隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代到來(lái)，中國(guó)著?建設(shè)交通信息化?程，旨在將各類交通?數(shù)據(jù)應(yīng)?于城市管理，充分利?各類交通數(shù)據(jù)資源。作為城市交通的必不可少的?部分，出租車以GPS數(shù)據(jù)記錄了司機(jī)在受到路?限制條件下載客的時(shí)空軌跡[1]。

出租車司機(jī)有豐富的經(jīng)驗(yàn)，他們往往會(huì)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇最優(yōu)的路線。出租車司機(jī)出行主要依靠4種道路：城市道路分為快速路、主?路、次?路和?路[2-3]。

長(zhǎng)期以來(lái)，在道路?規(guī)劃中，人們往往把?光聚集在快速路以及?路建設(shè)上，?忽略了?路?的規(guī)劃建設(shè)，導(dǎo)致城市路?銜接不暢。本應(yīng)為?們帶來(lái)較?便利性的?路體系變成了各類“斷頭路”、“瓶頸路”和“錯(cuò)位路”。

?2016年2?6?中共中央國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見(jiàn)》后，?們才開(kāi)始?度重視該問(wèn)題。但是，?們關(guān)于上述意見(jiàn)的討論還僅限于定性研究，據(jù)我們所知，?前還沒(méi)有?從定量的層?提供建議。

在此，我們基于收集到的北京市出租車運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)和紐約出租車運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，試圖量化回答兩個(gè)問(wèn)題：1. 北京市是否存在?路利?率低的問(wèn)題? 2. 如果存在，那么哪些地??路利?率低的情況最嚴(yán)重?

一、數(shù)據(jù)與方法

我們收集到2012年11?北京市和紐約市的出租車運(yùn)營(yíng)軌跡數(shù)據(jù)，其中包括5134909條北京市出租車和紐約市11797410條黃色出租車的運(yùn)營(yíng)記錄。圖1為北京和紐約的出租車位置分布圖，顏色越亮表示車流量越大。

為研究支路利用率的問(wèn)題，我們首先構(gòu)造出繞路比指標(biāo)：

R＝Dt／Dl

其中Dl指兩點(diǎn)之間的直線距離，Dt指兩者之間的行駛距離。

行駛距離為出租車的行車記錄儀記錄下來(lái)的距離，直線距離由我們通過(guò)計(jì)算上車坐標(biāo)與下車坐標(biāo)之間的球面距離而得。R值越大，說(shuō)明行駛距離與直線距離之間的差異越大。R值和?路利?率緊密相關(guān)。如果城市?路利?率越?，即出行的直線距離和?駛距離的差別越?，R就越接近1。反之，如果城市?路利?率越低，R就越?。這樣的特征在短距離的旅?中表現(xiàn)得尤為突出（有研究表明，短途出行時(shí)，出租車司機(jī)更傾向于選擇支路[4]）。

二、北京與紐約的對(duì)比

北京市與紐約市都是以汽車和地鐵作為主要客運(yùn)交通?具的特?型城市。2012年11?，兩市出租車運(yùn)營(yíng)直線距離和上車時(shí)間分布密度如圖2所示。

從運(yùn)營(yíng)距離看，兩市出租車的運(yùn)營(yíng)直線距離都集中在0到5000?，且都呈現(xiàn)右偏分布的特征；從上車時(shí)間看，兩市出租車的運(yùn)營(yíng)時(shí)間都呈現(xiàn)出約三個(gè)波峰的分布特征，且三個(gè)波峰出現(xiàn)的位置基本相同。因此，兩市出租車運(yùn)營(yíng)狀況具有?定可?性。

整體對(duì)比

如表1所示，北京市R的平均數(shù)是1.582，紐約市R的平均數(shù)是1.477。我們使?t檢驗(yàn)?法檢驗(yàn)兩市的R是否具有顯著性的差異。結(jié)果顯?，北京市R顯著?于紐約市R，說(shuō)明從總體看來(lái)，北京市?路利?率顯著低于紐約市?路利?率。

