伦敦公共交通可达性分析方法及应用张天然悠闲老头看交通2018/7/261引言在伦敦交通规划TfL（Transport for London）中，需要分析交通基础设施和服务的作用，一个重要的分析方法就是连通性（connectivity），也称为可达性（accessibility）。

使用可达性分析的主要目的：[1] 识别因交通改善而得益的区域；[2] 更好的了解新的公交线路、站点和道路规划的影响；[3] 识别就医等公共服务的最佳选址以便居民使用；[4] 了解伦敦的哪些地方更适合居住和办公的开发；[5] 对不同区域的停车配建指标高低提出建议。

可达性分析的主要形式：[1] 基于区域内公共交通的服务距离和频率的公共交通可达性指标PTAL（Public Transport Access Level）；[2] 等时线图，展示特定区域到其他区域的时间或一定时间内可以到达的区域；[3] 服务范围分析（Catchment Analysis），描述了特定区域在一定时间内可以可以到达的工作地点，或不同形式的服务情况。

2公共交通可达性指标PTALPTAL的取值范围为0-6，越大表示可达性（连通性）越好。

因为历史原因，1类的PTAL值分为1a和1b，6类的PTAL值分为6a和6b，因此一共有9个PTAL值：0，1a，1b，2，3，4，5，6a和6b。

PTAL的值用固定的颜色在地图上进行表示。

一般来说PTAL值高的地方，具有以下特点：[1] 步行到最近的公交站点距离很近；[2] 最近的公交站点等待时间很短；[3] 最近的公交站点有很多公交车服务；[4] 附近有主要的轨道交通站点；[5] 以上因素的组合。

因此PTAL可以看出是对公交网络密度的度量。

PTAL不考虑每个地方可以到达的目的地，也不反映公交和轨道交通的拥挤情况。

PTAL主要针对公共交通，不包含小汽车出行的情况。

2.1 PTAL的应用PTAL最早是在伦敦的Hammersmith & Fulham行政区引入的，后来被深入和广泛地应用到伦敦的各种规划程序，包括战略规划和区域规划。

例如包含经济、社会和环境目标的2031年伦敦战略规划，一个重要的应用就是确定不同区域的居住开发密度。

这个做法的基本思路是，公共交通服务好的地方适合高密度开发。

表1 伦敦规划中建议的住宅开发密度hr：适合居住的房间；u：一个居住单元，公寓或别墅；ha：公顷在伦敦规划中PTAL也被用于居住区的停车位配建指标。

为了鼓励使用公共交通，一个基本的原则是在公共交通服务好的地方应减少停车位供应，而公共交通服务薄弱的地方则可以提供更多的停车位。

伦敦规划中的住房供给规划指引报告包括了两个矩阵。

一个矩阵是将房间数、停车位和TAL联系起来。

另外一个矩阵则更加精细化的表达了停车配建规则。

图1 伦敦规划中PTAL和停车配建的关系作为确定区域高密度用地开发的政策部分，伦敦规划也监控了PTAL值大于等于5的区域中商业活动的比例。

规划确定了一个关键运营指标来维持高PTAL值区域的工作地比例。

例如Upper Lee Valley Opportunity 地区规划框架中，两个地图分别表示了现状年和未来年的PTAL值，反映了新开公交线路、增加轨道交通发车频次等公交服务改进对区域的影响。

