基于多源时空数据的轨交站点共享单车接驳空间优化设计——以天津市营口道站为例

1 研究背景简述
在“碳达峰、碳中和”“健康中国”等国家战略推进下，共享出行模式逐渐融入未来城市出行的生态圈，它有着机动灵活、低碳环保等特点，对于缓解交通拥堵及环境问题有着很大帮助[1]，
解决了末端交通和短途出行难题。

2021年，天津市中心城区累计骑行2.56亿人次，骑行总里程达到3.83亿km，累计减排达9.58万吨二氧化碳[2]。

国内外主要对轨交站点共享单车接驳空间在接驳利用率[3]、接驳影响因素[4]及运营调度[5]等方面进行相关研究。

宫同伟 | Gong Tongwei 郭 旭 | Guo Xu
魏雪涔 | Wei Xuecen 付洪波 | Fu Hongbo
张雪晨 | Zhang Xuechen 刘媛媛 | Liu Yuanyuan
在接驳利用率方面，张可[6]、张海[7]等人分别以西安、合肥为例，通过对使用者特征、地铁站单车辐射范围等探讨如何提高共享单车利用率。

Julie Bachand-Marleau [8]等认为租赁点位置、潜在用户交通习惯等会很大程度上影响共享单车使用率。

在接驳影响因素方面，高楹[9]等人基于不同时段的客流特征，对接驳北京市地铁站的共享单车进行了K-均值聚类，并进一步利用地理探测器探究其原因。

Hall.R.通过对伦敦、巴黎和柏林等几座城市轨道站点周围出行环境的调查，系
统分析了影响轨道交通接驳的各种因素[10]。

Horatiu Florian等人提出共享单车与临近交通站点距离是影响共享单车使用的一个重要因素[11]。

在运营调度方面，刘明[12]等人通过对居民使用共享单车的订单数据进行深入分析，挖掘用户出行规律，从重置车辆的最大载重量、单位距离成本及收车点个数等多角度为共享单车的重置调度提供有效的决策建议。

Ching-Hui Tsai [13]等运用时空分析法及零售商业区位理论，精准识别租赁点的空间布局，确定装设公共自行车租赁点的最佳位
中图分类号 TU984.191 文献标识码 B 文章编号 1003-739X （2023）05-0058-05 收稿日期 2022-04-29
摘 要 基于百度地图API、百度热力、共享单车POI等多源时空数据，运用核密度分析法，对营口道站共享单车接驳空间布点合理性、设施完备性及人车时变匹配度进行剖析。

研究得出，共享单车接驳空间布点不匹配高效换乘原则、附属配套空间不匹配多元化功能需求、空间容量调配不匹配人流潮汐分布三方面特征。

在人性化设计原则的基础上，采用专设位点和机非共板两种模式对空间布点进行优化，结合模块化设计对停车和配套空间进行优化，并建立多平台监测和调度微循环机制，以期为后续轨交站点共享单车接驳空间的设计提供思路。

关键词 轨道交通站点 共享单车 接驳空间 天津市优化设计
Abstract Based on multi-source temporal and spatial data such as Baidu Map API, Baidu Heat and shared bike POI, the rationality of distribution points of shared bike connection space, facility completeness and human-vehicle time-varying matching degree of Yingkou Road station are analyzed by using kernel density analysis method. The research concludes that the spatial distribution points do not match the efficient transfer principle, the auxiliary supporting space does not match the diversified functional requirements, and the spatial capacity allocation does not match the flow and tide distribution. On the basis of humanized design principles, the two modes of dedicated points and non-common board are adopted to optimize the space distribution points, and the parking and supporting space are optimized in combination with modular design, and the multi-platform monitoring and scheduling microcycle mechanism is established, so as to provide ideas for the subsequent design of shared bike access space at orbital transit stations.
Keywords Rail transit stations, Shared bikes, Connection space,Optimization design of Tianjin
基于多源时空数据的轨交站点共享单车接驳空间优化设计——以天津市营口道站为例
Optimization Design of Sharing Bikes Connection Space in Subway Stations on Multi-source Data: Taking Yingkou Road Station in Tianjin as an Example
置，协助城市公共自行车的营运决策。

