实际可达性精细计算中关键技术研究

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可达性一方面用来评价城市基础资源的均等化与公平化问题,另一方面为活动主体提供个性化服务选择。但是,传统的可达性研究由于技术手段有限,无法精确、实时地获取路网交通状态,很少考虑实时交通状态对可达性的影响,通常取道路设计速度、平均速度或速限速度作为时间度量指标,忽略了行程时间的不确定性,其计算结果往往高估了可达范围,而且在紧急医疗、消防救灾、犯罪报警等这类特殊服务领域无法从可靠性视角衡量可达性水平;同时,这种计算结果具有静态固化性,无法动态展示可达性水平,难以发现城市基础服务设施的绝对优势区与绝对荒漠区。为了最大限度地提升可达性计算结果的精细化特性与动态特性,满足分析与应用需求,就需要建立特定时空约束与交通系统之间的计算框架。而实际可达性就是这么一种计算框架,同时受到空间维与时间维的双重约束,在计算时不仅需要考虑路网连通度,而且受到城市交通运行状态随机性的影响更需要考虑路网实时运行速度,其计算结果具有动态性、实时性与精细化等特性。因此,本研究以时间视角下的实际可达性计算为切入点,基于网络地图动态采集了实时交通状态数据,总结了在线地图对道路交通状态的描述规律,基于描述规律提出了一种在线地图实时交通状态文本语义化信息与路网几何路段的动态匹配方法,借助Arc GIS平台构建了融合实时交通状态的路网数据集,全方位地探讨了武汉市医疗服务设施的实际可达性水平,以期为医疗资源的优化配置与服务选择提供指导依据。首先,本文介绍了高德开放平台实时交通状态信息的数据存储结构与优越性,提出了连续采集的方案设计与技术路线,并详细地阐述了采集程序设计,由四大基本模块组成。同时,实现了对实时交通状态数据的组织管理。然后,基于在线地图中实时交通状态的描述规律与描述方式,通过路网节点和兴趣点(POI)将路网中的全部道路进行打断,得到了粒度不大于几何路段的区段单元,以区段为基本结构单元,构建了路网语料库,并借助python语言设计了“交通状态-区段-路段”匹配算法,通过该算法与路网语料库的实时交互,实现了在线地图实时交通状态信息与几何路段的匹配对应,并通过单条道路与全路网整体的匹配实验进行了方法验证。最后,基于Arc GIS10.4平台网络分析技术实现了可达性动态计算,通过将前文匹配得到的路段交通状态基于TTI中介转化为路段速度,进而构建了以行程时间为权重的网络数据集,研究了普通就医需求与紧急就医需求下的医疗服务设施实际可达性水平,并探讨了医疗服务设施的动态服务范围变化规律。得出以下结论:(1)相比于传统以网络距离为计算指标的可达性范围,以时间距离为指标的可达性服务范围更小,更与实际相符合;相比于工作日,非工作日的医疗服务范围更广、服务覆盖面更大。(2)考虑方向差异,从医疗供给与个人需求出发对比了以医院为起点、以医院为终点的可达范围,发现二者并不相同,通过叠加分析得到有效服务范围,有效服务面积均小于各自双向的任何一向可达范围。(3)动态可达性服务水平与城市道路交通状态运行规律具有高度相似性。
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