图2 区域规划框架中现状年和未来年的PTAL地图又如Battersea地区Northern线延伸后现状年和规划年PTAL对比。

图3 Battersea地区Northern线延伸后现状年和规划年PTAL对比PTAL在网页上可以将进行计算和展示。

图4 网页版PTAL地图PTAL一般是基于地图的，可以将全伦敦的值展示在地图上。

PTAL的也有其缺点。

例如PTAL值区分为9类，但是每一类没有继续细分以体现不同之处。

分析是基于所有的公共交通可达性的，而没有基于不同的公交模式。

当应用于未来年时，特别是公交车的服务水平是基于假设的。

PTAL使用工作日早高峰的服务水平来代替所有时段的服务水平。

但对一些购物中心，可能平时甚至周末的服务水平更为重要。

轨道交通运输能力、可靠性等因素也没有纳入PTAL计算。

2.2PTAL的计算方法（1）输入数据[1]区域内的住宅、办公、商店等用来计算PTAL值的要素。

[2]伦敦所有的公共交通站点（包括轨道交通和公交站点），称为服务点（SAPs）。

[3]伦敦所有可以步行的网络，用以计算出行起点到公共交通网络的步行时间。

[4]伦敦所有的公共交通运行线路（轨道交通交路），包括在SAPs的停站情况和服务频率。

根据PTAL计算的要求，包括现状和未来的两种情况。

（2）计算步骤[1]计算到SAPs的步行时间（WT）。

a) 大伦敦共有13000个SAPs。

但不是所有公交的停靠站作为单独的SAP，就近的SAP会合并组群成一个。

b) 步行速度假设为4.8km/h。

c) 步行网络使用调查发布的整个伦敦的整体交通网络（ITN），并去除了不适合步行的机动车道和主干路，添加了铁路桥、步行道等其他可步行的设施。

d) 假定人民到公交车站的最长步行距离为640米（8分钟），到轨道交通站点最长步行距离为960米（12分钟）。

超过此范围的公共交通服务不影响PTAL的值。

路径选择采用Mapinfo软件的RouteFinder应用程序。

e) 有关公交停靠站点和线路数据采用TfL的公交网络数据。

f) 轨道交通（含有轨电车等）的服务频率使用了伦敦公交战略模型Railplan。

[2]计算每条线路在每个SAP的计划等待时间 (SWT)。

a) 标准的PTAL计算采用工作日8:15-9:15的公交服务频率。

b) 假设乘客到达公交站点服从随机分布。

c) SWT的单位为分钟，假定为服务间隔的一半，即SWT = 0.5 * (60/频率)。

例如，一小时有6班车，服务间隔10分钟，则SWT=5分钟。

d) 区域内同一条线路有多个站点可以服务，只考虑最近的站点。

e) PTAL对交通的方向性考虑的比较简单，如果双向运行的线路，选服务频率大的作为计算输入。

f) 轨道交通只考虑在伦敦内至少有两个站点的线路，因此PTAL不考虑只有一个站在伦敦内部的线路（主要是指城际的）。

[3]计算每条线路在每个SAP的平均等待时间 (AWT)。

AWT是在SWT的基础上，增加一些可靠性因素的时间。

不同模式的公交可靠性因素有所差异，以反映公交车和轨道交通等方面的差异。

可靠性因素中，公交车为2分钟，轨道交通（有轨电车）为0.75分钟。

[4]计算每条线路在每个SAP的总接驳时间 (TAT)。

TAT = WT + AWT。

[5]计算每条线路在每个SAP的等效频率(EDF)。

EDF=0.5 *(60/TAT),使用步行时间计算在内的时间作为服务时间来计算频率。

[6]计算接驳指数(AI)。

a) IA通过所有线路的所有SAPs的EDF来计算，但是会给出一个权重系数，最大等效频率的权重为1，其他为0.5，即AI =最大EDF + 0.5 * Σ(其他EDFs)b) 先对每个公共交通的模式的AI进行计算。

c) 再计算总的AItotal = Σ(AIbus + AIrail + AITube + AItram)，这里Tube是轨道交通的一种。

[7]转换为PTAL值。

表2 PTAL值与地图色彩对应2.3 PTAL地图的创建方法PTAL地图创建方法主要有以下四类：表3 PTAL地图创建方法3出行时间地图（等时线图）3.1等时线地图创建方法创建等时线图有两种方法：时间制图TIM(time mapping)和伦敦公共交通接驳计算制图CAPITAL(Calculator of Public Transport Access in London)。

公共交通时间主要采用伦敦交通模型的Railplan模型，小汽车时间主要采用伦敦交通模型的Highway Assignment Models (HAMs)模型。

图6 伦敦交通模型分区TIM考虑交通模型小区形心之间的出行时间，CAPITAL的特点是还考虑了从出发点到公共交通服务站点（或到目的地）的时间，也就是说CAPITAL对公交接驳的时间考虑得更加细致一些。

不过CAPITAL的计算时间也要长一些，不大适应网页版应用平台的计算。

TIM是基于交通小区的，而CAPITAL允许自定义出发起讫点，采用栅格形式计算，可以表现的更为细致一些。

具体的计算方法在此不再详细展开介绍。

图7 TIM 和CAPITAL的输出对比3.2等时线地图的典型应用图8 早高峰Bank station到其他区域的旅行时间图9 早高峰Erith到其他区域的旅行时间图10 没有Crossrail工程的地区等时线图11 有Crossrail工程的地区等时线图12 有无Crossrail工程的旅行时间对比图13 Ilford镇中心的小汽车等时线图图14 使用所有公交服务到达Hounslow需要的时间图15 使用无障碍设施的公交服务到达Hounslow需要的时间图16 使用公交车到达Hounslow需要的时间图17 不同用户和Hounslow联系图差异对比3.3机会和服务获得计算还有一种另外的连接性测试方法,机会和服务获得方法ATOS(Access To Opportunities and Services)。

ATOS是用来计算通过步行或公共交通能够得到潜在服务的容易程度。

ATOS采用CAPITAL的时间来分析，但是基于目的地的计算。

ATOS方法的目的地包含的服务和机会包括：就业、教育、健康、食品商店、开放空间等方面。

其计算步骤包括：定义情景、分析每类服务机会最近的10个设施，计算出行时间，获取最近的目的地，计算平均时间和方差等时间统计指标，以及ATOS得分。

ATOS的分为A-E五级，A级代表最好的连通度。

A级表示出行时间比平均时间小的程度在方差值以上；B 级表示出行时间比平均时间小，但不超过方差值；C级表示出行时间大于平均时间，但不超过方差值；D级表示超过平均时间的1-2个方差值；E级表示超过平均时间2个方差值以上。

表4 ATOS方法目的地包含的要素图18 伦敦的中学ATOS得分图4服务范围分析（Catchment analysis）服务范围表示的是可以从某个区域方便达到的区域。

如果某个区域提供了类似商店、学校和医院的服务，则大多数顾客、学生和病人来自服务范围。

如果某个区域是住宅，则服务范围是大多数居民要去工作的地方。

具体的分析形式有以下几种。

表5 服务范围分析的主要形式5结语伦敦公共交通可达性的应用较为广泛，有些指标甚至提升到对规划的指引作用，例如对不同区域的停车配建指标提出建议，了解伦敦的哪些地方更适合居住和办公的开发等等。

同时也将交通设施项目和改善效果，公共服务设施相关因素联系起来，突破了单纯交通供给分析的界限。