1、本科毕业论文（20 届）基于 GIS 的站点选址优化以龙岩市新罗区 2 路公交为例所在学院专业班级 测绘工程学生姓名指导教师完成日期基于 GIS 的站点选址优化以龙岩市新罗区 2 路公交车为例【摘要】目前我国城市发展速度越来越快，城市公共交通的地位也日渐重要，如何提高城市公共交通便捷性也成为了我国各个城市所面临的重要问题。本文将龙岩市新罗区现有的 2 路公交站点位置作为研究对象，以优化二路公交站点选址作为主要目的进行研究。利用 GIS 中的空间分析功能作为主要技术手段，对 2 路公交站点的选址进行优化，并为其它城市公共交通线站点选址优化提供一种思路。【关键词】城市公共交通；地理信息系统；站点选
2、址优化；空间分析 【Summary】At present the city in our country develops faster and faster,the status of urban public traffic becomes more important than before,the way to improve the convenience of the public traffic has became an important problem faced by the every city in China.In this article,in order to
3、optimize the bus station as the mainly purpose to study,i choose the position of the No.2 bus station in XinLuo District of LongYan as the research object.By using the spatial analysis function in Gis as the main technology ,which optimize the selection of the location of the No.2 bus station,and pr
4、ovide a method for the other city. 【Key words】Urban public traffic ；Gis；Optimize the selection of the bus station；Spatial analysis 目录1. 引言 .11.1 研究背景 .11.2 研究目的和意义 .11.2.1 研究目的 .11.2.2 研究意义 .11.3 研究对象 .12. 研究区概况和数据预处理 .12.1 研究区概况 .12.2 数据来源与预处理 .23.龙岩市 2 路公交运营线路存在的主要问题 .24.龙岩市 2 路公交站点选址优化分析 .24.1 站点
5、选址优化分析的理论与技术手段 .34.2 数据处理 .34.3 分析结果 .54.4 站点选址修改方案 .65. 课题研究的不足与展望 .85.1 课题研究的不足 .85.2 课题研究的展望 .86. 结语 .9致谢语 .10参考文献 .1111. 引言1.1 研究背景随着城市的快速发展，城区面积的逐步扩大，因此城市中公共交通的快速稳定发展显得尤为重要。大力发展公共交通不仅响应国家的号召“节能减排” ，而且从另一方面城市公共交通的发展状况也可以显示出一个城市的繁华程度。城市中公共交通的便捷性将直接影响民众的生活，所以规划出合理的公交线路是必不可少的一道“工序” 。如何提高城市公共交通的运力，使
6、公共交通资源得到有效利用，方便市民出行，对于每个城市来说都是一个重要的研究课题。近年来，随着我国优先发展公共交通政策的提出，不少新方法、理论在公交线路的优化上得到应用。王炜等 1提出以直达客流量最大为目标的公交网络逐条布设方法；胡启洲等 2建立了四维消耗的公交网络优化模型。目前以优化公交线网为主要目的建立了不少数学模型，但大多属于理论研究，部分模型难以求解，数据采集困难 3。因此，从应用角度考虑，利用 GIS 的空间分析功能和可视化表达，可以对城市公交路线的合理规划提出一种科学的、可靠的优化分析方法，以便为城市公共交通的合理发展和线路优化提供辅助决策。1.2 研究目的和意义1.2.1 研究目的
