大数据与AI驱动的交通规划方法创新002 | 北京核心区联通用户出行特征分析

【大数据与AI驱动的交通规划方法创新】

《大数据与AI驱动的交通规划方法创新》是响应国家新一代人工智能发展规划的号召,由北京市城市规划设计研究院交通规划所联合中国科学研究院自动化研究所和中国联通旗下的智慧足迹数据科技有限公司共同开展的,基于手机数据为代表的大数据结合人工智能算法在城市交通规划领域的应用方法探索。希望借助大数据和人工智能算法的融合为城市交通规划行业带来新空气,甚至革命性变革。进而为城市规划注入新活力。


主要作者:

张宇,北京市城市规划设计研究院高级工程师,课题组执行负责人;

张晓东,北京市城市规划设计研究院交通所副所长,教授级高级工程师,课题组负责人;

荣冲,智慧足迹数据科技有限公司,高级咨询总监,课题组顾问;

冯永恒,智慧足迹数据科技有限公司,高级数据分析师,课题组核心成员。


摘要

北京城市核心区是北京城市总体规划中构建“一核一主一副、两轴多点一区”的城市空间结构中最为重要的区域。这个区域今天生活着些什么人,他们的生活状态、出行特征如何,是从“人”的视角出发构建核心区未来的关键。课题组基于联通手机用户的脱敏全样本空间集聚数据,从核心区的联通用户群体出发,通过大数据分析试图窥探这里相关人们的生活与出行状态,为未来的规划提供更为可靠的基础。


缘由


《北京城市总体规划(2016年——2035年)》中提出构建“一核一主一副、两轴多点一区”的城市空间结构,核心区被赋予全国政治中心、文化中心和国际交往中心的核心承载区,以及历史文化名城保护的重点地区的职能,是展示国家首都形象的重要窗口地区。为更好的进行北京核心区的规划建设,课题组对核心区的联通用户脱敏数据进行出行特征分析。以便基于他们的出行特征挖掘规律,做好核心区的交通规划等工作。


本文分析主要数据基于智慧足迹数据科技有限公司提供的联通用户脱敏数据,扩样分析后得到,仅代表相应用户在特定数据处理方法下的统计特征,若与其他数据口径有所出入,待后续查核校正。


认识核心区


根据《北京城市总体规划(2016年——2035年)》,北京核心区由东城区与西城区构成,总面积约92.4平方公里,根据统计年鉴数据,两区常住人口总量约为207.1万人,在册从业人员总量约205.7万人。人口和就业密度均超过2万人/平方公里,在世界城市的核心区域中也属于稠密地区。同时,核心区承载着国家行政中心的主要职能,也是北京金融、医疗、旅游、基础教育等资源最为集中的区域。


核心区就业、基础教育、旅游、医疗资源综合汇总图(作者自绘)


高峰日出行650万人次,

流动人口贡献1/6强


本次使用2018年6月一周北京核心区联通用户识别出的数据,经过扩样进行分析得到核心区一周相关总出行量约4160万人次(O\D有至少一端位于核心区的出行)。高峰日(周四)出行量约655万人次,其中常住人口出行量543万人次,流动人口出行量112万人次。不同人群而言,流动人口的一周各日相关出行量基本稳定在110万人次左右。常住人口则周末出行较少,尤其周日仅为334万人次,约为周高峰日出行的60%左右。


核心区相关出行量一周分布图


内部出行占4成,对外出行占6成


出行分布可见,上述出行中,核心区内出行约占4成,对外出行约占6成。常住人口工作日、周末出行内外比例基本相当,流动人口则平日对外出行占比较周末略高。


工作日不同人群内外出行比例图


周末不同人群内外出行比例图


核心区常住人口昼夜比约1.4:1


总体而言,识别出的核心区昼间常住人口约271万,夜间常住人口约200万,总体昼夜人口比约1.36:1(昼间人口为白天识别出在核心区的人口,夜间人口为识别出夜晚在核心区的人口)。其中识别出的适龄劳动力人口昼间约214万(比统计年鉴在册从业人员总数略高,笔者认为是识别出的未在册就业人员),夜间约151万,昼夜比约1.41:1;识别出的离退休人口昼间约22万,夜间约21万,昼夜比约1.1:1;识别出的学龄人口昼间约6.9万,夜间约5.6万,昼夜比约1.2:1(由于学龄人口拥有手机的比例较低,因此从识别出的人口构成比例来看学龄人口较统计年鉴偏低)。


