城市计算视角下的交通小区划分方法研究

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2020年9月,为统筹推进交通强国建设,中共中央、国务院印发实施了《交通强国建设纲要》,纲要对我国未来的交通建设提出了新的展望和要求,也鞭策着交通研究人员充分利用现有的科学技术成果,推动交通规划的发展,为建设交通强国打下坚实基础。在交通规划工作中常使用经典的“四阶段法”,在该法中,交通小区划分作为“四阶段法”第一阶段中的首要和基础工作,其划分方案对于交通规划的后继工作将产生直接重大的影响。传统的交通小区划分方法通常依赖于城市规划相关统计资料,具有信息更新不及时、信息量不完全等缺点。传统的交通小区划分方法中以道路为分割线,该做法也导致小区质心与实际交通出行集散点产生较大偏差等问题。在城市感知技术飞速发展的现在,使得利用城市多源异构数据,通过量化的方法进行交通小区划分,以弥补传统划分方法的弊端成为可能。基于上述背景,本文以交通小区划分理论为支撑,主要针对城市计算视角下多源异构数据环境中的交通小区划分方法进行研究。重点解决如何同时运用多源异构数据进行交通小区划分,如何对多源异构数据进行重整利用,并挖掘出可用于交通小区划分方法的数据特征,如何设计出不受制于特征数目和具体特征类型的交通小区划分方法,如何评价交通小区的划分优劣性的问题。本文主要内容如下所述:(1)本文梳理了交通小区划分理论和多源异构数据下交通小区划分方法相关文献,并对现有的研究进行分析总结,进一步形成本文的研究思路。紧接着,本文对交通小区划分理论进行论述,最终明确本文的研究路线。(2)本文对刷卡数据、共享单车骑行数据、POI信息等数据的清洗、匹配方法进行论述,并运用特征工程的方法,对多源异构数据特征进行挖掘,进而形成可用于交通小区划分的有效数据特征。(3)本文设计出基于DBSCAN的交通小区划分方法,对于计算距离矩阵的步骤,运用马氏距离评估聚类单元之间的距离,然后定义由聚类单元的地理空间信息计算得到的权重矩阵,并加权得到加权马氏距离矩阵。同时,设计处理聚类噪声点的二次分类方法,并定义交通小区划分方案的评估函数,用于评估交通小区划分方案的优劣性。(4)本文以深圳市为背景,对深圳市分别以地级市和市辖区为对象进行交通小区划分与评估,同时与传统划分方法得到的交通小区进行对比,分别基于重力模型进行交通分配,并对分配结果进行对比分析,以验证本文设计的交通小区划分模型与方法的有效性。
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