设计课题研究 · 终期汇报

共享单车接驳轨道交通的
时空特征与影响因素研究

A Study on the Spatiotemporal Characteristics and Influencing Factors of Bike-Sharing Integration with Rail Transit — A Case Study of Tianjin

苏琪 · 郭函祎 · 郭雅洁 · 崔馨元 指导教师:任利剑 天津大学建筑学院

01 · Research Background

研究背景

共享单车与城市轨道交通融合成为城市绿色出行的关键议题,然而二者的协同发展面临诸多挑战。

背景1
背景 01

国家倡导绿色出行方式

《绿色出行创建行动方案》明确引导公众优先选择公共交通、步行和自行车等绿色出行方式

背景2
背景 02

共享单车改变换乘格局

填补地铁与目的地之间"走路不近、打车费钱"的尴尬距离,扩大地铁核心服务半径

背景3
背景 03

接驳轨道交通面临挑战

停车空间不足、潮汐现象、无序停放、企业恶性竞争、监管滞后等问题亟待解决

地铁站周边是共享单车最主要的活跃区域,占全市出行总量约 40%。天津市轨道周边骑行订单占比 31.1%,2021 年累计骑行 2.56 亿人次,总里程 3.83 亿 km。针对天津的专项研究仍较为缺乏。

研究目的

① 揭示共享单车接驳轨道交通的时空规律(接驳行为特征 + 接驳范围特征)

② 探究不同类型站点的差异,分类识别共享单车接驳影响因素

③ 分类提出优化导则,为政府制定政策、企业制定运营策略提供依据

三大创新点

🔍 精细化服务范围:HDBSCAN + 核密度 + 等值线替代传统简单缓冲区,精准识别各站实际接驳服务范围

📊 综合接驳能力指标:引入 TOPSIS 法综合量化接驳量、分担率、服务范围

🗂️ 分类站点探讨:居住 · 商业 · 混合三类站点差异化特征分析与优化策略

02 · Study Area & Data

研究区域与数据

天津市内六区 + 环城四区部分区域,取三家运营商覆盖范围交集,以 2022 年 11 月工作日及周末骑行 OD 数据为核心数据源。

研究区域
图1 研究范围——天津市内六区(南开、和平、河东、河西、河北、红桥)+ 环城四区部分区域
轨道交通网络
图2 天津市地铁网络——研究范围内共 113 个站点、364 个出站口
113
地铁站点
364
出站口
138.8
工作日骑行数据
106.1
周末骑行数据

数据类型

共享单车骑行 OD 数据 手机信令数据(职住) 地铁站点 POI 土地利用数据 OSM 路网 建筑轮廓 & 层数 地铁刷卡进出站数据 美团 · 青桔 · 哈罗运营范围

缓冲区划定

对比多种文献方法后,以地铁出站口 100m 缓冲区作为有效接驳判定范围,生成 364 个缓冲面后合并,覆盖 113 个地铁站点。

研究范围地图
图3 研究范围与 100m 缓冲区叠合示意

03 · Spatiotemporal Characteristics

接驳时空特征分析

从接驳频率、骑行时长、骑行距离三个维度分析工作日与周末的接驳行为差异,并可视化空间分布规律。

接驳量空间分布——工作日 vs 周末(起点 & 终点)
工作日 · 起点(17o)
工作日起点接驳量
工作日 · 终点(17d)
工作日终点接驳量
周末 · 起点(19o)
周末起点接驳量
周末 · 终点(19d)
周末终点接驳量

图4 天津市各地铁站共享单车接驳量空间分布——气泡大小代表接驳量,颜色深浅表示数量级别

工作日:接驳量更高,热点呈明显放射状(以和平区为核心);周末:接驳量下降,核心范围由和平区扩展至南开、红桥三区,休闲出行特征明显。接驳频率集中在 250–1000 次/日,最高单站(营口道)工作日达 2222 条
骑行时长与距离特征

骑行时长

工作日与周末骑行时间均集中在 5–10 分钟,分布较为均匀。运营范围外围部分站点平均时长偏短(<5 min),个别边缘站点异常偏长。

810 秒
工作日平均时长
835 秒
周末平均时长

骑行距离

工作日与周末骑行距离均集中在 2 km 以内,分布均匀。外围站点平均骑行距离偏小(<1 km),工作日骑行距离略大于周末。

1563 m
工作日平均距离
1527 m
周末平均距离

04 · Service Area Analysis

接驳服务范围分析

突破传统缓冲区局限,综合运用 HDBSCAN 聚类、核密度分析、等值线划定等方法,精细化识别各站点实际接驳服务范围。

泰森多边形理论服务范围
图5 泰森多边形划定的理论接驳服务范围——113 个站点全覆盖
HDBSCAN聚类
图6 HDBSCAN 聚类结果——红色为正常值,蓝紫色为离散点(轮廓系数 0.64–0.66)
核密度与等值线
图7 核密度分析 + 等值线划定(d=30)+ 10%/90% 分位数确定实际接驳服务范围边界

分析技术流程

1
按站点分组,计算骑行 OD 点之间欧式距离
2
HDBSCAN 聚类(min_cluster_size=10)识别离散点并清洗
3
核密度分析 → 等值线划定(d=30)
4
10%/90% 分位数提取确定服务范围边界
服务范围形态分类——四种类型
服务范围类型示意
图8 接驳服务范围四种形态——放射扩展型(营口道一带核心站)· 偏心扩展型 · 带状扩展型 · 多核心型