天津市内六区共享单车整体投放量约34万，但共享单车调度机制缺位造成了对站前空间资源的破坏，也加大了站点周边交通秩序的治理难度并造成乘客接驳的低效不便。

因此，迫切需要从空间设计与管理优化的角度，对共享单车规划布局、空间设计、管理举措等多个层面进行系统研究。

剖析营口道站共享单车接驳空间现状问题并进行优化设计，以提高轨交站点周边接驳效率与便捷性，促进高效绿色的出行方式。

2 研究对象、数据来源与研究方法2.1 研究对象
将轨交站点共享单车接驳空间作为一个整体的概念，即共享单车停车空间与城市轨道交通站点间的空间组织形态，包括停车空间内外部交通流线及其衔接规划，且交通流线包括用户步行动线和车行动线。

轨道交通站点决定着轨道交通方式对其他交通方式客流的吸引能力[14]，
研究需要选取共享单车接驳投放量具有一定规模、接驳空间问题突出的地铁站口。

天津市营口道站
位于天津市中心区，其共享单车接驳量最大，且较其他轨交站点接驳共享单车空间的情况较差，因此选择营口道站作为本次的研究对象。

由于使用者普遍接受10分钟以内的接驳时长[15]，
故将其站点周边500m影响区域作为研究范围，对A、B1、B3、C1、C3、D六个出入口进行共享单车接驳空间研究。

2.2 数据来源
研究数据主要来源于百度热力、共享单车平台的POI数据、百度地图API网络开放数据以及OSM地图等方式。

其中，
通过百度热
类别
7:5018:1519:00
单车分布核密度
人流热力图
表1 早晚高峰单车分布核密度与人流热力图
图1 营口道站口现状平面分析图a.营口道站A口平面图 b.营口道站B3口平面图 c.营口道站C1口平面图
图2 不同人群的接驳潜在需求
力获取不同时段各站口人流密集度。

通过共享单车平台监测记录早、中、晚高峰期的车辆停放位点与数量数据。

此外，通过八爪鱼爬取百度地图API中营口道站半径500m内的居住、办公、商业POI数据。

2.3 研究方法
核密度分析法将每个共享单车点设定为中心，用核密度函数计算各个单车点在指定范围内各个网格单元的密度贡献值，与中心点间距越小密度越大，密度与间距成反比，边际点处默认密度为0，若相同位置存在密度重合，则将其贡献密度累计叠加，得到要素在整个区域的分布密度。

核密度计算公式为[16]：
（1）
式中：为核密度函数；为核
函数；ｎ为已知点数量；
ｈ为查找半径；为栅格中心点到已知点的距离。

3 共享单车接驳空间特征
共享单车接驳空间的布局方式、
停车设
施、配套设施以及共享单车数量时变与人流密度的关系是影响接驳效率和接驳空间利用率的重要因素。

以下主要从低效换乘的空间布局特征、功能单一的配套空间特征、不合理的车辆调配机制三个方面结合多源时空数据进行分析。

3.1 接驳空间布局不匹配高效换乘原则
由于共享单车的随意停放以及缺少对接驳空间的合理布局，致使接驳效率低下，不匹配轨道交通站点接驳共享单车的高效快捷原则。

营口道站的接驳空间主要存在违规占道、阻碍交通等问题，其布设方式分为以下三种。

①站口积压型：以C1口为例（图1a），存在的主要问题是车辆堆积，不方便存取，并且停车空间阻塞人流、车流导致交通拥挤，面临一定的安全问题且降低了共享单车接驳效率，从而使共享单车的利用率降低。

②停放无序型：以C3口、A口为例（图1b ），存在的主要问题是车辆在人行道和非机动车道上随意摆放，车辆骑行空间减少，因此给骑行者带来不便并造成车辆拥堵。

③路边停放型：较前两种类型秩序感
较强，以B1口、B3口、D口为例，B1和D口的布设相对合理，既不阻碍人行道通行也便于存取。

但B3口前的人行道较窄，车辆占据人行道空间后，使得人行道无法正常通行（图1c）。

3.2 接驳附属配套空间不匹配多元化能需求
共享单车使用者期望的接驳附属空间趋于信息化、多元化、便捷化，与现状中缺乏系统规划、服务性能开发不足的配套空间供给情况不匹配。

