2019年我院继续在大数据的分析应用中进行深耕,经过一年多的坚持和努力,在城市空间联系、人口分析、通勤特征挖掘等方面取得了新的进展。今后将陆续发布成果,不当之处请多指正!
项目组成员:张志敏、宋军、马清、王天青、胡倩、王振、禚保玲、陈天一、马晓丽、王乐、李雪华、张安安、盛捷、高玉亮
居住和就业的空间组织是城市空间结构的重要要素。研究运用手机信令数据,从通勤出行入手,分析城市居民的就业和居住的空间关系,进一步认识城市空间结构。
构。
区域通勤廊道可以通过识别区域内人流轨迹的主要路径来模拟,即区域廊道通过人流量叠加法。该方法分别以交通小区和500米网格为空间单元,汇总工作日早高峰时间段内在该小区内驻留的手机用户数,按照个体(msid)、基站位置(cell_id)对个体进行去重后,得到区域通勤廊道。
由下图可见,通勤客流中,东岸城区中的市南区、市北区、李沧区、崂山区、城阳区、即墨区整体处于通勤连绵范围内,外围的胶州市、平度市、莱西市相对独立,与东岸城区的通勤联系较弱;西岸城区呈现为两个通勤组团,分别为开发区和胶南组团,且两者之间通道单一。
具体而言,东岸城区中东西向廊道主要集中在为胶宁高架-宁夏路、香港东路两个方向上,南北向廊道则以山东路-黑龙江路为主,并延伸至城阳区;城阳区与即墨区与市内四区通勤廊道单一,内部相对独立,即墨区呈现蓝鳌路与烟青路十字形通勤廊道,城阳区呈现正阳中路与长城路十字形通勤廊道。

图1青岛市通勤客流途径人流密度及东岸城区放大图
分析显示,市内四区通勤客流呈现廊道一体化特征,并沿主要道路带状布局,山东路-哈尔滨路-黑龙江路与地铁3号线复合廊道贯通南北,详见下图;平度市呈现东西向矩形通勤廊道,接近40%的出行分布在9km*6km范围内;莱西市呈现南北向矩形通勤廊道,约50%的出行9km*5km的范围内;即墨区、胶州市一半以上的出行集中在5km以内,通勤廊道围绕中心放射延伸;西海岸新区通勤廊道呈现开发区和胶南双矩形通勤廊道结构,接近140平方公里范围内集中了全区约65%的早高峰出行。

图2基于500米网格的早高峰通勤廊道识别及东岸城区放大图
根据相关研究,运用手机数据可以进行居民通勤区的分析。认为与中心城区日常生活密切相关的、能在单日通勤往返的圈层范围且圈层内绝大部分居民的通勤活动都位于其中的圈层为青岛市中心城区通勤圈。通勤圈包括了日间向中心城通勤的居民的通勤圈(日-夜通勤圈)和夜间向中心城通勤的居民通勤圈(夜-日通勤圈)。通俗讲,考虑了城市中两部分人的活动范围,即白天在中心城区的人晚上去了哪(日-夜通勤圈)和晚上在中心城区的人白天去了哪(夜-日通勤圈)。
驻留地是手机用户有规律的停留地点,包括日间驻留地和夜间驻留地。根据八小时工作制的作息规律,日间8:00-17:00就业者位于工作地,夜间22:00-5:00就业者一般位于家中,据此通过分析2018年9月份一个月的手机信令数据,制定以下识别规则:
若某一手机用户在一个月22个工作日中,日间在某一位置每天停留4小时以上的天数累计超过9天,则认为此处为工作地;若出现多个位置,则以天数最高的位置为准。若某一手机用户在一个月30天中,夜间在某一位置每天停留4个小时以上的天数累计超过15天,则认为此处为居住地;若出现多个位置,则以天数最高的位置为准。由此分析出全市452万日常活动用户的日间驻留地和夜间驻留地。
从识别结果中筛选日间工作地在中心城区的用户,共有334.8万用户,以其对应的居住地所在的基站为单位统计汇总用户数。运用ArcGIS进行核密度分析,以800米为搜索半径,按照每一基站连接的用户数进行计算,以200*200米的栅格表示日间在中心城区工作的用户其夜间驻留地分布和夜间在中心城区的居住的用户白天驻留地分布,如下图所示。
由图可见,日间在中心城区工作的用户其夜间居住主要分布在长春路、瑞昌路沿线及团岛等区域,城阳区、即墨区、黄岛区也均呈现组团状分布;夜间在中心城区居住的用户其日间工作地主要集中在市南区香港路,市北区延吉路、威海路,李沧区书院路等区域。

图3中心城区日间驻留用户夜间驻留地热力分析以及中心城区夜间驻留用户日间驻留地热力分析
为明确中心城区日间驻留用户夜间驻留地和中心城区夜间驻留用户日间驻留地的集中分布范围,以密度值500为等值距生成密度等值线。比较相邻等值线间的平均距离,发现在密度值1000外密度值变化趋势较缓,密度值1000以内变化趋势骤然升高。即密度值在1000处出现突变,并且等值线外再无围绕中心的等值线。表示无论白天在中心城区驻留用户的夜间驻留地还是夜间在中心城区居住用户的白天驻留地都集中分布在密度为1000的这条等值线内。

图 4 中心城区日间驻留用户夜间驻留地等值线以及中心城区夜间驻留用户日间驻留地等值线
统计发现,白天在中心城区工作的人中有78%的人居住在中心城区日-夜通勤圈范围内;同理夜间在中心城区居住的人中有76%的人工作在中心城区夜日通勤圈范围内,如下图所示。中心城区日-夜通勤圈和夜-日通勤圈分别为595平方公里和730平方公里。

图 5中心城区日-夜通勤圈和夜-日通勤圈
将中心城区的日-夜通勤圈和夜-日通勤圈叠加,取并集后得到中心城区的综合通勤区,其面积为730万平方公里,约80%的中心城区人口实现了综合通勤圈内职住平衡。即白天在中心城区工作的人口中80%夜间居住在综合通勤圈内,夜间在中心城区居住的人口中同样约有80%白天工作在综合通勤圈内。
将中心城区综合通勤圈转换为以街道(镇)行政边界为空间单元的通勤区,具体规则为,若街道位于综合通勤圈以内的面积比例超过30%,则将该街道纳入通勤区,如下图所示,叠加后共有54个街道(镇)位于中心城区通勤区内,总面积约为875万平方公里。从通勤角度来看,青岛市中心城区通勤区在东岸呈现从沿海向内陆延伸,最北端为即墨区的通济街道和潮海街道;在西岸以开发区和胶南组团发展的趋势,如长江路街道、隐珠街道。

图 6中心城区综合通勤圈和通勤区
上述分析表明,青岛市环胶州湾发展的城市格局决定了中心城区范围内尚有很大部分区域(约83%)通勤联系并不紧密。这在一定程度上,对交通设施布局、城市建设用地集约开发等方面提出了新的要求。