7、本文根据乘客的出行需求以及公交运营公司的成本考虑，从理论和实际入手，研究公交线路站点选址的优化设计，其目的体现如下：（1）基于不同条件下，研究公交线路优化设计的方案，从而建立不同的数学模型，对公交线路、站点的优化设计提供辅助决策；（2）研究公交线路、站点等公交元素的基本规划问题，提高方案的可行性。1.2.2 研究意义随着我国经济的飞速发展，城市化水平的提高，公共交通在城市发展中的地位也日渐重要。一个城市是否繁荣也可以从该城市的公共交通的发达程度论证。因此，关于公交线路优化设计的研究也越来受城市管理者的重视。目前，我国在这方面研究进展相对缓慢，国外虽有先进的理论知识，但是由于我国居民的出行习惯、
8、道路条件、交通条件与国外的差异，其规划、设计理论并不能与我国的实际情况相符合。综上所述，针对我国的现状，公交线路的优化设计无论是在理论上的研究，还是在实用价值上都具有深远的意义。1.3 研究内容公交线路优化主要是针对公交线路的选择与站点布局，在设计公共交通站点时，需要考虑众多因素，如人口密度、城市功能区的分布、道路情况、交通流量等。大多数站点的布局一般都是采用人工方法来实现，但由于问题的复杂性，得到的结果往往不太客观与合理 4。因为，在常规手段支持下(譬如纸质地图)，规划者很难综合、定量地考虑各个因素的影响，这就需要引入一种能够集成多种信息、支持空间分析决策，并具有良好可视化表达能力的技术。因
9、此，在公交线路的优化设计中引入 GIS 就成为了一种必然。本文以龙岩市新罗区 2 路公交车线路优化为例进行分析，对其运行路线提出一种优化方法，以便为城市公交科学发展和线路优化提供辅助决策。22. 研究区概况和数据预处理2.1 研究区概况龙岩市 2 路公交车全长约 11.7 公里，起点为龙岩市志高欢乐园，终点为龙岩市火车站，全程运行时间约为 1 小时十 10 分钟，共有公交车站 33 个。途经龙岩市多个重点功能区，行政部门如交警大队，商业区如龙岩市中山街、万达广场，景点如石锣鼓，莲花山等。公交运行线路以双向四车道为主，道路相对狭窄，容易造成交通拥堵。车辆班次有限，乘客数量多，运力匮乏。2.2 数
10、据来源与预处理（1）数据准备利用稻歌 googleMap 捕获器获取龙岩市新罗区范围的栅格地图，作为课题研究的数字化底图，是课题研究所需的基础地理数据。（2）数据预处理地图数字化是在所获取的龙岩市新罗区栅格图像上，利用事先已收集的 2 路公交车运行的线路信息，进行地图数字化。数字化的内容包括：2 路公交的运行线路、公交沿线的医院、景点、行政单位、商业中心等内容，生成多个专题图层，并分别命名以不同的颜色进行区分。 属性更新是对各个专题图图层的属性表进行更新，通过插入字段，并根据不同的图层分别添加：公交站点名称、商业中心名称、景点名称等内容，将字段显示在图层上，易于分辨。3图 2-1 2 路公交运
11、行线路及站点名称 图 2-2 2 路公交运行沿线功能点3.龙岩市 2 路公交运营线路存在的主要问题通过对目前龙岩市的 2 路公交路线进行实地调查，以提高公交运行效率和乘客舒适度为主要目的，发现了一些线路运行不合理的地方，例如：站点间的距离设置不合理，存在多余站点，造成公交车停靠次数过多；部分站点距离交通交叉口处较近，当公交停靠站点时容易导致交通堵塞；部分站点选址不恰当，容易造成市民出行不便，降低乘客满意度；2 路公交车班次数量有限，乘客数量多，运力匮乏。因此需要借助 GIS 的空间分析功能对 2 路公交车的运行线路、站点选址进行优化。通过对站点选址的优化，以达到减少多余站点，增设必要站点为目的
12、，提升 2 路公交车的运行效率以及乘客的舒适程度。4.龙岩市 2 路公交站点选址优化分析4.1 站点选址优化分析的理论与技术手段根据中华人民共和国住房和城乡建设部与 2012 年 06 月 01 日发布实施的城市道路公共交通站、场、厂工程设计规范中对中途站要求，站点应该设置在过交叉口 50 米以外，在交通车辆较多的主干道上，站点应该设置在 100 米以外。中途站平均站点距离为 500 至 600 米，对于市中心的位置应该取其下限值。依据乘客舒适度来设置站点时，公交站点不宜距离功能区与居民区距离太远，不宜步行超过十分钟以上。依据成年人平均步行速度为 1.2 米/秒，即各个功能区距离公交站点不宜超