现状接驳空间对附属空间的认
识、挖掘和利用不足，缺少与服务设施资源的结合。

接驳空间使用过程中老年人对于接驳信息查询、标识引导的需求较强，然而营口道站共享单车接驳空间周边设施同使用者互动性弱，无法满足使用者的信息化需求，且中青年群体对接驳空间服务性能、种类的需求也逐渐提高（图2）。

现状接驳空间设施仅可供人们基础停车及换乘轨道交通，无法满足人们对于配套空间中休息停留、购物及其他附属
共享设施等多元化、复合化的功能需求，接驳空间亟待建设公共休憩空间、共享商品设施点位等。

此外，营口道站共享单车接驳空间缺
乏应对单车临时性故障、应对恶劣天气等多重干扰因素的考虑。

3.3 接驳空间容量调配不匹配人流潮汐分布规律
共享单车的容量调配机制与人群早晚高峰的用车需求不匹配。

通过实时观测记录营口道站不同时段地铁口附近共享单车数量时变及使用人流密度，分析两者间的联系得出早晚高峰单车调度机制与人流密度的关系特征（表1）。

①早高峰时段（7：15—8：30）：早高峰时段由于营口道站周边500m范围内居住区密集，因此单车需求量较大，虽然前期居住区单车得以供应，但在7：50时周边居住区单车数量急剧减少，地铁口周围共享单车大量聚集且积压空置，无法满足早高峰7：50—8：30时段通勤者的用车需求。

此外中午时段还存在较为平缓的小高峰，多由午间休闲购物、餐饮娱乐等短距离地点变换造成，站口单车数量有所减少，但可基本满足用户需求。

②晚高峰时段（18：00—19：30）：较早高峰而言，晚高峰持续时间相对较长，变化速
图3 营口道站口规划平面
图4 停车模块设计
a C1口规划平面
b A口规划平面 cB3口规划平面
a 双侧停车模块
b 单侧停车模块
c 附属模块
率较为平缓且峰值相对较高。

该时段共享单车由营口道站大量涌出，峰段初始阶段单车数量尚可满足下班族使用需求，在19：00时地铁口附近的共享单车数量剧减，单车供给数量与人流密度差值逐渐增大，单车数量供不应求。

早晚高峰人流分布的潮汐特征与单车早高峰闲置堆积、晚高峰一车难求的调度现状难以匹配，进而造成车辆循环利用率和使用者出行效率较低。

调配的实时性以及用户出行情况的精准定位有待完善。

4 共享单车驳优化设计
为提升轨交站点共享单车接驳空间的效率，优化设计主要从空间布设、停车与配套空间设计及容量调配三个方面进行考虑。

4.1 空间布点优化设计
根据各站口建成环境和人车流线情况，对停车空间的位置进行选择并系统规划人车流线，使站前空间更规整，空间利用率得以提升，并且缓解共享单车与其他交通的冲突，增强安全性、提高接驳效率。

（1）专设位点停放设计
C1口空间比较局促且紧邻机动车道，C3和A口前的人行道空间比较狭窄缺乏充足的使用空间，可以采用在站口周边150m 范围内，利用城市冗余空间，专门设置共享单车存放位点，并有明显标识引导人群。

在规划设计中尽量减少人流、车流动线冲突点且使到达停放空间的道路快捷便利如图3a 和图3b所示。

（2）机非共板停放设计
B3口有充足的机动车停车位，但人行道比较狭窄只有3.5m且集散广场面积较小，没有充足的放置空间。

紧邻的营口道路是机非混行道路，可对道路一侧的机动车停车位进行改造，将机动车停车位重新规划合并，成为自行车停放空间，并将自行车车位进行一定抬高，以便保障使用者安全如图3c所示。

4.2 停车配套模块优化设计
（1）停车设施模块优化设计
停放空间采用模块化的设计方法，先设定出基础模块，再根据场地大小和需要的单车数量将基础模块进行组合，使模块能够适应多种场地需求。

