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安徽省亳州市交通状态数据提取与分析

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鉴于部分读者朋友对北京市交通状态提取与分析北京市交通状态数据提取与分析——以百度为例的技术细节存在诸多疑问,本文将对其中细节进一步补充。方法相同,只是案例各异。本次常发性拥堵路段的分析,包括三个具体步骤:

首先是对研究区域进行路网提取。将得到的路网通过ArcGIS软件处理,为后续提取数据与路段关联可视化作准备;

其次是路段上实时路况数据的提取。该部分主要通过Pycharm编写爬虫程序,利用百度API提供的“周边实时路况查询”功能爬取某一时间段的实时路况数据;

最终是拥堵路段可视化及原因分析。将爬取得到的数据与ArcGIS中的路网相结合,将拥堵路段可视化,从而展开具体分析。

在行文描述上可合并为两个环节,一是数据提取二是数据分析。下文将对其中的具体细节进行介绍。





01


数据提取




通过OpenStreetMap开源路网下载网站找到所需要调查区域的地理位置,调整可选取的范围得到合适的路网区域后进行下载。


图 1 所选取路网分析区域

将下载好的路网导入到ArcGIS中,并创建新的Shapefile命名为研究范围。下一步将研究范围图层通过Arc-Toolbox—数据管理工具—投影与变换投影—定义投影操作,将其坐标系转换为WGS_1984坐标系。再使用编辑器选择研究范围的研究面。


在创立渔网图层之前,由于所使用的都是地理坐标系,因此X、Y坐标由经纬度组成,这对后续使用渔网的分割研究面十分不利,需要对研究范围图层进行再一次的坐标。

首先在变换前利用公式:分区=经度/6+30,计算出研究区域按照投影坐标系下所在的分区,通过Arc-Toolbox—数据管理工具—投影与变换投影—投影操作,选择输出坐标系为投影坐标系—UTM—WGS_1984—北半球—49区,完成转换。


2 转换为投影坐标系

选择Arc-Toolbox—数据管理工具—采样—创建渔网操作,进行渔网的创立,在如下图所示我们能够明显看到变换前后坐标的不同,其次选择渔网的像素宽度与高度皆为500,进行设置后,完成渔网创建。500米即为百度地图实时路况提取的圆形半径,可根据需要进行调整。



图 3 转换前后坐标对比


图 4 基于渔网的研究区域划分


打开道路属性面板将其中一列字段全部设为1,通过Arc-Toolbox—数据管理工具—制图综合—融合操作,完成路段融合这一步骤。

在进行道路标识前,首先需要将渔网图层的属性通过Arc-Toolbox—数据管理工具—要素—要素转面操作由“线”转为“面”。在通过Arc-Toolbox—分析工具—标识操作,完成道路标识这一步骤。

打开已标识道路的属性面板,利用字段计算器将osm_id一列的数据修改为每列不同,并删除其他无效字段;其次添加两个新的字段属性:x、y(即为经度和纬度)。利用几何计算得到两列的填充内容。


图 5 更改后的标识道路属性面板

通过Arc-Toolbox—数据管理工具—转换—Excel—表转Excel操作输出得到标识道路的Excel,对该Excel文件进行修改另存为新的.csv文件,为后续的数据爬取做准备。

图 6 道路坐标的.csv文件


安装Python和Pycharm软件,并配置相关环境(pandas库和requests库);在百度API平台成功申请密钥后,编写相关程序(基于百度地图圆形坐标)即可开始进行实时路况数据提取。编程细节可参考网络资料。


          图 7 百度地图开放平台申请密钥

将所得的数据表格导入至ArcGIS中,将道路网图层与数据表格创立链接,选择需要显示的类别即可完成数据的可视化。


02


数据分析




2.1 单日交通状态数据分析(2020.12.29 8:00)



图 8 2020年12月29日8点交通状态

① 号拥堵路段

该区域属于谯城区学府集中地区,包含幼儿园、小学、初中、高中等数所学校(如图红圈所示),虽然各学校上下学时间段会有所不同,但是整体平均上学时间稳定在8点左右,并且由于地处老城区,道路规划建设较为陈旧,道路宽度窄,一些学校还处于巷子中,故在该时刻道路拥堵情况严重。