放射扩展型

以站点为中心,各方向扩散均匀;常见于接驳量最高的核心站点

偏心扩展型

接驳多集中在某一特定方向,受周边大型吸引点影响明显

带状扩展型

沿特定轴线(道路 / 地铁线路)向两端延伸

多核心型

存在多个骑行高密度区域,多见于混合类站点,接驳形态分散

05 · Station Classification

地铁站点分类与接驳特征比较

依据站点缓冲区内土地利用情况,将 113 个地铁站划分为三类,并计算各站综合接驳能力。

45
居住类站点
居住用地占比 ≥ 40%
21
商业类站点
商业商务用地占比 ≥ 15%
47
混合类站点
其余站点
居住类站点接驳需求最高,且其周末接驳量与平均骑行时间均大于工作日;商业 / 混合类站点均为工作日 > 周末。
指标 居住类 商业类 混合类
周末接驳比(d)44.2%17.8%35.5%
工作日接驳比(o)39.8%33.8%26.5%
主导形态类型放射 / 偏心偏心扩展多核心
密度核心集中居住区 · 学校商务办公楼多类型混杂
站点分类地图
图9 天津市地铁站分类分布图(粉色 = 商业类 · 黄色 = 居住类,混合类未标色)
综合接驳能力计算(TOPSIS 法)
综合接驳能力 = 28.89% × 接驳范围面积 + 40.96% × 接驳量 + 30.15% × 交通分担率
交通分担率 = 接驳量 / 地铁进站刷卡量  |  接驳量权重最高(40.96%)

06 · Influencing Factors

共享单车接驳影响因素分析

基于"5D"建成环境框架构建 19 个指标,通过 OLS 回归进行定量分析,并结合站点案例深入定性解读。

定量探究——OLS 回归分析
OLS回归结果
图10 OLS 回归分析结果(模型总体 p=0.043,具备显著性)
正向显著 ↑

居住人口密度(β = 0.437)

影响强度最大。人口密集区公交接驳需求增加,共享单车设施投放相对集中,形成良性循环。

正向显著 ↑

交通用地比例(β = 0.360)

交通用地比例增加,路网密度相对较高,有利于营造良好的慢行骑行环境,构建一体化接驳网络。

负向显著 ↓

土地利用混合熵(β = −0.361)

功能过度混合导致区域内交通流向分散、共享单车分布不均、路网过度复杂化,影响接驳整体效率。

定性解读——居住类站点(以西南楼、海光寺为例)
居住类站点案例
图11 居住类站点接驳形态解读:西南楼(接驳条件良好)vs 海光寺(多吸引点导致分担率偏低)
居住类站点中,接驳起讫点较为均匀,整体沿道路发散至居住区。学校入口、医院、公园等功能对骑行路径产生局部吸引或排斥作用,但不改变整体形态。

西南楼站——接驳条件良好

人口密度和分担率均较高;整体几乎全覆盖泰森多边形范围;天津大剧院、五大道、公园等形成吸引延伸。

海光寺站——接驳条件一般

各大医院、学校形成较强吸引,人口密度高但分担率较低;服务范围未全覆盖,骑行环境有待提升。

定性解读——商业类站点(以小白楼、天津站为例)
商业类站点案例
图12 商业类站点:密度核心偏向商务办公楼,接驳形态呈偏心扩展
商业类站点密度核心多位于周边商务办公楼,接驳形态向强吸引区域偏移,部分密度高值区距地铁出口较远,提示需改善中间骑行路径。

小白楼站

接驳量大、分担率小;形态沿南京路向五大道延伸;周边有海河中学、人民公园等吸引点。

天津站

接驳量大、分担率较小;接驳形态向北侧居民区延伸;津湾广场作为重要吸引点。

07 · Optimization Guidelines

优化设计导则

结合出行特征分析与影响因素建模结果,从空间优化、单车调度、政府政策三个层面,针对三类站点提出差异化优化策略。

🛡️ 安全为先

统筹规划连续通行空间,塑造人车分流、无障碍出行环境

⚡ 高效便捷

以轨道站点为核心,集约利用立体空间,实现交通与城市生活有机融合

🌿 绿色生态

倡导共享单车绿色出行,落实生态修复城市修补,推动绿色发展方式

🤝 共享共治

创新空间治理事权,打破条块分割,提高规划实施协同性

居住类站点优化导则
居住类站点导则
图13 居住类站点三步优化策略——识别接驳条件 → 合理投放调度 → 提高骑行舒适度
商业类站点优化导则
商业类站点导则
图14 商业类站点:改善周边交通衔接空间 · 非机动车道优化 · 彩色铺装与引导标志规范

08 · Conclusions

研究结论

研究通过精细化分析轨道交通接驳共享单车数据,探索不同类型站点接驳时空特征与影响因素,提出针对性优化策略。

1
工作日接驳量更高;接驳频率集中 250–1000 次/日;骑行时长 5–10 分钟,距离 2 km 以内
2
接驳服务范围形态分四类:放射扩展型 · 偏心扩展型 · 带状扩展型 · 多核心型
3
居住类站点(45 个)接驳需求最高,周末接驳量大于工作日,体现显著的休闲出行特征
4
综合接驳能力 = 28.89% × 接驳范围 + 40.96% × 接驳量 + 30.15% × 交通分担率
5
居住人口密度、交通用地比例对综合接驳能力有显著正向影响;土地利用混合熵为显著负向影响
6
分类提出居住 · 商业 · 混合三类站点优化导则,涵盖空间设计、单车调度与政策建议三个层面
未来展望:① 深化不同类型站点规律挖掘,补充周内 / 日内双维度描述;② 细化优化导则,从导则落实到具体空间设计,通过建成环境微改造提升接驳体验。