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天津市交通拥堵分析

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天津是一位2020级工大学子的家乡,借《交通地理信息系统》课程实验的机会,本文对天津市的交通拥堵情况进行了简要分析。






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实验城市概况






天津,简称“津”,别称津沽津门,是中华人民共和国省级行政区直辖市国家中心城市超大城市,国务院批复确定的中国北方对外开放的门户,中国北方的航运中心、物流中心和现代制造业基地。


截至2021年末,全市下辖16个区,总面积11966.45平方千米,常住人口1373万人。建成区域面积1795.7平方公里,中心城区人口414.5万人,2021年,全市实现地区生产总值为15695.05亿元。


天津市外环线内矢量路网图


截至2021年,天津市车辆保有数超过360万辆;截至2019年,天津市驾驶员人数达到480.78万人。


天津公交,首条线路开通于1906年。截至2020年末,天津公交运营线路1002条,线网长度27140千米,营运公交车1.24万辆。2020年,天津市内地面公交日均客运量168万人次,公共汽车客运量6.13亿人次。



天津轨道交通,包括天津地铁系统、轻轨系统、导轨电车等;其首条线路天津轨道交通1号线既有线于1984年12月28日正式开通运营   ,使天津成为中国内地第二座开通轨道交通的城市。截至2021年12月28日,天津轨道交通开通运营线路地铁线路共有8条,天津轨道交通路网通车总运营里程265公里,运营车站数164座,换乘车站增至19座 。2021年每日平均运营载客量127.3万人次。






实验数据获取与处理





天津市面积较大,主要的人口与交通活动集中在中心城区,故本次实验选取天津市外环线以内的市内六区所属路网作为研究对象。

在原始OpenStreetMap路网基础上,保留路网中的“高速公路”、“主干道”、“次干道”等道路,形成新图层;绘制渔网子区域(WGS84 49N投影坐标系,作为提取百度地图实时路况数据的最小单元。

道路筛选与网格划分


调用百度地图实时路况API,获取2022年10月24日(周一)——10月30日(周日)连续一周的18:30晚高峰数据实时路况数据,基本情况如下。



将获取到的实时路况数据,执行以下可视化流程:

打开ArcGIS,选中标识图层,右键选择“连接和关联”——“连接”;

选择要连接到此图层的表,选择某一天的交通态势数据,并在1基于字段”中选择“id”,在“2作为连接基础的字段选择”中选择“id”;

右键选中图层,点击“属性”——“符号系统”——“类别”——“唯一值”——“值字段”——“field 6”;
将添加的值修改名称以及颜色符号等,“1”对应为“畅通”,以“蕨类绿”表示;“2”对应为“缓行”,以“电子金色”表示;“3”对应为“轻微拥堵”,以“太阳黄”表示;“4”对应为“严重拥堵”,以“一品红红色”表示(宽度修改为2.0以示突出);
将“数据视图”改为“布局视图”后,修改“布局”为A4,并插入“标题”、“比例尺”、“图例”、“指北针”、“比例文案”后,便可“导出地图”。






实验结果分析





以下为获取的连续七日晚高峰交通态势可视化成果,可以看出平日上班时间较为拥堵,而周末两天交通量较少,拥堵情况不明显。由于天津市疫情原因,部分居民在居家隔离,导致整体交通量并不大,交通状态也基本畅通。









进一步对常发性拥堵路段进行识别和分析。最终获得天津市主城区连续7天共8组数据,包括周一至周日的每日晚高峰18:30数据以及周日的早高峰(8:30)数据共计10896条。经统计,非畅通路段983条。根据道路的拥堵情况,可分类进行计数统计。


天津市一周内路段/区域的拥堵类型频数


上图显示,统计周期内周五、周四的拥堵情况较为严重,与路况文件的大小(kb)相对应。
晚高峰路况文件汇总到一起,可分别统计每一条非畅通路段的出现频次,进而绘制以下词云图。


                            行驶缓慢路段词云图

       轻微拥堵路段词云图             严重拥堵路段词云图


可能是疫情原因,单一拥堵类型下的道路数相对有限。将一周内出现拥堵情况不少于3次的路段分类型进行统计,可获得下表;以这些路段近似代替常发性拥堵路段绘制词云图。


天津市常发性拥堵路段


拥堵原因及优化方案,限于调研程度较浅及篇幅,不在此具体介绍。




总结





本实验利用GIS爬取天津市百度地图实时路况数据,较为深入地认识了天津市的道路交通拥堵情况,识别了常发性拥堵路段,结合其他专业课程分析了拥堵原因,并简要说明了可能采取的优化措施。


本文摘自20级本科生TZR的《交通地理信息系统》实验报告。