表1：不同城市的R值特征。其中MN表示均值，MD表示中位數(shù)，STD表示標(biāo)準(zhǔn)差，Q1表示四分之一的中位數(shù)，Q3表示四分之三的中位數(shù)。

我們對(duì)上車時(shí)間，按照1?時(shí)為組距，分組統(tǒng)計(jì)兩市出租車的R。我們對(duì)每?組R 都做了T檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果如圖3所示，?乎所有時(shí)段，北京市繞路?顯著?于紐約市繞路?，車流量較?的時(shí)段，兩市繞路?都較?，車流量較?的時(shí)段，兩市繞路?都較低，北京市繞路?的波動(dòng)?紐約市繞路?更明顯。

按直線距離分組比較

我們對(duì)直線距離，按照500 ?為組距，分組統(tǒng)計(jì)兩市出租車的R。本?對(duì)每?組R 都做了T檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果如圖3所示，直線距離?于6500 ?時(shí)，北京市R值顯著?于紐約市的R值。值得注意的是，69.06% 的北京市出租車運(yùn)營(yíng)和87.64% 的紐約市出租車運(yùn)營(yíng)處于該范圍。

按時(shí)間距離交叉分組比較

最后，我們直線距離按500?為組距，對(duì)上車時(shí)間以1?時(shí)為組距進(jìn)?了交叉分組， 對(duì)每組的結(jié)果進(jìn)?了t 檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，北京市繞路?顯著?于紐約市繞路?的區(qū)域呈現(xiàn)出明顯的集群特征。在北京，小于5000米的短途出行時(shí)，繞路比顯著高于紐約，該特征在白天尤為明顯。

綜上，我們得出結(jié)論：北京市的確存在支路利用率低的問(wèn)題。

以上分析顯?， 北京市確實(shí)存在?路利?率低的問(wèn)題。

三、繞路比高的出租車主要的上車點(diǎn)及下車點(diǎn)在哪？

那么，到底北京哪些上車點(diǎn)，存在?路利?率低的問(wèn)題? 同理，哪些下車點(diǎn)存在?路利?率低下的問(wèn)題也是我們關(guān)?的。

時(shí)間特征分析

車流量高峰期時(shí)，為避讓擁堵路段，有些出租車司機(jī)選擇其他路段，同時(shí)帶來(lái)一定副作用——繞路，從而降低R值衡量支路利用率的可信度。因此我們主要關(guān)心非高峰期時(shí)段的情況。我們將時(shí)間劃分為24 個(gè)?時(shí)，如圖5所?，不同時(shí)間段下R 值的分布呈現(xiàn)以下特征:

(1)7-9 點(diǎn)為上班?峰時(shí)期: 該時(shí)段內(nèi)R 值?的上車點(diǎn)分布較為分散。

(2)10-17 點(diǎn)?天??峰期: 該時(shí)段內(nèi)R 值?的上車點(diǎn)主要集中在中關(guān)村和北京南站等區(qū)域。

(3)18-22 點(diǎn)為下班?峰期: 該時(shí)段內(nèi)R 值?的上車點(diǎn)分布比較分散。

(4)23-6 點(diǎn)為夜間??峰期: 該時(shí)段內(nèi)R 值?的上車點(diǎn)主要集中在軍事博物館和?望路區(qū)域附近。

空間特征分析

我們將0到20000?的直線距離劃分為41 個(gè)區(qū)間，每個(gè)區(qū)間的長(zhǎng)度均為500 ?。如圖6所?，不同距離段下R 值的分布呈現(xiàn)以下特征:

(1)0-1000 ?短距離出?: 這段距離出?的出租車?yán)@路?值最?，R 值?的上車點(diǎn)集中分布在五棵松、軍事博物館等區(qū)域。

(2)1000-5000 ?中短距離出?: 中短距離出?的R 值?短距離出?時(shí)低， 說(shuō)明這段距離的繞路情況?短距離時(shí)有所緩和， 主要集中在北京南站、國(guó)家圖書(shū)館和王府井等區(qū)域。

