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基于高精时空数据的城市通勤特征画像与机理解析关键技术

发布时间: 2021-12-06

基本信息

合作方式: 技术服务
成果类型: 发明专利
行业领域:
城建规划
成果介绍

1.研究成果
1)“城市通勤数据画像”方法体系。从人的体验、城市空间、交通服务多维视角,构建起“1个综合评估目标+6类核心监测指标+N种空间挖掘分析”的通勤数据城市解析框架,形成数据解析、特征解析、规律解析的技术方法体系。
2)中国主要城市通勤监测平台。将“城市通勤数据画像方法体系”转化为产品化的信息平台能力,实现覆盖中国超过10亿人口的职住数据汇聚与通勤特征挖掘,支撑城市通勤的持续监测。
3)中国主要城市通勤监测报告。建立年度报告制度,首期报告选取中国36个主要城市,首次利用相同口径真实数据呈现了中国城市的通勤空间画像。
2.关键技术
1)高空间精度与识别信度职住地通勤特征提取技术:以精准还原个体级职住地点与通勤出行特征为目标,在“高空间精度与识别信度职住地提取”和“通勤出行交通方式推断”方面取得突破。
【突破1】基于轨迹追踪的职住地点提取技术。①基于连续长周期个体级位置轨迹数据,借助DBSCAN空间聚类和XGBOOST特征挖掘智能算法,通过驻留地点识别与追踪差分算法实现不同通勤模式职住地点的准确判别,通过网络路由与POI的融合算法实现建筑级精准定位。②算法对职、住地识别准确率分别达到88%和91%,空间定位精度达到40米内,处于国际领先水平。③获得专利《用于确定目标地址的方法和装置》,论文《基于互联网位置数据的通勤特征挖掘技术》。
【突破2】多元信息融合的通勤特征挖掘技术。①通过融合空间定位、群体画像、行为特征、公交便利性四大类71种特征数据,基于XGBOOST算法,攻克小汽车、轨道交通、公共汽车、自行车、步行等5种通勤交通方式的推断技术。②轨道和公交方式判别准确率达到86%。③获得专利《推送信息的方法和装置》,论文《街区尺度下的通勤出行方式挖掘及其影响因子》。
2)基于复杂网络的城市通勤空间识别与度量技术:建立适应中国城镇特征的都市圈空间范围界定标准,实现城市通勤空间尺度与形态的量化度量分析。
【突破3】都市圈多级腹地空间范围识别技术。①依据复杂网络理论,构建基于网络连接度的都市圈空间范围识别模型,实现对于都市圈向心通勤吸引和外围辐射拓展两级腹地的特征刻画与空间识别。②相比国际惯用的向心通勤率,更准确的还原中国都市圈不同发展阶段的圈层空间特点。方法纳入《都市圈国土空间规划编制规程》。③申报专利《一种基于通勤大数据的都市圈范围确定方法及系统》,论文《基于LBS数据的天津市双城通勤圈研究》和《基于大数据与网络分析的长三角城市群识别研究》。
【突破4】通勤空间范围标准差椭圆度量技术。①创新定义通勤空间半径,构建覆盖90%通勤人口的标准差椭圆空间计算方法,实现不同规模、形态城市的通勤空间尺度同口径度量。②实证研究表明,通勤空间半径与城市交通模式相契合,椭圆形态呈现城镇空间特征。③申报专利《一种活动空间分布的分析方法、装置、设备和存储介质》,论文《中国多中心城市发展及其决定因素:地理空间大数据视角》。
3)基于最优通勤理论的职住空间结构量化解析技术:创新建立了职住分离度和职住空间结构的量化解析方法。
【突破5】职住分离量化评估计算方法。①引入最优通勤理论,构建基于高精度通勤OD数据的职住分离度计算方法,实现对于职住平衡的量化精准度量。②职住分离度指标与城市就近通勤比重的相关系数达到***,准确反应城市的职住空间分布和平衡程度。③申报专利《面向职住分离评价的空间单元尺度优化方法及系统》,论文《基于通勤大数据的城市职住分离度研究》。
【突破6】城市职住空间结构识别方法:①通过对“职住独立性”、“区内通勤”、“人口密度”、“通勤连接度”多维度特征的量化提炼,构建城市职住空间结构的解析方法,准确识别就业中心、大型居住区、一般建成区、独立组团等职住特征空间。②实例应用证明,方法能够深入挖掘细部空间的职住特征、呈现城市空间结构关系。③申报专利《一种区域职住平衡空间类型确定方法及系统》,论文《基于互联网位置数据城市职住平衡特征研究》和《基于时空大数据的北京城市功能混合评估方法及规划策略》。
4)基于拓扑计算的职住空间与交通服务耦合分析技术:创新定义轨道覆盖通勤和公交通勤服务能力,实现通勤与交通耦合分析技术的重要提升。
【突破7】轨道与城市空间契合度评估方法。①创新定义轨道覆盖通勤的概念,建立基于互联网地图的空间拓扑计算方法,实现对于轨道走向与通勤空间契合度的量化评估。②与轨道覆盖人口相比,覆盖通勤指标与客流强度相关性更高,更能体现轨道规模、线路走向与城市空间的匹配程度,被纳入《城市体检指标体系》。③申报专利《一种城市轨道覆盖比例确定方法及系统》,论文《全国主要城市轨道交通覆盖通勤空间特征研究》。
【突破8】公交通勤服务能力评估分析技术。①创新定义了公交通勤服务能力的评估指标,建立通勤OD数据与多链条出行信息融合算法,实现全口径通勤人口,门到门的公交通勤出行时间的精确提取。②实例应用表明,算法全面呈现城市公交服务水平,并准确判定公交薄弱空间。③申报专利《一种基于互联网地图数据的公交评价方法及系统》,论文《疫情下公共交通系统通勤客流测算及优化建议》。
5)海量时空数据敏捷计算分析引擎构建
【突破9】海量时空数据汇聚挖掘架构。①建立基于ODP数据架构,通过Opera虚拟化环境部署的通勤监测数据平台。②实现覆盖全国超过10亿人口的职住数据汇聚与通勤特征挖掘,并建立职住地识别的月度更新机制。③获得专利《人口迁徙目的确定方法、装置、设备及存储介质》。
【突破10】动态通勤解析敏捷计算架构。①基于lambda架构,借助Dstream3和慧眼OLAP时空数据分析引擎搭建计算平台。②实现100个以上城市日均百亿级数据的实时处理、PB级历史数据的深度挖掘。③申报专利《一种基于移动位置数据的城市通勤特征解析系统》。

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