图 9   ①号拥堵路段放大图


图 10 ①号拥堵路段周围环境


②号拥堵路段

该处红色方框内有一所幼儿园,是该处道路拥堵的原因之一;但是更大的客流吸引发生地点是蓝色方框中的大型蔬菜水果批发中心,能够吸引很多顾客清晨前来选购新鲜的蔬菜水果,但由于该处道路较为宽广,并且没有其它客流吸引节点,故表现为轻微拥堵状态。

11 ②号拥堵路段放大图及周边环境


③号拥堵路段

造成该处在清晨的严重拥堵状态大概率是因为早上小学上课时间都集中在8:00左右,加上校门口较为狭窄的道路,车辆队伍很容易排起长龙。

④号拥堵路段

该处为谯城区内少有的大型环形交叉口,也是经常发生交通拥堵的地方之一。其中环形交叉口北侧道路通往老城区,南侧道路连接大型商业区,南北向道路为双向四车道,划分有专门的非机动车与行人车道;环形交叉口西侧存在大型客流吸引发生节点:金元宝小商品批发商城,该处道路狭窄,规划道路为双向两车道并且没有划分非机动车与行人车道,因此在高峰小时时间段经常发生人车混杂的现象,是发生道路拥堵的原因之一;环形交叉口西南侧岔道连接建材批发中心,是各种建材商铺聚集地。该处道路为双向两车道并且也没有划分非机动车与行人车道


图 12 ④号拥堵路段放大图

⑤号拥堵路路段

拥堵路段下半部分(富荣花园),存在两座小学,早高峰上学造成了拥堵。而上半部分由于光明路两侧都存在学校的原因,在这一路段这一时间点道路十分拥堵(道路在前方交通状况发生好转)。


图 13 ⑤号拥堵路段放大图


⑥号拥堵路路段

该拥堵路段处属于一个建材市场,这一片区皆为商铺所在地,而且该处道路也是前往③、⑤号区域的重要道路。


⑦号拥堵路段

该路段存在拥堵的原因也是与一所小学有关。从以上的分析总结发现:学校附近容易造成拥堵,一方面是因为学校本身就是一个大的交通发生吸引点;另一方面与学校的建设也有很大的关系。许多学校往往只有一个大门是开放使用的,门口道路通常较为狭窄。特别是在幼儿园与小学门口,家长一般都会亲自接送,会有大量车辆汇入,很容易造成交通拥堵。


⑧、⑨号拥堵路段

⑧、⑨号拥堵路路段同处于政务区,其中⑨号区域是一个生活区,集家属院、幼儿园、市政、大型办公楼等一体,既有交通发生节点、又有交通吸引节点,因此存在轻微的交通拥堵。


⑩号拥堵路段

该路段属于西新开发地区,路幅宽阔,一般很少会出现交通拥堵现象,但该处存在一所物流园,因此拥堵状况可能和运送货物的物流车辆有关。


11号拥堵路段

处于两所中学的交汇处,交通发生吸引量较大,交通高峰时间具有规律性。



2.2 常发性拥堵路段总结

1.大禹首路段

在一周(2020.12.28-2021.1.3)的交通路况调查中,除节假日外,均出现了早晚高峰拥堵现象,属于严重常发性拥堵路段。

图 14 大禹首路段

2.幸福桥环形交叉口

在一周的交通路况调查中,在工作时间内(周一至周五)均出现了早晚高峰拥堵现象,属于常发性拥堵路段。该处交通信号配时不合理也是急需要解决的问题。

图 15 幸福桥环形交叉口

3.富荣花园小区

该处拥堵的主要原因是两所学校均处在该小区的内部,路口狭小,出行不便,其中下午集中放学时道路拥堵最为严重。

图 16 富荣花园小区

4.市政府路段区域

市政府周围有许多办公地点。此处也是谯城区另一个较大的环形交叉口处,下午下班高峰期时部分道路容易出现拥堵现象。


图 17 市政府周围路段

5.北部学校集中区域

谯城区学府集中地区,包含幼儿园、小学、初中、高中等数所学校,虽然各学校上下学时间段会有所不同,但是整体平均上学时间稳定在8点左右,放学时间稳定在5:50左右;并且由于地处老城区,道路规划建设较为陈旧,道路宽度窄,一些学校还处于巷子中,故在该时刻道路拥堵情况严重。


图 18 北部学校集中区域



END



本文作者:合肥工业大学交通工程专业2018级本科生 CHY



文章分类: 数据采集
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