基于POI的轨道交通站点周边设施分析——以上海地铁10号线为例

——以上海地铁10号线为例

叶锺楠1，2

(1.同济大学，上海 200092；2.华东建筑设计研究院有限公司，上海 200002)

摘要：以网络地图POI数据为基础，借助R语言进行数据分析，对上海地铁10号线沿线各

站周边的城市服务设施布局情况进行了量化分析，揭示了设施多元化水平与范围半径的关系，不同类别设施对站点的依赖度，以及站点所在区位对周边设施布局的影响特点，为城市轨道交通站点周边的土地利用与设施配置提供了一定的借鉴。

关键词：轨道交通站点，POI, 服务设施，上海地铁10号线

Rearch on Urban Facilities around Metro Stations Based on POI Data

——The Case of Shanghai Metro Line 10

YE Zhongnan1，2

(1.Tongji University, 上海 200092；

2.East China Architecture Design &Research Institute,上海 200002)

Abstract：Taking POI data from network map as data base and using R as an analytical tool, this paper performed a quantitative analysis on urban facilities around Shanghai Metro stations in order to reveal the relationship between facility diversity and range radius, the difference of dependence on stations between facilities and the impact on facility diversity from location of stations. The result provides some reference to urban planners on land use and facilities distribution around urban rail transit stations.

Keywords: Urban Rail Transit Station, POI, Facility, Shanghai Metro Line 10

在现代大都市中，轨道交通站点周边地区往往不仅仅是公共交通集散的场所，更是各种社会、经济活动的集聚场所，是城市中最具活力的区域，而充足、多元的各类服务供给则是站点地区持续活力的重要支撑。研究轨道交通站点周边服务设施的分布情况有助于更好地了解站点地区对不同类型服务供给的需求量和吸引力，为轨道交通站点周边地区的土地利用和设施布局规划提供科学依据。

1.现有理论与研究

上世纪90年代源起于美国的公共交通导向发展模式(TOD)是近20年来广为认可的交通站点周边城市用地布局的指导理论(图1)，TOD在其多年理论和实践的发展过程中，形成了开发设计3D原则，即高密度(Density)开发、多样化(Diversity)土地利用和良好的设计(Design)，其中多样化原则提出了对交通站点周边土地复合使用和多元化服务供应的具体要求。

图1 典型TOD圈层模式

Fig.8 Typical concentric zone model of TOD

资料来源：彼得·卡尔索普.未来美国大都市——生态·社区·美国梦[M]. 郭亮,

译. 北京：中国建筑工业出版社,2009.

从我国现有的涉及轨道交通站点周边服务设施的研究来看，以站点地区现状或规划土地利用情况研究为基础的占大多数。杨励雅等（2006）建立了城市交通与土地利用之间互动的数学模型，并描述了两者“互补共生”的稳定平衡状态。付剑桥(2012)通过对相关城市发展理论以及社会、经济效益的研究，论证了轨交与商业空间综合开发的合理性及必要性，并结合国内外实例，提出了轨道交通综合枢纽与商业空间的一体化设计策略。周文竹等(2012)在研究“3D”模式对交通需求的影响中通过土地利用混合熵对广州花都区的功能多元化程度进行了衡量。

可以看到，不同性质的用地在空间、类别和规模上的组合可以间接地反映出轨道站点周边的各类服务供给概况，但是，单纯依靠土地使用信息来推测服务设施的布局规律还是存在一些不足，首先，用地性质是静态数据，一定规模商业或休闲用地的存在并不等同于相应规模商业或休闲设施的入驻和相应服务的正常供给，其次，城市用地有相应的分类标准，与服务设施研究所需要的类型细分并不能完全匹配。考虑到上述原因，本研究尝试采用网络地图POI作为基础数据，对上海地铁10号线沿线各站周边的各类服务设施的构成和规模进行统计分析，以探索站点周边地区对各类服务的需求以及由此产生的对不同服务设施的吸引力。

2.研究对象概况

上海轨道交通的运营里程数于2010年超越伦敦成为世界第一，截至2014年底，上海轨道交通全网运营线路总长已达548公里，车站共计337座，日最大客流量1028.6万人次，轨道交通的发展对上海的空间结构和土地利用有着重要的影响。

上海地铁10号线于2010年建成通车，线路连接整个中心城区的东北、西南角，贯穿整个城市中心，全线长度约为36公里，连接7个行政区，并在南京东路商业街、豫园老城厢、新天地、淮海中路、四川北路、五角场城市副中心、七浦路批发市场等重要商业中心区域均设有站点，是沿线各类服务设施分布最为密集的一条地铁线，被称为上海轨道交通的“最黄金线路”(图2)。地铁10号线目前全线共设31个站点，其中包括3个支线站点，本研究的对象主要为其主线上的28个站点及周边地区，总共涉及研究范围面积约56平方公里。

图2 上海地铁10号线线路图

3.数据来源与分析方法

3.1POI数据的清洗与选择

POI(Point of Interest)是网络地图的信息点，每个POI包含名称、地址、经纬度等基本信息和网络地图根据使用者需求赋予的扩展信息，海量POI构成了网络地图最重要的数据基础。