依照共享单车的最小停放空间，
即停放10辆车的大小建立单侧和双侧两种标准的停放基础模块，单侧一般用于机
非共板，双侧一般用于专设位点停放。

在
停放空间模块的设计中将车辆前轮架高
30°，车辆停放长度由2m缩小至1.7m，最
终单侧停车设施模块划定为长6m，宽3m
的基础尺寸（图4a），双侧停车设施模块划
定为长3m，宽5.4m的基础尺寸（图4b）。

车辆停放设施采用轻质耐腐蚀耐高温材
质，并设顶棚以避免恶劣天气影响，更好地
维持单车质量。

（2）多功能附属模块优化设计
该类模块设计根据周边用地性质与所
服务的受众类型，按照需求导向匹配相应
的附属功能模块，且以3m×3m为基础模块
尺度，根据实际场景需要进行组合及尺寸调
整，模块包含维修、休憩、售卖三类要素。

其
中维修要素主要包括监控、共享单车维修等
辅助设施；休憩要素主要融合换乘等候功能
以更好地打造人性化换乘体验；商业要素则
是提供食物、饮品、雨具、卫生用品、共享充
电宝等共享商品，将接驳空间便捷度最大化
（图4c）。

将模块应用于B3口时（图5），采用机非
共板模式，由于机动车停车位宽度为2.5m，
人行道宽度为3m，为尽可能保证留人行道
的通行便利性，故采用单侧停车模块，并将
模块进行横向叠加，以达到用车需求数量。

将模块应用于C1口时（图6），场地空间较
充足，因此无需对模块进行变形，只需横向
拼接，并辅以配套设施模块，使其内部道路
贯通。

4.3 调度机制优化设计
科学调度是共享单车“缝合”城市功能
的重要前提。

共享单车调度系统的科学化与
精细化应基于大数据、人工智能等技术达到
时间、空间与需求上的最优匹配效应。

图5 营口道站B3口场景应用效果图
图6 营口道站C1口场景应用效果图
（1）构建多平台监测机制
落实“正面清单+负面清单”，借助“互联网+”“物联网+”技术，构建集共享单车、运维人员、车辆调度等信息于一体的综合监管平台，实时监测营口道站各站口单车分布密度与人流密度，在早高峰7：50前依据准确数据将共享单车由营口道站调配到附近居住区，在晚高峰19：00前将共享单车适量补给到营口道站周边。

调度过程可配合实时视频通话、远程指挥调度等功能。

（2）建立调度微循环机制
营口道站D口后侧空间相对其他站口较为充裕且人流较少，可确定合适点位建立共享单车分流“蓄水池”，在地铁口车辆“淤积”过剩时及时启动“微循环”，将过剩单车转运至“蓄水池”，达到分流效果以求更加高
效的调度机制。

结语
共享单车是轨道交通接驳的重要方式，在“双碳”的背景下更是受到大力推广，针对目前轨交站点共享单车接驳空间布局不匹配高效换乘原则、接驳附属配套空间不匹配多元化功能需求、接驳空间容量调配不匹配人流潮汐分布规律三个供需错配特征，探索共享单车停放空间布点设计方式并进行可推广的接驳空间模块化设计，提出精细科学的规划管理机制，以此来提升接驳的时空效率，美化街道景观，便利居民出行，更有效地解决居民“最后一公里”问题
[17]。

本次研究结
果有利于为城市轨交站点共享单车接驳空间停放位点的规划、停放空间与配套设施的设计以及调配管理机制的完善提供参考，对构建绿色出行链、缓解城市交通拥堵具有重要意义。

资料来源：
文中图表均为作者提供。

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基金项目：
天津市哲学社会科学规划一般项目“基于多源时空数据的天津市轨道交通接驳优化策略研究”（编号：TJGL21-026）国家级大学生创新创业训练计划项目资助（编号：202110792002）作者信息：宫同伟，博士，天津城建大学建筑学院副教授、国家注册城乡规划师郭 旭，天津城建大学建筑学院本科生（通讯作者），*****************魏雪涔，天津城建大学建筑学院本科生付洪波，天津城建大学建筑学院本科生张雪晨，天津城建大学建筑学院本科生刘媛媛，天津城建大学建筑学院本科生。