(3)5000-10000米中長(zhǎng)距離出?: 這段距離出?的出租車R 值?的上車點(diǎn)集中分布在北京南站、豐臺(tái)科技園等區(qū)域。

(4)10000-20000米長(zhǎng)距離出?: 這段距離出?的出租車R 值?的上車點(diǎn)集中分布在北京的郊區(qū)，北邊集中在西二旗，南邊集中在豐臺(tái)科技園。

綜上，我們得出以下結(jié)論: 北京市R值高的上車點(diǎn)主要集中在王府井、國(guó)家圖書(shū)館、北京南站、中關(guān)村、軍事博物館和和五棵松?帶。同理，我們也可以對(duì)下車點(diǎn)進(jìn)行分析，北京市R值高的下車點(diǎn)主要集中在王府井、北京南站、軍事博物館、國(guó)家圖書(shū)館、五棵松和積水潭等區(qū)域。

哪些地方的支路利用率低？

目前為止，我們靜態(tài)分析了哪些上車點(diǎn)上車和哪些下車點(diǎn)下車會(huì)繞路較遠(yuǎn)， 那么繞路繞得?較遠(yuǎn)的路程是從哪?上車和哪?下車的?

為解決這個(gè)問(wèn)題，接下來(lái)以動(dòng)態(tài)的視?，從兩??開(kāi)展分析:

???，?R值的上車點(diǎn)主要集中在王府井、中關(guān)村、國(guó)家圖書(shū)館、北京南站、軍事博物館和和五棵松區(qū)域附近。從這些上車點(diǎn)出發(fā)的出租車，是去哪些地?下車會(huì)繞路繞遠(yuǎn)呢？分析結(jié)果如圖7所示。

另???，?R值的下車點(diǎn)主要集中在王府井、北京南站、軍事博物館、國(guó)家圖書(shū)館、五棵松和積水潭等區(qū)域附近。到達(dá)這些下車點(diǎn)的出租車，都是從哪些地方出發(fā)導(dǎo)致繞路繞得遠(yuǎn)呢？分析結(jié)果如圖8所示。

當(dāng)固定?R值的上車點(diǎn)時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，其對(duì)應(yīng)的下車點(diǎn)都在上車點(diǎn)附近。應(yīng)用同樣的思路，固定其下車點(diǎn)，我們也發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的上車點(diǎn)都是在下車點(diǎn)。這?結(jié)論和我們之前的分析?致，即?R值的記錄都是短途旅?，?短途旅?中更多依賴?路，因此，我們能夠找出?路利?率低的地?。?R值的上車點(diǎn)和下車點(diǎn)重合的區(qū)域?yàn)橥醺⒈本┠险尽④娛虏┪镳^、國(guó)家圖書(shū)館、五棵松，說(shuō)明這些區(qū)域的?路利?率低下的情況?較嚴(yán)重，在這些區(qū)域鄰近范圍內(nèi)?駛都會(huì)繞路繞得遠(yuǎn)。

結(jié)論與建議

我們創(chuàng)新性利?出租車運(yùn)營(yíng)軌跡數(shù)據(jù)來(lái)分析?路利?情況,不僅為城市研究提供新思路，得出的結(jié)論也具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。我們通過(guò)?系列分析，得出北京市確實(shí)存在?路利?率低的問(wèn)題，??路利?率最低的區(qū)域主要集中在王府井、北京南站、軍事博物館、國(guó)家圖書(shū)館、五棵松這些區(qū)域。

其實(shí)北京市存在很多?路，只是由于各種原因，?如沒(méi)有路標(biāo)指?、?路與其他道路之間不連通等，導(dǎo)致?路利?率低下。建議管理者著重在這些區(qū)域加強(qiáng)?路規(guī)范化管理，包括對(duì)違規(guī)占道售賣和停放的管理、對(duì)路?硬化和綠化的管理以及加強(qiáng)?路路標(biāo)指引建設(shè)的管理等。

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