研究使用自编程序对上海地铁10号线各站周边500m，600m，700m和800m 范围内40多种设施的POI数据进行抓取，并通过数据标签和点类别属性对所获得的35842条数据进行了清洗和整理，将“公园”和“绿地”，“酒店”和“宾馆”等数据进行了合并，剔除了诸如“和平公园1号门”，“汽车配件超市”等不符合要求的数据点。在此基础上进一步将设施分为商业休闲，交通设施，医疗教育和公园绿地四大类别，同时对提供近似服务的各种设施进行相关性分析，在每个相关度较高的设施组中仅保留一项参与分析，如餐厅和酒吧，电影院和KTV等设施提供相似的服务，并且在统计上高度相关(表1)，因此仅选择餐厅和电影院作为餐饮类和休闲类服务的代表。最终选取了餐厅、酒店、超市、银行、电影院、公交站、停车场、小学、中学、医院、公园绿地等11项设施作为观察和研究的主要对象(表2 )。

3.2业态多元化水平评分

站点周边设施的多元化程度主要受到两方面的影响，一是设施的绝对数量，二是不同类型设施在全面性和数量上的组合比例。从11类服务设施的POI统计数据可以看到，站点周边不同类别的设施在绝对数量上具有很大的差异，其中餐厅的绝对数量远大于其它类别的设施(表3)。为了避免这种由设施本身特征带来的数量差异对多元化程度产生干扰，笔者通过R语言对数据进行了标准化处理，得到各站周边设施标准化评分，作为设施综合多元化的评价依据(表4)。对上述标准化评分数据进行主成份分析，并将结果归一化处理后得到10号线各站周边500m范围的服务设施多元化水平得分(表5)，通过相同方式可以得到600m，700m，800m范围的相应得分。

表5 各站500m范围服务设施多元化水平

3.3不同设施与站点关联度分析

不同类型的服务设施在由于在服务供应，使用频度，交通需求等方面具有较大的差异，因此设施在空间选址时对轨道交通的依赖性也各不相同。研究对各站500m，600m，700m，800m范围内的各类设施数量分组进行卡方检验，并汇总统一得到每一类设施与地铁站的关联度(表6)，关联度越高的设施越倾向于靠近地铁站布局。

4.实证结果概述

(1)对于穿越城市中心区的轨道交通而言，由于受到城市自身功能分区的影响，并非所有站点都会遵循TOD理论中多元化的理想模式发展，有相当一部分站点会因为其所在城市区域具有较明显的城市功能倾向而导致某些类型服务设施的供给特别充足或显著缺失，这一现象在高级别的各类城市功能中心尤其显著。上海

地铁10号线各站500m内设施高度多元化(评分在0.9以上)的站点仅有3个，分别为四川北路站、南京东路站和陕西南路站，而开发基本符合TOD模式所提倡的多元化发展原则(评分在0.5以上)的站点有11个，约占总数的43%。

(2)由于不同的服务设施在提供服务类别，单个设施服务能力，服务需求度等多方面的差异，每个不同类的设施对站点地区设施多元化水平的贡献度有较大的差异，总体而言，使用频度较低，单个设施服务供应能力较强，提供服务需求度较低的设施对多元化水平的单位影响力更大(表7)。

(3)无论设施多元化程度如何，对于大部分站点地区而言，总是越是接近站点，设施的种类相对越是丰富，设施密度也越高。对比各站周边500m，600m，700m 和800m的数据可以发现，有24个站点周边的距离-多元化水平曲线都呈现向下的趋势(图3)，显示出服务设施多元化水平和与站点的距离之间具有较稳定的负相关关系。

图3 各站500m,600m,700m,800m范围设施多元化水平比较

(4)不同设施对站点的依赖程度不同。从卡方计算的统计结果来看，酒店是在选址上最倾向于靠近轨道交通站点的设施，这在很大程度上是由于酒店的使用者往往来自城市以外，对城市的熟悉程度有限，对于方便、快捷地到达酒店的意愿强烈，医院对站点的依赖程度排在第二，可以推断患者由于身体状况的原因更倾向选择交通便捷的医疗设施，而小学、中学、银行等设施由于其服务半径往往接近或小于地铁站距，因此对于站点的依赖度较低。

(5)站点地区的设施多元化水平与站点所处的区位条件有关。从对上海地铁10号线的研究来看，总体上接近城市中心的站点周边服务设施数量较多并且种类较为丰富，处于城市外环以外，外中环之间，内中环之间和内环以内的站点在平均设施多元化水平上有着明显的差异(图4)。此外，由于公共服务设施之间在客观上存在竞争性，而城市中心区的站距通常比较小，因此在市场竞争和集聚效应的作用下，一定区域范围内的设施往往会向某一个站点集中，形成相邻站点之间设施多元化水平往往差异较大的现象。

图4 各站设施多元化水平

(6)在研究涉及的28个站点之中，有9个站点为2线换乘的轨道交通换乘站，对周边地区设施的影响实际为两个站点共同作用的结果，但从实际影响效果来看，换乘站地区在设施的多元化水平上相对于相邻站点并没有显著的优势，可见对换乘站地区而言，多个站点对周边服务设施布局影响的边际效应是非常小的。

5.结语

轨道交通站点周边的城市土地使用一直是城市研究者们关注的热点课题之一，站点周边合理的设施布局不仅有利于城市土地价值的充分利用(商业休闲类设施)，同时也是社会公平的体现(公共服务类设施)。网络地图POI数据及其分析方法的成熟为这一课题提供了基于大数据的全新动态视角，同时也揭示了一些在传统数据下难以发现的现象、问题和规律，这些发现将对城市轨道交通站点周边的土地利用和设施配置产生积极的指导意义。

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