13、过 720 米。公交站点覆盖的服务面积为 300 米，根据城市重要交通线路网络图与学校、商场、景点、居民点以及酒店等分布图的数据分析：一般以学校 300 米、医院周边 200 米、景点 500 米、商业中心 420 米、服务行业 300 米为最佳距离。既符合规划要求，也有利于提高乘客满意度。本文主要应用地理信息系统（GIS:Geographical Information System）中的空间分析功能中的缓冲区分析与叠置分析，作为研究站点选址的优化设计的主要方法。缓冲区分析是在点、线、面地理实体周边建立多边形的过程。缓冲区分析面对地理实体的不同，所采用的操作方式也不同，通常有以下三种情况：点
14、实体的缓冲区，通常以点实体为圆心、以一定距离为半径。线实体的缓冲区，通常是距线实体一定距离的平行条带状多边形。面实体的缓冲区，通常是面实体边界向外或向内扩展一定距离而生成的新多边形。叠置分析是将两层或多层地图要素进行叠置产生一个新要素层的操作，其结果将原来要素分割成新的要素，新的要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。按叠置分析中输入数据层的不同，又可以分为三种类型：多边形叠置、点与多边形叠置和线与多边形叠置 5。4.2 数据处理根据以上站点选址的要求，分别对学校图层以 300 米、医院图层以 200 米，景点图层以 500 米、商业中心以 420 米、服务行业以 300 米建立缓冲区表示其
15、最大步行距离的范围，以车站 300 米建立缓冲区表示车站的服务范围，将其分别与公交车站缓冲区图层相互叠置，其交叉区域为最佳站点位置。但此操作结果仅能为人主观的决策提供辅助，并不能确定为最终的选址位置。叠置分析结果如图 3-2至图 3-5 所示4图 4-1 数据处理、分析流程图学校图层以300 米为半径医院图层以200 米为半径景点图层以500 米为半径商业中心图层以420 米为半径服务行业图层以300 米为半径建立缓冲区 车站以 300 米为半径将各个图层所建立的缓冲区与车站图层叠加，生成多个叠置图层，并用不同的颜色表示根据所获得的叠置图层，为主观决策提供辅助5- 图 4-2 服务行业缓冲区与
16、公交站点 图 4-3 景点缓冲区与公交站点缓冲区叠置图缓冲区叠置图 图 4-4 商业中心缓冲区与公交站点 图 4-5 学校缓冲区与公交站点缓冲区叠置图6缓冲区叠置图 图 4-6 医院缓冲区与公交站点缓冲区叠置图4.3 分析结果根据以上叠置分析结果结合 4.1 小节所述理论，针对 2 路公交运行线路的各公交站的站点位置进行分析，分析结果如表 4-1 所示：表 4-1 各公交站点合理性分析结论站点名称 站点是否设置合理 理由志高欢乐园 是 满足 3.1 小节所叙述理论东肖镇 是 满足 3.1 小节所叙述理论龙岩三中 是 满足 3.1 小节所叙述理论溪连村 否 周边人流量较少7学院宾馆 是 满足 3
17、.1 小节所叙述理论龙岩学院 是 满足 3.1 小节所叙述理论烟草公司 是 满足 3.1 小节所叙述理论地质八队 否 周边人流量较少，与下一站距离 不足 500M标致公司 否 周边人流量较少，与上一站距离 不足 500M民兵训练基地 是 满足 3.1 小节所叙述理论花鸟市场 是 满足 3.1 小节所叙述理论月山小学 是 满足 3.1 小节所叙述理论樟柴树 是 满足 3.1 小节所叙述理论洋潭村 否 站点位置过于接近交通交叉口公交公司路口 是 满足 3.1 小节所叙述理论曹溪金鹏花园 是 满足 3.1 小节所叙述理论曹溪女子医院 是 满足 3.1 小节所叙述理论国际美食城 是 满足 3.1 小节所叙述理论石锣鼓 是 满足 3.1 小节所叙述理论交警大队 否周边人流量较大，站点距离交通路口较近，容易造成交通堵塞，且与下一站距离不足 500M博爱医院 否站点位于交通交叉口处，容易造成交通堵塞，且与上一站距离不足 500M烟草公司 是 满足 3.1 小节所叙述理论新阳光医院 是 满足 3.1 小节所叙述理论恒宝酒店 是 满足 3.1 小节所叙述理论龙御天下 是 满足 3.1 小节所叙述理论