从昼夜常住人口总量可见,核心区夜间人口仅为昼间人口的74%。不同类别人群分析可见,适龄劳动力的昼夜差异最大,其次为学生,离退休人口相对平衡。(此外,未识别类型人口为未能通过手机号码识别出人群类型的用户)


核心区常住人口不同人群昼夜人口分布图(作者自绘)


核心区识别人口结构表(万人)


平日昼间人口更辛苦,

周末夜间人口活动范围更广


上述识别人口的平日及周末出行率、出行距离与时耗见下表。从平日汇总表可见,昼间人口总体出行率、平均出行距离和出行时耗均高于夜间人口。平均通勤时耗和通学时耗,夜间人口仅为昼间人口的2/3。从周末汇总表可见,平均出行强度比平日均有下降,出行距离而言,夜间人口总体增长而昼间人口整体下降。两类人群的出行时耗总体相似。


核心区识别人口平日出行特征汇总表


核心区识别人口周末出行特征汇总表


核心区昼间常住人口分布


从联通用户识别出的昼间人口分布可见,分布的总体趋势以就业人口分布为主导。就业人口主要分布在西二环金融街区域及东二环朝阳门附近及长安街北侧的王府井、东单附近。学生主要分布则与中小学区位较吻合。离退休人群的昼间分布则以居住区和景区附近较为集中。


核心区昼间全人口分布图 


核心区昼间适龄工作人口分布图


核心区昼间就学人口分布图


核心区昼间离退休人口分布图


总体而言,昼间核心区人口分布呈现南北两侧贴边高强度分布,中间区域由于使用功能、高度控制及公园绿地的分布,常住人口密度相对较低。这样的分布状态也加剧了东西二环等南北向通道的交通压力。


核心区昼间常住人口夜间分布


昼间核心区人口的夜间分布可见,核心区的昼间人口中60%,夜间依然在核心区内。识别的不同人群可见,核心区昼间适龄劳动力仅46%夜间在核心区内,核心区昼间学生则有75%夜间在核心区内,核心区昼间离退休人群则87%夜间在核心区内。


核心区昼间全人口夜间分布图


核心区昼间适龄工作人口夜间分布图


核心区昼间就学人口夜间分布图


核心区昼间离退休人口夜间分布图


昼间人口夜间分布主要区域汇总表


上述分布可见,核心区的向心通勤压力最大。同时,虽然北京已实施基础教育区内平衡政策,但目前阶段,核心区就学的学生仍然有1/4的学生住在核心区外。


昼间常住人口出行时段分布


昼间核心区不同人群的工作日出行时段分布可见,适龄就学人口的出行早高峰出现最早,在6:00至7:00之间。适龄劳动力和退休人口出行早高峰均出现在7:00-8:00。晚高峰退休人口和适龄就学人口出现在17:00-18:00,适龄劳动力出行晚高峰则出现在18:00-19:00。同时,适龄就学人口在21:00-22:00还出现一个晚二高峰,推测有部分的辅导课在放学后进行。


昼间核心区不同人群工作日出行时段分布图


昼间核心区不同人群的周末出行时段分布可见,各类人群依然呈现出早晚高峰的特征。只是峰值比工作日和缓,而且在早晚高峰间的出行比例比平日有明显提升。


昼间核心区不同人群周末出行时段分布图


夜间常住人口出行时段分布


夜间核心区工作日不同人群的出行时段分布可见,整体早高峰时段均出现在8:00至9:00之间。相较昼间人口均有相应的错后。晚高峰均出现在17:00-18:00,相较昼间劳动人口有一小时的提前。总体而言,住在核心区里的人员还是由于通勤距离较短而可以有更从容的路上时间。


夜间核心区不同人群工作日出行时段分布图


夜间核心区周末不同人群的出行时段分布可见,整体呈现出的假日特征较为明显,基本为在十点左右到达高峰,而后缓慢下降。且三类人群的特征较为相似。


夜间核心区不同人群周末出行时段分布图


大数据分析初步认知


通过上述数据分析,初步得到对核心区的认知总结如下:


A) 流动人口相关出行占比高,其出行特征与常住人口有一定差别,应加强针对性的出行设施服务。


B) 常住人口昼夜分布可见,通勤人口的职住不均衡现象最为突出,通学人口也存在一定的不均衡。后续核心区功能疏解优化的过程中,应该继续从职住结构上调节不均衡局面。


C) 根据不同类型核心区常住人口的夜间分布,提升周边行政区,尤其丰台区的教育水平和就业机会也将有助于核心区功能的疏解。