间)；
5)归一化处理交通流量：由于单个公交车与小汽车的道路资源占有量的平均比值为1.5:1，因此将总公交车流量按照1:1.5比例换算成小汽车流量，并将转化后的流量与步骤3)中算出的小汽车交通出行需求量进行相加算出城市高峰小时内总的交通需求量X(辆小汽车/小时)，因此可以算出该城市的高峰小时内人均机动车交通需求系数q＝X/N；
6)计算交通承载力：通过各级道路的高峰小时交通通勤能力和城市现有的各级别城市道路的数量计算出城市在高峰小时的总交通通勤能力也就是总的交通承载力(标准车/小时)，如公式所示：
其中，Y为城市高峰小时内总交通承载力，gi为第i类道路的道路通行能力，hi为第i类道路的车道数；
7)计算道路交通饱和度：计算道路交通饱和度VOC＝V/C，其中，V就是该城市的交通需求量，就是在步骤5)中通过手机信令数据测算出来的城市总的交通需求量，C代表交通供应量，就是在步骤6)中算出来的城市道路的道路交通总的承载力；
8)评估标准：评估该城市路网是否拥堵，当1≤VOC＜1.5时，城市开发强度较高，交通条件较拥堵，当VOC≥1.5，城市开发强度过高，交通非常拥堵；
9)提出停止优化方案建议：根据步骤8)，当算出该城市VOC<1时，系统输出“停止优化方案”建议；
10)提出优化居住区土地用地指标建议：根据步骤8)，当VOC≥1时，该城市内交通比较拥堵，这个时候有两种缓解交通拥堵的方式，第一种是降低该城市内的开发强度，也就是居住区的容积率强度，第二种是优化该城市的交通路网，提升路网的整体交通承载力，由于路网的优化和建设成本较高，因此，该系统模型优先输出“优化居住区土地用地指标”反馈建议；
11)确定阈值：为了保证未来城市中不会出现住房短缺的现象，系统模型反馈降低后的城市居住区总容积率不能低于某一阈值，该阈值＝统计的通过手机信令检测出来的现状人口×(1－该城市人口最高净流失率)×人均居住建筑面积/该城市控制性详细规划的居住区的总用地面积；
12)计算调整后的交通需求量：规划师通过对方案的用地容积率指标调整过后，将调整过后的土地利用规划方案重新输入到系统中，系统重新计算该区域内的模拟交通需求量：系统通过上一版的控制性详细规划方案统计出当前城市的居住区的总建筑面积A，通过步骤1)中手机信令获取的当前城市的总人口数N，计算出当前城市居住区的人均建筑面积E＝A/N，一般情况下，城市的人均建筑面积E和人均机动车交通需求系数q在短期内不会发生变化，统计出方案用地容积率指标调整过后的城市居住区的总建筑面积C，算出方案调整过后的城市人口预测值F＝C/E，可以根据步骤5)中该城市的人均机动车交通需求系数可以算出该城市的在调整方案后的城市交通需求量Q＝F×q；
13)输出结果：系统重新计算优化用地指标后的VOC比值，若VOC＜1，则系统输出“停止优化方案”，输出最终方案，若VOC＞1，且规划方案居住区容积率已经降低至阈值，则系统输出“优化交通”反馈建议；
14)停止优化方案：规划师将修改后的交通规划方案重新输入到系统中，系统通过步骤6)的方法重新计算城市交通承载力并重新计算VOC的值，该过程将持续到VOC的值小于1，此时系统对外反馈结果为“停止优化方案”。
2.根据权利要求1所述的基于手机信令的城市土地利用与交通一体化互动反馈模型，其特征在于：步骤2)所述小汽车的平均载客系数m为全市范围内高峰小时出行的小汽车的平均载客量。
3.根据权利要求1所述的基于手机信令的城市土地利用与交通一体化互动反馈模型，其特征在于：步骤11)所述该城市人口最高净流失率取近10年的最高人口净流失率。
4.根据权利要求1所述的基于手机信令的城市土地利用与交通一体化互动反馈模型，其特征在于：步骤13)所述总建筑面积＝容积率×总用地面积。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116308956A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-06-23 | 中国测绘科学研究院 | 一种城市区域主导功能与规划用途差异检测的方法 |
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2022
- 2022-06-30 CN CN202210769108.1A patent/CN115130868A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116308956A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-06-23 | 中国测绘科学研究院 | 一种城市区域主导功能与规划用途差异检测的方法 |
| CN116308956B (zh) * | 2023-03-17 | 2023-11-24 | 中国测绘科学研究院 | 一种城市区域主导功能与规划用途差异检测的方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Application publication date: 20220930 |