基于出租车轨迹数据的上海市空间活跃度的时空演变研究

曹 梁

上海师范大学，上海 200234

关于城市活跃度的研究，最早的相关研究可以上溯到隆德学派的研究，数据来源也主要是以问卷调查为主[1]。随着通信技术的发展，大量的时空数据进行城市空间结构研究也成为一个热点研究方向。城市空间结构[2]、流动人口[3]的生活活动空间等众多领域均有所涉及。与之前的调查问卷和统计数据相比，轨迹数据有两个方面的优势：第一，它是大数据的全样本研究。第二，它是在时间上连续的、动态的研究。

1 研究区域和数据来源

上海市出租汽车公司从1995的38554辆增长到2010年的4.2万辆，增长率29.7%。2010年出租车客运量日均达到304万人

表1 出租车GPS数据示例

表1所示的是车辆编号为10788的出租车从2010年5月15日的00：33：23～00：33：28行轨迹数据。

2 工作日、休息日活跃度对比分析

为了定量化的对比上海市工作日和休息日在各个时间段内的城市活跃度变化趋势，将从工作日和休息日的最高活跃度和活跃度平均水平两个方面进行对比分析。

2.1 最高活跃度

以每个时间段内的最高活跃等级为对比参数，统计各个时间段内的最高活跃度等级和出现的个数。上海市在工作日和休息日都可以分为三个阶段：

（1）凌晨低活跃阶段：在0：00～6：00阶段城市整体活跃度较低，呈现出明显的下降趋势，出行活动的最低点出现在2：00～4：00阶段，这也符合前面章节中的上海市在出行次数的变化规律。相比于工作日，休息日在0：00～6：00的活跃度更低，随后城市活跃度开始提升进入活跃期。

（2）高活跃阶段：高活跃度阶段从6：00以后开始至20：00结束。在这一期间，城市最高活跃度在9～10级之间波动。休息日最高等级维持在10级。在10：00以前活跃中心主要集中在虹桥火车站和上海南站以及上海火车站，在10：00以后城市早高峰结束，居民出行活动开始向中心城区中的繁华地区转移，交通枢纽的活跃度有所下降。

（3）城市活跃度衰退期：20：00之后上海市城市活跃度开始下降，不论是工作日还是休息日城市活跃度都维持在7级，逐渐集中到黄浦区淮海中路。

2.2 城市活跃度变异系数

在这一小节中将工作日和休息日各个时段的活跃度的平均水平与工作日和休息日整天的活跃度平均水平进行线性回归分析计算城市活跃度变异系数：

上海在工作日的0：00～6：00时间段内，城市活跃度水平呈现出明显的下降趋势，是一天城市活跃度的低谷时期。6：00～10：00时间段内，居民工作活动的开始导致城市活跃度开始迅速上升，城市活跃度达到全天的最高峰。10：00～18：00城市活跃度小幅波动，对应着下午的城市活跃时间段。在18：00～20：00晚高峰开始，城市活跃度达到来第二个峰值。20：00以后进入夜生活时间，城市活跃度迅速下降进入第三个低谷时期。

上海休息日的城市活跃度整体上与工作日的全天出行波动曲线相似，大体上也可以分为：上午出行高峰、下午活跃时间段以及晚高峰三个时间段。凌晨4：00～6：00的整体活跃度是全天当中最低的，相比与工作日的出行活动休息日的出行活动要明显的推迟2h，在中午12：00达到第一个峰值。12：00～16：00城市整体活跃度出现小幅度的回落，16：00～22：00城市活跃度开始回升，22：00时间段达到峰值。随后晚高峰结束，城市活跃度开始衰退。

3 城市活跃度总体空间格局分析

在这一节中将原始数据集划分为两类：工作日和休息日，工作日选择每周一、周四两天的数据。休息日的数据集包括每周六和周日的数据。将核密度等级划分为（0～100]、（100～300]、（300～500]、（500～800]、（800～1100]、（1100～1400]、（1400～1700]、（1700～2000]、（2000～2500]、（2500～4000]， 单位是人次/km2。工作日、休息日城市活跃空间及活跃度工作日、休息日城市活跃空间及活跃度如图1所示。

图1 工作日、休息日城市活跃空间及活跃度

工作日最高活跃度等级为10级，10级活跃区分布有三处，主要分布在上海中心城区的商业区：黄浦区的南京东路和人民广场一带、静安区的南京西路和天目西路一带。三个10级活跃区之间，人民广场活跃区和南京西路活跃区之间有连接融合的趋势，除中心城区之外，交通枢纽中的上海南站、虹桥交通枢纽有八级的活跃度，属于较高的活跃度。

休息日在高等级活跃区的面积上明显的减少。最高活跃度最高等级也是10级，主要有两处。一处是在天目西路周边，一处是在福州路周边。相较于工作日，南京西路的活跃度有着明显下降，只有8级。天目西路的10级活跃区面积较小，周边存在一个9级活跃区和两个8级活跃区及一个7级活跃区，并且和下方的福州路活跃区有着明显的分割线。

4 结语

本文通过对不同时间断面居民出租车出行目的地的分布状况来分析城市活跃度，根据居民出行目的地核密度的大小把城市活跃度分为10个等级，从而展示一天中不同时段城市活跃度的空间状况和分布特征。基本结论如下：

（1）出行规律：乘客出行呈现出明显的波动规律性，在一个星期的周期内，出租车的服务次数逐渐增加，在周六或者周日达到一个高峰。休息日的出行次数明显的高于工作日。

（2）在一天的时间尺度上城市活跃空间呈现出“中心城区-交通枢纽-中心城区”的变化过程。在以天为单位的时间尺度范围上发现在空间上呈现出明显的“一带四点”的分布格局。